中國高嶺土礦資源地質(zhì)特征
一、 礦床時(shí)空分布及成礦規(guī)律
中國高嶺土礦床類型多，其中風(fēng)化淋積亞型、熱泉蝕變亞型、高嶺石粘土巖亞型都能形成規(guī)模大而質(zhì)地優(yōu)良的高嶺土礦，這在世界上是比較少見的，是中國高嶺土礦床的特點(diǎn)。各類型高嶺土礦床時(shí)空分布及成礦規(guī)律如下。
(一) 風(fēng)化殘積亞型高嶺土礦床
該類型礦床與大面積中生代(燕山期)花崗巖及有關(guān)脈巖分布區(qū)相吻合，在中國南方廣泛分布。中國南方大部分地區(qū)屬于熱帶和亞熱帶氣候區(qū)，年平均溫度為15～25℃，年平均降雨量為1 000～2 000mm，干濕氣候?yàn)槟笌r的風(fēng)化淋濾帶來良好的條件。從地形上看，風(fēng)化殘積礦床往往保存在丘陵、臺(tái)地或山間盆地的殘丘上，風(fēng)化深度一般為50m左右，深者可達(dá)100m以上。
熱帶和亞熱帶氣候雖然是酸性、中酸性巖強(qiáng)烈風(fēng)化的非常重要條件，但當(dāng)仔細(xì)研究高嶺土礦和巖體的關(guān)系時(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)只在巖體邊部或在斷裂帶發(fā)育的地區(qū)，特別是經(jīng)過花崗巖自身后期的氣化-熱液作用下所產(chǎn)生的自變質(zhì)，或受后期偉晶巖脈及其他脈巖穿插的部位；或發(fā)現(xiàn)有絹云母化、納長石化、硅化或其他熱液蝕變作用影響的地帶，加上有利風(fēng)化的氣候、雨量、構(gòu)造、地形等條件，才是尋找該類礦床最有利的地帶，也就是說，先期的蝕變作用疊加了后期的風(fēng)化作用才是最有利的成礦條件。
(二) 風(fēng)化淋積亞型高嶺土礦床
在川、黔、滇交界處該類型的高嶺土礦俗稱“敘永石”，產(chǎn)于二疊系樂平統(tǒng)龍?zhí)睹合岛驮缍B世陽新統(tǒng)茅口灰?guī)r的巖溶侵蝕面間。山西陽泉高嶺土礦產(chǎn)于上石炭統(tǒng)本溪組和中奧陶統(tǒng)馬家溝灰?guī)r的巖溶發(fā)育面之間。蘇州陽東淋濾型高嶺土礦產(chǎn)于下二疊統(tǒng)棲霞組大理巖化灰?guī)r的巖溶溶洞內(nèi)。就現(xiàn)有資料看，中國西南各省，特別是川、黔、滇交界處，二疊紀(jì)煤系發(fā)育地區(qū)有廣泛分布，也是尋找該礦床的有利地帶。
該類礦床的上部都有遭受風(fēng)化的富含黃鐵礦的高嶺石粘土巖的層位存在，由于地表水及地下水的淋濾活動(dòng)，以及黃鐵礦氧化所形成的酸性水溶液作用于鋁硅酸鹽礦物(母巖)生成硅和鋁的氧化物溶膠。這些溶膠向下運(yùn)移，灰?guī)r溶洞部位形成管狀的1.0nm埃洛石沉淀。因此，首先必須有黃鐵礦，而且必須遭受風(fēng)化，礦體之上殘留的蜂窩狀、爐渣狀多孔巖層，即黃鐵礦風(fēng)化后流失的證據(jù)，礦層之上有時(shí)可見有褐鐵礦硬殼(鐵盤)，而且礦層底部灰?guī)r形成巖溶溶洞。使黃鐵礦風(fēng)化和灰?guī)r發(fā)育巖溶的有利條件是地層隆起形成背斜。
(三) 熱液蝕變亞型高嶺土礦床
