淺談內蒙古阿拉善左旗額里斯礦區粘土巖礦成礦環境及礦體特征研究

鮮紅兵

（甘肅煤田地質局一四五隊，甘肅 張掖 734000）

1 礦區概括

礦區位于內蒙古自治區阿拉善左旗旗府所在地巴彥浩特鎮，行政區劃隸屬內蒙古自治區阿拉善左旗嘉爾嘎勒賽漢鎮(孿井灘)管轄。區內礦產分布眾多，主要礦種有銅、金、粘土、油頁巖等。近年當地政府積極引資勘察開發當地礦產資源，隨著地質勘察工作的展開陸續發現了許多礦種表明該區域上具有很好的找礦前景。

2 含礦地層及沉積環境

（1）區域地層。區域內地層出露較全，分布的地層有：泥盆系中統沙流水組（D3s）、石炭系下統前黑山組（C1q）、石炭系下統臭牛溝組（C1c）、石炭系上統土坡組（C2t）、白堊系下統廟山湖組（K1ms）、古近系清水營組（E3q）、新近系紅柳溝組（N1h)及第四系（Q）。

泥盆系上統中寧組（D3z）：巖性主要為淺紫灰、紫灰色粉砂巖，淺灰、淺灰綠、淺棕黃色細粒砂巖與粉砂巖，中厚～薄層狀粉砂巖及細粒石英砂巖，泥質粉砂巖、粉砂質泥巖等。石炭系下統前黑山組（C1q）：巖性主要為細礫巖、細～粗粒石英砂巖、鈣質粉砂巖、頁巖、灰巖及白云質灰巖；局部夾劣質無煙煤或石膏。石炭系下統臭牛溝組（C1c）：巖性主要為細礫巖、細～粗粒石英砂巖、鈣質粉砂巖、頁巖、灰巖及白云質灰巖；局部夾劣質無煙煤或石膏。石炭系上統土坡組（C2t）：巖性主要為厚～中厚層中～細粒、粗粒石英砂巖、粉砂巖、頁巖、炭質頁巖、粘土巖，底部為砂礫巖。白堊系下統廟山湖組（K1ms）：巖性主要為泥巖、含砂泥巖、含鈣質結核粉砂質泥巖，底部為礫巖。古近系漸新統清水營組（E3q）：巖性為棕褐色礫巖，棕黃色、淺棕黃色粘土巖及含砂泥巖，含鈣質結核粉砂質泥巖。新近系紅柳溝組（N1h）：巖性主要為淺紅色礫巖、粗～中粒砂巖、粉砂質泥巖等。第四系更新統及全新統（Q）：巖性主要為沖洪積的礫石、砂、砂質粘土，風積沙和黃土。

（2）含礦地層。礦區粘土巖賦存于白堊系廟山湖組，鉆探資料得知該地層厚為204.49m，巖性主要為紅棕色(傾向15°，傾角5°～15°)與上覆第四系地層呈不整合接觸。本組分上、中、下三個巖段，由上到下敘述如下。

上巖段（K1ms3）：紅棕色，巖性為局部磚紅色、灰綠色、紫紅色粘土巖、泥質砂巖、細砂巖等，地層走向近東西，南翼傾泥質砂巖，厚度最小2.60m、最大15.40m、平均10.19m。該巖段是陶粒用粘土礦層的直接頂板。中巖段（K1ms2）：紅棕色粘土巖，厚度最小12.0m、最大42.0m、平均31.27m。該巖段是陶粒用粘土礦層，是研究工作的目標礦層。下巖段（K1ms1）：紅棕色～深棕色，巖性為細砂巖，鉆探揭露厚度33.50m，未揭穿該段地層。

