王潤(rùn)婷，李雪，余學(xué)磊

（成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院， 四川成都 610059）

1 礦物學(xué)特征及其物化特征

海泡石又稱蛸螵石，土名又稱“山軟木”，“山柔皮”。最早命名于1847年，由于質(zhì)輕似烏賊多孔骨骼而得名，后又叫“海泡沫”。海泡石與坡縷石（凹凸棒石）同屬2：1型層結(jié)構(gòu)，海泡石比坡縷石晶格中能容納更多的沸水石，故具更為優(yōu)越的物化性質(zhì)和工藝性能。海泡石的理論結(jié)構(gòu)式為：Si12Mg8O30(OH)4(H2O)4·8H2O［1］。海泡石根據(jù)形態(tài)又可分為α海泡石和β海泡石［2］。α海泡石指纖維狀變種，β海泡石則指土狀，致密或者非晶質(zhì)變種。一般常見(jiàn)β海泡石，α海泡石少見(jiàn)。

1.1 一般礦物特征

純凈的海泡石一般為白色或乳白色略帶銀灰綠、粉紅，以至深紅色。比重為2.0～2.3，硬度為2～2.5［3］。為二軸負(fù)光性，折射率為1.50，2V約為0°～60°。Ng=1.525～1.529，Np=1.506～1.520。

海泡石礦物，晶石細(xì)小，肉眼和顯微鏡下一般難以鑒別。一般利用X射線分析，紅外吸收光譜、熱分析及顯微鏡來(lái)進(jìn)行鑒定。

1.2 X射線分析

海泡石的X射線分析d（110）衍射峰為12.05A?！?2.3A。，與d（110）衍射峰為10.5的坡縷石（或凹凸棒石）區(qū)別。當(dāng)濕度為50‰時(shí)，特征衍射峰值則變?yōu)?1.98 A。。加熱處理，X射線衍射峰，在300℃以前變化不明顯。達(dá)400℃時(shí)，d（110）衍射峰下降，同時(shí)出現(xiàn)8.00A。峰，升溫至500℃時(shí)，d（110）由11.05A。移至9.85～10.2 A。，8.00A。處增強(qiáng)，且有新峰4.37出現(xiàn)。

1.3 差熱分析

海泡石差熱分析如表1：

表1 海泡石差熱分析

1.4 紅外吸收光譜

海泡石的紅外吸收光譜：強(qiáng)吸收帶3562cm-1，3380cm-1，1650cm-1，1025cm-1，980cm-1，475cm-1，442cm-1。

1.5 電子顯微鏡下特征

海泡石在電子顯微鏡下，呈細(xì)條狀，針狀礦物的束狀聚集，少量呈短棒狀。

1.6 物化特征

由于海泡石具有特殊的層鏈狀晶體結(jié)構(gòu)和富鎂低鋁的化學(xué)組分，致使海泡石除具有一般粘土的物化特征外，還具有熱穩(wěn)定性和抗鹽性等物化性質(zhì)，比蒙皂石類(lèi)更優(yōu)良的工藝性能。

2 海泡石粘土礦找礦及地質(zhì)簡(jiǎn)況

2.1 國(guó)內(nèi)外海泡石分布概況

國(guó)外海泡石的發(fā)現(xiàn)地雖較多，具有一定規(guī)模，但形成工業(yè)礦床的不多，其可分為熱液蝕變型和沉積型兩大類(lèi)。

熱液蝕變型海泡石大都以脈狀產(chǎn)于蛇紋巖、大理巖、白云質(zhì)灰?guī)r中，一般質(zhì)較純，厚度不大，規(guī)模太小，無(wú)多大工業(yè)意義。如美國(guó)內(nèi)華達(dá)州、日本Elko縣Ferber礦區(qū)產(chǎn)于二疊紀(jì)白云質(zhì)灰?guī)r，與石英二長(zhǎng)巖接觸處的脈狀海泡石。我國(guó)安徽全椒、河南商縣、四川石棉、湖北廣濟(jì)、浙江臨安、廣西都安等地的脈狀海泡石都屬此類(lèi)型。

