膨润土矿床地质勘查与评价

新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第九地质大队建队于1965年。四十多年来，已发展成为可承担基础地质调查和矿产资源评价及水文、工程、环境地质调查评价；地质灾害危险性评估及地质灾害治理工程勘查、施工；地质调查信息系统建设、地质科技研究和矿产资源开发；地质工程施工等多种业务的综合性地质队伍。取得了区域地质调查、固体矿产勘查、气体矿产勘查、地球物理勘查、地质灾害危险性评估、地质灾害治理工程勘查、水文凿井工程等七个甲级资质，地质灾害治理工程施工乙级资质。具有雄厚的地质勘查生产技术力量和施工能力，拥有大量的各类专业高、中级技术人员和各类先进的地质勘查配套设备。尤其在煤田地质勘查技术和人才方面，拥有较大的区域优势，已在新疆煤田地质勘查市场中建立了良好的信誉。

大队自建队以来，转战天山南北，承担国土资源大调查项目、中央地质勘查基金项目、资源补偿费项目、局管项目和社会资金项目数百项；提交报告数百份；探明新疆矿产资源储量：煤1005亿吨，占新疆已探明储量的四分之一强；铁矿石537万吨；芒硝储量2.2亿吨；石盐储量7.3亿吨；石膏矿储量1.07亿吨；膨润土5300万吨；磷矿1600万吨；石灰岩总量1.01亿吨；沥青矿4.2万吨。大队所取得的地质成果获部级找矿三等奖4项；四等奖2项；全国储委矿产勘探质量一等奖1项、三等奖2项；部级科技进步二等奖1项、三等奖1项、四等奖2项；自治区国土资源厅科技奖1项。

自改革开放以来，大队与时俱进，不断进行产业结构调整，奋力开拓社会资金地质勘查市场，取得了长足进展，大队的年货币工作总量每年以80%的速度增长，承担了大量的地质勘查项目，找矿成果显著。

近年来，大队抓住西部大开发的机遇，全面贯彻落实科学发展观，充分发挥自身的煤炭地质勘查的综合优势，在自治区地质勘查市场中，已确立了以煤炭资源勘查为重点，金属矿、非金属矿勘查并举的地质勘查工作格局，呈现出和谐稳定、又好又快发展的局面，取得了地质找矿的重要成果。与全国知名企业--神华集团、鲁能发展、兖矿集团、中国华电、中石化及大连实德合作开展矿产勘查工作，取得良好的勘查成果。新发现矿产地6处，提交可供开发利用的大中型煤炭矿产地3处，提交可供普查、详查的勘查基地多处，提交331+332+333+334煤炭能源矿产资源量1051亿吨以上，新增煤炭资源量累计达690亿吨以上，地质找矿取得显著成果，不仅取得了良好的经济效益，同时也取得了巨大的社会效益。为自治区优势资源转换战略和新型工业化建设做出了巨大贡献，受到了国土资源部和自治区领导的高度赞扬。

与此同时，我们积极开拓新的资源勘查领域，开展气体矿产勘查工作，现已取得了一定的成绩，为大队地质勘查工作开辟了一片新天地。

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2009年2月6日新疆地矿局第九地质大队地勘队伍开赴东疆煤田勘查会战，正式拉开九队东疆煤田勘查的序幕。按照新疆地矿局的统一安排，九队承担了“疆煤东运”生产基地煤炭资源勘查中的大南湖—野马泉及淖毛湖两个区域的地质勘查工作。两个工区勘查总面积达7598平方千米，89个钻孔，62410米进尺，6月底前完成全部预查工作。在钻探施工上，九队充分发挥多年来组织大规模会战的经验及充沛的外协钻机队伍，计划配置90台钻探机组，一期投入26台钻机进行前期工作。

一、膨润土的成矿地质条件及成矿规律

（一）成矿原岩

各种富含铝硅酸盐矿物的岩石，在多种地质营力作用下都可能以不同方式生成蒙脱石。但形成具有一定工业规模的膨润土矿床的原岩，主要是偏碱性、中酸性火山碎屑岩、熔岩及它们的沉积岩，如粗安质火山凝灰岩、安山质凝灰岩、流纹质凝灰岩、流纹岩、英安岩、粗安岩、安山玢岩和英安玢岩等。与火山岩有关的膨润土矿床都是由火山玻璃物质脱玻形成的。例如，美国怀俄明膨润土的成矿原岩是粗安质火山凝灰岩；意大利庞廷膨润土成矿原岩是安山玢岩、安山－英安岩和火山灰；我国浙江平山膨润土原岩是酸性火山碎屑岩，部分是中酸性火山碎屑岩；山东潍县膨润土原岩是酸性火山碎屑岩、流纹岩和珍珠岩；河南信阳上天梯钠质膨润土原岩是玻屑凝灰岩；辽宁黑山膨润土原岩是中酸性沉积凝灰岩；新疆柯尔碱原岩是玻基安山岩和安山质凝灰岩。

（二）成矿时代和含矿层位

国外膨润土矿床主要产于中、新生代，以白垩系最多（如怀俄明为K1和K2），古、新近系次之，侏罗系较少。上古生代的矿床，目前仅见有库兹巴斯巴拉洪的上石炭—下二叠统与煤系有关的钠质膨润土矿床一处。我国情况与国外基本一致，除新疆柯尔碱膨润土矿床产于石炭系和甘肃金昌红泉产于二叠系外，其他多产于中、新生代地层中。侏罗系、白垩系是目前已知的最主要含矿层位，其次是古、新近系和第四系。大多数膨润土呈层状、似层状、透镜状或囊状体产出，矿层可以延伸数百千米以上。透镜状矿体直径达几十米。矿床通常与下伏岩层呈突变接触，而与上覆地层则呈渐变关系。第四纪风化型膨润土矿床产状比较复杂。

（三）构造条件

膨润土矿床的生成与火山活动有关，一般产于火山附近的洼地或盆地中。火山活动和盆地的形成受区域构造控制。膨润土矿床形成于构造相对稳定的火山活动间歇期。因为，这个时期易于获得生成蒙脱石所必需的元素，易于形成碱性介质条件，粗碎屑物质的渗入量也较少。如平山膨润土矿床就产于两组断裂控制的断陷盆地中，是在火山活动间歇期形成的。局部的断裂构造，对于热液蚀变和风化型矿床的形成起控制作用（如吉林九台膨润土矿床）。

世界上大部分膨润土矿床，集中在六大板块及无数小板块的边缘、俯冲消亡带之上、仰冲板块一侧的火山岩带中。板块构造对膨润土的成矿物质起着重要的控制作用，与其有关的岩石主要属于壳源物质和重熔型的岩浆系列。它们主要发育在会聚板块边界或俯冲带附近，即①板块边缘断裂带、岛弧火山带中；②沿断裂的凹陷中；③造山带；④构造活化区。

（四）成矿物理化学条件

人工合成蒙脱石资料及自然界膨润土的产状、矿物组合和深埋条件下的转变证实：碱性介质环境是形成膨润土矿床不可缺少的条件，形成温度小于350℃，压力低—中等。碱性介质条件只有在封闭或半封闭的弱循环系统中才能得到。如干旱气候条件下的风化作用，盆地火山物质底部淤泥（或泥沙）的存在，以及上部由细碎屑沉积物组成的阻隔层，是形成并保持碱性介质体系的有利环境。因为，底部淤泥中的水既是分离硅酸盐矿物的介质，又是提供蒙脱石所需的碱和碱土金属阳离子的源泉。有利成矿的物理条件，类似于表生和中低温热液环境。若温度、压力过高，将使蒙脱石转变为伊利石、绿泥石和与其有关的混层矿物，或生成无水、少水的其他铝硅酸盐。

钠质膨润土是在钠元素较丰富的条件下形成的。海盆地的淤泥水属硫酸镁型水，含有Na＋,Mg2＋,Cl－， 等，其中的阳离子以Na＋为主，其次是Mg2＋，它们是生成钠蒙脱石所必需的元素。红粘土中的淤泥水，Na＋占阳离子总量的55%。在库兹巴斯巴拉洪钠质膨润土矿床中，介质pH值为8.3～8.5，该水具有显著的重碳酸钠成分。平山钠质膨润土矿床水也为重碳酸钠水，pH 值在8.5以上，其他钠质膨润土矿床情况类似。因此重碳酸钠型水，是钠质膨润土矿生成和保存的必要条件之一。介质不但控制膨润土矿床的形成，而且影响后期变化。

（五）岩相古地理条件

沉积型膨润土矿床的形成，与岩相古地理条件关系密切。已知的膨润土矿床既有河床相（广东），也有潟湖相（俄罗斯鞑靼比克梁，摩洛哥）。很多大型、巨大型膨润土矿产于湖泊相（浙江平山，辽宁，山东，河南，新疆夏子街）和湖－沼相中（黑龙江，怀俄明西部，库兹巴斯巴拉洪），而另一些大型优质膨润土，则产于正常含盐度的浅海相内（怀俄明东部，奥格兰雷等）。膨润土矿床在平面分布上，盆地中心较边缘部位的粒度细，粗碎屑渗入量少，矿石分散程度高，质量好。在垂直剖面上，一般上部易氧化改型，底部颗粒则较粗，分散性差，中、下部质量最好。