（3）含礦地層沉積環境。由于受燕山運動影響白堊系早期發生沉降活動，較為普遍的接受了沉積。白堊系早期沒有繼承中晚期侏羅系熱帶濕潤氣候，而為熱帶干旱氣候，由于氣候和環境的改變，一些繁盛于侏羅系的生物群沒能延續下來，形成與晚侏羅明顯差別的“熱河生物群”與其相近的生物群，沉積相由深--淺湖泊相轉變為河流相。盆地邊緣地區伴有沖積扇型粗碎屑巖沉積，隨著白堊系中晚期由于氣候干熱轉為溫濕，隨著氣候的變化和沉降運動的緩和盆地中心由河流相向湖泊相過渡沉積，湖泊沉積作用占據了重要的地位。綜合沉積環境湖泊的沉積為粘土巖儲存了物質基礎。

3 礦體特征及化學、物理性能

（1）礦體特征。礦物成分為鋁硅酸鹽類巖石長期風化而成的次生粘土。為了進一步了解粘土巖主要粘土礦物組成(蒙脫石、伊利石、高嶺石)，通過樣品X-射線衍射分析和掃描電子顯微鏡分析。得出如下結論。

蒙脫石含量約15.6%～20.6%，平均18.1%，顆粒細小，約0.2μm～1μm，呈現蜂窩狀、絲絮狀等，具膠體分散特性，通常都呈塊狀或土狀集合體產出，在電子顯微鏡下可見到片狀的晶體，顏色為白灰。伊利石含量占46.5～56.6，平均51.2%。呈白色，因雜質而染成黃、綠、褐等色；底面解理完全，硬度1～2；呈極細小的鱗片狀晶體，透射電子顯微鏡下呈不規則的或帶棱角的薄片狀，呈土狀集合體產出。高嶺石含量占7.3%～9.7%，平均8.41%。具極完全解理，硬度2.0～3.5。呈書頁狀、蠕蟲狀，多以孔隙充填的形式存在于粒間孔隙。其晶間結構比較松，集合體光澤暗淡或呈蠟狀。

分析結果顯示，粘土礦物除蒙脫石、伊利石、高嶺石之外，還包括綠泥石、水云母、伊蒙混石、埃洛石、海泡石等，因其含量極小，未進行特征分析。

（2）化學成分分析。經檢測采集樣品分析：SiO2含 量52.77%～57.23%，平 均54.13%；Al2O3含 量15.68%～18.74%，平均17.31%；Fe2O3含量5.49%～5.91%，平均5.64%；CaO+MgO含量2.96%～5.22%，平均4.15%；K2O+Na2O含量3.55%～4.88%，平均4.26%；有機質含量1.05～1.77，平均1.40%；燒失量5.29%～8.41%，平均6.72%綜合各項數據，化驗成果較穩定。

（3）物理性能分析。通過對采集礦層對其顆粒度、膨脹性能、可塑性、耐火度、膨脹率、熔融溫度等均介于規范要求之內，符合后期開采要求。

4 產品用途及市場需求

陶粒粘土巖是一種制陶的人造顆粒，以粘土、亞粘土等為主要原料，經加工制粒，燒脹而成，粒徑在5mm以上的輕粗集料稱為陶粒粘土巖。

陶粒粘土巖其本質具有經濟實用、節能環保，具有輕質、強度高、吸水率低、隔熱保溫、抗凍耐腐蝕等特點，大量運用于配置高層建筑結構砼、屋面找坡、保溫隔熱、污水處理、園林綠化、無土栽培等領域。

陶粒粘土巖在日常生活建筑中廣泛用非承重墻體的隔音導熱。陶粒粘土把流行并成熟的陶粒層狀蓄水型排水系統廣泛應用于地下車庫頂板綠化。由于陶粒粘土巖由表及里有許多微孔，具有一定的機械強度，吸水、透氣、持肥能力強。小顆粒堆砌在一起形成許多空穴，透氣利水，不會板結。干燥狀態下沒有粉塵，飽水后不會解體，不產生泥水，這種基質遠優越于大自然中的泥土。

5 結語

陶粒粘土巖其本質經濟實用，節能環保，具有輕質、高強度、吸水率低、隔熱保溫、抗凍耐腐蝕等特點，隨著我國經濟的發展會進一步廣泛用于工業生產中，帶來社會經濟效益。但因其經濟價值相對于其他礦床相比低，在以后的開發中更要注重環保問題，使得資源利用和環境發展協調共同進步。