① 海泡石粘土矿的化学成分
海泡石矿物为含水硅酸镁，主要成分是硅和镁，通常用H6Mg9Si12O30（OH）l0·6H2O 表示，文献上还有多种表示方法，如表8-1所列。
海泡石矿物的化学成分从理论上讲是SiO2,MgO和H2O，其中SiO2占55.65%,MgO占24.89%,H2O-占11.12%,H2O+占8.34%。
海泡石粘土矿除含海泡石矿物外，还有其他矿物成分，故其化学成分除以SiO2、MgO为主外，还有Al2O3,CaO等，表8-2列出了国内外有关海泡石粘土矿床矿石的化学成分[1,2]，其中有世界着名的储量大、品位高（海泡石含量大于95%）的西班牙巴列卡斯矿床的海泡石矿石化学成分。由表列数据可以看出，湖南省的海泡石粘土矿，SiO2和MgO偏低，CaO和K2O高。按海泡石粘土的化学成分，其中Mg,Ca,K都是农作物的营养成分。
通过光谱半定量分析，湖南省海泡石粘土矿床的海泡石矿石富含锶、锌等微量元素（表8-3），已有的研究证明锶、锌是作物所需的有益微量元素。
② 粘土矿床形成条件
一、地质构造背景
我国粘土矿床的分布受古板块构造部位的控制。自中生代以来，太平洋板块俯冲至亚洲板块之下，其活动对中国大陆东部（环太平洋西带）产生强烈影响，一方面使大陆受到强烈挤压，另一方面引起大陆下面上地幔物质的活动。在这种板块作用动力学机制影响之下，中国东部中、新生代的断裂构造非常发育，主要是呈北北东-北东向分布，并常切穿古生代构造单元。岩浆活动强烈，沿上述断裂构造，有各种产状、规模大小不等的花岗质岩浆岩的侵入；频繁的火山活动受该构造体系控制，沿断裂分布，属于裂隙式或裂隙-中心式喷发类型，岩性多为钙碱系列的安山岩-流纹岩；北北东-北东方向的断裂构造还控制了带内成矿的构造盆地，如断陷盆地、裂谷盆地的形成与演化使其中堆积了相当厚的多旋回陆相火山-沉积建造。因此，粘土矿床大都产于构造盆地内火山-沉积的含矿建造之中。以上说明，中国东部大陆边缘中生代构造火山岩浆带或火山岛弧带的地质构造环境对形成某些粘土矿床具有重要意义。此外，在新疆东天山陆缘火山岩带石炭系上统安山岩和安山凝灰岩中也产有我国最古老的大型膨润土矿床。
二、成矿物质来源
各种粘土矿床的形成多与外生成矿作用有关，能提供成矿物质来源的主要是形成于地壳浅处的各种成因的岩石，源岩（或母岩）的差别则决定于矿床的类型。
风化型高岭土矿床的源岩可以是各种铝硅酸盐岩石，如花岗岩、花岗伟晶岩、花岗斑岩、石英斑岩，流纹质凝灰熔岩、凝灰岩以及与花岗质片麻岩等有关的变质岩，它们受风化后可形成富高岭石矿床。上述因风化作用所形成的高岭石与其他陆源碎屑物受流水作用被搬入陆相成煤盆地或潟湖、滨海盆地后，重新沉淀，可形成层状的沉积型高岭土矿床。
形成膨润土与叶蜡石矿床的母岩主要属钙碱系列的火山岩，从酸性的流纹质到基性的玄武质岩，常见的岩性有珍珠岩、黑曜岩、流纹岩、粗面岩、英安岩以及火山碎屑岩、凝灰质沉积岩。其中以富含火山玻璃质的岩石易转化成矿。按母岩成因可分为5种类型：①火山爆发型（火山灰、凝灰岩、火山角砾岩等火山碎屑岩）；②火山喷溢型（黑曜岩、珍珠岩、松脂岩、流纹岩）；③次火山岩型（穹丘或脉状中酸性熔岩）；④火山爆发-沉积型（沉凝灰岩、沉火山碎屑岩）；⑤火山爆发灰流型（熔结凝灰岩）。上述岩石主要为富含钾、钠的铝硅酸盐岩，化学成分是膨润土形成的物质基础。此外，岩石多具玻璃结构、玻屑结构、喷出后在新的环境中极不稳定，加之岩石孔隙和裂隙为溶液的活动提供了便利条件，使源岩在适当的条件下得以转变蒙脱石。
三、岩相古地理条件
粘土矿床的含矿建造包括沉积建造、火山-沉积建造和火山建造。其岩相有浅海相、滨海相、潟湖相，也有河流-湖泊相。不同矿床类型其含矿建造、古地理条件具有明显差别。
沉积高岭土的含矿建造为陆源碎屑岩夹富铝硅的凝灰岩及煤层，建造形成于陆相、潟湖相、浅海相的成煤盆地之中，火山活动不强。
膨润土矿床多分布于中生代的火山-沉积建造和火山岩建造中，在我国这两类建造主要产于陆相盆地，包括火山断陷盆地、火山沉积洼地、侵蚀洼地、河流-牛轭湖盆地。发育有膨润土矿床的海相-滨海相火山-沉积建造只见于新疆东天山石炭纪地层之中，矿床规模较大。各种建造中膨润土的形成与火山岩的关系极为密切，火山物质喷溢时在盆地内水下堆积或水上堆积对膨润土的形成有较大影响。火山物质堆积在水下，使岩浆骤然冷凝呈玻璃质岩石，结晶程度低，有利于玻璃质在水的作用下解体向蒙脱石转化；水上堆积部分常为具一定结晶程度的熔结凝灰岩类的岩石，在成矿作用过程中解体、转化较水下者困难得多。这说明矿床形成时水盆地环境是一个重要的条件。