該類礦床在中國東部主要與中生代中—晚期火山活動(dòng)有關(guān)。大多數(shù)礦床賦存于侏羅系上統(tǒng)的火山巖中。該類型礦床在中國分布較廣，主要沿中國東部環(huán)太平洋西帶和華北地臺(tái)北緣侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)火山巖帶分布。較著名的礦床有江蘇蘇州觀山、浙江瑞安仙巖和松陽峰洞巖、福建德化金竹坑、吉林長白馬鹿溝、河北宣化沙嶺子等高嶺土礦。
該類礦床大多賦存于中生代火山巖發(fā)育地區(qū)，斷裂構(gòu)造和較多的巖脈穿插是有利的成礦因素。蝕變分帶明顯，堅(jiān)硬的次生石英巖在地形上形成突起的陡崖。迪開石作為較高溫度的蝕變礦物，有時(shí)出現(xiàn)在礦床之中；有時(shí)高嶺土礦與葉蠟石礦、明礬石礦相伴生；有時(shí)作為內(nèi)生金屬礦床的外蝕變帶存在。中國東部從粵、閩直至遼、吉，以及華北地臺(tái)北緣是尋找該類礦床的有利地區(qū)。
(四) 熱泉蝕變亞型高嶺土礦床
該類礦床多與第四紀(jì)火山活動(dòng)及地?zé)峄顒?dòng)有關(guān)，并多沿?cái)嗔褞Х植迹F(xiàn)代火山及地?zé)峄顒?dòng)帶西起新疆、西藏邊陲，沿獅泉河—雅魯藏布江兩側(cè)展布，到日喀則以東向東北方面擴(kuò)展，再沿怒江、瀾滄江、金沙江轉(zhuǎn)向東南。整個(gè)青藏高原及橫斷山區(qū)有大量水熱區(qū)分布(廖志杰等，1985；張知非，1985)。典型礦床有云南騰沖和西藏羊八井高嶺土礦。
該類礦床的蝕變分帶由強(qiáng)至弱。由熱泉出露點(diǎn)向兩側(cè)依次為：硅化、明礬石化、高嶺土化和泥化(泥化即以蒙脫石、綠泥石等粘土礦物為主的蝕變帶)。熱泉周圍形成了厚層的以硅華為主的泉華。硫質(zhì)噴氣孔周圍有較多的明礬石沉淀。以花崗質(zhì)砂礫巖為母巖，在熱水作用下所進(jìn)行的堿質(zhì)淋濾作用，要比常溫下風(fēng)化作用快得多。高嶺土及硫、鋰、銫、硼皆可為找礦標(biāo)志。
(五) 沉積和沉積風(fēng)化亞型高嶺土礦床
該類高嶺土礦床多屬第三紀(jì)或第四紀(jì)河、湖、海灣沉積，它們多沉積于斷陷盆地、河谷洼地或鄰近海灣，時(shí)代較老的如第三系吉林水曲柳礦床，沉積于松遼拗陷中部舒蘭盆地。時(shí)代較新的如廣東清遠(yuǎn)高嶺土礦床，沉積于北江下游。福建同安、莆田等地的高嶺土，沉積于現(xiàn)代河口、海灣地區(qū)。有的屬現(xiàn)代沉積，有的屬早、晚更新世沉積。
這類礦床的物質(zhì)來源，大多為沉積盆地周圍的花崗巖石，遭受風(fēng)化剝蝕，搬運(yùn)距離不遠(yuǎn)，剖面上見水平層理或交錯(cuò)層理，石英顆粒磨圓度低，分選性差，礦石礦物以石英、嶺石類礦物為主，它的找礦標(biāo)志是花崗巖風(fēng)化殼附近的沉積盆地。因此，東南沿海各省花崗巖類巖漿巖廣泛分布，風(fēng)化強(qiáng)烈，河谷海灣眾多，是找礦有利地帶。
(六) 含煤地層中的高嶺石粘土巖亞型高嶺土礦床
該類礦床的分布有一定層位，常位于沉積旋回的上部，有明顯的沉積韻律。中國北方石炭紀(jì)—二疊紀(jì)煤系中夾有許多層高嶺石粘土巖，在山西雁北地區(qū)一般厚30～45cm，在內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗煤田中厚者可達(dá)數(shù)米。在山西大同、渾源、懷仁、山陰、朔縣；內(nèi)蒙古烏達(dá)、海渤灣；山東新沱；陜西銅川等地石炭紀(jì)—二疊紀(jì)煤系中都發(fā)現(xiàn)了可供工業(yè)利用的高嶺土巖。過去它們只用作耐火材料，通過最近工藝實(shí)驗(yàn)研究，該類高嶺土礦床是熔制光學(xué)玻璃坩堝的高級(jí)耐火材料，在熔模精鑄工業(yè)中可逐步代替電熔剛玉等昂貴的殼型材料、人工合成莫來石的主要原料。這種高嶺石粘土巖(硬質(zhì)粘土)常見到的都很薄，厚僅數(shù)厘米至10cm，達(dá)數(shù)米的比較少見，大都用作含煤地層中煤層和巖層的對(duì)比體系。
