申錫坤，李朝燦

一種新型陶瓷原料
——強(qiáng)蝕變(高嶺石化)花崗斑巖

申錫坤，李朝燦

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖南總隊(duì)，湖南 株洲 412011)

本文在論述湖南省馬頸坳高嶺土礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，研究了強(qiáng)蝕變花崗斑巖和強(qiáng)蝕變石英斑巖的特征和五種配方的制瓷試驗(yàn)，進(jìn)而指出了強(qiáng)蝕變花崗斑巖是一種新型的陶瓷原料。

新型陶瓷原料；高嶺土礦；強(qiáng)蝕變花崗斑巖；強(qiáng)蝕變石英斑巖

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民物質(zhì)生活水平的提高，需要的日用陶瓷產(chǎn)品愈來(lái)愈多，陶瓷工業(yè)生產(chǎn)所需的主要原料高嶺土，尤其是優(yōu)質(zhì)高嶺土原料日趨緊張，因而尋找新的陶瓷原料愈來(lái)愈迫切。

湖南省馬頸坳高嶺土礦系花崗斑巖風(fēng)化殘積型礦床，該項(xiàng)目獲得了全國(guó)危機(jī)礦山接替資源找礦重大找礦突破獎(jiǎng)。經(jīng)分析研究區(qū)域資料發(fā)現(xiàn)，花崗斑巖自變質(zhì)作用強(qiáng)烈，因而選擇花崗斑巖進(jìn)行評(píng)價(jià)。經(jīng)系統(tǒng)深部工程控制和取樣發(fā)現(xiàn)，花崗斑巖強(qiáng)烈高嶺石化和絹云母化，經(jīng)制瓷試驗(yàn)并獲成功，現(xiàn)已為瓷廠開采利用。強(qiáng)蝕變花崗斑巖規(guī)模大，質(zhì)量良好，為陶瓷工業(yè)提供了新的原料基地。

1 礦床地質(zhì)概況

1.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層由老至新有薊縣系(Jx)、泥盆系(D)、白堊系(K)。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)處于湖南瀏陽(yáng)—衡東早期華夏隆起帶中部，即位于石回咀北東向構(gòu)造和箭桿山帚狀構(gòu)造組成一條北東向的隆起帶的東南。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為壓扭性斷裂，呈北東向延伸，斷裂面傾向北西。循斷裂帶常見擠壓帶、破碎帶，并對(duì)巖體有控制作用。

1.3 巖漿巖

印支期巖漿巖為區(qū)內(nèi)最大的一次巖漿活動(dòng)，其中第三次侵入體花崗斑巖、第四次侵入體石英斑巖與成礦關(guān)系密切。

第三次侵入體——花崗斑巖：巖體沿北東方向呈不規(guī)則狀分布。巖石呈灰白色、黃白色，中細(xì)粒斑狀結(jié)構(gòu)，由斑晶和基質(zhì)組成。斑晶以長(zhǎng)石為主，石英次之(≤4%)，斑晶大小0.3～4mm，含量15%～30%；基質(zhì)由石英、云母、長(zhǎng)石組成。

第四次侵入體——石英斑巖：石英斑巖出露面積占巖體總面積10%左右，該巖體侵入第三次侵入體——花崗斑巖中，呈巖株產(chǎn)出。巖石呈灰白色，深部呈淺黃綠色。據(jù)鏡下資料，巖石呈變余斑狀結(jié)構(gòu)、基質(zhì)變余微粒結(jié)構(gòu)。斑晶以六方雙錐狀石英為主，長(zhǎng)石斑晶量少。礦物成分：長(zhǎng)石、石英、云母。

2 礦體特征

該礦床為印支期花崗斑巖和石英斑巖(以前者為主)經(jīng)蝕變后而成，長(zhǎng)石無(wú)論是斑晶還是基質(zhì)基本上被高嶺石、絹云母交代。花崗斑巖蝕變類型以高嶺石化為主，還有約＜4%的長(zhǎng)石未自身變質(zhì)；石英斑巖蝕變類型以絹云母化為主，高嶺石化次之。礦體呈巖墻、巖株產(chǎn)出。礦體與圍巖呈侵入接觸關(guān)系，二者界線分明，易于辨認(rèn)，接觸面產(chǎn)狀為70°左右。

2.1 礦物特征

高嶺石：原巖中的長(zhǎng)石斑晶和基質(zhì)中的長(zhǎng)石被高嶺石交代，呈自形板狀，謂之假象長(zhǎng)石，常和石英及少量絹云母共生。長(zhǎng)石斑晶高嶺石化時(shí)排出多余的SiO2在其周圍形成一圈次生石英。高嶺石衍射峰不明顯，結(jié)晶度不高(圖1)，電鏡下呈不規(guī)則片狀，片徑0.5～2μm，詳見照片(圖2)。