与沉积有关的膨润土矿床，产于一定的沉积建造和岩相组合中。主要含矿建造有：

1.浅海、滨海相膨润土－钙质灰岩－钙质砂岩建造

如以色列内格夫地区罗蒙马克特希北部晚白垩世的膨润土矿床，产于海相岩石中，与灰岩、泥灰岩伴生，Bentor(1966）认为是正常海相沉积岩。美国怀俄明产于白垩系海相页岩、泥页岩及泥质砂岩层序中，下伏页岩往往局部硅化而成为燧石层，系火山灰沉积蚀变而成。

2.海相或陆相膨润土（火山质）－砂页岩建造

膨润土呈层状、似层状与火山质及砂、页岩层呈互层产出，赋存于浅海相、滨海相火山沉积岩系及正常的海相沉积碎屑岩系中。陆相主要产于内陆河流、湖泊中，与陆源碎屑岩互层产出。美国密西西比晚白垩世膨润土矿床上覆砂岩，下伏各种砂岩（从泥质云母砂岩到海绿石砂岩），膨润土与上、下岩渐变过渡。阿根廷Patagonia古、新近纪膨润土矿床与未蚀变的火山灰互层，含有许多锰结核，火山灰和膨润土矿床的沉积环境为滨海相。南非奥兰治Parys早侏罗纪膨润土矿床与页岩、砂岩互层，该地区无任何火山活动迹象，矿层与底板砂岩界线清楚，与上覆页岩渐变过渡。

3.内陆潟湖相为主的含煤岩系－炭质页岩建造

由火山灰、玻屑、晶质及凝灰质散落在内陆封闭、半封闭的还原性含煤盆地中，经蚀变或沉积成岩作用形成。克里沃罗托洛姆早二叠世膨润土矿床，发育于含煤建造中，赋存在由褐煤层、炭质页岩、厚层泥岩和砂岩组成的剖面中。库页岛赫鲁舍夫矿床，产于晚中新世含煤建造中，为玻屑－晶屑凝灰岩、火山凝灰岩、凝灰质厚层泥岩、褐煤、膨润土型炭质泥岩组成的陆相剖面。

二、矿床类型及其地质特征

膨润土矿床的类型划分，目前国内外尚无统一的标准。按照成因，总体上不外乎风化型、沉积型和热液蚀变型三种类型。

（一）风化残积型膨润土矿床

地表附近的风化作用使岩石、矿物中的非蒙脱石组分迁移，把蒙脱石组分聚集在风化残积物中，经过蒙脱石化而形成膨润土。因此，风化残积型膨润土矿床赋存于各类岩石的残余风化壳地区，化学元素的迁移是在常温常压条件下进行的。影响风化残积型膨润土形成的因素有原岩成分、结构、构造、气候、水文条件、地形地貌、生物作用等。

矿化母岩大都为酸—中基性火山岩，产在陆相火山构造洼地或破山口附近。成矿母岩上部没有覆盖层，或只有薄且孔隙度较大易于透水的覆盖层。在不整合面附近的火山岩，或在火山岩与沉积岩系互层等处，有利于形成残积型膨润土。成矿作用通常在大陆稳定时期发生，矿体往往发育在地表剥蚀作用较弱的地段。化学风化作用的深度主要取决于氧渗透到地下的深度，一般与潜水面相近，常位于地下百米以下，有时可达数百米，最深可达千米或更深。矿体呈透镜状、似层状、被状、多层状产出，矿体一般厚数米至数十米，长数十米至数百米，甚至长达千米，延深数十米至数百米。矿石常具有残留母岩及其残余结构构造。矿石的矿物组合为蒙脱石、水云母、绿泥石、沸石、高岭石、埃洛石及残存的晶屑和玻屑。由于成矿母岩在风化作用下分解和元素迁移，使含矿剖面在垂直方向上发生矿物成分和化学成分的带状变化。酸性岩风化剖面中的粘土矿物自上而下一般为：高岭石→蒙脱石→水云母。膨润土矿床剖面自上而下一般为：含氧化铁较高的风化带→紫、红、褐等杂色膨润土→灰、青灰、白色膨润土→含母岩残块的膨润土→蒙脱石化母岩。各带之间往往渐变过渡。矿体底界不规则。地表附近常以钙基膨润土为主，较深部位则出现钠基膨润土。

风化残积型膨润土矿床在我国分布较广，吉林、山东、河北、江苏、浙江、江西、湖北和广东等省都有产出。

矿床实例：吉林九台膨润土矿床

矿区位于环太平洋西带松辽平原东侧的一个北东向地垒上，高出侵蚀基准面40 ～60m。成矿母岩为上侏罗统酸性火山玻璃、流纹岩、凝灰岩和珍珠岩、沸石岩，假整合于上侏罗中统煤系地层之上。矿体顺岗地长轴平行排列，一侧受正断层控制。矿床形态复杂，与底板岩石渐变过渡，界面参差不齐。矿体上部为粉红色，中部灰白色，下部浅绿色，底部常有流纹岩、蛋白石碎块和结核。近断裂处矿石质量好，远离断裂矿石变差。近地表以钙基膨润土为主，50m 以下出现钠基膨润土。矿石化学成分（wB/%）：SiO2(60.80～74.86）,TiO2(0.23),Al2O3(12.51～23.01）,Fe2O3(1.48～3.02）,CaO(1.59～1.84），MgO(1.94～3.11），烧失量（4.72～8.8）9。膨润土的形成系雨水、地表水、潜水沿酸性火山岩的构造裂隙渗透，断层下盘透水性很差，而形成一道隔水墙，使原岩充分水解，而形成风化残积型矿床（图4-2）。

（二）火山－沉积型膨润土矿床

这类膨润土是构造作用、火山作用和沉积作用三者结合的产物，是火山喷发的火山灰、碎屑物等降落沉积在湖盆、海盆，潟湖等洼地内，及由火山盆地附近的陆源火山碎屑物短距离快速搬运到水盆中，经脱玻作用、水化作用，使蒙脱石族矿物围绕许多质点结晶而成。通常见到火山灰与膨润土互层产出。膨润土有一套独特的岩相建造和岩相旋回特征，产于火山沉积岩建造的火山－沉积过渡相内，即从火山熔岩到正常沉积岩的中间部位。往往下部为熔岩、页岩，或页岩－膨润土－煤系建造。矿体呈层状、似层状，与顶底板围岩同期形成，并多呈过渡关系。沿走向、倾向常过渡为正常的沉积岩。离火山物源的距离越远，矿层厚度越薄。蒙脱石化显然是在沉积以后形成的。矿石矿物组合比较简单，常为蒙脱石、石英和沸石（都是火山灰蚀变产物），及晶屑、玻屑等火山残余物。

图4-2 吉林九台膨润土与大气降水、地质构造关系剖面图

根据矿床产出位置、形成环境及沉积组合类型，又可进一步分为：

1）海相火山－沉积亚型，如土库曼斯坦奥格兰雷，日本山形县大江等。

2）陆相火山－沉积亚型，如卡马林、顿巴斯格里耶夫和浙江平山等。但也有同一矿床一部分为海相，另一部分为陆相者，如美国的怀俄明。海相产出的膨润土，矿床规模和工业意义较大。

矿床实例1：美国怀俄明膨润土矿床（图4-3）

美国怀俄明膨润土矿床是世界最著名的大型钠质膨润土矿床，分布于落基山北部高原区，主要产于早白垩世莫里页岩中。部分产于其上的晚白垩世弗朗蒂尔组页岩中。莫里－弗朗蒂尔组沉积与“中科迪勒拉”地背斜的构造活动及爱达荷岩基，三者分别提供了形成膨润土的沉积盆地、蚀源区和成矿物质。成矿物质是白垩系火山灰和凝灰岩，平均成分接近安粗岩或具有低石英安粗岩组分。东部三分之二为海相沉积物，其余为海陆交互相，西怀俄明则是在大陆湖沼相碱性环境中形成的，与煤系地层共生。膨润土形成于火山活动间歇期，约有100层矿，一般厚0.6～1.5m，超过3m 的有四层，只有一层厚度大于4.5m，矿石中没有方石英，氧化硅和高岭石含量少，沸石较多，说明形成于碱性环境。除地表因风化作用自然改型为钙基膨润土外，其余皆为优质钠基膨润土。

矿床实例2：浙江平山膨润土矿床（图4-4）

浙江平山膨润土矿床是我国著名的钠质膨润土矿，属陆相火山－沉积型矿床。产于北东—南西向燕山期火山断陷盆地中，膨润土的母岩是晚侏罗统寿昌组中酸性火山碎屑沉积岩系，沉积韵律发育，岩、矿层分布稳定。共有膨润土矿七层，分别位于三个一级韵律层的底部，主要是6、7两层矿，厚1.5～6.0m，分布面积3km2，矿体最大埋深370m。矿石主要由蒙脱石和共生矿物沸石、石英、碱性长石，以及残留火山晶屑和少量陆源碎屑组成。矿石类型有粘土状、粉砂状、砂状及角砾状等。含矿岩系的蒙脱石化极为普遍。

