① 海泡石粘土礦的化學成分
海泡石礦物為含水硅酸鎂，主要成分是硅和鎂，通常用H6Mg9Si12O30（OH）l0·6H2O 表示，文獻上還有多種表示方法，如表8-1所列。
海泡石礦物的化學成分從理論上講是SiO2,MgO和H2O，其中SiO2佔55.65%,MgO佔24.89%,H2O-佔11.12%,H2O+佔8.34%。
海泡石粘土礦除含海泡石礦物外，還有其他礦物成分，故其化學成分除以SiO2、MgO為主外，還有Al2O3,CaO等，表8-2列出了國內外有關海泡石粘土礦床礦石的化學成分[1,2]，其中有世界著名的儲量大、品位高（海泡石含量大於95%）的西班牙巴列卡斯礦床的海泡石礦石化學成分。由表列數據可以看出，湖南省的海泡石粘土礦，SiO2和MgO偏低，CaO和K2O高。按海泡石粘土的化學成分，其中Mg,Ca,K都是農作物的營養成分。
通過光譜半定量分析，湖南省海泡石粘土礦床的海泡石礦石富含鍶、鋅等微量元素（表8-3），已有的研究證明鍶、鋅是作物所需的有益微量元素。
② 粘土礦床形成條件
一、地質構造背景
我國粘土礦床的分布受古板塊構造部位的控制。自中生代以來，太平洋板塊俯沖至亞洲板塊之下，其活動對中國大陸東部（環太平洋西帶）產生強烈影響，一方面使大陸受到強烈擠壓，另一方面引起大陸下面上地幔物質的活動。在這種板塊作用動力學機制影響之下，中國東部中、新生代的斷裂構造非常發育，主要是呈北北東-北東向分布，並常切穿古生代構造單元。岩漿活動強烈，沿上述斷裂構造，有各種產狀、規模大小不等的花崗質岩漿岩的侵入；頻繁的火山活動受該構造體系控制，沿斷裂分布，屬於裂隙式或裂隙-中心式噴發類型，岩性多為鈣鹼系列的安山岩-流紋岩；北北東-北東方向的斷裂構造還控制了帶內成礦的構造盆地，如斷陷盆地、裂谷盆地的形成與演化使其中堆積了相當厚的多旋迴陸相火山-沉積建造。因此，粘土礦床大都產於構造盆地內火山-沉積的含礦建造之中。以上說明，中國東部大陸邊緣中生代構造火山岩漿帶或火山島弧帶的地質構造環境對形成某些粘土礦床具有重要意義。此外，在新疆東天山陸緣火山岩帶石炭繫上統安山岩和安山凝灰岩中也產有我國最古老的大型膨潤土礦床。
二、成礦物質來源
各種粘土礦床的形成多與外生成礦作用有關，能提供成礦物質來源的主要是形成於地殼淺處的各種成因的岩石，源岩（或母岩）的差別則決定於礦床的類型。
風化型高嶺土礦床的源岩可以是各種鋁硅酸鹽岩石，如花崗岩、花崗偉晶岩、花崗斑岩、石英斑岩，流紋質凝灰熔岩、凝灰岩以及與花崗質片麻岩等有關的變質岩，它們受風化後可形成富高嶺石礦床。上述因風化作用所形成的高嶺石與其他陸源碎屑物受流水作用被搬入陸相成煤盆地或潟湖、濱海盆地後，重新沉澱，可形成層狀的沉積型高嶺土礦床。
形成膨潤土與葉蠟石礦床的母岩主要屬鈣鹼系列的火山岩，從酸性的流紋質到基性的玄武質岩，常見的岩性有珍珠岩、黑曜岩、流紋岩、粗面岩、英安岩以及火山碎屑岩、凝灰質沉積岩。其中以富含火山玻璃質的岩石易轉化成礦。按母岩成因可分為5種類型：①火山爆發型（火山灰、凝灰岩、火山角礫岩等火山碎屑岩）；②火山噴溢型（黑曜岩、珍珠岩、松脂岩、流紋岩）；③次火山岩型（穹丘或脈狀中酸性熔岩）；④火山爆發-沉積型（沉凝灰岩、沉火山碎屑岩）；⑤火山爆發灰流型（熔結凝灰岩）。上述岩石主要為富含鉀、鈉的鋁硅酸鹽岩，化學成分是膨潤土形成的物質基礎。此外，岩石多具玻璃結構、玻屑結構、噴出後在新的環境中極不穩定，加之岩石孔隙和裂隙為溶液的活動提供了便利條件，使源岩在適當的條件下得以轉變蒙脫石。
三、岩相古地理條件
粘土礦床的含礦建造包括沉積建造、火山-沉積建造和火山建造。其岩相有淺海相、濱海相、潟湖相，也有河流-湖泊相。不同礦床類型其含礦建造、古地理條件具有明顯差別。
沉積高嶺土的含礦建造為陸源碎屑岩夾富鋁硅的凝灰岩及煤層，建造形成於陸相、潟湖相、淺海相的成煤盆地之中，火山活動不強。
膨潤土礦床多分布於中生代的火山-沉積建造和火山岩建造中，在我國這兩類建造主要產於陸相盆地，包括火山斷陷盆地、火山沉積窪地、侵蝕窪地、河流-牛軛湖盆地。發育有膨潤土礦床的海相-濱海相火山-沉積建造只見於新疆東天山石炭紀地層之中，礦床規模較大。各種建造中膨潤土的形成與火山岩的關系極為密切，火山物質噴溢時在盆地內水下堆積或水上堆積對膨潤土的形成有較大影響。火山物質堆積在水下，使岩漿驟然冷凝呈玻璃質岩石，結晶程度低，有利於玻璃質在水的作用下解體向蒙脫石轉化；水上堆積部分常為具一定結晶程度的熔結凝灰岩類的岩石，在成礦作用過程中解體、轉化較水下者困難得多。這說明礦床形成時水盆地環境是一個重要的條件。
