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摘要:陶瓷粘土礦是制作陶瓷的主要原料。汝州區內可用作陶瓷原料的粘土巖和砂質粘土巖,主要賦存于石炭~二疊系(C~P)地層中。
汝州自然資源豐富,是河南省重要的能源、原材料產區之一和主要的陶瓷生產基地。而陶瓷粘土作為制作陶瓷的主要原料,在汝州廣泛分布,礦產開采歷史悠久。
1陶瓷粘土礦含礦巖系
汝州地質構造復雜,地層出露較為齊全。區內的陶瓷粘土礦,賦存于石炭~二疊系(C~P)地層中,其含礦巖系,主要包括石炭系上統本溪組(C2b)一套厚度不大的含鐵富鋁的粘土巖-鋁土巖(礦)組合,及二疊系下統山西組(P1s)和中統石盒子組(P2s)的砂巖-泥巖(粘土巖)組合。另外,石炭系上統太原組(C2t)局部也有少量陶瓷粘土礦賦存。
1.1石炭系上統本溪組(C2b)
石炭系上統本溪組地層,在本區厚度一般不超過20m,主要呈層狀、似層狀、透鏡狀、雞窩狀產出,平行不整合于寒武系上統崮山組(∈3g)白云質灰巖或白云巖風化侵蝕面之上。區內本溪組地層,下部(C2b1)一般為灰黃色、少量青灰色鐵鋁質粘土巖(頁巖),局部夾少量山西式鐵礦;中部(C2b2)為淺灰-灰色豆鮞狀結構、塊狀構造為主的鋁土礦層,多夾鋁質粘土礦,局部鋁土礦缺失;上部(C2b3)即所謂的鋁土礦的礦帽,一般為黃褐、淺灰、紫色鋁質粘土巖、砂質粘土巖(頁巖)等,局部夾煤線。
1.2二疊系下統山西組(P1s)和中統石盒子組(P2s)
該兩組地層厚度較大,且較穩定,與下伏地層石炭系上統太原組(C2t)為整合接觸。該兩組地層,巖性主要為淺灰-灰色中-細粒砂巖、灰-深灰色、局部紫灰色砂質泥巖、泥巖(粘土巖)及煤層,其中包括山西組的小紫斑泥巖及石盒子組的大紫斑泥巖。
2陶瓷粘土礦礦石特征
用來制作陶瓷的粘土和粘土巖類,工業上習慣稱為陶土。汝州境內的陶瓷粘土礦礦石,主要成分為SiO2、Al2O3,次為Fe2O3,并含有少量的堿金屬氧化物如K2O、Na2O、CaO、MgO,以及TiO2等,局部還有少量灼堿(包括化合水和碳酸鹽分解的二氧化碳和有機物的揮發)。關于陶瓷粘土礦的分類,有多種方法。這里根據礦石砂質的含量,分為兩種類型:粘土巖類和砂質粘土巖類。
2.1粘土巖
粘土巖在本區分布極為廣泛,主要賦存于二疊系下統山西組(P1s)和中統石盒子組(P2s)地層中,少量賦存于石炭系上統本溪組(C2b)和太原組(C2t)地層中。礦石多呈淺灰-灰色,少量灰白、深灰、紫灰色。多為泥質結構,層狀構造。礦物成分以粘土礦物為主,含少量碎屑,局部含少量氧化鐵。粘土礦物成分主要是伊利石,呈顯微鱗片狀,定向排列。碎屑多呈棱角狀,粒徑0.01mm~0.1mm不等,成分主要是石英、長石及少量云母,分布不均勻,有的紋層稍多。氧化鐵分布不均勻,有的紋層含量稍多。紫木節,在當地俗稱“黑毛土”,實屬粘土巖,產于二疊系下統和中統煤系地層中,是和粘土頁巖共生的軟質礦層。作為陶瓷原料,其可塑性好,是提高坯體強度,改善泥漿流動性的主要用料。紫木節分布廣泛,區內采坑中多有出露,但厚度一般較小,0.2m~4.0m不等,多為1.0m左右。外觀一般呈暗紫色、褐色或紅褐色,泥質結構,紋層狀構造,多呈揉皺狀,礦物成分主要是粘土礦物,含少量氧化鐵。粘土礦物主要呈隱晶質,混染氧化鐵呈紅色。氧化鐵呈分散狀分布于粘土礦物中。
2.2砂質粘土巖(包括砂質頁巖)
砂質粘土巖(包括砂質頁巖)分布極為廣泛,主要賦存于石炭系上統太原組(C2t)、二疊系下統山西組(P1s)和中統石盒子組(P2s)地層中,少量賦存于石炭系上統本溪組(C2b)地層中。礦石多呈淺灰-灰-深灰色,少量褐灰色。多為砂質泥狀結構或細粒砂狀結構,層狀或頁理構造。碎屑呈棱角或次棱角狀,成分以石英為主,含少部分泥質巖屑和云母,其中云母以白云母為主,少量黑云母,呈鱗片狀,鱗片多有扭折彎曲現象,定向排列。碎屑分布不均勻,有的紋層含量較多,有的紋層含量較少?;|主要為粘土礦物,局部含少量氧化鐵,其中粘土礦物主要是伊利石,顯微鱗片狀,定向排列。氧化鐵分布不均勻。
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作者:張廣宇 單位:河南省有色金屬地質礦產局第二地質大隊