叶蜡石矿床主要分布于东南沿海中生代陆相火山岩带内，受火山机构所控制。矿床产于陆相火山岩建造中，成矿的直接围岩多为长英质酸性凝灰岩。在火山喷气或热液作用下，长英质组分被交代形成叶蜡石，同时伴随围岩的次生石英岩化（如下式），在石英岩中叶蜡石常与红柱石、高岭石、绢云母、黄铁矿等伴生。实验证明，在温度约450～500℃、压力为2×105Pa条件下可人工合成叶蜡石，这反映了叶蜡石的稳定条件。
非金属矿产地质学
凹凸棒石粘土矿床近十几年来在国内已有发现，其中有的类型分布于新生界上新世第三纪湖相玄武岩-细碎屑岩（粘土岩、粉砂岩）建造中。两类岩石互层产出，反映含矿建造由多次火山喷发-沉积旋回组成。玄武岩主要属碱性玄武岩系列，凹凸棒石粘土层产于玄武岩之间。对凹凸棒石矿层的形成虽还有不同认识，但认为基性火山活动与成矿有密切关系确是共同的，基性火山岩可提供镁离子，有利于凹凸棒石的形成。该建造见于苏皖交界地区。
四、古气候条件
多数粘土矿物与风化作用有关。不同气候环境下水化学条件影响到风化型粘土矿物的形成、转化。
在热湿气候环境下，以气温高、降雨量高（1300～8000mm/a）、氧化条件充分、风化带内水介质呈酸性为特征，母岩受水介质强烈的淋滤，因水解作用大部分活动组分（碱和碱土金属）被排出，因而导致高岭石矿床的形成。我国广东、广西境内先后发现多个大型高岭土矿床均与热湿气候环境有关。在温湿气候环境下，以温和的气候及平均降雨量（500～1000mm/a）较上述低为特征，风化过程中，母岩（火山玻璃）受水介质的淋滤，碱和碱土金属溶出，使介质 H+活度逐渐降低，由酸性（或弱酸性）变为碱性。在此情况下，火山玻璃水解过程中，若排水不利，可使水介质中保持大量的碱和碱土离子，溶液中pH值提高。在pH＞8～12时，则酸性火山玻璃为沸石所交代，从而转化为高硅沸石类矿物。由于Ca2+、Na+等的消耗，介质中Mg2+的浓度提高，则有利于蒙脱石的形成。可见火山玻璃在碱性介质环境下转化趋势是高硅沸石生成在先，蒙脱石稍后，其演化系列为火山玻璃→高硅沸石→蒙脱石（姚道坤等，1994）。姚道坤等（1994）认为，不少矿床普遍存在沸石矿与膨润土共生或与膨润土呈渐变过渡关系，且镜下见到蒙脱石交代沸石现象，说明从火山玻璃演变为蒙脱石，高硅沸石是中间产物。
当然，火山玻璃演变为蒙脱石是否一定需要经过高硅沸石阶段，关键是水介质条件。当具备一定的排水、补水时，能使介质保持较高的H+/Na++Ca2+比值，是使玻屑中的Na+、Ca2+、SiO2不断折离排除的基本条件，有利于蒙脱石的形成，反之则有利于形成含Na+和Ca2+的高硅沸石。因此粗碎屑的富含火山玻璃沉积物和裂隙发育的酸性玻璃熔岩都具有较好的成矿条件，有利于蒙脱石生成。
在温干气候环境下，温湿与干旱气候交替出现为特征，分布于中低纬度地区。在湿季（年降雨量500～1300mm）水解作用明显，矿物中释放的离子未被排出，各种碱、硅、铁、铝等元素在（A）表层与有机质伴生，在干季它们结合形成新的矿物，过剩的钙形成次生方解石（纤维状）。这一特点在干-湿季节悬殊的北半球干旱地带特别发育。带内同时伴生的粘土矿物有Mg-蒙皂石、凹凸棒石和海泡石，如美国内华达南部钙质砾岩含有以坡缕石（凹凸棒石）和海泡石为主的粘土组合。我国侏罗纪-第四纪形成的西宁断陷盆地中产有凹凸棒石粘土，与伴生的有白云石、方解石等。这些反映了凹凸棒石粘土系在干旱的气候条件下和高碱度、碱性、半碱性环境下形成的。
五、成矿时代
高岭土矿床：我国已知矿床大部分分布于东部和中南部，形成时代多为中、新生代。风化矿床主要与大面积燕山期花岗岩及有关脉岩有关。热液型矿床主要分布于浙江、江西、福建几省的侏罗系上统火山岩中，高岭土矿床与叶蜡石矿床经常共生。本类矿床与环太平洋火山岛弧的发展和演化一致，矿床由西向东、由南向北，矿床形成时代愈来愈新如在我国矿床产于侏罗系上统，在朝鲜、日本则主要产于白垩纪地层中，在日本北部产于老第三系中。