葉蠟石礦床主要分布於東南沿海中生代陸相火山岩帶內，受火山機構所控制。礦床產於陸相火山岩建造中，成礦的直接圍岩多為長英質酸性凝灰岩。在火山噴氣或熱液作用下，長英質組分被交代形成葉蠟石，同時伴隨圍岩的次生石英岩化（如下式），在石英岩中葉蠟石常與紅柱石、高嶺石、絹雲母、黃鐵礦等伴生。實驗證明，在溫度約450～500℃、壓力為2×105Pa條件下可人工合成葉蠟石，這反映了葉蠟石的穩定條件。
非金屬礦產地質學
凹凸棒石粘土礦床近十幾年來在國內已有發現，其中有的類型分布於新生界上新世第三紀湖相玄武岩-細碎屑岩（粘土岩、粉砂岩）建造中。兩類岩石互層產出，反映含礦建造由多次火山噴發-沉積旋迴組成。玄武岩主要屬鹼性玄武岩系列，凹凸棒石粘土層產於玄武岩之間。對凹凸棒石礦層的形成雖還有不同認識，但認為基性火山活動與成礦有密切關系確是共同的，基性火山岩可提供鎂離子，有利於凹凸棒石的形成。該建造見於蘇皖交界地區。
四、古氣候條件
多數粘土礦物與風化作用有關。不同氣候環境下水化學條件影響到風化型粘土礦物的形成、轉化。
在熱濕氣候環境下，以氣溫高、降雨量高（1300～8000mm/a）、氧化條件充分、風化帶內水介質呈酸性為特徵，母岩受水介質強烈的淋濾，因水解作用大部分活動組分（鹼和鹼土金屬）被排出，因而導致高嶺石礦床的形成。我國廣東、廣西境內先後發現多個大型高嶺土礦床均與熱濕氣候環境有關。在溫濕氣候環境下，以溫和的氣候及平均降雨量（500～1000mm/a）較上述低為特徵，風化過程中，母岩（火山玻璃）受水介質的淋濾，鹼和鹼土金屬溶出，使介質 H+活度逐漸降低，由酸性（或弱酸性）變為鹼性。在此情況下，火山玻璃水解過程中，若排水不利，可使水介質中保持大量的鹼和鹼土離子，溶液中pH值提高。在pH＞8～12時，則酸性火山玻璃為沸石所交代，從而轉化為高硅沸石類礦物。由於Ca2+、Na+等的消耗，介質中Mg2+的濃度提高，則有利於蒙脫石的形成。可見火山玻璃在鹼性介質環境下轉化趨勢是高硅沸石生成在先，蒙脫石稍後，其演化系列為火山玻璃→高硅沸石→蒙脫石（姚道坤等，1994）。姚道坤等（1994）認為，不少礦床普遍存在沸石礦與膨潤土共生或與膨潤土呈漸變過渡關系，且鏡下見到蒙脫石交代沸石現象，說明從火山玻璃演變為蒙脫石，高硅沸石是中間產物。
當然，火山玻璃演變為蒙脫石是否一定需要經過高硅沸石階段，關鍵是水介質條件。當具備一定的排水、補水時，能使介質保持較高的H+/Na++Ca2+比值，是使玻屑中的Na+、Ca2+、SiO2不斷折離排除的基本條件，有利於蒙脫石的形成，反之則有利於形成含Na+和Ca2+的高硅沸石。因此粗碎屑的富含火山玻璃沉積物和裂隙發育的酸性玻璃熔岩都具有較好的成礦條件，有利於蒙脫石生成。
在溫干氣候環境下，溫濕與乾旱氣候交替出現為特徵，分布於中低緯度地區。在濕季（年降雨量500～1300mm）水解作用明顯，礦物中釋放的離子未被排出，各種鹼、硅、鐵、鋁等元素在（A）表層與有機質伴生，在乾季它們結合形成新的礦物，過剩的鈣形成次生方解石（纖維狀）。這一特點在干-濕季節懸殊的北半球乾旱地帶特別發育。帶內同時伴生的粘土礦物有Mg-蒙皂石、凹凸棒石和海泡石，如美國內華達南部鈣質礫岩含有以坡縷石（凹凸棒石）和海泡石為主的粘土組合。我國侏羅紀-第四紀形成的西寧斷陷盆地中產有凹凸棒石粘土，與伴生的有白雲石、方解石等。這些反映了凹凸棒石粘土系在乾旱的氣候條件下和高鹼度、鹼性、半鹼性環境下形成的。
五、成礦時代
高嶺土礦床：我國已知礦床大部分分布於東部和中南部，形成時代多為中、新生代。風化礦床主要與大面積燕山期花崗岩及有關脈岩有關。熱液型礦床主要分布於浙江、江西、福建幾省的侏羅繫上統火山岩中，高嶺土礦床與葉蠟石礦床經常共生。本類礦床與環太平洋火山島弧的發展和演化一致，礦床由西向東、由南向北，礦床形成時代愈來愈新如在我國礦床產於侏羅繫上統，在朝鮮、日本則主要產於白堊紀地層中，在日本北部產於老第三系中。
膨潤土礦床：在世界上礦床形成分布於中、新生代，其中新生代約佔50%，中生代（主要侏羅紀、白堊紀）占近45%，尚沒發現泥盆紀前的膨潤土礦床。劉志英等（1990）對中國東部48個膨潤土礦床地質時代統計結果，說明我國膨潤土礦床的地質時代分布與世界上對比有些差異，是以中生代為主，其中以白堊紀為最多，而新生代次之。這種分布特點可能與較老地層中蒙脫石常被伊利石代替，有時可轉變為高嶺石有關，從而使老地層中膨潤土礦床比例下降。