在中國北方，凡是石炭紀(jì)—二疊紀(jì)煤系分布的地區(qū)，都有找到高嶺石粘土巖型(“高嶺巖”)礦床的可能。據(jù)成礦條件，對(duì)侏羅紀(jì)和第三紀(jì)煤系也有必要進(jìn)行地質(zhì)找礦工作。
二、礦 床 類 型
以高嶺土礦床成因?yàn)榛A(chǔ)，根據(jù)不同成礦作用所體現(xiàn)的成礦地質(zhì)、地理?xiàng)l件、礦床規(guī)模、礦體形態(tài)和賦存特征、礦石物質(zhì)組分等方面的差異，《高嶺土礦地質(zhì)勘探規(guī)范》將中國高嶺土礦床劃分為三種類型、六種亞類型。
三、 典 型 礦 床
(一) 風(fēng)化殘積亞型高嶺土礦床
該類礦床在中國南方廣泛分布，是中國目前陶瓷原料的主要來源。
湖南衡陽界牌高嶺土礦床是該類型的典型礦床，是中國著名的制瓷用高嶺土產(chǎn)地之一。該礦床處在衡陽縣與衡山縣交界地區(qū)，由衡山縣的望峰、東湖、馬跡，衡陽縣的界牌、國清、溫家坳、坪田丘、小臺(tái)嶺、大力灣、大鵝山、大排嶺、江柏堰等一系列礦床組成。這些礦床是沿一條大的斷裂帶分布，位于燕山早期白石峰二云母花崗巖與前震旦系板溪群五強(qiáng)組凝灰質(zhì)板巖、泥質(zhì)粉砂巖的接觸帶上，在這里見有條紋條帶狀鈉化混合巖、絹云母斜長片麻巖、白云母片巖、石英鈉長巖，并有偉晶巖脈穿插，這些遭受了蝕變的巖石，又遭受了強(qiáng)烈的風(fēng)化，具有明顯的風(fēng)化殼垂直分帶，形成了巨大的高嶺土礦床。
根據(jù)方鄴森等研究資料(1988)，條紋條帶狀鈉化混合巖的主要礦物成分是鈉長石、鉀長石、石英、白云母、并含有少量黑云母，微量副礦物有磷灰石、鋯石等。石英鈉長巖的主要礦物組分是石英、鈉長石、白云母、黑云母，微量副礦物有磷灰石、鋯石、石榴子石、電氣石。高嶺土主要是母巖中各種長石經(jīng)風(fēng)化的高嶺土化的產(chǎn)物，部分是由白云母轉(zhuǎn)化而成。礦物成分以高嶺石、埃洛石、伊利石為主。礦體呈似層狀產(chǎn)出，走向北東，傾向北西，傾角30°～40°。礦體厚度上部為25～30m，沿傾向延伸70～150m。逐漸呈楔形尖滅。底板為鈉化混合巖，頂板為石英巖。礦體內(nèi)常見板巖、千枚巖、片巖等殘留體。
根據(jù)高介伍的研究資料(1987)，界牌高嶺土的成礦母巖應(yīng)為五強(qiáng)溪組變質(zhì)形成。后期Na、K交代將原巖中的硅質(zhì)(SiO2)大量析離帶出，Al2O3含量相應(yīng)提高，給高嶺土礦的形成創(chuàng)造了物質(zhì)前提。后期熱液蝕變-云英巖化、黃鐵礦化、絹云母化、高嶺土化普遍發(fā)育，尤其在硅化巖發(fā)育地段更為明顯，因此，該區(qū)高嶺土礦成因應(yīng)為熱液蝕變-風(fēng)化雙重作用的結(jié)果。
(二) 風(fēng)化淋積亞型高嶺土礦床