图4-3 怀俄明上莫里组J-J′、K-K′剖面图

1 —硅质页岩；2—软的易裂页岩；3—粉砂、砂质页岩；4—砂岩；5—膨润土；6—煤、褐煤

（三）陆源－沉积型膨润土矿床

这类矿床的剖面中缺乏火山物质，矿床的形成与古气候、古地理条件有关。陆源物质经不同的风化作用，呈碎屑或悬浮物形式被流水搬运迁移，机械沉积于湖泊、沼泽、海洋等水盆中，经改造演变而成膨润土。与煤系地层伴生的膨润土矿层往往时代较老，是温热带气候的产物。干燥气候条件下形成的膨润土矿层，产在具有一定盐度和封闭条件的蓄水盆地的碎屑岩系中。白垩系—古、新近系的沉积膨润土矿床和石膏矿床共生，可能为同一水体不同演化期的产物，如湖南伍家峪矿床产于更新世内陆湖相沉积物中，膨润土与石膏交替沉积，互层产出。矿床往往呈层状、似层状、透镜状产在正常沉积岩系中，并遵循一定的沉积规律。顶底板可以是海相，也可以是陆相的砂页岩和少量泥灰岩层。

图4-4 浙江临安平山钠基膨润土矿床基岩地质图

K1h 白垩系横山组；J3s —侏罗系寿昌组；J3h—侏罗系黄尖组；Jl3—侏罗系劳村组；O— —奥陶系—寒武系；F1—断层

矿床实例：新疆夏子街膨润土矿床（图4-5）

夏子街特大膨润土矿床位于准噶尔盆地西北边缘，产于上白垩统艾里克组砂岩、粉砂质泥岩上部岩系中。膨润土分上、中、下矿层及底部零星矿层。矿层平均厚度：上层7.80m；中层20.48m；下层14.80m，总厚度43.08m，长、宽数百米至3000余米。顶、底板和夹层为砂岩、粉砂岩和粉砂质泥岩。矿石自然类型分为灰白色、棕红色、杂色和砂状膨润土。矿石矿物除蒙脱石外，还有石英及少量长石、伊利石、高岭土等。属钙质膨润土，矿床属内陆湖相沉积型。

图4-5 新疆夏子街膨润土矿Ⅲ线地质剖面图

1—细砂岩；2—钠基膨润土；3—钙基膨润土；4—钻孔位置及编号

（四）热液蚀变型膨润土矿床

热液蚀变型膨润土矿床分布较广，它们主要由岩浆侵入、火山喷发旋回晚期产生的中低温酸性气液，淋滤出铝硅酸盐中的部分硅、碱、碱土金属，发生蒙脱石化蚀变交代而成，或由含Mg2+的碱性溶液对母岩交代而成。矿体通常产于碱性—酸偏碱性的火山岩、次火山岩、火山碎屑岩、浅成侵入岩、火山－沉积岩中，局部蒙脱石化常见于火山口和断裂带附近。母岩的成分、性质及构造环境对矿化程度影响很大。通常构造裂隙发育，岩石呈斑状、斑杂状构造的母岩，以及在火山口区火山断陷盆地内，可形成质量较好、规模较大的膨润土矿床。矿石中主要的伴生矿物有重晶石、沸石、方英石、软锰矿、镁绿泥石等热液蚀变矿物。矿体底部常见硅化，甚至形成玛瑙矿床。发生蒙脱石化的热液温度为50℃到150～200℃，pH 值较低，压力较小。这类膨润土矿床，既有钠质的，也有钙质的，工业意义较大。

热液蚀变型膨润土矿床，可分为若干亚型，如：

1.火山、岩浆期后热液自变质亚型

中酸性火山岩受火山后期热液蚀变形成膨润土矿床。大部分产于阿尔卑斯火山活动区。区域性大断裂控制矿带分布，次一级断裂控制矿床分布。矿体的空间形态和成因，多与该区的晚白垩世和始新世火山作用、火山活动后期或期后阶段的气、液有关。矿体产状可呈层状、似层状、透镜状、巢状、脉状等。矿石质量一般较好，规模大小不一，是世界重要的膨润土矿床类型之一。阿塞拜疆达什萨拉赫林膨润土，呈透镜状、囊状，产于古近纪具有流纹和气孔构造的火山碎屑凝灰岩中，厚度大，主要为酸性膨润土。除蒙脱石化外，其他热液蚀变尚有水云母化、绿泥石化、铁化、硅化、沸石化、石膏和碳酸盐化，具有垂直和水平分带特征。此外，阿尔斯坎，萨里格尤赫，莫桑比克的劳伦哥马库斯，南非的苏鲁兰，意大利蓬察岛、庞廷岛和我国江苏溧阳等地膨润土矿床均属此亚型。

2.海底火山岩热液蚀变亚型

海底扩张中心，火山喷溢提供成矿的火山物质和大量热能，使附近的海水增温，并使火山物质蚀变，使部分碱、碱土金属和硅发生高温淋滤迁移.有利于形成蒙脱石。因此，与成矿有关的火山喷溢、海底沉积物和热液蚀变，在构造、成因和时间上是有机联系的。在红海海底轴心海附近，发现正在形成的暗红色薄层状蒙脱石层，厚4～15m。冰岛雷基亚内斯，日本鹤岗、中城膨润土矿床，均是在中新世海水环境中，由玄武岩或流纹质火山灰和浮石受早期热液蚀变而成。

此外，还有热液矿脉、岩脉的热液蚀变亚型，温泉、地热蚀变亚型等，工业意义不大。

三、矿床分布

我国的膨润土90%为钙基膨润土。膨润土矿产遍布全国23省区.大型矿床20多个。大多数矿床集中在东北三省、东部沿海各省及新疆、四川、甘肃、河南、广西等省（自治区）。主要矿区有：辽宁黑山，浙江临安、仇山，四川三台，甘肃酒泉，吉林双阳，福建连城，吉林九台，山东潍县涌泉，河南信阳，河北张家口、宣化，新疆托克逊矿等。我国主要膨润土矿床分布见图4-6。

图4-6 中国主要膨润土矿床分布图

一、地质勘查队伍规模及资质

（一）地质勘查队伍概况

截至2005 年底，自治区境内从事地质勘查工作的人数约2.6万人，主要分属于石油系统、地质矿产勘查开发局、有色地质勘查局、煤田地质局、建材总队、核工业二一六大队、武警黄金八支队等部门，共70个地勘单位。其中，从事石油地质勘查工作的单位6个，从事非油气矿产地质勘查工作的单位64个（附表12）。“十五”末非油气矿产地质勘查队伍构成见附表13及图4-1。

图4-1“十五”末非油气地质勘查队伍构成

截至2005年底，有区外18个省（区、市）的37个地勘单位、约750余人在自治区从事地质勘查工作。自2001 年以来区外省（区、市）地勘单位在自治区区从事地质勘查工作的队伍规模呈逐年扩大的趋势（2001年21 个地勘单位约370 人，2002 年22 个地勘单位约480人，2003 年22 个地勘单位约500 人，2004 年25 个地勘单位约600人）。

（二）地质勘查资质管理

根据国土资源部《地质勘查资质注册登记办法》（国土资发〔2003〕 218 号）和《地质勘查资质专业分类和注册登记条件》（国土资厅发 〔2005〕 41 号）的规定，截至2005 年底，全区批准非油气矿产地质勘查资质单位64 家。其中，甲级资质单位27 家，乙级资质单位11家，丙级资质单位26家。

按经济类型划分，有国有地勘单位43 家，有限责任公司及其他13家，中外合资及外商独资矿产勘查企业8 家。按资质专业类别划分，有区域地质调查12 个，水文地质工程地质环境地质调查12个，固体矿产勘查54个，液体矿产勘查5 个，气体矿产勘查2个，地球物理勘查12个，地球化学勘查7个，遥感地质勘查2个，勘查工程施工18 个，岩矿鉴定与岩矿测试14 个，选冶加工试验3个。

二、国土资源调查经费和地质勘查资金投入

“十五”期间，全区投入国土资源调查和地质勘查的资金达355.62亿元，从2001年42.94亿元，增加到2005年106.68亿元，增长了148.4%，年均增长20%。其中，石油天然气地质勘查资金340.76亿元，从2001 年41.5 亿元，增加到2005 年102.39 亿元，增长了 146.7%，年均增长 19.8%；非油气矿产地质勘查资金14.86亿元，从2001年的1.44亿元，增长到2005年的4.29亿元，增长了197.7%，年均增长24.4%。见表4-1。

国土资源调查和非油气矿产地质勘查的投资中，中央财政拨款6.33亿元（含经财政部批准的自治区地质勘查中央专项资金2 亿元，国土资源调查费用1.91 亿元），自治区财政拨款3.13 亿元（含自治区1∶5 万区域矿产地质调查专项资金1.5 亿元）；社会资金投入4.38亿元；其他资金1.03亿元。各类资金构成见图4-2。

表4-1“十五”期间国土资源调查经费和地质勘查资金投入一览表 单位：万元

（一）国土资源调查经费

“十五”期间，国家共计向新疆投入国土资源调查经费3.61亿元（含区外省区地质勘查单位承担在新疆开展工作的费用），其中自治区境内地质勘查单位承担国土资源调查项目的费用1.91 亿元。“十五”期间，国家投入新疆的国土资源调查费用呈逐年减少的态势。见表4-2。