凹凸棒石與海泡石礦床：目前國內已發現的有安徽嘉山、甘肅天水、青海西寧等地的凹凸棒石粘土礦床，主要為沉積礦床，有的可能為淋積礦床，形成皆為晚第三紀中新世。東秦嶺地區在湖北、河南、陝西等地已發現纖維狀海泡石礦床或礦點，它們產於中新元古代欒川群、秦嶺群地層的鎂質碳酸鹽岩建造中，礦體呈透鏡狀或脈狀，形成時代尚不清楚。具有工業意義的海泡石沉積礦床在我國江西、湖南等省已有發現，其層位在二疊系下統，這為世界上的海泡石礦床增加了新的層位。
葉蠟石礦床：主要分布在浙、閩沿海中生代構造-火山岩帶內的餘姚-政和-大埔大斷裂帶以東地區，該斷裂帶控制著燕山期火山活動，葉蠟石礦床和明礬石礦床產於晚侏羅世火山盆地和破火山口內。區內葉蠟石礦床分布廣，儲量、產量均居全國首位，開采歷史悠久，馳名中外。
耐火粘土礦床：主要分布於東北和華北石炭—二疊紀含煤盆地的地層中，自上而下可分為8層（A0-G層），粘土礦層普遍與煤系地層有關，它們往往相伴產出。
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一、名詞解釋（共10分，每小題2分）
1、礦石品位——指礦石中有用組分的含量。
2、圍岩蝕變——指礦體周圍的岩石在氣水熱液作用下，發生一系列舊礦物為新的更穩定的礦物所代替的交代作用。
3、岩漿熔離作用——指在較高溫度下的一種均勻的岩漿熔融體，當溫度和壓力下降時，分離成兩種或兩種以上不混熔的熔融體的作用。
4、變成礦床——指原來的岩石經變質作用形成礦床或原來的礦床經變質作用形成具另一種工藝技術特性的礦床。
5、礦源層——指成礦物質在沉積成岩時已初步富集並能在後生期被活化遷移出來的岩層。
二、填空題（共25分，每空0.5分）
1．礦床由礦體和 圍岩 組成，礦體由礦石和 脈石 組成，礦石由 礦石礦物 和 脈石礦物 組成。
2．岩漿分結礦床中晚期岩漿礦床是指岩漿冷凝結晶時， 有用礦物（或礦石礦物） 較晚地從岩漿中結晶和富集所形成的礦床，晚期岩漿礦床的主要礦產是 釩、鈦、鐵 ，其典型的礦石結構為 海綿隕鐵結構 ；早期岩漿礦床的主要礦產是 鉻 ，典型的礦石結構是 自形晶 結構。
3．在偉晶岩礦床中，帶狀構造是最主要而常見的。發育完好的帶狀構造，從偉晶岩體的邊緣到中心，一般可分為 邊緣帶 、 外側帶 、 中間帶 、 內核 等幾個帶。 偉晶岩礦床是某些 稀有金屬 和稀土元素的重要來源；重要礦產地如 新疆阿爾泰 偉晶岩礦床。
4．氣水熱液主要成分是水，其主要來源有 岩漿水 、 海水 、 變質水 和 地下水 。
5．矽卡岩礦床形成的兩期五階段，即矽卡岩期包括____早期（干）矽卡岩___、 __晚期（濕）矽卡岩___ __階段和_氧化物 ___階段，硫化物期包括_早期（鐵銅）硫化物______ 和 __晚期（鉛鋅）硫化物___ 階段。
6．斑岩銅礦床的蝕變分帶非常發育，由內向外分為1）___鉀化（鉀質蝕變）帶 _，2）__石英-絹雲母化（似千枚岩化）帶___，3）_泥化（粘土化）帶，4）青盤岩化帶，礦體主要分布在 __石英-絹雲母化（似千枚岩化）___帶。
7．金屬硫化物礦床的表生分帶自上而下可分為氧化帶、__次生硫化物富集 帶和__原生硫化物礦石________帶，其中氧化帶自上而下又可分為完全氧化亞帶（鐵帽）、___淋濾________亞帶和____次生氧化物富集_____亞帶。
8．形成鹽類礦床的必備條件是 乾旱氣候 和 封閉或半封閉 水盆地環境。
9．微生物在成礦作用中可能以四種主要方式起作用，即_ __促使成礦元素聚集、_____改變環境的物理化學條件_、 _ 產生有機酸_______和__通過新陳代謝作用把元素從一種狀態轉變為另一種狀態________。
10．我國聚煤期主要有 石炭 紀 、 二疊 紀、 侏羅 紀和 第三 紀。
11．變質成礦作用的主要因素是_ 溫度 、 壓力 和_ 熱液 ；變質礦床可劃分為三個主要成因類型，即 接觸變質 礦床、 區域變質 礦床和混合岩化礦床。
12．最著名的全球巨型成礦域是 環太平洋成礦域 和 古地中海-喜馬拉雅成礦域 （或特提斯成礦域） 。
三、選擇題（共10分，每小題1分，將正確答案代號填在括弧中）