沉積型海泡石，是目前世界已知的海泡石工業(yè)礦床類(lèi)型。國(guó)外海泡石工業(yè)礦床不多，僅分布在美國(guó)、法國(guó)、土耳其、西班牙、塞內(nèi)加爾等國(guó)［4］，而且大多產(chǎn)于較新的地層中。西班牙是世界海泡石資源最豐富的國(guó)家，海泡石儲(chǔ)量的2000萬(wàn)噸，占國(guó)外已知海泡石儲(chǔ)量（約3000萬(wàn)噸）的66%［5］。我國(guó)產(chǎn)于二疊系的海泡石礦床以礦層產(chǎn)出時(shí)代老、分布廣、厚度大、品位較低、規(guī)模大為特點(diǎn)，主要分布在贛西-湘東-湘中和湘西北以及陜南一帶二疊系下統(tǒng)茅口組下部和棲霞組上部地層中。

2.2 二疊系海泡石粘土礦床

2.2.1 找礦工作

我國(guó)對(duì)海泡石礦床，最早于1947年章人駿［6］在牯牛嶺小坡村一帶進(jìn)行樂(lè)平“白土”的地質(zhì)調(diào)查時(shí)，經(jīng)常規(guī)觀察確定“二疊系鳴山層下部灰白耐火粘土中海泡石的存在”，但一直未引起人們的足夠重視。于1963年和1978年經(jīng)彭琪瑞［7］、張?zhí)鞓?lè)［8］等利用X射線衍射分析和電鏡掃描等手段證實(shí)其海泡石存在，才引起了注意。國(guó)內(nèi)海泡石的找礦評(píng)價(jià)工作，最早在江西牯牛嶺地區(qū)系統(tǒng)開(kāi)展，在有關(guān)科研和實(shí)驗(yàn)單位的協(xié)助下，首次在我國(guó)發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)出于二疊系茅口組中具工業(yè)意義的海泡石粘土礦床。繼而在湖南瀏陽(yáng)永和二疊系棲霞組中找到大型海泡石礦，并首次正式提交了我國(guó)第一份海泡石儲(chǔ)量報(bào)告。相繼，海泡石找礦工作蓬勃開(kāi)展起來(lái)，成效顯著，在湖南湘潭石潭、石門(mén)陳家灣、湘鄉(xiāng)龍洞和陜西寧強(qiáng)等地找到和評(píng)價(jià)了一批二疊系海泡石粘土礦床，此外湖南瀘溪、沅陵、慈利、寧鄉(xiāng)、新化、婁底、茶陵等縣和北川、黔東、滇東、粵北等地陸續(xù)在二疊系地層中發(fā)現(xiàn)海泡石礦點(diǎn)和找礦線索十余處，展示了二疊系海泡石粘土礦床的廣闊找礦前景。

2.2.2 礦床特征簡(jiǎn)介

（1）二疊系海泡石粘土礦按其成因和風(fēng)化特征可分為沉積型海泡石粘土礦(即原巖型礦)和沉積風(fēng)化改造的粘土型海泡石粘土礦。原巖型礦產(chǎn)于10m～15m以下。風(fēng)化、半風(fēng)化型粘土礦產(chǎn)于地表和淺部，呈過(guò)渡關(guān)系。

（2）含礦層位：江西樂(lè)平牯牛嶺，湖南湘潭石潭，湘鄉(xiāng)龍洞為二疊系下統(tǒng)茅口組下部。陜西寧強(qiáng)海泡石粘土礦為二疊系下統(tǒng)茅口組中部，湖南瀏陽(yáng)永和海泡石粘土礦產(chǎn)于二疊系下統(tǒng)棲霞組上段靠近茅口組界線部位，石門(mén)陳家灣則產(chǎn)于二疊系下統(tǒng)棲霞組下部灰?guī)r段中上部（比瀏陽(yáng)永和海泡石產(chǎn)出層位稍下一些）。

（3）含礦巖系巖性組合為泥灰?guī)r、鈣鎂質(zhì)頁(yè)巖（含海泡石）及透鏡狀灰?guī)r，含燧石灰?guī)r或燧石層，其間產(chǎn)“菊花石”和大量的生物碎屑。