膨润土矿床：在世界上矿床形成分布于中、新生代，其中新生代约占50%，中生代（主要侏罗纪、白垩纪）占近45%，尚没发现泥盆纪前的膨润土矿床。刘志英等（1990）对中国东部48个膨润土矿床地质时代统计结果，说明我国膨润土矿床的地质时代分布与世界上对比有些差异，是以中生代为主，其中以白垩纪为最多，而新生代次之。这种分布特点可能与较老地层中蒙脱石常被伊利石代替，有时可转变为高岭石有关，从而使老地层中膨润土矿床比例下降。
凹凸棒石与海泡石矿床：目前国内已发现的有安徽嘉山、甘肃天水、青海西宁等地的凹凸棒石粘土矿床，主要为沉积矿床，有的可能为淋积矿床，形成皆为晚第三纪中新世。东秦岭地区在湖北、河南、陕西等地已发现纤维状海泡石矿床或矿点，它们产于中新元古代栾川群、秦岭群地层的镁质碳酸盐岩建造中，矿体呈透镜状或脉状，形成时代尚不清楚。具有工业意义的海泡石沉积矿床在我国江西、湖南等省已有发现，其层位在二叠系下统，这为世界上的海泡石矿床增加了新的层位。
叶蜡石矿床：主要分布在浙、闽沿海中生代构造-火山岩带内的余姚-政和-大埔大断裂带以东地区，该断裂带控制着燕山期火山活动，叶蜡石矿床和明矾石矿床产于晚侏罗世火山盆地和破火山口内。区内叶蜡石矿床分布广，储量、产量均居全国首位，开采历史悠久，驰名中外。
耐火粘土矿床：主要分布于东北和华北石炭—二叠纪含煤盆地的地层中，自上而下可分为8层（A0-G层），粘土矿层普遍与煤系地层有关，它们往往相伴产出。
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一、名词解释（共10分，每小题2分）
1、矿石品位——指矿石中有用组分的含量。
2、围岩蚀变——指矿体周围的岩石在气水热液作用下，发生一系列旧矿物为新的更稳定的矿物所代替的交代作用。
3、岩浆熔离作用——指在较高温度下的一种均匀的岩浆熔融体，当温度和压力下降时，分离成两种或两种以上不混熔的熔融体的作用。
4、变成矿床——指原来的岩石经变质作用形成矿床或原来的矿床经变质作用形成具另一种工艺技术特性的矿床。
5、矿源层——指成矿物质在沉积成岩时已初步富集并能在后生期被活化迁移出来的岩层。
二、填空题（共25分，每空0.5分）
1．矿床由矿体和 围岩 组成，矿体由矿石和 脉石 组成，矿石由 矿石矿物 和 脉石矿物 组成。
2．岩浆分结矿床中晚期岩浆矿床是指岩浆冷凝结晶时， 有用矿物（或矿石矿物） 较晚地从岩浆中结晶和富集所形成的矿床，晚期岩浆矿床的主要矿产是 钒、钛、铁 ，其典型的矿石结构为 海绵陨铁结构 ；早期岩浆矿床的主要矿产是 铬 ，典型的矿石结构是 自形晶 结构。
3．在伟晶岩矿床中，带状构造是最主要而常见的。发育完好的带状构造，从伟晶岩体的边缘到中心，一般可分为 边缘带 、 外侧带 、 中间带 、 内核 等几个带。 伟晶岩矿床是某些 稀有金属 和稀土元素的重要来源；重要矿产地如 新疆阿尔泰 伟晶岩矿床。
4．气水热液主要成分是水，其主要来源有 岩浆水 、 海水 、 变质水 和 地下水 。
5．矽卡岩矿床形成的两期五阶段，即矽卡岩期包括____早期（干）矽卡岩___、 __晚期（湿）矽卡岩___ __阶段和_氧化物 ___阶段，硫化物期包括_早期（铁铜）硫化物______ 和 __晚期（铅锌）硫化物___ 阶段。
6．斑岩铜矿床的蚀变分带非常发育，由内向外分为1）___钾化（钾质蚀变）带 _，2）__石英-绢云母化（似千枚岩化）带___，3）_泥化（粘土化）带，4）青盘岩化带，矿体主要分布在 __石英-绢云母化（似千枚岩化）___带。
7．金属硫化物矿床的表生分带自上而下可分为氧化带、__次生硫化物富集 带和__原生硫化物矿石________带，其中氧化带自上而下又可分为完全氧化亚带（铁帽）、___淋滤________亚带和____次生氧化物富集_____亚带。
8．形成盐类矿床的必备条件是 干旱气候 和 封闭或半封闭 水盆地环境。
9．微生物在成矿作用中可能以四种主要方式起作用，即_ __促使成矿元素聚集、_____改变环境的物理化学条件_、 _ 产生有机酸_______和__通过新陈代谢作用把元素从一种状态转变为另一种状态________。
10．我国聚煤期主要有 石炭 纪 、 二叠 纪、 侏罗 纪和 第三 纪。
11．变质成矿作用的主要因素是_ 温度 、 压力 和_ 热液 ；变质矿床可划分为三个主要成因类型，即 接触变质 矿床、 区域变质 矿床和混合岩化矿床。