1．我國礦產資源中嚴重短缺的礦種有（ A ）
A. 鉻、鉑、鈷、鉀鹽、金剛石等； B. 鉻、稀土、金剛石等；
C. 鉻、鉑、銅、金剛石等； D.鎢、鉛、鋅等
2．按卡爾波娃的階段說，矽卡岩型鉛鋅礦床形成於（ D ）階段。
A. 晚矽卡岩； B. 氧化物； C. 早期硫化物； D. 晚期硫化物
3．雲英岩化通常與鎢、錫礦產有關，它是（ A ）蝕變的產物。
A. 高溫熱液；B. 中溫熱液；C. 低溫熱液；D.超低溫熱液
4．湖南錫礦山礦床是主要產出（ B ）的礦床。
A. 錫； B. 銻； C. 鐵；D. 鉛鋅
5．江西星子高嶺土礦床屬（ A ）粘土礦床。
A. 殘余； B. 沉積； C. 沉積變質； D.熱液
6．沖積砂礦床具有明顯的層序。砂礦的主要含礦層為（ B ）。
A. 基岩層； B. 粗礫石層； C. 小礫石層； D. 粗礫石層和泥炭層
7．宣龍式龐家堡鐵礦床產於（ A ）串嶺溝組中。
A. 中元古代； B.震旦紀； C.寒武紀； D.泥盆紀
8．鉀鹽是在鹵水蒸發晚期沉積的。瓦利亞什科提出（ D ）假說來解釋鉀鹽礦床的形成。
A. 沙洲說； B.沙漠說； C.薩布哈說； D.干鹽湖說
9．使煙煤的物質組份、組構發生明顯變化而形成的石墨礦床稱為（ C ）。
A. 沉積礦床；B. 岩漿礦床；C. 變成礦床； D.受變質礦床
10．西藏雅魯藏布江縫合帶屬於（ B ）世界級成礦域。
A.環太平洋； B.特提斯； C. 中亞； D.中非
四、判斷題（共10分，每小題1分，正確用「 ? 」表示；錯誤用「 ′ 」表示，並更正）
1.在雙交代作用過程中，SiO2 由岩漿岩向圍岩擴散。 （ ? ）
2.接觸交代礦床的矽卡岩與礦體在空間上常分離。 （ ′ ）
正確答案：接觸交代礦床的矽卡岩與礦體在空間上可分離，可疊置。
3.玢岩鐵礦是指磁鐵礦產於玢岩脈中的礦床。 （ ′ ）
正確答案：玢岩鐵礦是指與陸相次火山岩（玢岩）有關的鐵礦床。
4. 岩漿的同化作用是指圍岩中的某些成分，通過化學反應或直接熔融而加入到岩漿中去的作用。 （ ′ ）
正確答案：岩漿的同化作用是指岩漿在其形成和上升過程中，圍岩被熔化或溶解，從而使岩漿成分發生改變的作用。
5.江西西華山礦床礦石的有用礦物主要是白鎢礦。 （ ′ ）
正確答案：江西西華山礦床礦石的有用礦物主要是黑鎢礦。
6. 機械沉積分異主要是指碎屑物在搬運及沉積過程中，按大小、形狀、比重等差別所產生的分異。 （ ? ）
7.河曲的外側常形成砂礦富礦體。 （ ′ ）
正確答案：河曲的內側常形成砂礦富礦體。
8.硅藻土礦床常產於白堊紀及第三紀、第四紀地層中。 （ ? ）
9.在膠體化學沉積礦床中通常鐵礦床比錳礦床後形成。 （ ′ ）
正確答案：在膠體化學沉積礦床中通常鐵礦床比錳礦床先形成。
10.泥炭主要由腐泥類物質轉化而來。 （ ′ ）
正確答案：泥炭主要由腐植類物質轉化而來
五、簡答題（共25分，每小題5分）
1、列舉岩漿岩的成礦專屬性特徵（5類）。
答：1）與鎂質超基性岩（如橄欖岩）有關產出鉻鐵礦、銅鎳礦等；（1分）
2）與基性岩（如輝長岩、斜長岩）有關產出釩鈦磁鐵礦等；（1分）
3）與金佰利岩有關產出金剛石礦等；（1分）
4）與鹼性岩（如碳酸岩）有關產出稀土礦、磁鐵礦等；（1分）
5）與花崗岩有關產出稀有金屬（Nb、Ta等）、稀土礦等。（1分）
2．簡述氣水熱液礦床的充填礦床特徵。
答：1）礦體形態多為脈狀，取決於原有構造容礦空間；（1分）
2）礦體與圍岩界線清楚；（1分）
3）礦石成分與圍岩差異較明顯；（1分）
4）具單向生長的帶狀，晶族狀、梳狀等典型構造；（1分）
5）圍岩蝕變不發育。（1分）
3. 簡述風化礦床的形成條件。
答：1）原岩條件：具有成礦專屬性，如玄武岩風化可形成紅土型鋁礦床；富含鐵、鎳的超基性-基性岩風化可形成紅土型鐵礦床和鎳礦床；（1分）
2）氣候條件：是最重要的條件之一，如在溫熱的熱帶-亞熱帶氣候地區，有利於大型鋁、鐵、錳等風化礦床的形成；（1分）
3）地貌條件：高差不大的山區、丘陵地形對風化礦床的形成最為有利；（1分）
4）水文條件：在決定風化礦床的規模和深度方面起著十分重要的作用；（1分）
5）地質構造條件：地台區有利於大規模的風化礦床形成，區域構造對風化礦床形成也起控製作用，侵蝕基準面決定風化殼的最終厚度。（1分）
4.簡述形成磷塊岩礦床的「化學成因說」（卡查科夫,1937）的基本內容。