四川敘永埃洛石礦床分布在四川臺(tái)向斜南緣的敘永臺(tái)凹內(nèi)，礦體產(chǎn)于龍?zhí)睹合蹬c茅口灰?guī)r之間的不整合面上。
礦區(qū)內(nèi)及其周圍的構(gòu)造主要以平緩的復(fù)式背斜為主。埃洛石礦主要分布在背斜軸部和翼部的抬升部位，常出現(xiàn)在海拔較高的山腰。單個(gè)礦體為巢狀、雞窩狀、漏斗狀等，形態(tài)復(fù)雜。底面受下伏茅口灰?guī)r巖溶溶洞的影響和限制；頂面和龍?zhí)睹合档狞S灰、黃棕色含褐鐵礦的風(fēng)化高嶺石粘土巖相接觸，兩者呈漸變關(guān)系，向上過渡至半風(fēng)化的含黃鐵礦高嶺石粘土巖，單個(gè)礦體面積一般為數(shù)平方米或數(shù)10平方米，厚度變化大，一般0～3m。
龍?zhí)督M含黃鐵礦高嶺石粘土巖是敘永式埃洛石礦的主要成礦物質(zhì)來源。新鮮的含黃鐵礦高嶺石粘土巖為灰到深灰色，質(zhì)地致密，頂部常有煤層或煤線。薄煤層下部為灰黑至深褐色的煤矸石，向下為含黃鐵礦高嶺石粘土巖。新鮮的黃鐵礦呈星散狀、樹枝狀、團(tuán)塊狀等各種形態(tài)。分布在高嶺土粘土巖中，分布極不均勻。常局部富集，有時(shí)含量高達(dá)30%40%。在黃鐵礦周圍，常含有一些淡綠色的迪開石和高嶺石混合的蠟狀物。同時(shí)還含有少量伊利石、蒙脫石的規(guī)則和不規(guī)則混層礦物。
埃洛石主要分布在風(fēng)化淋積剖面的下部，礦石在外觀上呈各種顏色，主要為白色。其次為淺藍(lán)色、黃白色、黃棕色及雜色?？臻g分布上，黃棕色礦石主要分布在礦體上部，白色或淺藍(lán)色在下部，常呈似層狀，礦體底部常為黑色或黑白相間。
各種礦石的主要礦物成分為1.0nm埃洛石，其次有三水鋁石、伊利石、石膏、方解、水鋯石英和石英，有時(shí)見三羥鋁石。
敘永式埃洛石礦床的風(fēng)化淋積剖面，自上而下可劃分為五個(gè)帶：
(1)弱風(fēng)化淋濾帶該帶 一般出露于地表，呈平緩殘丘狀。高嶺石粘土巖經(jīng)地表水洗發(fā)生退色而呈灰白色。黃鐵礦部分氧化，粘土巖出現(xiàn)褐斑。高嶺石礦物的結(jié)晶度降低。
(2)淋濾氧化帶 粘土巖疏松，黃鐵礦消失，出現(xiàn)較多的褐鐵礦，有些形成鐵盤，高嶺石已部分解體。
(3)淋濾淀積帶 為敘永式埃洛石的主礦體粘土巖中高嶺石消失，該帶的埃洛石不由高嶺石轉(zhuǎn)變而成，而是通過中間的鋁、硅膠體凝聚而成。
(4)淋濾脫硅帶 形成了三水鋁石或三羥鋁石，埃洛石脫硅所排出的SiO2在附近沉，形成了次生石英和玉髓。
(5)灰?guī)r風(fēng)化溶蝕帶 該帶位于巖溶發(fā)育面上。它是由含強(qiáng)酸性硫酸溶液的地下水長期對(duì)灰?guī)r侵蝕的結(jié)果，殘留的方解石碎塊和粘土物質(zhì)組成了這層薄的風(fēng)化殘積帶，粘土礦物以高嶺石、埃洛石、三水鋁石和伊利石/蒙脫石混層礦物為特征。該帶發(fā)育程度控制埃洛石礦體的形態(tài)和厚度。
這種埃洛石礦體不規(guī)則，埋藏深，不便開采，但質(zhì)地純凈，常為比較純的10nm埃洛，可用于高壓電瓷、高檔陶瓷和石油催化等。
(三) 熱液蝕變亞型高嶺土礦床
江蘇蘇州高嶺土礦是中國規(guī)模最大的高嶺土生產(chǎn)基地。主要包括陽西、陽東、觀山三大礦區(qū)，其中觀山高嶺土礦床規(guī)模又居首位。蘇州高嶺土礦成礦作用復(fù)雜，從而導(dǎo)致提各種不同的成因觀點(diǎn)?，F(xiàn)以觀山高嶺土礦床為例，討論熱液蝕變的成礦作用。