图4-2“十五”期间国土资源调查和非油气地质勘查投入资金构成图

表4-2“十五”期间国家投入自治区的国土资源调查经费表 单位：万元

自治区境内地质勘查单位承担国土资源调查项目经费按专业分，见表4-3。

（二）非油气矿产地质勘查资金投入

“十五”期间，非油气矿产地质勘查投入12.96亿元。其中，固体矿产勘查投入9.07亿元，占勘查总投入的70%；水气矿产勘查4416万元，占勘查总投入的3.4%；基础地质工作2.11亿元，占勘查总投入的16.3%；地质科学研究5867万元，占勘查总投入的4.5%；其他投入7467万元，占勘查总投入的5.8%（见表4-4）。2005年与2001年非油气矿产地质勘查资金投入对比见图4-3。

“十五”期间，自治区非油气矿产地质勘查项目的部署，以天山和阿尔泰重要成矿区带为重点，投入勘查的矿产有30 多种，以金属矿产为主。主要有煤、铀、铁、铜、镍、铅锌、金、钾盐、膨润土、红柱石、石灰岩、花岗石矿等。非油气地质勘查资金投入见表4-4。

表4-3“十五”期间区内地质勘查单位承担国土资源调查项目经费按专业分一览表 单位：万元

图4-3 2005年与2001年非油气矿产地质勘查资金投入对比图

表4-4“十五”期间非油气矿产地质勘查资金投入一览表 单位：万元

“十五”期间，在固体矿产勘查投入中：铀矿0.77 亿元，煤矿勘查2.71亿元，铁矿勘查0.78 亿元，铜矿勘查1.68 亿元，铅锌矿勘查0.63 亿元，金矿勘查1.5 亿元，钾盐矿勘查0.21 亿元，其他矿产勘查0.25亿元见（见附表14）。“十五”期间固体矿产地质勘查资金投入构成，见图4-4。

图4-4“十五”期间固体矿产地质勘查资金投入构成

三、完成主要工作量

“十五”期间，全区国土资源调查和地质勘查完成的主要工作量见表4-5。

表4-5 十五”期间国土资源调查和地质勘查完成主要工作量一览表

四、取得主要成果

（一）提交可供开发的大型矿产地10处

① 库车—拜城煤田俄霍布拉克井田；② 呼图壁县煤矿宽沟井田；③ 昌吉市硫磺沟区四井田；④ 富蕴县蒙库铁矿；⑤ 富蕴县可可塔勒铅锌矿；⑥ 鄯善县彩霞山铅锌矿；⑦ 若羌县罗布泊钾盐矿；⑧ 和布克赛尔县日月雷膨润土矿；⑨ 巴里坤县拉伊格来克膨润土矿；⑩ 乌鲁木齐市葛家沟页岩矿。

（二）提交可供开发的中型矿产地12处

①和田县布雅煤矿区南部井田；②阜康市大黄山煤矿井田；③塔城地区铁厂沟煤矿区莫湖台东井田；④ 哈密市尾亚钒钛磁铁矿；⑤哈密市平台山磷钒矿区南向斜钒矿；⑥富蕴县喀拉通克铜镍矿区二号矿；⑦富蕴县索尔库都克铜矿；⑧ 托克逊县忠宝钨矿；⑨ 昌吉市萨日达拉—冰峰金矿；⑩ 乌鲁木齐县望峰金矿；⑪库尔勒市苏克塔格能厄肯Ⅱ号红柱石矿；⑫伊宁县脑盖土高岭土矿。

（三）提交可供开发的小型矿产地17处

① 青河县老山口铁（铜）矿；② 鄯善县红云滩铁矿；③ 鄯善县百灵山铁矿；④ 哈密市突出山铁矿；⑤ 伊吾县宝山铁矿；⑥新源县和统哈拉盖铁矿；⑦ 新源县利源铁矿；⑧ 温泉县喇嘛苏铜矿；⑨ 哈密市镜儿泉葫芦铜镍矿；⑩ 鄯善县红石金矿；⑪托克逊县天彩金矿；⑫哈密市红滩海金矿；⑬哈密市大南湖天木南金矿；⑭哈密市大南湖天木东金矿；⑮和硕县阿拉塔格矿区大理石；⑯沙湾县霍尔果斯达里亚河石灰岩矿；⑰布尔津县切巴尔拉尕什白云母矿。

（四）提交可供详查、勘探的大中型矿产地8处

① 哈密市白山钼矿；② 和布克赛尔县图拉东井田；③ 阜康市五工沟—东黄草沟井田；④ 和静县备战铁矿；⑤ 阿克陶县切列克其铁矿；⑥ 乌恰县萨热克铜矿；⑦ 阿克陶县塔卡铅锌矿；⑧ 若羌县维宝铅锌矿。

（五）新发现有找矿远景的矿产地35处

① 塔什库尔干县赞坎铁矿；② 和静县松树沟斑岩型铜矿；③和静县玉希莫勒盖达坂铜矿；④ 青河县哈腊苏斑岩型铜矿；⑤ 托里县包古图斑岩型铜矿；⑥ 哈密市双龙铜矿；⑦ 和硕县包尔图铜矿；⑧ 温泉县北达巴特铜矿；⑨ 鄯善县黑尖山铜矿；⑩ 哈密市图拉根铜镍矿；⑪哈密市白山泉铜镍矿；⑫ 哈密市图拉尔根铜（镍）矿；⑬哈密市黄草沟铜（银）矿；⑭若羌县喀腊达坂铅锌矿；⑮ 且末县卡特里西铜锌矿；⑯ 富蕴县萨吾斯铅锌矿；⑰乌恰县乌拉根南带铅锌矿；⑱ 若羌县坡北镍矿；⑲ 精河县莱历斯高尔钼矿；⑳ 若羌县喀腊大湾多金属矿鄯善县梧桐沟—黑山钨矿；民丰县黄羊岭锑矿；哈密市大南湖乡红山金矿民丰县帕西木———苦阿金矿；哈密市红岭金矿；托里县哈西金矿区；奇台县双泉金矿区；哈密市黄龙山金矿；托克逊县天禧金矿；善鄯县东来银矿；若羌县阿北银铅矿；鄯善县尖山菱镁矿；库尔勒市芒拉克艾肯红柱石矿；哈密市白尖山硅灰石矿；吐鲁番市塔什索干塔格页岩矿。

（六）提交可供开发利用的水源地4处

①罗布泊钾肥基地红柳井———拉乌子水源地②罗布泊地区米兰冲积扇水源地③哈密市大南湖—红旗村车站水源地④库车县塔里木乡及草湖乡水源地。

五、探明矿产资源储量

“十五期间”，全区33 种主要矿产探明的资源储量中，有30种矿产的资源储量增加。其中，石油、天然气增幅超过30%，银、铯、红柱石、石盐矿、钾盐、石棉、蛭石、水泥用石灰岩、饰面用花岗石、饰面用大理岩10 种矿产探明的资源储量增幅在50%以上。主要矿产探明的资源储量见表4-6及附表15。

六、地质勘查实施“走出去、引进来”战略情况

“十五”期间，为实施中央“两种资源，两个市场”战略，区内各地勘部门按照“谁投资，谁受益”的原则，充分发挥各自优势，“内引外联”积极支持国内有经济实力的知名企业（公司）和国外矿业公司来新疆开展矿产地质勘查。

表4-6“十五期间”主要矿产探明的资源储量

（一）国内有经济实力的知名企业（公司）投资开展矿产勘查概况

（1）上海鑫风能有限公司：2001年，投资1800 万元，对哈密市土屋铜矿首采区进行了详细勘探，探明铜金属资源量62 万吨。2004年，上海外经贸投资（集团）有限公司通过转让方式从上海鑫风能实业有限公司取得土屋铜矿的探矿权采矿权，于2005 年利用土屋铜矿详细勘探结果，对该矿进行资源开发。

（2）山东鲁能煤电化开发有限公司：为实施阜康煤电化基地项目，2005年投入资金610 万元，对奇台县大井—将军庙煤矿进行地质勘查，探求以满足2500万吨原煤的生产能力的资源储量。

（3）江苏徐州矿业集团：2002 年投资290 万元对俄霍布拉克煤田进行补充勘探，获煤炭资源储量10亿吨。

（4）神华集团有限责任公司：2005年投资2000万元，对奇台县将军庙煤矿进行普查，对吉木萨尔县芦草沟煤矿、奇台县红沙泉煤矿进行精查，其目标预获普查煤炭资源储量150亿吨，精查煤炭资源储量30亿吨。为5×60 万千瓦煤电项目和煤变油项目提供煤炭资源保障。

（5）国家开发投资公司（煤炭公司）：与自治区地质矿产勘查开发局联合设立“新疆国投宝地能源开发有限责任公司”，2005～2006年投资3000万元，对尼勒克县吉伦台—塘坝一带煤矿进行详查，为建设煤化工项目提供煤炭资源储备。

