与火山喷发－沉积盆地内富玻火山岩有关的沸石、膨润土矿床成矿亚系列（4a） 膨润土矿床地质
该亚系列矿床主要分布钱塘台褶带的北东段长兴、安吉、临安、余杭一带和浙东南隆起区金华、缙云、天台、宁海、象山一带。前一地区以膨润土为主，如临安平山、余杭仇山，属浙北成矿带；后一地区以沸石为主，如缙云靖岳、天台白鹤殿、宁海小河塘、象山高塘等，属沿海成矿带。它们发现于20世纪70～80年代，均为大型矿床，推动了浙江非金属矿产的勘查开发和科学研究（参见典型矿床十三、十四、十五）。
（一）主要成矿地质条件（姚道坤等，1991）（表3-4-1）
1）相关的火山喷发旋回 浙江省第一地质大队，浙西北膨润土成矿远景区划，1982。
表3-4-1 与燕山期火山喷发－沉积盆地内富玻火山岩有关的沸石、膨润土矿床成矿亚系列（4a）特征表
2）几个矿床所在的火山盆地堆积物在岩相上作序列变化。缙云靖岳位壶镇－舒洪构造火山盆地中段，马鞍山喷发中心旁侧，塘上组除底部少量沉火山碎屑岩、沉积岩以外，向上全部是爆发相和喷溢相火山集块岩、角砾集块岩、角砾凝灰岩、珍珠岩，各喷发小旋回均以爆发相开始，喷溢相结束，占柱状的80%～90%。余杭仇山位瓶窑火山盆地边部，可分4个小旋回，下部为含凝灰质沉积岩和正常沉积岩，上部为厚层状熔结凝灰岩和部分玻屑凝灰岩。整个旋回中沉积岩占1/3左右，灰流相和空落相占2/3左右。临安平山火山盆地由寿昌组组成，全部为河湖相沉积岩和沉火山碎屑岩，发育各种沉积结构、构造，含丰富的古生物。天台白鹤殿为两头塘组，杂色砂岩中夹玻屑凝灰岩。可见赋矿的火山喷发－沉积盆地从以爆发－喷溢相为主的火山喷发盆地，过渡为火山喷发－沉积盆地和远火山的沉积盆地。随距离喷发中心的远近，盆地内火山喷发强度、堆积－沉积物性质都有相应的变化。这也说明沸石、膨润土成矿地质条件可以有相当的变化幅度。
3）如上述各矿床相关的火山盆地中的岩相变化，也表现在各个矿床矿化原岩类型的差别。
靖岳老虎头沸石矿区，矿化层主要是玻质火山碎屑岩，即火山角砾集块岩，系由块状火山玻璃熔融浆经剧烈爆发、撕碎，就地堆积于水盆地中而形成。因玻璃组分高，孔隙、裂隙度大，在水介质作用下蚀变完全，沸石总量达60%～80%。矿层同位素年龄为77.8Ma，原岩为81.4Ma，成岩与成矿时差很小。另外在珍珠岩、球粒球泡流纹岩等玻质熔岩中有透镜状矿体产出。珍珠岩矿化后沸石含量最高可达60%～70%。球粒球泡流纹岩矿化后沸石量可达40%～50%。每个喷发小旋回，在旋回下部形成火山碎屑岩型沸石矿层，旋回顶部形成熔岩型沸石矿层。
仇山膨润土矿床共7层矿，矿化原岩均为晶屑（玻屑）强熔结凝灰岩。矿化层一般在熔结凝灰岩层的下部，也有顶、底部都有一矿化层的。据陈鹤年（1990年）研究认为，在剖面结构上，矿体赋存在灰流或岩流底部和舌尖部分，是因为灰流或岩流涌入湖盆，加热了水体，直接促进了水解作用沿底部堆积物进行的结果。在水浸条件下，灰流顶部同时被水浸没时，其顶部也可以形成矿层，但一般矿化不彻底。
白鹤殿和平山，成矿原岩为以含玻屑火山灰为主的火山碎屑岩和沉火山碎屑岩，顶底板为水盆地内正常沉积岩或火山碎屑沉积岩。
4）矿物组成：沸石、蒙脱石都是酸性火山岩蚀变产物，经常紧密共生或伴生。在我省沸石、膨润土矿床中情况也是如此。但它们在总量比例上还是有不同的。
靖岳老虎头沸石矿沸石，总量60%～80%，以斜发沸石为主，丝光沸石次之，含石英（10%～15%）、蒙脱石（5%～10%），以及钠长石、正长石、斜长石、绿泥石等，并有α－方英石出现。