觀山高嶺土礦床位于揚(yáng)子拗陷太湖隆起湖州—蘇州斷塊東緣、木犢短向斜與譚東—光福—通安斷裂北東延伸交界處。區(qū)內(nèi)出露地層有：二疊系孤峰(堰橋)龍?zhí)督M砂頁巖，二系長興組—三疊系青龍群灰?guī)r和侏羅系龍王山組火山巖和青龍群—長興組灰?guī)r及孤峰—龍?zhí)督M砂頁巖的接觸部位。
礦區(qū)發(fā)育北北東、北東向和北西向成礦前斷裂，其間普遍有火成巖脈穿插，礦體主要受印支期剝蝕面構(gòu)造所控制，呈北西向傾斜。
礦區(qū)內(nèi)中生代燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈、頻繁，晚侏羅世發(fā)育一套以次石英安粗質(zhì)凝灰?guī)r和凝灰熔巖為主的火山巖，呈巖技狀的石英安粗巖在礦區(qū)發(fā)育，同時(shí)石英二長巖和二長花崗巖在礦區(qū)局部地區(qū)有侵入。侏羅紀(jì)以后，又有多期酸性、基性巖脈侵入。
礦區(qū)內(nèi)中、低溫?zé)嵋何g變活動(dòng)普遍，主要與火山活動(dòng)后期熱液活動(dòng)有關(guān)，晚期巖脈侵入又有疊加蝕變作用。形成各種蝕變礦物組合，蝕變分帶特征簡(jiǎn)述于下。
(1)大理巖化帶位于礦體下部，多為礦體的底板，在剝蝕面或破碎帶附近常為硅化理巖。
(2)菱鐵礦化帶呈孤立透鏡體斷續(xù)產(chǎn)于大理巖化帶與高嶺土化帶之間，有時(shí)直接為礦體的底板，含少量黃鐵礦、菱錳礦、閃鋅礦、方解石和石英等。地表處常為褐鐵礦。
(3)高嶺土化帶呈不規(guī)則似層狀、透鏡狀或脈狀產(chǎn)出，厚度平均為20m。主要礦物為高嶺石和埃洛石，少量絹云母、明礬石、黃鐵礦、石英。下部因淋濾改造作用形成較多的1.0nm埃洛石和三水鋁石。高嶺石有序度較高，常為完好的六方片狀，大多在1μm左右，也有較大的蠕蟲狀疊片。在富水條件下，易生成1.0nm埃洛石。
(4)明礬石化帶常呈繼續(xù)似層狀或透鏡狀，厚度變化不一，有時(shí)與高嶺土化帶呈互層或合并，主要礦物為明礬石，含高嶺石、埃洛石、黃鐵礦和石英。
(5)絹云母、硅化帶該帶為礦體頂板，礦物以次生石英為主，絹云母次之，伴有少黃鐵礦、明礬石。局部有少量氯黃晶。該帶下部絹云母有所增多，并有少量高嶺石。
不同蝕變帶中，主要特征蝕變礦物分布則具有明顯的指帶意義。
明礬石在高嶺土和火山巖中均大量出現(xiàn)，常呈自形菱形晶體，大小在15～20μm之間，以鉀明礬石為主，K2O含量可達(dá)9.28%，在高嶺土中呈團(tuán)塊狀或條帶狀。另一種則呈細(xì)粒狀產(chǎn)出。
(四) 現(xiàn)代熱泉蝕變亞型高嶺土礦床
本亞型礦床典型代表為云南騰沖和西藏羊八井礦。蝕變溫度一般不超過200℃，礦石成分常以高嶺石、埃洛石、明礬石、蛋白石、石云南騰沖高嶺土礦床位于騰沖地?zé)釁^(qū)以熱泉為中心約100km2區(qū)域內(nèi)。主要包括硫磺塘、澡塘河、黃瓜菁、襄宋熱水塘等數(shù)十個(gè)泉群，區(qū)內(nèi)出露的地層自下而上為：下古生界高黎貢山群絹云母千枚巖、片巖、片麻巖等變質(zhì)巖。石炭系勐洪群的泥巖、板巖、含礫雜砂巖、角巖和白云巖組合。上第三系分兩個(gè)組：南林組為花崗質(zhì)砂礫巖，砂頁巖夾少量煤層，為主要含礦層；芒棒組為灰黑色致密狀玄武巖直覆于南林組之上。第四系以火山堆積和河湖相堆積為主。