（二）国外矿业公司投资开展矿产勘查概况

（1）自治区先后与英国力拓矿业勘探有限公司（RioTinto Mining&Exploration Limited）、加拿大“特拉维斯特”矿业公司（TerawestMineralsInc）等多家外国公司签订了在新疆天山、阿尔泰等地区开展金矿、铜镍矿等矿种及炼焦用煤的合作勘查协议或合同。

（2）国家“305”项目办公室与澳大利亚诚信矿业公司（MineralSecuritiesLtd，简称MSL）签署了联合勘查开发金山-京希金矿成矿带的意向。同年6 月成立新疆金川矿业有限公司。至2005年末，澳方陆续投入资金650 万美元，完成钻孔173 个，实施钻探3万米，通过工作预测金资源量47 吨。与澳大利亚阿佩斯矿业有限公司（ApexGreenstoneMountain PtyLimited，Level2，668 MurrayRoad，WestPerth，Western Australia，6872）合作成立了新疆拓奥矿业有限公司、与澳大利亚新月黄金有限公司（CrescentGold Limited，Level5，89 StGeorgesTerracePerth WA6000，Australia）合作成立了新疆天澳矿业有限公司，投入资金近百万美元，分别在新疆的哈密地区、阿勒泰地区进行铜矿风险勘探。

（3）2003～2004 年，新疆地质矿产勘查开发局利用商务部援外资金500万元到摩洛哥王国开展1∶10万地球化学填图工作。

（4）“十五”期间，自治区鼓励区内地勘单位积极走向周边国家地勘市场，2004年，拨款420 万元支持有色地质勘查局到吉尔吉斯斯坦开展铁矿普查工作。

七、地质勘查项目首次向全国招标

2005年，自治区国土资源厅筛选出12 个矿产资源补偿费地质勘查项目，首次向全国范围内进行公开招标。区内外33 个地质勘查单位[其中，区内地质勘查单位26个，区外省（区、市）地质勘查单位7个]共计投出68份标书，按照《自治区矿产资源补偿费项目招投标管理办法（试行）》评出中标单位12 个[其中，区内地质勘查单位10 个，区外省（区、市）地质勘查单位2 个]，投标总费用较标底费用减少1.5%。此次自治区矿产资源补偿费地质勘查项目招标收到了良好效果，并为今后推行矿产资源补偿费项目招投标管理积累了经验。

一、海相（火山）沉积型膨润土矿床

国内以新疆托克逊柯尔碱矿床最为著名，它是我国年代最老（石炭纪）的海相火山沉积型膨润土矿床。

该矿床分布于古生代活动带内。产矿岩系为晚石炭世海相火山岩建造，由基-中性火山岩和火山碎屑岩组成。建造内火山喷发旋回清楚，各旋回多由基性-中性火山岩，喷发韵律由熔岩-碎屑岩。膨润土矿层产于安山岩和安山质凝灰岩中，矿层可分上、中、下3层。

下矿层：呈大透镜状，长达2200m，厚1.5～72.7m，产于安山质角砾凝灰岩中，矿体含夹层多层。矿层底板为英安质熔岩、角砾凝灰岩，顶板为玄武岩，玄武质集块熔岩。

中矿层：呈似层状，断续长2190m，厚2.7～10.5m，最厚29m。本矿层由10个矿体组成。矿层顶底板为灰绿色黑云母安山岩，局部为安山质熔结集块岩、凝灰岩。

上矿层：呈似层状、长2450m，厚8～18m，最厚47.7m。由9个矿体组成。矿层顶底板为黑云母安山岩。

矿石自然类型分为3 种：①块状膨润土矿石，蒙脱石含量41.47%～66.84%，分布于中上矿层；②含砾膨润土矿石，蒙脱石含量29.5%～67.25%，矿石中含有略具分选性的各种火山岩碎屑，主要分布于下矿层；③角砾状的层状膨润土矿石，蒙脱石含量47.7%，矿石中安山岩、凝灰岩、玻璃质岩块被鳞片状蒙脱石交代。矿石中蒙脱石属性除钠基、钙基蒙脱石外，还有过渡型的蒙脱石。地表矿石以钙基膨润土为主，潜水面以下以钠基膨润土为主，局部地段钠基和钙基膨润土互层产出。

钠基膨润土化学成分为（%）：SiO2 61.60，Al2O3 19.48，Fe2O3 3.80，MgO4.10，CaO0.06，FeO0.03，MnO 0.03，TiO2 0.15，Na2O 3.56，K2O 0.65，P2O5 0.014，H2O+ 5.18。由此计算的结构式为：

非金属矿产地质学

矿床是一个低品位的超大型矿床，膨润土可用做砂型黏结剂和高炉生产制造铁矿球团的黏结材料。通过泥浆性能试验，其也基本满足石油钻进要求。

关于矿床的成因，区域地质显示，柯尔碱区为一独立火山岩区，其中分布有数个火山口。东区喷出岩中可见似枕状构造，说明含矿地层属海相火山岩建造。当喷出的中酸性火山碎屑岩类进入海盆地中发生水解脱玻作用，硅、铝格架破坏，随着碱、碱土金属离子溶出后，海水中pH值增大，形成碱性环境，促使硅、铝与海水中的镁结合形成蒙脱石，因此东区以海相火山沉积矿床为主。西区为陆相火山建造，其中的膨润土火山热液交代型矿床为主。

二、陆相火山-沉积型膨润土矿床

在我国这类有工业意义的矿床主要分布于浙江、安徽、山东、辽宁、内蒙古、山西、甘肃、广西、四川、陕西等省，其规模、储量占据重要地位。

（一）陆相火山沉积型矿床

膨润土的形成与陆相火山岩关系密切，含矿建造岩性比较复杂，由酸性、中酸性、中性-中基性，甚至基性的火山熔岩等组成。成矿原（母）岩有晶屑玻屑、凝灰岩、酸性凝灰角砾岩、流纹质角砾凝灰熔岩、安山质凝灰岩、粗安岩、珍珠岩等，其中酸性玻璃质熔岩-碎屑岩与成矿的关系更为密切。矿石中矿物组成以蒙脱石为主，次为石英、长石、绿泥石、蛋白石、斜发沸石、方沸石、水云母、方解石、褐铁矿等。在含矿建造中，有时膨润土、沸石岩、珍珠岩3种矿层构成复合矿层，因此有的矿床可综合利用。在同一矿层中，浅部为钙土，沿倾向深部变为钠土，二者之间为渐变过渡关系。

1981年在山西北部抢风岭发现大型膨润土矿床，属火山-沉积型，经勘探工作查明，膨润土储量大，性能好，远景可观。以此矿床为例，帮助了解本类型的地质特征。

1.矿区地层

图13-2 抢风岭膨润土矿区综合地层柱状图

（据张永涛等，1996）

由老到新有奥陶系、石炭系、侏罗系、白垩系（图13-2）。石炭系中赋存煤及高岭石粘土岩，侏罗系中赋存有膨润土和沸石。其中上侏罗统浑沅群由一套火山岩系组成，包括火山岩、火山碎屑岩、沉积火山碎屑岩和沉积碎屑岩。火山喷发旋回明显，岩石组合由中基性火山岩到酸性火山岩。旋回之间出现多个喷发间断，膨润土产于不同喷发间断面的上部和下部（图13-3）。膨润土的形成与火山活动关系十分密切，它为膨润土的形成提供了充足的物质来源。

图13-3 抢风岭膨润土矿区地质剖面图

（据张永涛等，1996）

1—流纹岩、球粒熔岩；2—角砾凝灰岩；3—沉火山角砾岩；4—辉石安山岩；5—安山质集块岩；6—玄武安山岩；7—砂砾岩；8—砾岩；9—砂岩；10—页岩；11—碳质页岩；12—灰岩；13—膨润土矿层及编号；14—沸石矿层；15—高岭石粘土矿层；16—煤层；17—地层不整合界线

2.矿层产状及规模

矿层稳定，厚度变化不大，自下而上可分为4个矿层（图13-3）。

Ⅰ矿层：产于朋头沟组底部，是主要矿层，规模最大。顶板为角砾凝灰岩，底部为砾岩或石炭系砂岩。矿层长4500～5000m，厚度1.02～9.92m，层位稳定、连续，向深度厚度有加大趋势。

Ⅱ矿层：产于朋头沟组顶部，底部为角砾凝灰岩，顶板为紫红色砂质粘土。矿层长4000～5000m，厚度为0.5～7.39m。

Ⅲ矿层：产于抢风岭组底部，顶板为安山岩或玄武 安山岩，底板为凝灰质砂砾岩、火山角砾岩或直接与Ⅱ矿层接触。矿层长2000～3000m，厚度为1.60～5.84m。

Ⅳ矿层：产于抢风岭组安山质集块岩中，顶底板皆为安山质集块岩。矿体呈透镜状，地表出露零星，主要产于深部，长1000m，厚度为3.94～21.31m。

3.矿石矿物

据分析，膨润土属钙蒙脱石，个别样品MgO可达3%～5%，推测可能有镁蒙脱石存在。除钙蒙脱石外，膨润土中还有少量长石、石英、蛋白石、沸石、方英石、方解石等。

4.矿石类型

按矿石的自然形态，可分为3种自然类型：

块状膨润土：呈粉红色、白色、翠绿色，具有蜡状或油脂光泽，遇水膨胀。块状矿石分布于Ⅰ矿层内，矿层内见大小不等（几到十几毫米）的滚圆状砾石，成分有流纹岩、球粒熔岩、石英斑岩、灰岩、片麻岩和斜长角闪岩等。矿石中主要矿物蒙脱石占70%～80%，有的可达90%～100%，方英石、蛋白石占1%～5%，石英、长石晶屑占5%～7%，陆源碎屑占5%～10%，还见玻屑残晶等。