12．最着名的全球巨型成矿域是 环太平洋成矿域 和 古地中海-喜马拉雅成矿域 （或特提斯成矿域） 。
三、选择题（共10分，每小题1分，将正确答案代号填在括号中）
1．我国矿产资源中严重短缺的矿种有（ A ）
A. 铬、铂、钴、钾盐、金刚石等； B. 铬、稀土、金刚石等；
C. 铬、铂、铜、金刚石等； D.钨、铅、锌等
2．按卡尔波娃的阶段说，矽卡岩型铅锌矿床形成于（ D ）阶段。
A. 晚矽卡岩； B. 氧化物； C. 早期硫化物； D. 晚期硫化物
3．云英岩化通常与钨、锡矿产有关，它是（ A ）蚀变的产物。
A. 高温热液；B. 中温热液；C. 低温热液；D.超低温热液
4．湖南锡矿山矿床是主要产出（ B ）的矿床。
A. 锡； B. 锑； C. 铁；D. 铅锌
5．江西星子高岭土矿床属（ A ）粘土矿床。
A. 残余； B. 沉积； C. 沉积变质； D.热液
6．冲积砂矿床具有明显的层序。砂矿的主要含矿层为（ B ）。
A. 基岩层； B. 粗砾石层； C. 小砾石层； D. 粗砾石层和泥炭层
7．宣龙式庞家堡铁矿床产于（ A ）串岭沟组中。
A. 中元古代； B.震旦纪； C.寒武纪； D.泥盆纪
8．钾盐是在卤水蒸发晚期沉积的。瓦利亚什科提出（ D ）假说来解释钾盐矿床的形成。
A. 沙洲说； B.沙漠说； C.萨布哈说； D.干盐湖说
9．使烟煤的物质组份、组构发生明显变化而形成的石墨矿床称为（ C ）。
A. 沉积矿床；B. 岩浆矿床；C. 变成矿床； D.受变质矿床
10．西藏雅鲁藏布江缝合带属于（ B ）世界级成矿域。
A.环太平洋； B.特提斯； C. 中亚； D.中非
四、判断题（共10分，每小题1分，正确用“ ? ”表示；错误用“ ′ ”表示，并更正）
1.在双交代作用过程中，SiO2 由岩浆岩向围岩扩散。 （ ? ）
2.接触交代矿床的矽卡岩与矿体在空间上常分离。 （ ′ ）
正确答案：接触交代矿床的矽卡岩与矿体在空间上可分离，可叠置。
3.玢岩铁矿是指磁铁矿产于玢岩脉中的矿床。 （ ′ ）
正确答案：玢岩铁矿是指与陆相次火山岩（玢岩）有关的铁矿床。
4. 岩浆的同化作用是指围岩中的某些成分，通过化学反应或直接熔融而加入到岩浆中去的作用。 （ ′ ）
正确答案：岩浆的同化作用是指岩浆在其形成和上升过程中，围岩被熔化或溶解，从而使岩浆成分发生改变的作用。
5.江西西华山矿床矿石的有用矿物主要是白钨矿。 （ ′ ）
正确答案：江西西华山矿床矿石的有用矿物主要是黑钨矿。
6. 机械沉积分异主要是指碎屑物在搬运及沉积过程中，按大小、形状、比重等差别所产生的分异。 （ ? ）
7.河曲的外侧常形成砂矿富矿体。 （ ′ ）
正确答案：河曲的内侧常形成砂矿富矿体。
8.硅藻土矿床常产于白垩纪及第三纪、第四纪地层中。 （ ? ）
9.在胶体化学沉积矿床中通常铁矿床比锰矿床后形成。 （ ′ ）
正确答案：在胶体化学沉积矿床中通常铁矿床比锰矿床先形成。
10.泥炭主要由腐泥类物质转化而来。 （ ′ ）
正确答案：泥炭主要由腐植类物质转化而来
五、简答题（共25分，每小题5分）
1、列举岩浆岩的成矿专属性特征（5类）。
答：1）与镁质超基性岩（如橄榄岩）有关产出铬铁矿、铜镍矿等；（1分）
2）与基性岩（如辉长岩、斜长岩）有关产出钒钛磁铁矿等；（1分）
3）与金佰利岩有关产出金刚石矿等；（1分）
4）与碱性岩（如碳酸岩）有关产出稀土矿、磁铁矿等；（1分）
5）与花岗岩有关产出稀有金属（Nb、Ta等）、稀土矿等。（1分）
2．简述气水热液矿床的充填矿床特征。
答：1）矿体形态多为脉状，取决于原有构造容矿空间；（1分）
2）矿体与围岩界线清楚；（1分）
3）矿石成分与围岩差异较明显；（1分）
4）具单向生长的带状，晶族状、梳状等典型构造；（1分）
5）围岩蚀变不发育。（1分）
3. 简述风化矿床的形成条件。
答：1）原岩条件：具有成矿专属性，如玄武岩风化可形成红土型铝矿床；富含铁、镍的超基性-基性岩风化可形成红土型铁矿床和镍矿床；（1分）
2）气候条件：是最重要的条件之一，如在温热的热带-亚热带气候地区，有利于大型铝、铁、锰等风化矿床的形成；（1分）
3）地貌条件：高差不大的山区、丘陵地形对风化矿床的形成最为有利；（1分）
4）水文条件：在决定风化矿床的规模和深度方面起着十分重要的作用；（1分）