絹云母：石英斑巖中的長(zhǎng)石被后期熱液蝕變而成，僅保留自形板狀輪廓，常與石英、高嶺石共生。

石英：自形熔融渾圓狀，少數(shù)溶蝕港灣，見基質(zhì)包體，可呈聚斑，粒度大小0.4～3.2mm。

黑云母：均被白云母交代并析鐵，粒度0.4～1.3mm。

2.2 化學(xué)成分

礦石主要有益有害化學(xué)組分為SiO2、Al2O3、Fe2O3和TiO2。兩種類型的礦石主要有益有害組分含量及平均品位為：

強(qiáng)蝕變花崗斑巖：SiO2為66.68%～81.30%，平均為75.75%；Al2O3為12.37%～18.48%，平均為14.39%；Fe2O3為0.34%～2.27%，平均為1.44%。

強(qiáng)蝕變石英斑巖：SiO2為70.28%～81.30%，平均為77.09%；Al2O3為13.00%～17.62%，平均為14.08%；Fe2O3為0.40%～2.15%，平均為1.24%。2.3 礦石類型

據(jù)礦物成分，可分為高嶺石化花崗斑巖和絹云母化石英斑巖兩種類型。

高嶺石化花崗斑巖型：顏色為黃白色、白色、淺黃綠色，中粗粒斑狀結(jié)構(gòu)；分布面積較大，該類型約占礦石總量93.6%；主要礦物成分為石英、高嶺石、長(zhǎng)石及絹云母。

絹云母化石英斑巖型：淺部顏色為黃白色、白色，深部顏色為淺黃綠色，顯微粒狀結(jié)構(gòu)；出露面積小，該類型約占礦石總量6.4%；主要礦物成分為石英、絹云母、長(zhǎng)石及高嶺石。

3 制瓷試驗(yàn)

3.1 試樣采取

(1) 按礦石類型、礦物組分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及風(fēng)化程度在深部工程中采取，樣重＞50kg，共采取4件樣品，其樣品基本情況及分析結(jié)果見表1。

表1 主料化學(xué)成分

(2) 花斑狀高嶺土夾強(qiáng)蝕變花崗斑巖碎塊、強(qiáng)蝕變(高嶺石化)花崗斑巖和強(qiáng)蝕變(絹云母化)石英斑巖作制瓷試驗(yàn)的主要原料，為提高坯料的成型性，用高嶺土作輔料，輔料化學(xué)成分見表2。

表2 輔料(高嶺土)化學(xué)成分(%)

3.2 制瓷試驗(yàn)

(1) 工藝流程。

制瓷試驗(yàn)按如下工藝流程進(jìn)行：配料→球磨→過(guò)篩(2層：上層120目，下層160目) →吸鐵→榨泥→成品入庫(kù)→坯料制備→成型→干燥→施釉。

(2) 配方

制瓷試驗(yàn)配方見表3。

表3 制瓷試驗(yàn)配方

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

按五種配方進(jìn)行制瓷試驗(yàn)，均獲得滿意結(jié)果，其產(chǎn)品性能：吸水率＜0.08%，熱穩(wěn)定性280～20℃通過(guò)，總收縮：10%～13.5%，燒結(jié)溫度范圍：高溫1 350～1 390℃、中溫1 180～1 280℃，抗折強(qiáng)度：570kg/cm2，體積密度2.3～2.6g/cm3。

4 結(jié)論

從制瓷試驗(yàn)可知，馬頸坳強(qiáng)蝕變花崗斑巖和石英斑巖用量50%～80%，輔料用量高嶺土12%～50%、石英0～10%，長(zhǎng)石基本上不用(僅3#配方用量8%)，制瓷試驗(yàn)獲得成功，產(chǎn)品合格。且該類型礦石為長(zhǎng)豐瓷廠以其作主料生產(chǎn)“長(zhǎng)豐”牌高標(biāo)系列日用瓷獲得良好效果所證實(shí)。因而強(qiáng)蝕變花崗斑巖在陶瓷生產(chǎn)中，兼有高嶺土、長(zhǎng)石、石英的用途，是一種新的陶瓷原料。

強(qiáng)蝕變花崗斑巖資源量豐富，開采條件好，對(duì)生態(tài)環(huán)境不造成影響，交通方便，具有很好的使用與開發(fā)價(jià)值。它的開發(fā)利用對(duì)我國(guó)陶瓷工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

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2011-12-16