仇山膨润土矿Ⅰ、Ⅱ矿层：以钠（钙）基蒙脱石为主，含α－方英石、丝光沸石、石英、碳酸盐；Ⅳ、Ⅴ矿层：钙（钠）基蒙脱石、高岭石、石英、伊利石（陈鹤年，1990）。
白鹤殿：斜发沸石10%～30%，丝光沸石少量（局部达5%），含石英、蒙脱石、长石、云母等。
平山膨润土矿以钠基蒙脱石为主，少量斜发沸石、绿泥石、方沸石、萤石、水云母、方英石、玉髓等。
以上可见，几个沸石、膨润土矿床矿物种类上差异不大，只是占主导地位的矿物不同。α－方英石形成于200～275℃，在靖岳、仇山、平山都已见及。水云母、高岭石、伊利石等见于仇山、平山等膨润土矿。据袁慰顺、姚道坤面告，仇山、平山还出现绿泥石－蒙脱石间层矿物。
5）成矿的物化条件。沸石与蒙脱石紧密共生的原因，基于它们的成矿物质都是火山玻璃，都是在水介质环境中一定的碱性条件下生成。它们都是在近地表的温压条件下形成，都有硅、碱带出，和Ca2＋、Mg2＋、H2O的带入。
沸石和蒙脱石形成条件的差别，在于火山玻璃在不同碱度、SiO2活度（
据郭吉保（1992）以缙云老虎头珍珠岩为试样进行模拟实验，研究沸石、蒙脱石形成的物化条件。其实验结果可归纳为：
a.珍珠岩蚀变形成丝光沸石，温度为150～400℃，形成蒙脱石为常温～500℃，形成斜发沸石和方沸石为150～500℃。蒙脱石生成温度范围最宽，可在常温～100℃内形成。
b.丝发状丝光沸石形成于300～400℃之间，针柱状、管柱状丝光沸石在150～300℃之间。老虎头矿床丝光沸石呈针柱状、管柱状，与斜发沸石、蒙脱石共生，又有α－方英石出现，说明该矿床成矿温度在300～200℃之间。
c.丝光沸石、斜发沸石、蒙脱石共生，也是依一般矿石中矿物生成顺序。但此顺序并不固定，一般在丝光沸石与斜发沸石、斜发沸石与蒙脱石之间随介质性质变化，而相互转换。蒙脱石可在弱酸一碱性条件下生成，其pH值范围为7～13，比丝光沸石形成所需的pH值范围（7～10）更宽。
d.在实验压力范围内（常压～500×105Pa），压力对沸石、蒙脱石的生成无明显影响。说明矿床是地表或近地表环境下形成。
e.以Na2CO3、NaHCO3溶液为介质进行实验，生成了丝光沸石、方沸石、斜长石、石英、方解石、斜发沸石、蒙脱石等矿物。当以NaCl溶液为介质实验时，未有丝光沸石形成。说明介质水化学性质属碳酸盐型，溶液浓度0.2～1M是较适宜的盐度条件。
f.元素的带进带出。当火山玻璃水解时，Ca、Mg、Al以类质同象替代Na、K参与沸石或蒙脱石结晶，Na＋、K＋进入溶液。当温度较高时，K＋进入水云母、伊利石，或形成水云母－伊利石间层矿物。Si进入高硅沸石外，多余部分以石英、玉髓析出。
（二）矿床成矿地质条件和成因类型
据前述几个沸石膨润土矿床成矿地质条件，它们的共同点如下：
1）矿床赋存在火山喷发盆地或喷发－沉积盆地内，从喷发相占岩石序列的主要部分，变化到以火山碎屑－沉积岩占主要部分。
2）成矿的火山喷发旋回，在钱塘台褶带北部主要是燕山期第Ⅰ、Ⅱ火山喷发旋回的劳村组和寿昌组；浙东南则赋存在燕山第Ⅳ喷发旋回，部分赋存在第Ⅲ喷发旋回中。
3）矿化原岩主要是火山玻璃质岩石。属于爆发相玻质火山碎屑岩的有老虎头矿区：如火山集块岩、火山角砾集块岩；属玻质碎屑流相的有仇山的曜岩状熔结凝灰岩；属于喷溢相玻璃质熔岩的有老虎头的珍珠岩、松脂岩、球粒球泡流纹岩；属于喷发－沉积相的火山碎屑沉积岩、沉火山碎屑岩的，如平山、白鹤殿。原岩岩相不同，形成方式不同，结构构造迥异，但成矿作用上并无大的差异。