5）地质构造条件：地台区有利于大规模的风化矿床形成，区域构造对风化矿床形成也起控制作用，侵蚀基准面决定风化壳的最终厚度。（1分）
4.简述形成磷块岩矿床的“化学成因说”（卡查科夫,1937）的基本内容。
答：1）光合作用带中浮游生物吸附了海水中磷质，使表面海水几乎不含磷；（1分）
2）生物死亡后向海底下沉，将从表层水吸附的磷质带到深水层；（1分）
3）下降时，由于有机质分解，随深度增加CO2含不断增加，CO2分压提高，溶解磷的能力增强，最终完全分解形成高CO2分压的富磷海水；（1分）
4）由于海水的垂直循环作用，将富磷和CO2的深部海水沿大陆斜坡带到陆棚地带；（1分）
5）因深度变浅、水温升高和植物光合作用，CO2扩散分压降低，致使碳酸盐、磷酸盐过饱和而沉淀。在水浅浪击环境中可形成鲕粒、碎屑结构的磷块岩。（1分）
5.简述层控矿床的基本特征。
答：1）赋矿岩系：矿床产于一定地层层位中，具“时控”特征，如南岭铅锌矿主要产于泥盆纪地层；并产于特定岩相，常具多层矿化特点。（1分）
2）矿源层：具有特殊的矿源层，矿源层与储矿层（含矿层）可是同一地层，也可是不同层位。（1分）
3）矿体形态：矿体呈层状、似层状、透镜状，多与地层整合产出，少数不规则状穿层矿体，但其矿化范围仍局限在一定地层层位中。（1分）
4）矿石特征：组分上，沉积改造的相对简单，火山沉积改造及岩浆叠加的组分相对复杂；矿石即可能残留有典型的沉积组构，又具有明显的热液活动标志，如充填交代重结晶组构；（1分）
5）围岩蚀变：一般具有中低温围岩蚀变，如硅化、碳酸岩化等。（1分）
六、综述题（共20分）
6、综述我国铁矿床主要成因类型（至少四类）及各类型基本特征，并举出矿床实例。
答：1）晚期岩浆结晶分异成因（岩浆型）铁矿床
基本特征：①矿体形态：贯入型：脉状与围岩界线清楚；分异型：似层状为主。
②矿石特征：结构构造：贯入型主要呈致密块状，它形晶、陨铁结构等； 分异型以稠密侵染状为主，少数块状条带状构造。矿石成分与母岩同质不同量，矿石矿物：磁铁矿、钛铁矿，脉石矿物以造岩矿物为主。
③围岩蚀变：绿帘石化、碳酸盐化、黑云母化、绿泥石化等。
矿床实例：四川攀枝花（或河北大庙）钒、钛磁铁矿矿床。
2）接触交代成因（矽卡岩型）铁矿床
基本特征：①矿体特征：形态以不规则状为主，另有似层状，巢状、脉状等，矿体规模以中小型为主。主要产生接触带附近，偏向围岩—侧较多。
②矿石特征：成分有矽卡岩矿物：石榴石类（CaAl—CaFe）辉石类（钙铁系列）、角闪石、硅灰石等；金属矿物：以氧化物为最普遍，特别是磁铁矿、赤铁矿等，常见硫化物：黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿等；
矿石结构：以粗粒结构为特征，交代作用形成的各种结构非常普遍。
矿石构造：块状、浸染状构造为主，另外有条带状，晶洞构造。
③围岩蚀变：高温蚀变有矽卡岩化等，中低温蚀变有硅化、绿帘石化、碳酸盐化、绿泥石化等。
矿床实例：湖北大冶铁矿床。
3）陆相次火山—热液成因（玢岩型）铁矿床
基本特征：
① 矿体特征：形态复杂多样，角砾岩体及茼状、钟状、环状、脉状以及似层状等；
②矿石特征： 岩体中部的浸染状及细脉浸染状矿化，矿物组合为钠长石-透辉石-磷灰石-磁铁矿组合（陶林式）；岩体顶部及边部（内接触带）角砾状、网脉状铁矿化；矿物组合为阳起石（透辉石）—磷灰石—磁铁矿组合（凹山式）； 产于接触带上的矿化，矿石以块状、角砾状为主，石英—镜铁矿组成（梅山式）。
③围岩蚀变：与铁矿化有关的围岩蚀变，早期为类矽卡岩化（下部浅色蚀变带），中期为青盘岩化（中部深色蚀变带）、晚期为泥化、硅化、碳酸岩化（或称为泥英岩化），（上部浅色蚀变带）。
矿床实例：我国宁芜地区铁矿床（如江苏梅山铁矿）。
4）区域变质成因铁矿床
基本特征：①矿体特征：矿床产于区域变质岩系中，具明显的矿物相水平分带（沸石相，绿片岩相，蓝闪石片岩相，角闪石相，麻粒岩相，榴辉岩相）；
矿体形态一般较规则，以层状、似层状为主，规模亦大；
②矿石特征：变余组构：变余条带状、皱纹状构造，细-隐晶结构、变余结构等；变成组构：如片状、片麻状、斑杂状、角砾状、脉状、网脉状构造，变晶结构、压碎结构、嵌晶结构等。
矿石组份：主要矿物有磁铁矿（主）、赤铁矿、菱铁矿等。
