钙基膨润土和钠基膨润土有什么区别？

1、交换性阳离子量和质不同。

钠基膨润土交换性阳离子含量高达750～1000mL/kg以上，且以Na+为主，含量大于50%，碱性系数大于1钙基膨润土交换性阳离子含量低，一般只有600mL/kg左右。

2、pH值不同。

钠基膨润土，pH值高达85～106，钙基膨润土，pH值一般为64～85之间。

3、胶质价不同。

钠基膨润土胶质价高达100%，钙基膨润土胶质价约为60%。我国使用膨润土的初期把胶质价作为主要的质量指标，但现在胶质价已从质量指标中取消。

4、膨胀倍数不同。

钠基膨润土膨胀倍数高达20～30倍，钙基膨润土膨胀倍数仅几倍到十几倍。

5、吸水量、吸水速度不同。

钠基膨润土吸水量大，最高达500%以上，吸水时间长（吸水速度慢）；钙基膨润土吸水量小，最高不超过200%，吸水速度块，不到2h即达到饱和状态。

参考资料来源:-钠基膨润土

参考资料来源:-钙基膨润土

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15～727m，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27～105m，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477m。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4147%～6684%，分布于中上矿层；②含砾膨润土矿石，蒙脱石含量295%～6725%，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477%，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 6160，Al2O3 1948，Fe2O3 380，MgO410，CaO006，FeO003，MnO 003，TiO2 015，Na2O 356，K2O 065，P2O5 0014，H2O+ 518。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102～992m，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05～739m。

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160～584m。

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394～2131m。

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02，Ⅱ矿层为04，Ⅲ矿层为05。

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476g/100g，最低为1665g/100g，平均为295g/100g；脱色力最大为3443，最小为390，平均为170；膨润土的碱性系数地表为001～011，深部为002～09，推测该区深部有可能存在钠基膨润土；膨润土pH值地表为76～90，深部为86～10。

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。

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－，SO2－4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83～85，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85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(6080～7486)，TiO2(023)，Al2O3(1251～2301)，Fe2O3(148～302)，CaO(159～184)，MgO(194～311)，烧失量(472～889)。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06～15m，超过3m的有四层，只有一层厚度大于45m，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15～60m，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

( 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

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780m;中层2048m;下层1480m，总厚度4308m，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

( 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