答：1）光合作用帶中浮游生物吸附了海水中磷質，使表面海水幾乎不含磷；（1分）
2）生物死亡後向海底下沉，將從表層水吸附的磷質帶到深水層；（1分）
3）下降時，由於有機質分解，隨深度增加CO2含不斷增加，CO2分壓提高，溶解磷的能力增強，最終完全分解形成高CO2分壓的富磷海水；（1分）
4）由於海水的垂直循環作用，將富磷和CO2的深部海水沿大陸斜坡帶到陸棚地帶；（1分）
5）因深度變淺、水溫升高和植物光合作用，CO2擴散分壓降低，致使碳酸鹽、磷酸鹽過飽和而沉澱。在水淺浪擊環境中可形成鮞粒、碎屑結構的磷塊岩。（1分）
5.簡述層控礦床的基本特徵。
答：1）賦礦岩系：礦床產於一定地層層位中，具「時控」特徵，如南嶺鉛鋅礦主要產於泥盆紀地層；並產於特定岩相，常具多層礦化特點。（1分）
2）礦源層：具有特殊的礦源層，礦源層與儲礦層（含礦層）可是同一地層，也可是不同層位。（1分）
3）礦體形態：礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀，多與地層整合產出，少數不規則狀穿層礦體，但其礦化范圍仍局限在一定地層層位中。（1分）
4）礦石特徵：組分上，沉積改造的相對簡單，火山沉積改造及岩漿疊加的組分相對復雜；礦石即可能殘留有典型的沉積組構，又具有明顯的熱液活動標志，如充填交代重結晶組構；（1分）
5）圍岩蝕變：一般具有中低溫圍岩蝕變，如硅化、碳酸岩化等。（1分）
六、綜述題（共20分）
6、綜述我國鐵礦床主要成因類型（至少四類）及各類型基本特徵，並舉出礦床實例。
答：1）晚期岩漿結晶分異成因（岩漿型）鐵礦床
基本特徵：①礦體形態：貫入型：脈狀與圍岩界線清楚；分異型：似層狀為主。
②礦石特徵：結構構造：貫入型主要呈緻密塊狀，它形晶、隕鐵結構等； 分異型以稠密侵染狀為主，少數塊狀條帶狀構造。礦石成分與母岩同質不同量，礦石礦物：磁鐵礦、鈦鐵礦，脈石礦物以造岩礦物為主。
③圍岩蝕變：綠簾石化、碳酸鹽化、黑雲母化、綠泥石化等。
礦床實例：四川攀枝花（或河北大廟）釩、鈦磁鐵礦礦床。
2）接觸交代成因（矽卡岩型）鐵礦床
基本特徵：①礦體特徵：形態以不規則狀為主，另有似層狀，巢狀、脈狀等，礦體規模以中小型為主。主要產生接觸帶附近，偏向圍岩—側較多。
②礦石特徵：成分有矽卡岩礦物：石榴石類（CaAl—CaFe）輝石類（鈣鐵系列）、角閃石、硅灰石等；金屬礦物：以氧化物為最普遍，特別是磁鐵礦、赤鐵礦等，常見硫化物：黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦等；
礦石結構：以粗粒結構為特徵，交代作用形成的各種結構非常普遍。
礦石構造：塊狀、浸染狀構造為主，另外有條帶狀，晶洞構造。
③圍岩蝕變：高溫蝕變有矽卡岩化等，中低溫蝕變有硅化、綠簾石化、碳酸鹽化、綠泥石化等。
礦床實例：湖北大冶鐵礦床。
3）陸相次火山—熱液成因（玢岩型）鐵礦床
基本特徵：
① 礦體特徵：形態復雜多樣，角礫岩體及茼狀、鍾狀、環狀、脈狀以及似層狀等；
②礦石特徵： 岩體中部的浸染狀及細脈浸染狀礦化，礦物組合為鈉長石-透輝石-磷灰石-磁鐵礦組合（陶林式）；岩體頂部及邊部（內接觸帶）角礫狀、網脈狀鐵礦化；礦物組合為陽起石（透輝石）—磷灰石—磁鐵礦組合（凹山式）； 產於接觸帶上的礦化，礦石以塊狀、角礫狀為主，石英—鏡鐵礦組成（梅山式）。
③圍岩蝕變：與鐵礦化有關的圍岩蝕變，早期為類矽卡岩化（下部淺色蝕變帶），中期為青盤岩化（中部深色蝕變帶）、晚期為泥化、硅化、碳酸岩化（或稱為泥英岩化），（上部淺色蝕變帶）。
礦床實例：我國寧蕪地區鐵礦床（如江蘇梅山鐵礦）。
4）區域變質成因鐵礦床
基本特徵：①礦體特徵：礦床產於區域變質岩系中，具明顯的礦物相水平分帶（沸石相，綠片岩相，藍閃石片岩相，角閃石相，麻粒岩相，榴輝岩相）；
礦體形態一般較規則，以層狀、似層狀為主，規模亦大；
②礦石特徵：變余組構：變余條帶狀、皺紋狀構造，細-隱晶結構、變余結構等；變成組構：如片狀、片麻狀、斑雜狀、角礫狀、脈狀、網脈狀構造，變晶結構、壓碎結構、嵌晶結構等。
礦石組份：主要礦物有磁鐵礦（主）、赤鐵礦、菱鐵礦等。
③圍岩蝕變：通常圍岩蝕變強烈，圍岩蝕變強度與富鐵礦體的發育程度成正比。常見鎂鐵閃石化、石榴石化、綠泥石化等。
礦床實例：遼寧弓長嶺鐵礦床（鞍山式鐵礦）