③围岩蚀变：通常围岩蚀变强烈，围岩蚀变强度与富铁矿体的发育程度成正比。常见镁铁闪石化、石榴石化、绿泥石化等。
矿床实例：辽宁弓长岭铁矿床（鞍山式铁矿）
5) 胶体化学沉积（沉积型）铁矿床
基本特征：①矿体特征：产于海侵岩系中下部，具有明显的铁矿物分带性（由岸边到大洋：铁的氧化物矿物相带，典型矿物为赤铁矿、针铁矿、褐铁矿等；硅酸盐矿物相带，主要为鲕绿泥石；碳酸盐矿物相带，主要为菱铁矿；硫化物矿物相带，主要为黄铁矿、白铁矿、胶黄铁矿等），矿体呈层状、似层状，与围岩产状一致；
②矿石特征：矿石具鲕状、豆状、肾状、条带状构造，胶体结构；
矿石成分主要为铁的氧化物、碳酸盐矿物，次为铁的硅酸盐、硫化物
③围岩蚀变：不明显。
矿床实例： 河北庞家堡铁矿床（宣龙式铁矿）。
④ 凹凸棒石（Attapulgite）
一、概述
凹凸棒石又名坡缕石或坡缕缟石，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。1862年萨夫钦科发现于俄罗斯乌拉尔，1913年费父斯曼根据所发现的矿区把它命名为Palygorskite。后来在美国佐治亚州的Attapulgus地区和法国的莫尔摩隆地区的漂白土中也发现了该种矿物，1935年采用Attapulgite之名。1976年，中国学者许冀泉根据凹凸堡之音同时兼顾该矿的晶体结构特征，译成“凹凸棒石”。凹凸棒石粘土常含有蒙脱石、高岭石、水云母、海泡石、石英、蛋白石、碳酸盐矿物等。
二、矿物性质
凹凸棒石是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。主要成分为硅（Si）和镁（Mg），其理想分子式为：（Mg，Al，Fe）5Si8O20（OH）2（OH2）4·4H2O，理论化学成分为：SiO2 56.96%、（Mg，Al，Fe）O 23.83%、H2O 19.21%。凹凸棒石为单斜晶系，其晶体结构属2∶1 型粘土矿物，即两层硅氧四面体夹一层镁（铝）氧八面体，其四面体与八面体的排列方式既类似于角闪石的双链状结构，又类似云母、滑石、高岭石类矿物的层状结构。在每个2∶1层中，四面体片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状结合特征。在四面体条带间形成与链平行的通道。通道截面积半径为3.7×10-8cm、6.4×10-8cm，通道中被水分子所充填。这些水分子的排列，一部分是平行于纤维轴的沸石水，另一部分是与水镁石片中镁离子配位的结晶水。其结晶结构为针状，和角闪石系石棉十分相似，由细长的中空管所组成。
凹凸棒石晶体为棒状、纤维状，其晶体横断面呈菱形；集合体为土状或致密块状构造，颜色为灰白、青灰、微黄或浅绿色，油脂光泽，密度2.0～2.3g/cm3，摩氏硬度2～3g/cm3。潮湿时呈黏性和可塑性，基本不膨胀，干燥收缩小，且不产生龟裂，吸水性强，可达到150%以上，pH＝8.5左右。由于内部多孔道，比表面积大，一般为400～500 m2/g，大部分阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中，而它的电化学性能稳定，不易被电解质所絮凝。脱色率：4%HCl处理一般大于150。吸蓝量：小于24 g/100 g；膨胀容度：4～6 cm2/g。
三、用途
凹凸棒石粘土由于具有特殊的物理化学性质和工艺性能，在石油、化工、建材、造纸、医药、农业等方面得到广泛应用。
1）建材工业方面的应用。凹凸棒石可用作涂料和油漆的填充剂、流平剂、触变剂、增稠剂和稳定剂；可用于生产矿棉吸音板、天花板、墙壁板，具有很好的隔热保暖和吸声作用；作为防水、防火、保温材料，适用于生产岩棉、矿棉和复合硅酸盐材料；可作为改性沥青的填充剂、增稠剂、抗老化剂等；用于地下工程防渗漏。
2）在轻工业方面的应用。凹凸棒石代替苏打揉革，降低成本；作为纸张填料和涂料，可用于凹版印刷或胶印、颜料生产和涂布纸、涂布纸板工艺；用作油墨填充剂，具有提高油墨质量、降低成本、便于印刷等功效。
3）农业和畜牧业。凹凸棒粘土粉作为混合饲料的添加剂，可提高饲料转化率。作为复合肥黏结剂，保肥时间长，能提高生产能力。作为农药的悬浮剂和载体，广泛地应用于杀虫剂、杀真菌剂、除草剂等。作种子包衣材料，具有强度好、造粒光滑等特点，肥料和农药可共同加入使用，提高种子的出芽率，有利于防病、生长。