砾状膨润土：呈粉红色、白色，矿石为角砾凝灰结构，角砾主要由滚圆状岩屑和撕裂状玻屑组成，角砾之间由细小的凝灰质胶结。玻屑具蒙脱石化，蒙脱石呈鳞片状集合体存在，其是早期的沸石被蒙脱石交代形成的。砾状膨润土主要分布于Ⅱ矿层和Ⅳ矿层中，其中蒙脱石占60%～70%，晶屑（长石、石英）占5%～10%，陆源碎屑占5%～10%。

砂状膨润土：呈粉色、紫红色，矿石呈砂状、碎屑状和凝灰质结构，条带状和薄层状构造，主要分布在Ⅲ矿层中，矿物组成为蒙脱石占50%～70%，玻屑占10%～20%，晶屑占5%，陆源碎屑占20%。

5.矿石化学成分

抢风岭膨润土之K2O和Na2O含量较低，而CaO和MgO的含量相对较高。（K2O+Na2O/CaO+MgO）的比值Ⅰ矿层为0.2，Ⅱ矿层为0.4，Ⅲ矿层为0.5。

6.物理化学特征和工艺技术特性

物理化学特征：吸蓝量最高为47.6g/100g，最低为16.65g/100g，平均为29.5g/100g；脱色力最大为344.3，最小为39.0，平均为170；膨润土的碱性系数地表为0.01～0.11，深部为0.02～0.9，推测该区深部有可能存在钠基膨润土；膨润土pH值地表为7.6～9.0，深部为8.6～10。

工艺技术特性：粒度、湿压强度、干压强度、热湿拉强度、透气性、紧实率及水分，以及耐用性、烧铸复用性和抗夹砂等技术指标均能满足铸造工艺质量要求。此外，直接利用原土和活性土进行了吸附性和脱色性试验结果表明，该膨润土完全可以用于润滑油的精炼和提纯，也可以用于其他油脂类产品的吸附和脱色，而且效果明显，性能良好，特别是经酸洗后使用，效果更佳。

7.矿床成因

张永涛等（1986）通过综合研究，将矿床的形成总结如下：

侏罗纪，抢风岭地区为一沉积盆地，其中发育有强烈的火山活动，形成朋头沟组-向阳村组凝灰岩-中酸性熔岩。火山物质进入水盆地后，火山玻璃遭受水解作用，带出碱和碱土金属，使水介质逐渐变为碱性环境，火山玻璃在此环境下受蚀变进一步向蒙脱石转化，从而形成膨润土矿床。如下式所示：

火山玻璃+水介质→蒙脱石+沸石+二氧化硅+金属离子（溶液）

沉积物中火山玻璃物质越多，转化的蒙脱石含量就越高，若沉积物中非玻璃质混入物多，就会影响膨润土矿石的质量。

该类型国内著名的矿床还有江苏句容县甲山矿床（超大型）、浙江临安县平山矿床（大型）、安徽屯溪市新潭矿床（超大型）、山东潍县涌泉庄矿床（大型）等。

（二）陆相沉积型矿床

该类型含矿建造包括含煤碎屑岩建造（白垩纪）、含石膏粘土岩建造（第四系）和砂岩-粉砂岩-泥岩建造（二叠系），矿床多为中等规模。

含煤碎屑岩建造中的膨润土矿床以吉林怀德县刘房子膨润土矿床为代表。矿床分布于晚侏罗世以后的断陷盆地中。陆相含煤碎屑岩建造属于下白垩系，建造中含煤14层，自下而上为A、B、C3组，夹有膨润土7层，具工业意义的有4层，位于A、B煤层的顶底板。膨润土主矿层位B层煤底板，其他层位不具工业意义。

主矿层矿石的矿物组成有钠蒙脱石50%～90%，平均60%～70%，另外还含少量高岭石、石英、长石、方英石、方解石、绿泥石、水云母等。主矿层具一定层理、胶凝结构，含同生鲕状黄铁矿。膨润土为浅绿色，pH值大于10。

上述特点说明，膨润土矿层是在较深水的具还原环境的大陆湖泊中沉积形成的。这时湖泊中无火山活动，以碎屑沉积为主。通过电镜扫描发现高岭石有向蒙脱石转化的迹象。姚道坤等（1994）提出，地表风化产物高岭石带入湖盆，在沉积期后，水介质由酸性变为碱性，高岭石向蒙脱石转化（沉积后蚀变作用）形成膨润土矿床。

本矿床规模属中型矿床。经对膨润土的技术特性试验后，确定为良好的铸造用土，其造浆率也能满足石油钻探泥浆的要求，还能用于生产铁矿球团的需要。

三、残积型膨润土矿床

该类型矿床在我国分布不广，矿床规模较小，其储量仅占我国膨润土总储量的10%～20%。

矿床产于不同岩石的风化壳地区，受大气、生物风化作用的影响，从地表附近把岩石、矿物中非蒙脱石组分迁移，使蒙脱石组分聚集在风化残积物中，经后期成岩作用而形成膨润土。矿化母岩大部分为酸-中基性火山岩。

四、热液型膨润土矿床

在火山岩区或沿侵入岩体的断裂、接触破碎带，受后期富水气的热液影响，使火山玻璃、次火山岩脉体等发生热液交代作用，淋滤带出铝硅酸盐中部分硅、碱、碱土，而形成热液型膨润土。矿体一般不规则，呈脉状、透镜状、瘤状、似层状等，规模大小不一。该类型矿床分布不多，所占储量的比重不大。已发现的矿床（点）膨润土属性以钙基为主。江苏省溧阴县茶亭-平桥一带分布有热液型膨润土矿点。

用途：

1、膨润土由于有良好的物理化学性能，可做净化脱色剂、粘结剂、触变剂、悬浮剂、稳定剂、充填料、饲料、催化剂等，广泛用于农业、轻工业及化妆品、药品等领域。

2、膨润土可用来作防水材料，如膨润土防水毯、膨润土防水板及其配套材料，釆用机械固定法铺设。应用于PH值为4到10的地下环境，含盐量较高的环境应采用经过改性处理的膨润土，并应检测合格后使用。

3、膨润土可用于除去食油的毒素、汽油和煤油的净化、废水处理；由于有很好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性，因此用于钻井泥浆、阻燃（悬浮灭火）；还可在造纸工业中做填料，可优化涂料的性能如附着力、遮盖力、耐水性、耐洗刷性等；由于有很好的粘结力，可代替淀粉用于纺织工业中的纱线上。

扩展资料

分类：

1、活性白土

活性白土是用粘土（主要是膨润土）为原料，经无机酸化处理，再经水漂洗、干燥制成的吸附剂，外观为乳白色粉末，无臭，无味，无毒，吸附性能很强，能吸附有色物质、有机物质。在空气中易吸潮，放置过久会降低吸附性能。

但是，加热至300摄氏度以上便开始失去结晶水，使结构发生变化，影响褪色效果。活性白土不溶于水、有机溶剂和各种油类中，几乎完全溶于热烧碱和盐酸中，相对密度2．3～2．5，在水及油中膨润极小。

2、天然漂白土

即天然产出的本身就具有漂白性能的白土，是以蒙脱石、钠长石、石英为主要组分的白色、白灰色粘土，是膨润土的一种。主要是玻璃质火山岩分解后的产物，它吸水后不膨胀、悬浮液的pH值为弱酸性与碱性膨润土相区别；其漂白性能比活性白土差。

颜色一般有淡黄色、绿白色、灰色、檄榄色、褐色、奶白色、桃红色、蓝色等。纯白色的很少。密度2．7-2．9g/cm。视密度由于多孔性关系而常常较低。化学成分和普通粘土差不多，主要化学成分是三氧化二铝、二氧化硅、水及少量铁、镁、钙等。无可塑性，有较高吸附性。因含大量含水硅酸，对石蕊呈酸性。水中易裂解，含水量很大。一般细度越细则脱色力越高。

3、有机膨润土

有机膨润土是一种无机矿物和有机铵复合物，以膨润土为原料，利用膨润土中蒙脱石的层片状结构及其能在水或有机溶剂中溶胀分散成胶体级粘粒特性，通过离子交换技术插入有机覆盖剂而制成的。

有机膨润土在各类有机溶剂、油类、液体树脂中能形成凝胶，具有良好的增稠性、触变性、悬浮稳定性、高温稳定性、润滑性、成膜性，耐水性及化学稳定性，在涂料工业中有重要的应用价值。在油漆油墨、航空、冶金、化纤、石油等工业中也有广泛的应用。

4、膨润土矿

膨润土矿是一种多种用途的矿产，其质量和应用领域主要取决于其中蒙脱石含量和属性类型及其晶体化学特性。因而，其开发利用必须因矿而异，因作用而异。如生产活性白土，钙基转钠基，供石油钻探用的钻井注浆，代替淀粉用于纺纱、印染的浆料，建材上用内外墙涂料,制备有机膨润土,用膨润土合成4A沸石、生产白炭黑等等。