4）火山玻璃质喷发直接进入水体，在地表开放的环境中水解成矿。无论是玻质熔质、玻质碎屑流或是空落火山灰，均直接进入地表水体。火山玻璃在200℃左右的重碳酸型水介质中，在弱酸—碱性条件，以及一定的
5）矿床成因类型。已知沸石、膨润土矿床总体可属火山玻璃－水解型矿床。依成矿物质形成方式的不同，可分为两个亚类：
火山玻质岩－水解型矿床：缙云靖岳老虎头沸石矿、余杭仇山膨润土矿。
火山灰沉积－水解型矿床：天台白鹤殿沸石矿、临安平山膨润土矿。
（三）矿田、矿床地球物理场
1）省内平山、仇山等几个主要膨润土矿床，主要位于天目山—莫干山重力低亚区，产矿层的晚侏罗世晚期的火山喷发－沉积盆地发育在下古生界基础上，为重力布格负值区，处重力局部凸起的边缘。
表3-4-2 与破火山、火山构造洼地有关的次生石英岩型明矾石、叶蜡石、地开石、伊利石矿床成矿亚系列（4b）简表
续表
2）航磁处于火山岩区中强跳跃磁场与平缓弱正磁场之间，盆地内局部火山岩呈线状、点状异常。
3）基底沉积岩、含矿层上下围岩均无磁性和较高电阻，火山岩为中—强磁性和较高电阻。膨润土矿层和蚀变围岩为低阻、无磁性。可用磁法、电法推算含矿层位上覆、下伏厚度和盆地边界构造，确定勘探范围，追索含矿层的延伸方向和产状。
成矿系列在时代上的演化~
（一）中条期和晋宁期的成矿作用
浙东南地区分布有省内已知最古老的八都岩群，原岩由一套基性火山岩－陆源碎屑岩－粘土岩建造组成，以富碳、低硅、高铝为特点，属古元古代初始陆壳裂解扩张环境下广海型地槽型沉积，在中条期经受高角闪岩相变质。中元古代陈蔡群（龙泉群）为基性火山岩－陆源碎屑岩－碳酸盐岩建造，接受了初始金属沉积，在早晋宁期经受变质。目前在中条期、晋宁期变质岩中发现的矿床，如乌岙、七湾等铅锌矿（系列7），主要成矿时代都在500Ma左右，属于加里东期。说明在元古宙，浙东南地槽发展主要处在成矿物质的初期聚集阶段，主要成矿作用发生在晋宁期—加里东期。
浙西地区，中元古界平水组和双溪坞群，分别属于岛弧型细碧角斑岩建造和成熟岛弧陆相酸性—中酸性火山岩建造，其中已发现海底火山喷发沉积成因的块状硫化物铜矿床和陆相火山岩中的明矾石（铜、金）矿床（系列1）。浙西新元古界河上镇群为磨拉石－硬砂岩－复理石－陆相双峰式火山岩组合，已知有铜和叶蜡石矿床。
早晋宁期末，华南地块与扬子地块发生碰撞，褶皱抬升，两陆块沿江山－绍兴深断裂一线拼接，并发生强烈韧性剪切变形和幔源岩体的侵入，为后期的成矿作用奠定了基础。
（二）加里东期的成矿作用
浙东南区此时虽已成陆，但深层构造－热事件局部仍然强烈，形成如前述的乌岙、七湾铅锌矿，铜岩山、大岭头、南弄、落花洋多金属矿床（点），它们分别产在八都岩群、陈蔡群（龙泉群）中，矿床周围均强烈混合岩化，沿碳酸盐岩或富钙镁质岩层形成“矽卡岩”或“绿色蚀变岩”，在多世代变形的岩层中形成似层状、透镜状、钝角尖灭形、盾形矿体，均属于与古－中元古代喷发沉积叠加晋宁晚期—加里东期变质改造作用有关的多金属矿床（系列7）。
该时期浙西进入准稳定地台阶段，震旦纪—奥陶纪处于裂陷槽环境，局部呈半封闭还原环境，形成富碳硅质沉积、含钒石煤层、镍钼金属硫化物层和铜锌硫化物层，出现合富式黄铁矿、安仁式含钒石煤等矿床（点）（系列9），一部分铜锌硫化物层经燕山期叠加改造成为矿床，如潘家（系列5a）。属于系列9的镍钼金属层尚不具备独立经济价值，但可视为矿质富集的胚体。
（三）华力西－印支期的成矿作用