4）纺织工业。作为染料的悬浮剂填料，具有不掉色、着色力强、耐擦洗、色彩鲜艳和生产成本低等优点，还可作纺织行业的涂布刮浆浆纱。
5）石油勘探业。胶体级凹土经进一步的物理化学加工，可增加其造浆率，适用于地质钻探，作为泥浆材料，具有分散性好、造浆率高、封闭性好、抗盐碱、耐高温性能稳定、防止井塌、保护井壁、减少废井率等优点。
6）环保工业。作为絮凝剂和吸附剂广泛用于污水、工业废弃物和核废料的处理，垃圾场、核废料填埋场的隔离衬垫。吸附废气中的硫化氢、氨、二氧化硫等有害物质。
7）化工工业。①替代合成洗衣粉及洗发精中的主要助洗剂三聚磷酸钠（STPP）。②合成分子筛，选用钠、硅、铝含量比在一定范围内制得，其粒经2～10mm，含水量1.5%，堆积密度0.68g/cm3以下，抗压强度大于0.5MPa。③沉淀白炭黑，作为鞋类、高档轿车轮胎等的填充剂。④经精加工制得的干燥剂，具有蜂窝状的无数孔隙，其表面积相当大。⑤凹凸棒石粘土在化工催化剂方面具有较广泛的应用，如用凹凸棒石作催化剂以制造二氨基苯甲烷、多甲基多苯胺剂聚物及二氯乙烷，重油加氢和已二氰的磷酸盐催化剂的载体也是凹凸棒石，用于产品的净化。
8）化妆品工业。经精选后的凹土作为化妆品的原料，具有优良的平滑性、密合性和通气性。
9）塑料橡胶工业。经提纯精加工改性后的凹土，主要用作塑料橡胶的填料，具有防打滑、防粘等作用。
10）制药工业及生物工程。凹凸棒石粘土由于无毒和强的吸附性能，可用于药物。凹凸棒石在萃取性激素方面也超过其他粘土。
11）冶金工业。作为铸造型砂黏结剂、铁矿球团黏结剂、铸造涂料等。
12）航空航天微波吸收纳米材料。用于飞机、舰船的电磁波屏蔽、隐形等。
四、地质特征
从凹凸棒石在自然界产出的特征及其与有关矿物的相互关系分析，它是一种低温矿物，是碱性溶液中SiO2和Mg结合晶出的化学沉积物，或固—液的均衡相变矿物。凹凸棒石粘土矿床是以凹凸棒石粘土矿物为主要成分的粘土矿。按照成矿地质背景和成矿作用方式，凹凸棒石粘土矿床划分为淋滤-热液型和沉积型两大类。
（一）淋滤-热液型矿床
呈厚度不大的脉状、细脉状、网脉状产于白云质大理岩、白云岩、蛇纹岩或正长岩、花岗岩等的裂隙中。凹凸棒石结晶度高，纤维长，形似石棉，柔软，有弹性。这类矿矿化范围有时达数平方千米至数十平方千米，但矿床的规模很小，体积含矿率不高，工业开采价值不大。如安徽全椒的凹凸棒石矿床即属该类淋滤-热液型矿床。
安徽全椒凹凸棒石粘土矿床位于安徽省全椒县马厂北东4.3km，淮阳山字型构造前弧东翼，郯庐深断裂东侧，滁县玉屏山复式向斜西南端北西翼。矿区出露地层为震旦系陡山沱组上段和灯影组下段，北东向褶皱断裂发育，燕山早期有石英二长岩、闪长玢岩等侵入。矿脉产于内外接触带及陡山沱组上段大理岩、千枚状页岩的破裂带中。矿体呈脉状、细脉状、网脉状，NW 和 NNE 向分布，产状 SW∠60°～85°、SE∠65°～85°。主要矿脉有5条，长25～100 m，厚0.2～1 m。主要矿石类型为纤维状矿石，纤维长，目测品位90%以上，其次为细脉充填交代型网脉状、角砾状矿石，品位较低。矿石化学成分为：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）沉积型矿床
沉积型矿床按形成时的古地理环境分为陆相沉积矿床和海相沉积矿床两个亚类。沉积矿床一般产于构造稳定地区干旱或半干旱气候带的内陆碱湖、盐湖盆地、碱性玄武岩盆地、浅海碳酸盐台地、潮汐带等地区。矿化作用可贯穿在同生、成岩和表生三个阶段。凹凸棒石矿物既可以由蒸发作用下直接从溶液中晶出，也可由伊利石、绿泥石、蒙脱石、高岭石、海泡石等转化而来。矿体呈层状、似层状、透镜状产出，产状与围岩一致。区域性矿化，面积数平方千米至数百平方千米。矿石为土状、致密块状、碎屑状、结核状，凹凸棒石矿物含量40%～85%，个别达90%以上。伴生矿物有蒙脱石、方解石、石英、蛋白石、燧石、高岭石、海泡石等。我国目前发现的均为陆相沉积型矿床，如江苏盱眙、六合及安徽嘉山等凹凸棒石粘土矿床均为该类矿床。下面以江苏盱眙凹凸棒石粘土矿床为例说明其地质特征。