地?zé)釁^(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，持續(xù)時(shí)間長，從燕山期至近代的整個(gè)地史時(shí)期，形成了一套由深成—中深成—淺成侵入直至噴出的巖漿旋回。尤其是新生代以來強(qiáng)烈的基性—中性的火山噴發(fā)，形成了宏偉壯觀的火山地貌和千姿百態(tài)的地?zé)峋坝^。
區(qū)內(nèi)基底巖石由燕山期花崗巖組成。被南北斷裂帶切割，以硫磺塘—魁閣坡斷裂和杏塘—熱水塘斷裂為主，近南北向分布。地?zé)釁^(qū)內(nèi)分布著許多低溫、中溫、中高溫和高溫?zé)崛?、沸泉、噴氣孔等。大都呈東西向和南北向，與區(qū)域構(gòu)造方向一致。熱水區(qū)水熱蝕變強(qiáng)烈，巖石發(fā)生硅化、高嶺土化和泥化作用，出現(xiàn)了以高嶺土礦物為主的一系列中、低溫蝕變礦物。
除上述表中所列的蝕變礦物外，還出現(xiàn)一些石膏、磷鈣鋁石、菱磷鋁鍶石和磷鋁鈰礦及沸石類礦物。
上述蝕變礦物中能指示水熱溶液化學(xué)性質(zhì)的(主要是pH)有以下幾種：氧化硅礦物、明礬石、高嶺石和迪開石，2∶1型粘土礦物(主要為蒙脫石和綠泥石)及規(guī)則混層礦物。
(五) 沉積和沉積-風(fēng)化亞型高嶺土礦床
該類礦床其礦石呈泥沙狀塊體，松軟而未壓實(shí)板結(jié)。
礦石類型分為軟質(zhì)粘土和砂性高嶺土，前者含砂量低，有較多無序高嶺石，晶片呈破裂狀，礦層透水性差，鐵質(zhì)不易淋濾遷移。一般含鐵、鈦較高，如廣東清源、吉林水曲柳的高嶺土礦床屬此類，大部作耐火粘土使用。后者大都是含高嶺土的長石、石英砂層或砂礫層。透水性好，沉積于盆地之后，又遭受進(jìn)一步風(fēng)化淋濾。若有腐殖質(zhì)造成的酸性還原環(huán)境，則可生成結(jié)晶度好的片狀高嶺石，含鐵、鈦低，白度高，是優(yōu)質(zhì)造紙涂料。如廣東茂名、廣西合浦的高嶺土礦床屬此類?，F(xiàn)以廣東茂名高嶺土礦床為例敘述如下。
廣東茂名高嶺土礦位于茂名市北郊金塘、山閣、羊角一帶。高嶺土產(chǎn)于第三紀(jì)盆地內(nèi)。盆地總體為不對(duì)稱向斜構(gòu)造，走向北西，盆地下部為下第三系油柑窩組，為一套砂礫巖、砂巖和油頁巖沉積，夾褐煤和泥質(zhì)薄層。厚度為26～116m。其上為上第三系中新統(tǒng)黃牛嶺組，為一套砂礫巖、砂巖、砂質(zhì)粘土夾泥巖沉積。其下部是主要的高嶺土含礦層。黃牛嶺組厚75～157m。再上為中新統(tǒng)老虎嶺組，是一套砂礫巖、泥巖和粘土沉積，其下部含高嶺土礦層。這組總厚為450m。
高嶺土礦層呈層狀、似層狀產(chǎn)出。出露面積約30km2，含礦層巖性均勻，為含礫長石石英砂巖，長石大部分已轉(zhuǎn)變?yōu)楦邘X石。礦石結(jié)構(gòu)松散、經(jīng)過淘洗，高嶺石很易富集。
茂名高嶺土礦物以石英和高嶺石為主，僅含少量伊利石，不含埃洛石和蒙脫石。原礦中高嶺石含量較低，占20%～40%，石英含量約占50%～80%。經(jīng)過精選，得到小于2μm精土后，石英含量可降至1%以下。淘出精礦中鐵、鈦含量小于1%，有機(jī)質(zhì)含量一般為0.02%～0.03%。