5、钙基和钠基区别

膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型，层间阳离子为Na+时称钠基膨润土层间阳离子为Ca+时称钙基膨润土.钠质蒙脱石（或钠膨润土）的性质比钙质的好。但世界上钙质土的分布远广于钠质土，因此除了加强寻找钠质土外就是要对钙质土进行改性，使它成为钠质土。

参考资料：膨润土_百度百科

丰沛煤田位于江苏省西北部，分布于丰县和沛县境内，与山东省毗邻。呈近东西向展布，长约50公里，宽25公里。南距陇海铁路25公里，有支线进入矿区，东临微山湖与京杭运河相通，公路成网，水陆交通方便。

丰沛煤田包括三河尖、龙固、姚桥、大屯、孔庄、张双楼、龙东、丁楼、沛栖等9个大、中型井田和6个小型井田。成因类型属滨海泥炭沼泽沉积煤田。含煤地层主要有上石炭统太原组和下二叠统山西组。除丰县华山有太原组和山西组的长石砂岩出露外，含煤地层均被74—578米厚的第四系所覆盖，为一隐伏煤田。含煤地层总厚约272米，含煤15—20层，各矿区煤层总厚平均为6，81—16.2米，含煤系数为6.2%—15.75%。可采和局部可采煤层3—6层，厚5.5—12.51米。山西组含煤性好，含煤系数为5.02%，含煤2—5层，厚2.23—8.87米，平均5.68米。含可采和局部可采煤1—3层，厚1.35—6米，平均4.7米，单层最厚11.64米，为薄层—厚层煤。太原组含煤性相对较差，含煤系数2.90%，含煤8—15层，厚3.11—6.3米，平均4.6米。含可采和局部可采煤2—6层，厚0.79—4.30米，为薄层—厚层煤。煤层以凝胶化物质为主，次为丝炭物质，山西组煤层局部丝炭物质占57.7%。显微煤岩类型为亮暗煤和亮煤。煤质排号以中等—易选的气煤、肥煤为主，次为贫煤、无烟煤、天然焦，局部岩浆活动强烈，天然焦占总量一半以上。原煤分析含：水分1.06%、灰分7.02%—36.47%、挥发分34.11%—48.01%，发热量2.47—3.72千焦耳/千克，精煤含碳82.92%—88.49%。山西组为中灰、低硫、低磷煤，太原组为低—中灰、高硫、低磷煤。可作动力、配焦和炼焦煤。

1956年，地质部物探局华北综合普查大队重力二、三分队所做的1∶100万重力测量，首先推论丰沛地区第四系之下有隐伏的局部隆起。九里山煤田发现后，为扩大战果，1957年华东煤田地质勘探局一二四队（简称一二四队）普查小组到丰沛地区踏勘，发现了栖山的寒武系及丰县华山震旦系的地层（1971年8月，江苏省地质局第五地质队，对华山含钾砂页岩矿普查时确定为石炭系上统和二叠系下统），据此推论沿北东—西南方向存在背斜构造，其两翼可能有煤系赋存。6月开始钻探普查，发现奥陶系和侵入岩，认为该区寒武-奥陶系隆起受走向断层切割下降很深，若有煤系存在，仅是靠断层边缘小范围保存，且第四系冲积层厚，没有进一步勘探的必要，故停止工作。1958年华东煤田地质勘探局徐州办事处（由原一二四队等单位合并组成，简称徐州办事处），在丰沛地区布置了大面积电法普查。华东煤田地质勘探局电法二队技术负责人姚多银和李世焕、顾善礼、赵立强等奉上级指示，根据1∶100万布格重力图，于1958年3月，在丰沛地区采用8×2公里网度，开展1∶10万电测深法普查，控制面积4000平方公里，12月提交《丰、沛具地区1958年电法勘探资料说明书》，分析了第四系之下的地质构造情况，圈出了赋煤远景地段，比较清楚地反映出丰县与山东单具之间长约40公里，宽9公里的东西向隐伏隆起，为进一步普查找煤提供了有希望的含煤地段。1958年4月，徐州办事处（同年6月，徐州办事处划归江苏省煤炭工业局领导，徐州办事处所属队组成江苏省煤田地质勘探队，后改为江苏省煤炭工业局一六九煤田地质勘探队，简称一六九队），工程师孙绍庚、地质组长冯永希、张富贵等，再次进入丰沛地区进行钻探普查，根据物探成果，以6000×2000米的网度布置钻孔，在大屯（郝寨）402孔首先见到山西组B煤层。经10个钻孔验证，找到了大屯、孔庄、姚桥（杨官屯）、龙固等见煤点，随后又找到了沛城、张双楼二煤点，在华山、首羡集发现含煤地层。钻探结果与电法推断基本相符，从而肯定丰沛煤田的存在。这是继发现九里山煤田后，江苏煤田勘查史上又一重大进展。

1959年，普查勘探全面展开，电法勘探分丰县和沛县二个勘探区进行，重点控制了沛县地区286.5平方公里的面积，与钻探相配合，初步查明姚桥、孔庄、张双楼、沛城等四个井田的地质构造，圈定了含煤范围，找到了龙固以东的新矿区，9月提交《沛县地区电法勘探资料》；一六九队11月提交《沛县煤田普查报告》，为进一步勘探打下了基础。

为实现1960年丰沛煤田提交10亿吨煤储量的目标，尽快满足建井的需要，江苏省煤炭工业局地质勘探管理处连续召开两次会议，决定丰沛煤田的勘探，采用普、详、精查一竿子到底的方法，在普查的基础上，全面进入精查勘探。除张双楼井田交江苏省地质局煤田地质大队勘探外，其余均由一六九队承担。一六九队于1960年3月首先提交了《沛县煤田孔庄矿区精查地质报告》，5月提交《沛县煤田沛城矿区精查地质报告》，6月提交《沛县煤田杨官屯矿区精查地质报告》，12月提交《沛县煤田郝寨矿区精查地质报告》和《沛县煤田龙固集矿区精查地质报告》，共获得可供利用储量11.23亿吨，远景储量1.83亿吨。同时在石楼地区普查找煤。为配合一六九队精查勘探，江苏省煤炭工业局物理探矿队（简称煤田物探队）电法三队技术负责人李世焕和周光照、钱小东、王洪义等，于1960年4—11月又在丰沛煤田开展电法普查和详查，先后提交了《沛县杨官屯勘探区电法资料说明书》、《沛县胡寨地区电法普查勘探资料说明书》、《江苏省丰县地区电法普查勘探说明书》，进一步圈定了煤矿矿区范围和查明了主要地质构造格架。江苏省地质局煤田地质大队，技术负责人陈国杨和阎凤昌、孙来顺、李式奇、姚皇坤等，以钻探为主要手段，于1960年3月开始在张双楼矿区进行勘探，1962年1月提交《江苏沛县张双楼矿区初步勘探报告》，获得可供利用储量5825万吨。为配合煤田地质大队勘探，江苏省地质局地球物理探矿大队二〇四队张森增等，于1960年8月开始在张双楼矿区进行电法（四极剖面法）勘探，1961年转向龙固地区进行电测深法普查，4月先后提交了《张双楼矿区电法工作总结》和《江苏省沛县龙固地区煤田电法普查工作总结》。1961—1963年，一六九队在姚桥、孔庄、龙固等矿区施工少量补充勘探钻孔。1964年3月该队调离江苏省，丰沛煤田地质勘探工作完全停止。

为了解决上海市煤炭供应的严重紧缺，1970年上海市在大屯成立大屯煤矿工程建设指挥部，开始等建大屯、孔庄、姚桥、龙固、张双楼等5个井田。上海市水文队于1970—1973年在大屯、孔庄、张双楼等井田施工了少量钻孔。燃料化学工业部煤炭开发组华东工作组于1972年底组织北京、安徽、江西、湖南、江苏5个省（市）的煤田物探队，在姚桥、大屯、孔庄、三河尖等井田进行地震勘探会战，从此开始了对丰沛煤田全面补充勘探，以及深部和外围的普查工作。1973年1—4月，江苏省煤炭地质勘探团物探营地震二队牛树昌、顾志民、黄波图、赵际福等，在姚桥井田进行地震勘探，7月提交了《大屯煤矿姚桥井田地震勘探报告》。燃料化学工业部一四七煤田地质勘探队（简称一四七队），于1973年6月，承担大屯矿区的补充勘探任务，在地震会战的基础上，首先对姚桥井田进行精查，12月提交了《大屯矿区姚桥井田精查地质勘探报告》。随后和大屯煤矿工程建设指挥部地质大队，共同对大屯井田进行精查，1974年12月与安徽省煤田地质物探测量队共同提交了《大屯矿区大屯井田综合地质勘探最终报告（精查）》。1974年5月开始对孔庄井田进行精查，1975年12月提交了《江苏省沛县大屯矿区孔庄井田地质勘探精查报告（最终）》。以上3个井田经补充勘探共获得储量5.36亿吨，其中可供利用储量5.16亿吨，远景储量1.23亿吨，为大屯矿区建设作出了重要贡献。同时在矿区外围的石楼、鸳楼、孔庄东等地区开展普查找煤。