江苏省盱眙凹凸棒石粘土矿床位于江苏省盱眙县境内，矿体赋存于新近系上新统下草湾组陆相火山-湖泊相沉积建造中，含矿岩系为橄榄玄武岩、橄榄粗玄岩夹粘土层和粉砂质泥岩、粉砂岩层，厚度20～90 m。凹凸棒石粘土主要分布在上部的粘土层中，厚度2～5 m，延长数百米至千余米。矿石呈灰白、浅灰色，质轻，密度2g/cm3，吸水性强，有滑感。具纤维状变晶结构，土状、块状、角砾状构造，矿物组成除凹凸棒石外，还有蒙脱石、石英、水云母等，偶见海泡石。饱和盐水造浆率8～19 m3/t，经4%HCl处理脱色力大于150。盱眙龙王山凹凸棒石粘土矿矿石化学成分为：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、矿床分布
凹凸棒石粘土主要产于新近系、古近系火山岩系，白垩系陆相地层，奥陶系、二叠系灰岩地层，寒武系、震旦系白云质灰岩等地层中，其中以新近系、古近系、白垩系火山岩对成矿较为有利。如江苏盱眙等地的凹土就产于新近系的玄武岩中。
我国凹凸棒石粘土资源大部分分布在江苏盱眙—六合、金坛和安徽明光—涧溪一带。
在内蒙古、四川、山东、贵州、甘肃、新疆、湖南等地也相继发现了凹凸棒石粘土，主要产于新近系和古近系火山岩系，白垩系陆相地层，奥陶系、二叠系灰岩地层，寒武系、震旦系白云质灰岩等地层中，尤以新近系、古近系、白垩系玄武岩分布区对成矿最为有利。除了苏皖地区外，其他地区凹凸棒石粘土工业开发规模都不大。因此，我国凹凸棒石粘土工业实际上是以苏皖地区凹凸棒石粘土为代表的。
六、可供资源
我国已知的凹凸棒石粘土矿床，多为陆相火山沉积型，主要分布在火山岩盆地中，含矿层位主要为白垩系—新近系，如江苏盱眙、六合和安徽嘉山凹凸棒石粘土矿床。20世纪70年代末以来先后在四川、山东、甘肃、山西、贵州、内蒙古、湖北、河北等地发现了一批矿床（点），我国凹凸棒石粘土矿产资源前景可观。目前，凹凸棒石粘土矿床（点）十余处，其中江苏、安徽为主要集中地（表2-43-1）。
多年来的地质工作表明，盱眙凹凸棒石粘土等有用粘土总量达11.7×108t，其中优质凹凸棒石粘土查明资源储量超过6000×104t，但有些资源量未在国家储量表中显示。
表2-43-1 中国主要凹凸棒石粘土矿床查明资源储量的情况
（据国土资源部《全国矿产资源储量通报》，2005）
⑤ 耐火粘土的矿床类型
我国耐火粘土矿床分布广泛，储量丰富，主要产于石炭系、二叠系和侏罗系中，其次为白垩系和第三系。矿床普遍与煤系地层有关，往往产在其下部，有时是煤层的底板。目前全国已有26个省市区发现有耐火粘土，其中河北、河南、山西、山东、内蒙古等省、区的储量占全国总储量的60%以上。我国耐火粘土矿床主要分为两种类型：浅-滨海相耐火粘土矿床和陆相耐火粘土矿床。
（一）浅-滨海相耐火粘土矿床
这类矿床主要分布于华北、东北各省，构成我国耐火粘土的主要分布地区。矿床的层位为石炭系中统本溪组及上统太原组地层，与下伏奥陶系中统石灰岩呈平行不整合接触，其中本溪组底部的耐火粘土（称G层）分布广，规模一般较大，质量较好，常构成重要的矿床。
该矿床属于浅-滨海相富铁、铝质粘土岩建造，其中具有明显的铁矿-铝土矿-耐火粘土沉积矿矿床组合，是地壳演化一个重要阶段的产物，即中奥陶世加里东运动之后，直到上石炭世以前，在约150Ma的漫长地质历史时期，华北古老克拉通变质岩遭受强烈风化剥蚀，提供大量红土、铝土等古风化壳物质，被搬运至海盆中沉积形成的结果（陈平等，1997）。
（二）陆相耐火粘土矿床
这类矿床主要产于二叠系、侏罗系、第三系和第四系。含矿建造属陆相砂页岩夹耐火粘土、煤层建造，形成于海退后大陆湖泊，如二叠系下统柳塘组内的A层、B层耐火粘土，有的形成于大陆内部断陷盆地，如侏罗系煤系地层中的耐火粘土矿床。耐火粘土与煤层成互层状，有的第四系耐火粘土赋存于山间盆地的粘土层中。
本类型中时代较老的如二叠纪和侏罗纪的耐火粘土多为硬质粘土，化学成分Al2O3在30%以上，有的可达50%，SiO243%～66%。时代较新的第三纪、第四纪的耐火粘土多为软质粘土，化学成分Al2O320%～25%，SiO243%～55%。
上述说明，东北、华北是我国耐火粘土主要分布地区。矿床主要产于石炭系、二叠系地层中，共有8层，自上而下编号为A0、A、B、C、D、E、F、G，其中二叠系中的A0、A、B层，石炭系太原组中的D层，及中石炭统本溪组底部的G层质量较好，常构成重要的矿床。在这5层中，又以A和G层分布广，层位稳定，各地矿床特征与形成条件大同小异，可以对比，构成我国工业价值最大的耐火粘土矿床。