精礦經(jīng)化學(xué)漂白處理，白度可達(dá)83%～88%。高嶺石粒度細(xì)小，自然解理好，疊片狀和書冊(cè)狀集合體少見。在-320目的粗精礦中小于2μm 粒級(jí)片狀高嶺土含量可達(dá)54%～55%。茂名高嶺土礦床的成礦物質(zhì)來源是盆地周圍的片麻巖、混合巖、花崗巖及酸性火山巖。它們?cè)诘谌o(jì)濕熱氣候條件下，遭受強(qiáng)烈風(fēng)化。石英、微斜長石、白云母以及花崗質(zhì)巖。
屑的風(fēng)化和半風(fēng)化物質(zhì)，經(jīng)河流的短距離搬運(yùn)，在盆地中沉積下來。這種以長石、石英為主要成分的砂礫層，透水性良好，砂礫層中常夾有煤線和含黃鐵礦。砂礫層之上下皆有油頁巖、褐煤層。綜合來看，是一個(gè)富含有機(jī)質(zhì)的酸性還原沉積環(huán)境，有機(jī)酸有利于鐵質(zhì)的淋濾。這些成礦作用的疊加，就形成粒度細(xì)、純度高，含鐵低的片狀高嶺石的巨大、優(yōu)質(zhì)涂布級(jí)高嶺土礦床。
(六) 含煤地層中的高嶺石粘土巖亞型礦床
典型例子為大同含煤建造沉積型高嶺土礦床，為沉積成巖所形成的硬質(zhì)高嶺土(又稱高嶺巖)礦床，也是我國北方瓷用和耐火材料用高嶺土的重要基地。礦區(qū)與大同煤礦一致，位于山西省大同市西南，呈北東-南西向分布，橫跨云崗、懷仁、渾源、山陰、平魯、朔縣等地，面積約2 000km2，構(gòu)造位置屬云崗—平魯構(gòu)造盆地。結(jié)晶基底為太古宇桑干群的變質(zhì)巖系，上覆自古生代到新生代以來的大部分地層。含礦巖系與含煤巖系完全一致，主要是石炭系上統(tǒng)的太原組，其次是二疊系下統(tǒng)山西組。高嶺石礦層與煤層緊密共生(圖4.22.7)，一般為煤層夾矸，并有產(chǎn)于頂?shù)装逯姓?。太原組分布著九層煤，其間夾有11層高嶺土。其中：4號(hào)礦層在北部的同家梁、口泉一帶最為發(fā)育，礦層有時(shí)分叉和合并，單層厚度一般近1m，最大的厚度可達(dá)2m，礦石為粗晶和細(xì)晶高嶺巖，層位穩(wěn)定，質(zhì)量好；5號(hào)礦層在煤田中部峙峰山至鵝毛口一帶發(fā)育，平均厚度2.25m，礦石為深灰到黑色的膠狀高嶺巖，常含少量一水軟鋁石，故燒失量和Al2O3含量偏高，而SiO2偏低；6號(hào)礦層質(zhì)量好，層位、厚度穩(wěn)定，分布面積廣，從山陰、馬營、懷仁、峙峰山、吳家窯直至大同口泉一帶均有發(fā)現(xiàn)，為本區(qū)主要的制瓷高嶺土礦層，礦層分兩層，上層為細(xì)晶高嶺石巖(俗稱黃瓜石)，下層為粗晶高嶺巖(俗稱砂石、黑砂石)，單層厚度為0.2～0.5m；8號(hào)礦層廣泛分布全區(qū)，礦石為膠狀高嶺石平均厚度0.34m，礦石質(zhì)量好；其余礦層經(jīng)濟(jì)意義不大。
本區(qū)礦石自然類型可分粗晶高嶺巖、細(xì)晶高嶺巖、隱晶質(zhì)及隱晶質(zhì)含一水鋁石的高嶺巖、碎屑狀高嶺巖等四種。礦石化學(xué)成分為硅低鋁高型，礦石化學(xué)成分見表4.22.16。其中6號(hào)礦層的礦石最接近高嶺石的理論值。
大同煤田中的高嶺土礦，燒成白度高，熱穩(wěn)定性及結(jié)合性好，已被許多廠、礦用來生產(chǎn)日用瓷和面磚。雁北陶瓷研究所還用懷仁縣峙峰山的粗晶高嶺石礦配以石英、長石、滑石、軟質(zhì)粘土，試驗(yàn)生產(chǎn)白度為85%高白瓷。其中高嶺石礦石用量坯料為40%，釉料7%～9%。