5) 膠體化學沉積（沉積型）鐵礦床
基本特徵：①礦體特徵：產於海侵岩系中下部，具有明顯的鐵礦物分帶性（由岸邊到大洋：鐵的氧化物礦物相帶，典型礦物為赤鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦等；硅酸鹽礦物相帶，主要為鮞綠泥石；碳酸鹽礦物相帶，主要為菱鐵礦；硫化物礦物相帶，主要為黃鐵礦、白鐵礦、膠黃鐵礦等），礦體呈層狀、似層狀，與圍岩產狀一致；
②礦石特徵：礦石具鮞狀、豆狀、腎狀、條帶狀構造，膠體結構；
礦石成分主要為鐵的氧化物、碳酸鹽礦物，次為鐵的硅酸鹽、硫化物
③圍岩蝕變：不明顯。
礦床實例： 河北龐家堡鐵礦床（宣龍式鐵礦）。
④ 凹凸棒石（Attapulgite）
一、概述
凹凸棒石又名坡縷石或坡縷縞石，是一種層鏈狀結構的含水富鎂鋁硅酸鹽粘土礦物。1862年薩夫欽科發現於俄羅斯烏拉爾，1913年費父斯曼根據所發現的礦區把它命名為Palygorskite。後來在美國喬治亞州的Attapulgus地區和法國的莫爾摩隆地區的漂白土中也發現了該種礦物，1935年採用Attapulgite之名。1976年，中國學者許冀泉根據凹凸堡之音同時兼顧該礦的晶體結構特徵，譯成「凹凸棒石」。凹凸棒石粘土常含有蒙脫石、高嶺石、水雲母、海泡石、石英、蛋白石、碳酸鹽礦物等。
二、礦物性質
凹凸棒石是一種層鏈狀結構的含水富鎂鋁硅酸鹽粘土礦物。主要成分為硅（Si）和鎂（Mg），其理想分子式為：（Mg，Al，Fe）5Si8O20（OH）2（OH2）4·4H2O，理論化學成分為：SiO2 56.96%、（Mg，Al，Fe）O 23.83%、H2O 19.21%。凹凸棒石為單斜晶系，其晶體結構屬2∶1 型粘土礦物，即兩層硅氧四面體夾一層鎂（鋁）氧八面體，其四面體與八面體的排列方式既類似於角閃石的雙鏈狀結構，又類似雲母、滑石、高嶺石類礦物的層狀結構。在每個2∶1層中，四面體片角頂隔一定距離方向顛倒，形成層鏈狀結合特徵。在四面體條帶間形成與鏈平行的通道。通道截面積半徑為3.7×10-8cm、6.4×10-8cm，通道中被水分子所充填。這些水分子的排列，一部分是平行於纖維軸的沸石水，另一部分是與水鎂石片中鎂離子配位的結晶水。其結晶結構為針狀，和角閃石系石棉十分相似，由細長的中空管所組成。
凹凸棒石晶體為棒狀、纖維狀，其晶體橫斷面呈菱形；集合體為土狀或緻密塊狀構造，顏色為灰白、青灰、微黃或淺綠色，油脂光澤，密度2.0～2.3g/cm3，摩氏硬度2～3g/cm3。潮濕時呈黏性和可塑性，基本不膨脹，乾燥收縮小，且不產生龜裂，吸水性強，可達到150%以上，pH＝8.5左右。由於內部多孔道，比表面積大，一般為400～500 m2/g，大部分陽離子、水分子和一定大小的有機分子均可直接被吸附進孔道中，而它的電化學性能穩定，不易被電解質所絮凝。脫色率：4%HCl處理一般大於150。吸藍量：小於24 g/100 g；膨脹容度：4～6 cm2/g。
三、用途
凹凸棒石粘土由於具有特殊的物理化學性質和工藝性能，在石油、化工、建材、造紙、醫葯、農業等方面得到廣泛應用。
1）建材工業方面的應用。凹凸棒石可用作塗料和油漆的填充劑、流平劑、觸變劑、增稠劑和穩定劑；可用於生產礦棉吸音板、天花板、牆壁板，具有很好的隔熱保暖和吸聲作用；作為防水、防火、保溫材料，適用於生產岩棉、礦棉和復合硅酸鹽材料；可作為改性瀝青的填充劑、增稠劑、抗老化劑等；用於地下工程防滲漏。
2）在輕工業方面的應用。凹凸棒石代替蘇打揉革，降低成本；作為紙張填料和塗料，可用於凹版印刷或膠印、顏料生產和塗布紙、塗布紙板工藝；用作油墨填充劑，具有提高油墨質量、降低成本、便於印刷等功效。
3）農業和畜牧業。凹凸棒粘土粉作為混合飼料的添加劑，可提高飼料轉化率。作為復合肥黏結劑，保肥時間長，能提高生產能力。作為農葯的懸浮劑和載體，廣泛地應用於殺蟲劑、殺真菌劑、除草劑等。作種子包衣材料，具有強度好、造粒光滑等特點，肥料和農葯可共同加入使用，提高種子的出芽率，有利於防病、生長。
4）紡織工業。作為染料的懸浮劑填料，具有不掉色、著色力強、耐擦洗、色彩鮮艷和生產成本低等優點，還可作紡織行業的塗布刮漿漿紗。
5）石油勘探業。膠體級凹土經進一步的物理化學加工，可增加其造漿率，適用於地質鑽探，作為泥漿材料，具有分散性好、造漿率高、封閉性好、抗鹽鹼、耐高溫性能穩定、防止井塌、保護井壁、減少廢井率等優點。