（4）該類(lèi)海泡石礦床一般規(guī)模較大，礦層穩(wěn)定，礦層呈層狀、似及狀、透鏡狀產(chǎn)出。原巖型礦體產(chǎn)狀與圍巖一致，風(fēng)化粘士、半風(fēng)化粘土型礦隨風(fēng)化深度而變化。一般見(jiàn)風(fēng)化、半風(fēng)化的粘土型礦礦層1～2層，原巖型礦有1～數(shù)層。粘土型礦厚數(shù)米，最厚可達(dá)22.15m。

（5）礦石可分為粘土型和原巖型以及半風(fēng)化型三類(lèi)［9］，后一類(lèi)為前兩類(lèi)的過(guò)渡類(lèi)型，三者之間無(wú)明顯界線。一般分為粘土型和原巖型。以粘土型質(zhì)量最佳，半風(fēng)化型次之，原巖型礦石較差。粘土型礦，一般海泡石含量高，造漿性能好，脫色力強(qiáng)，目前，工業(yè)利用效果好。原巖型礦石，一般含海泡石含量低些，造漿性能差，脫色能力較粘土型差，目前工業(yè)利用效果較差見(jiàn)表2，但原巖型礦厚度大，礦層穩(wěn)定，儲(chǔ)量規(guī)模巨大，是不可忽視的潛在海泡石資源，隨著選礦和利用技術(shù)的不斷提高，必將開(kāi)拓其工業(yè)利用途徑。

（6）礦石的礦物成分，主要為海泡石、滑石、石英和方解石，其次為蒙距石、富鎂蒙脫石、伊利石、高嶺石和白云石等。不同礦石類(lèi)型的礦物共生組合近似，僅含量有明顯的差異。隨著風(fēng)化程度的加深，礦石中海泡石、滑石、石英和蒙脫石含量有明顯增加的趨勢(shì)。而方解石卻恰好相反，風(fēng)化深含量低，風(fēng)化淺含量高。

（7）礦石化學(xué)成分以富鎂低鋁為其特點(diǎn)。

（8）礦石工藝性能：粘土型礦石在飽和鹽水中造漿性能優(yōu)良，一般4～10m3/t；最高可達(dá)20.7m3/t；脫色力強(qiáng)，活化后一般達(dá)120～200，最高達(dá)252.2。各礦區(qū)海泡石含量、物化特性、工藝性能有所差異，應(yīng)以各自礦石物化性質(zhì)、工藝性能作為選擇利用途徑的依據(jù)。已知各海泡石礦區(qū)的礦石化學(xué)成分、物化性質(zhì)和工藝性能詳見(jiàn)表2。

表2 國(guó)內(nèi)各海泡石黏土礦區(qū)礦石物化性質(zhì)及工藝性能統(tǒng)計(jì)表

（9）礦區(qū)內(nèi)一般未受強(qiáng)烈構(gòu)造斷裂及巖漿活動(dòng)的影響，巖石經(jīng)受變質(zhì)程度低，礦層上下伴生的煤層變質(zhì)較低，屬長(zhǎng)焰煤，氣煤及肥煤變質(zhì)階段(I～I(xiàn)II級(jí))。變質(zhì)程度高，海泡石則演變?yōu)榛?0］，海泡石粘土礦床則向滑石粘土礦演變。如江西宜春上高，湖南保靖卡棚、澧縣方石坪等地。

（10）礦區(qū)一般巖層產(chǎn)狀較平緩，地形平緩，水文條件良好，利于風(fēng)化型礦石的形成和礦的富集，但風(fēng)化程度過(guò)強(qiáng)，海泡石保存不好，轉(zhuǎn)化為滑石，如大庸天子山。

3 結(jié)論

綜上，我國(guó)產(chǎn)于二疊系的海泡石礦床成礦條件好，礦床類(lèi)型多，工藝性能優(yōu)良，以礦層產(chǎn)出時(shí)代老、分布廣、厚度大、品位較低、規(guī)模大為其特點(diǎn)。主要分布在贛西-湘東-湘中和湘西北以及陜南一帶二疊系下統(tǒng)茅口組下部和棲霞組上部地層中。我國(guó)海泡石資源豐富，為應(yīng)用于各領(lǐng)域提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，研究海泡石及拓寬其應(yīng)用范圍也將成為今后研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。