为了“四五”计划期间在江苏省实现原煤年产量1000万吨的目标，江苏省煤炭地质勘探团二营宋文瑞、李崇山、王国忠等，于1973年3月先后调7台钻机进入沛城井田，并由江苏省煤炭地质勘探团物探营地震二队赵际福、刘惠芬等相配合，进行综合性补充精查，12月提交了《江苏省沛县煤田沛城井田精查地质报告（最终）》和《沛城地区地震勘探报告》，获得可供利用储量3666万吨。同时在栖山和大程庄等地区开展普查找煤。1973年10月，江苏省煤炭地质勘探团四营技术负责人孙进恒和胡国良、杨俊生等调到丰沛煤田，在地震一队技术负责人马子良等的配合下，选择了三河尖、石楼、首羡集等地开展普查找煤，并均发现山西组煤层，认为是有希望成为独立勘探区的地带，从而进一步扩大了丰沛煤田的范围。1975年，根据在三河尖等地普查找煤取得的重要进展，江苏省煤田地质勘探公司在徐州市建立了“徐淮勘探指挥部”，公司负责人魏绪玉兼任指挥，总工程师吴光荣任副指挥，组织江苏省煤田地质勘探二、四、五队（简称煤田二、四、五队）和物探测量队（简称煤田物探队）地震一、二分队，开展了以三河尖为中心的会战，1976年7月结束勘探，提交了《江苏省三河尖勘探地质报告（最终）》，获得可供利用储量1.83亿吨，远景储量881万吨。在三河尖会战的同时，各队仍保留部分力量继续在首羡集、石楼等地开展普查或精查。1974年5月，煤田四队和煤田物探队地震一分队，采用综合勘探方法在首羡集进行普查，1975年12月提交《江苏省丰县首羡集勘探区普查勘探报告》，获得可供利用储量4474万吨。煤田五队在煤田物探队地震二分队配合下，采用综合勘探方法，于1975年4月在石楼地区进行详查，1976年6月提交《江苏省丰沛煤田石楼勘探区详查地质报告（最终）》，获得可供利用储量4442万吨。煤田二队于1974—1975年在栖山进行普查，对深部煤层及其构造进行了解，为进一步普查打下了基础。

1975年3月，一四七队周继奋、孙吴等和大屯煤矿建设工程指挥部地质勘探大队地震分队，采用综合勘探方法，对张双楼井田进行补充精查勘探，1976年11月提交了《江苏省沛县大屯矿区张双楼井田地质勘探精查报告（最终）》，获得储量2.66亿吨，其中可供利用储量2.61亿吨。

1977年6月，煤田二、四、五队和煤田物探队地震二分队，又以更大的规模在沛县龙固地区进行勘探会战，集中20余台钻机，划分为龙固和龙东两个井田同时进行综合勘探，1978年3月提交了《丰沛煤田龙东精查地质报告》，12月提交了《丰沛煤田龙固勘探区详查地质报告（最终）》，共获得储量5.86亿吨，其中可供利用储量5.76亿吨，扩大了矿区范围，为开发利用湖下煤田资源提供了依据。在会战的同时，各队仍保留部分力量在外围普查或精查。煤田四队于1976年6月开始在三河尖、龙固、姚桥三井田之间的西陶屯地区开展精查，1977年7月提交了《江苏省沛县三河尖外围西陶屯勘探区详查地质报告》，获得可供利用储量4645万吨；1976月7月在丰县华山西北复新河以西开展普查找煤，在丰黄公路边的151号孔首钻见煤，从而发现了大程庄煤矿，扩大了含煤面积约10平方公里；1976年10月又在三河尖西侧的刘吴庄开展详查，1977年7月提交了《三河尖外围刘吴庄勘探区详查地质报告》，获得可供利用储量9900万吨，远景储量5527万吨。煤田物探队地震一分队为配合煤田四队进行详查，于1977年1—4月，在吴庄一带开展地震详查，6月提交了《江苏省丰沛煤田吴庄—水坑洼地震详查报告》。煤田五队于1976年10月，在张双楼矿区西面的鸳楼勘探区开展精查，1977年7月提交了《江苏省鸳楼勘探区精查地质报告》，获得储量5213万吨，其中可供利用储量4889万吨。大屯煤矿建设工程指挥部地质勘探大队赵云路、顾树棠、沈树根、马兆平等，采用钻探和地震相配合的勘探方法，于1977年4月和1978年1月，分别对孔庄井田和大屯井田向东（湖下）延伸地段进行普查勘探，1978年9月提交了《沛县大屯矿区大屯东部（湖下）总体勘探地质报告》，1979年9月提交了《江苏省沛县大屯矿区孔庄东部（湖下）地质勘探报告》。二处共提交储量2.28亿吨，其中可供利用储量2.18亿吨。

1977年10月，江苏省煤田地质勘探公司，组织煤田地质四队、五队、物探队，采用综合勘探方法，在张双楼井田（包括鸳楼井田）进行深部普查勘探，1978年10月提交了《江苏省丰沛煤田张双楼井田深部勘探地质报告》，增加可供利用储量1.12亿吨。煤田五队技术负责人张道余和陈兆诚、吴得兴等，于1977年在煤田二队1974—1975年普查的基础上，继续对栖山勘探区及沛城井田深部一并进行普查勘探，1979年12月提交了《江苏省丰沛煤田沛栖勘探区地质报告（普查）》，增加可供利用储量6802万吨；1978年11月张道余、鲍延辉、蓝林芳等对大屯井田深部进行普查勘探，1979年12月提交了《江苏省丰沛煤田大屯井田深部勘探地质报告》，增加可供利用储量6307万吨。煤田四队技术负责人孙进恒和杨俊生、刘文涛等，于1978年在大程庄勘探区进行普查勘探，1979年11月提交了《江苏省大程庄勘探区普查勘探地质报告》，获得可供利用储量1130万吨；技术负责人胡国良和杨俊生、赵金昌等，于1979年3月在首羡集西南苏鲁交界的丁楼勘探区开展普查找煤，煤田物探队地震一分队采用地震法相配合，1980年6月提交了《江苏省丰沛煤田丁楼勘探区普查找煤地质报告》，获得储量1.69亿吨（其中可供利用储量1.53亿吨），远景储量2037万吨。煤田物探队地震一分队，1982年11月，编写了《江苏省徐州丰沛煤田地震普查勘探报告》，对1974年5月—1981年1月丰沛煤田地震勘探成果做出了较全面的总结。

自1958年发现煤田至1980年6月，丰沛煤田的普查勘探已基本完成，煤矿的分布已经查明，区内主要煤矿大多数经过精查，投入的钻探工作总量约87万米。截至1991年底累计探明储量29亿吨，其中可供利用储量28亿吨。已建成投产井田7个，设计年产量共621万吨，已经成为上海市和江苏省重要的煤炭基地。尚未开发利用的煤矿，多属规模小或煤层埋藏深，勘探程度较低的井田。部分井田深部尚有增加储量的希望。

在丰沛煤田的勘探过程中，为了加快勘探的速度，1960年4月，江苏省煤炭工业局，在一六九队沛县工区召开誓师大会，动员向“高、精、尖”进军，开展技术革新，技术革命，积极推广“钻探三器”（提升器、摆管器、扩管器），提高了钻探效率。1974—1976年三河尖勘探会战中，煤田二队201钻机、煤田四队401钻机分别被煤炭工业部命名为“特别能战斗的钻机组”。1976—1978年，龙固勘探会战中煤田四队单台钻机实现了年钻进10141米的好成绩，首先成为万米队。403钻机创月进尺2140.24米的新纪录。在创办大庆式企业的活动中也取得了成效，1978年煤田五队被江苏省政府命名为江苏煤炭系统的第一个“大庆式企业”。工作中引进新技术和进行技术革新、改造，使技术装备得到了更新。普遍推广应用化学泥浆，金刚石钻进和部分地采用了绳索取心，应用电子计算机处理物探成果，加快了勘探速度。现代沉积理论等煤炭基础理论的应用，在煤田预测和普查找煤中都取得了一定的效果。

实践证明，在第四系广泛覆盖区，采用地质、钻探与物探相结合的综合勘探方法，寻找和勘探隐伏煤田是行之有效的，尤其是电测深法，为埋深在500米以内的煤层的钻探普查，提供了可靠的依据；地震法则为构造孔和储量升级孔的布置提供了可靠的依据。

煤田勘探的初期为求高速度、急于求成，忽视质量，个别矿区多数钻孔未取上岩心；过大放稀勘探网度（一般放宽一倍），降低对储量级别的要求，高级储量比例太低；片面追求储量数字，盲目扩大储量计算深度，钻孔控制最大深度在负500米左右，而储量普遍计算到负800米，甚至负1000米；初期放弃对太原组煤层的勘探，而这一部分储量后来勘探证实可达总储量的25%—33%。由于上述各种原因，使地质报告不能作为矿井设计的依据，1962年，地质报告复审时全部降级、降格，随后投入大量的补充工程，部分进行重新勘探，先后经历了20余年的时间，既浪费了工程又延缓了建井时间。这是又一个“欲速则不达”的深刻教训。