6）環保工業。作為絮凝劑和吸附劑廣泛用於污水、工業廢棄物和核廢料的處理，垃圾場、核廢料填埋場的隔離襯墊。吸附廢氣中的硫化氫、氨、二氧化硫等有害物質。
7）化工工業。①替代合成洗衣粉及洗發精中的主要助洗劑三聚磷酸鈉（STPP）。②合成分子篩，選用鈉、硅、鋁含量比在一定范圍內製得，其粒經2～10mm，含水量1.5%，堆積密度0.68g/cm3以下，抗壓強度大於0.5MPa。③沉澱白炭黑，作為鞋類、高檔轎車輪胎等的填充劑。④經精加工製得的乾燥劑，具有蜂窩狀的無數孔隙，其表面積相當大。⑤凹凸棒石粘土在化工催化劑方面具有較廣泛的應用，如用凹凸棒石作催化劑以製造二氨基苯甲烷、多甲基多苯胺劑聚物及二氯乙烷，重油加氫和已二氰的磷酸鹽催化劑的載體也是凹凸棒石，用於產品的凈化。
8）化妝品工業。經精選後的凹土作為化妝品的原料，具有優良的平滑性、密合性和通氣性。
9）塑料橡膠工業。經提純精加工改性後的凹土，主要用作塑料橡膠的填料，具有防打滑、防粘等作用。
10）制葯工業及生物工程。凹凸棒石粘土由於無毒和強的吸附性能，可用於葯物。凹凸棒石在萃取性激素方面也超過其他粘土。
11）冶金工業。作為鑄造型砂黏結劑、鐵礦球團黏結劑、鑄造塗料等。
12）航空航天微波吸收納米材料。用於飛機、艦船的電磁波屏蔽、隱形等。
四、地質特徵
從凹凸棒石在自然界產出的特徵及其與有關礦物的相互關系分析，它是一種低溫礦物，是鹼性溶液中SiO2和Mg結合晶出的化學沉積物，或固—液的均衡相變礦物。凹凸棒石粘土礦床是以凹凸棒石粘土礦物為主要成分的粘土礦。按照成礦地質背景和成礦作用方式，凹凸棒石粘土礦床劃分為淋濾-熱液型和沉積型兩大類。
（一）淋濾-熱液型礦床
呈厚度不大的脈狀、細脈狀、網脈狀產於白雲質大理岩、白雲岩、蛇紋岩或正長岩、花崗岩等的裂隙中。凹凸棒石結晶度高，纖維長，形似石棉，柔軟，有彈性。這類礦礦化范圍有時達數平方千米至數十平方千米，但礦床的規模很小，體積含礦率不高，工業開采價值不大。如安徽全椒的凹凸棒石礦床即屬該類淋濾-熱液型礦床。
安徽全椒凹凸棒石粘土礦床位於安徽省全椒縣馬廠北東4.3km，淮陽山字型構造前弧東翼，郯廬深斷裂東側，滁縣玉屏山復式向斜西南端北西翼。礦區出露地層為震旦系陡山沱組上段和燈影組下段，北東向褶皺斷裂發育，燕山早期有石英二長岩、閃長玢岩等侵入。礦脈產於內外接觸帶及陡山沱組上段大理岩、千枚狀頁岩的破裂帶中。礦體呈脈狀、細脈狀、網脈狀，NW 和 NNE 向分布，產狀 SW∠60°～85°、SE∠65°～85°。主要礦脈有5條，長25～100 m，厚0.2～1 m。主要礦石類型為纖維狀礦石，纖維長，目測品位90%以上，其次為細脈充填交代型網脈狀、角礫狀礦石，品位較低。礦石化學成分為：SiO2 62.74%、Al2O3 11.06%、Fe2O3 1.15%、FeO 0.11%、MnO 0.03%、CaO 0.14%、MgO 11.68%、K2O 0.18%、Na2O 0.05%、TiO2 0.08%、P2O5 0.033%、CO2 0.12%、H2O＋ 11.85%、H2O-8.96%。
（二）沉積型礦床
沉積型礦床按形成時的古地理環境分為陸相沉積礦床和海相沉積礦床兩個亞類。沉積礦床一般產於構造穩定地區乾旱或半乾旱氣候帶的內陸鹼湖、鹽湖盆地、鹼性玄武岩盆地、淺海碳酸鹽台地、潮汐帶等地區。礦化作用可貫穿在同生、成岩和表生三個階段。凹凸棒石礦物既可以由蒸發作用下直接從溶液中晶出，也可由伊利石、綠泥石、蒙脫石、高嶺石、海泡石等轉化而來。礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產出，產狀與圍岩一致。區域性礦化，面積數平方千米至數百平方千米。礦石為土狀、緻密塊狀、碎屑狀、結核狀，凹凸棒石礦物含量40%～85%，個別達90%以上。伴生礦物有蒙脫石、方解石、石英、蛋白石、燧石、高嶺石、海泡石等。我國目前發現的均為陸相沉積型礦床，如江蘇盱眙、六合及安徽嘉山等凹凸棒石粘土礦床均為該類礦床。下面以江蘇盱眙凹凸棒石粘土礦床為例說明其地質特徵。
江蘇省盱眙凹凸棒石粘土礦床位於江蘇省盱眙縣境內，礦體賦存於新近繫上新統下草灣組陸相火山-湖泊相沉積建造中，含礦岩系為橄欖玄武岩、橄欖粗玄岩夾粘土層和粉砂質泥岩、粉砂岩層，厚度20～90 m。凹凸棒石粘土主要分布在上部的粘土層中，厚度2～5 m，延長數百米至千餘米。礦石呈灰白、淺灰色，質輕，密度2g/cm3，吸水性強，有滑感。具纖維狀變晶結構，土狀、塊狀、角礫狀構造，礦物組成除凹凸棒石外，還有蒙脫石、石英、水雲母等，偶見海泡石。飽和鹽水造漿率8～19 m3/t，經4%HCl處理脫色力大於150。盱眙龍王山凹凸棒石粘土礦礦石化學成分為：SiO2 58.88%、Al2O3 9.50%、Fe2O3 5.20%、MnO 0.05%、CaO 0.40%、MgO 12.10%、K2O 1.24%、Na2O 0.10%、TiO2 0.56%、Cr2O3 0.04%。
五、礦床分布
凹凸棒石粘土主要產於新近系、古近系火山岩系，白堊系陸相地層，奧陶系、二疊系灰岩地層，寒武系、震旦系白雲質灰岩等地層中，其中以新近系、古近系、白堊系火山岩對成礦較為有利。如江蘇盱眙等地的凹土就產於新近系的玄武岩中。
我國凹凸棒石粘土資源大部分分布在江蘇盱眙—六合、金壇和安徽明光—澗溪一帶。
在內蒙古、四川、山東、貴州、甘肅、新疆、湖南等地也相繼發現了凹凸棒石粘土，主要產於新近系和古近系火山岩系，白堊系陸相地層，奧陶系、二疊系灰岩地層，寒武系、震旦系白雲質灰岩等地層中，尤以新近系、古近系、白堊系玄武岩分布區對成礦最為有利。除了蘇皖地區外，其他地區凹凸棒石粘土工業開發規模都不大。因此，我國凹凸棒石粘土工業實際上是以蘇皖地區凹凸棒石粘土為代表的。
六、可供資源
我國已知的凹凸棒石粘土礦床，多為陸相火山沉積型，主要分布在火山岩盆地中，含礦層位主要為白堊系—新近系，如江蘇盱眙、六合和安徽嘉山凹凸棒石粘土礦床。20世紀70年代末以來先後在四川、山東、甘肅、山西、貴州、內蒙古、湖北、河北等地發現了一批礦床（點），我國凹凸棒石粘土礦產資源前景可觀。目前，凹凸棒石粘土礦床（點）十餘處，其中江蘇、安徽為主要集中地（表2-43-1）。
多年來的地質工作表明，盱眙凹凸棒石粘土等有用粘土總量達11.7×108t，其中優質凹凸棒石粘土查明資源儲量超過6000×104t，但有些資源量未在國家儲量表中顯示。
表2-43-1 中國主要凹凸棒石粘土礦床查明資源儲量的情況
（據國土資源部《全國礦產資源儲量通報》，2005）
⑤ 耐火粘土的礦床類型
我國耐火粘土礦床分布廣泛，儲量豐富，主要產於石炭系、二疊系和侏羅系中，其次為白堊系和第三系。礦床普遍與煤系地層有關，往往產在其下部，有時是煤層的底板。目前全國已有26個省市區發現有耐火粘土，其中河北、河南、山西、山東、內蒙古等省、區的儲量佔全國總儲量的60%以上。我國耐火粘土礦床主要分為兩種類型：淺-濱海相耐火粘土礦床和陸相耐火粘土礦床。
（一）淺-濱海相耐火粘土礦床
這類礦床主要分布於華北、東北各省，構成我國耐火粘土的主要分布地區。礦床的層位為石炭系中統本溪組及上統太原組地層，與下伏奧陶系中統石灰岩呈平行不整合接觸，其中本溪組底部的耐火粘土（稱G層）分布廣，規模一般較大，質量較好，常構成重要的礦床。
該礦床屬於淺-濱海相富鐵、鋁質粘土岩建造，其中具有明顯的鐵礦-鋁土礦-耐火粘土沉積礦礦床組合，是地殼演化一個重要階段的產物，即中奧陶世加里東運動之後，直到上石炭世以前，在約150Ma的漫長地質歷史時期，華北古老克拉通變質岩遭受強烈風化剝蝕，提供大量紅土、鋁土等古風化殼物質，被搬運至海盆中沉積形成的結果（陳平等，1997）。
（二）陸相耐火粘土礦床
這類礦床主要產於二疊系、侏羅系、第三系和第四系。含礦建造屬陸相砂頁岩夾耐火粘土、煤層建造，形成於海退後大陸湖泊，如二疊系下統柳塘組內的A層、B層耐火粘土，有的形成於大陸內部斷陷盆地，如侏羅系煤系地層中的耐火粘土礦床。耐火粘土與煤層成互層狀，有的第四系耐火粘土賦存於山間盆地的粘土層中。
本類型中時代較老的如二疊紀和侏羅紀的耐火粘土多為硬質粘土，化學成分Al2O3在30%以上，有的可達50%，SiO243%～66%。時代較新的第三紀、第四紀的耐火粘土多為軟質粘土，化學成分Al2O320%～25%，SiO243%～55%。
上述說明，東北、華北是我國耐火粘土主要分布地區。礦床主要產於石炭系、二疊系地層中，共有8層，自上而下編號為A0、A、B、C、D、E、F、G，其中二疊系中的A0、A、B層，石炭系太原組中的D層，及中石炭統本溪組底部的G層質量較好，常構成重要的礦床。在這5層中，又以A和G層分布廣，層位穩定，各地礦床特徵與形成條件大同小異，可以對比，構成我國工業價值最大的耐火粘土礦床。