浙东南地区丽水－余姚深断裂以东，发现浅变质芝溪头杂岩，属于稳定型（地台？）海陆过渡相单陆屑含煤建造，原岩为石炭－二叠系。福建省福鼎南溪银硐铅锌矿，产在呈天窗出露的中下石炭统细碎屑岩、钙硅质岩、火山岩中。由此可以认为，浙东沿海中生代火山岩系之下，存在华力西－印支期构造层中的铅锌成矿作用，对扩展中生代火山型铅锌银成矿物质来源的认识有所启示。浙西地区此时期处于地台发展阶段，钱塘台地海盆有沉积成因的铜、锌硫化物。依据岩相古地理环境分析，认为属同构造期断裂控制的热泉成因，经燕山期岩浆热液叠加改造形成矿床（系列2）。
江山－绍兴拼接带在华力西－印支期发生强烈走向滑移，韧性剪切变形进一步加强，并形成一系列剪切带型金矿（系列8）。目前已知矿床规模虽小，但不失为一有前景的矿床类型。
（四）燕山期的成矿作用
燕山期，浙江进入活动大陆边缘发展阶段，浙西、浙东南形成统一的大陆，也是浙江成矿作用的鼎盛时期。此时期主要有岩浆热液成矿、火山热液成矿和地热水成矿作用，以及对过往地质年代成矿作用的叠加改造。
燕山早期岩浆侵入活动主要在浙西。其中与铁、铜、铅、锌、锑、汞成矿亚系列（系列5a）有关的岩体，主要是第一次侵入的花岗闪长岩的岩体，如珊溪、千家村、闲林埠、五山关、彰坞、岭后、沐尘等以中酸性为主的侵入岩体，其中多数属于陆壳同熔型成因类型，侵入时间一般在150Ma之前。
与钨、锡、铍、铌、铅、锌、砷、锑等成矿亚系列（系列5b）有关的岩体，则属于燕山早期第二次侵入活动产物，以黑云母花岗岩为主，部分为钾长花岗岩，如学川、儒洪、岩前、河桥、广山等岩体，主要为陆壳重熔型，成岩年代一般在140Ma之后。
还有如横塘、三枝树、银坑、洋滨等钼、锡、铜斑岩成矿作用（系列5c），时代主要也在燕山早期。已知的成矿强度相对较弱，一般达到小型矿床或矿化。
与燕山期陆缘火山作用有关的有系列3和系列4两个成矿系列，前者为金、银、铅、锌、钼等金属成矿系列（系列3），后者为膨润土、沸石、地开石、叶蜡石、明矾石、伊利石等非金属成矿系列（系列4）。
火山金属成矿系列（系列3）成矿始于大爽－高坞喷发期之后。受基底隆起区火山－潜火山作用控制，如治岭头金银矿（系列3a），成矿始于160Ma，结束在130Ma左右。与燕山早期穹形构造有关的钼、金、银、铅、锌亚系列（系列3b）和与火山喷发－沉积盆地有关的铅、锌、铁亚系列（系列3c），成矿空间定位和容矿构造形成于西山头期，成矿则与潜火山热液作用有关，成矿在116～83Ma。与白垩纪火山喷发断陷盆地边缘断裂有关的银、铅、锌亚系列（系列3d），成矿则在100～80Ma之间。
火山非金属成矿系列（系列4）均与富玻质火山岩的水解、蚀变作用有关，是火山岩和介质水之间就地改造的产物。最早出现在燕山早期的大爽期喷发物中，如峰洞岩地开石；稍后有西山头期（浙东南）、寿昌期（浙西）的地开石、叶蜡石、膨润土矿的形成。燕山晚期朝川组、塘上组中又有明矾石、沸石、膨润土的成矿。系列4矿床都是似层状矿化，顶部伴有硅帽（次生石英岩），其上有新喷发物覆盖，其形成年代应与火山岩系同时或稍迟。
成矿系列6，分别是与火山期后地热水作用有关的萤石矿（系列6a）和与岩浆期后地热水作用有关的萤石矿（系列6b），它们形成时间在85Ma或更晚一些。萤石的成矿，可谓燕山期成矿高峰的最后一幕。
（五）喜马拉雅期的成矿作用
喜马拉雅期主要的成矿作用有河湖相沉积成因的硅藻土，与近代表生作用有关的风化壳型稀土矿、风化－蚀变型和风化壳型的瓷土（高岭土）矿，以及铁帽型金矿。
总之，由元古宙以来，成矿系列始自地槽阶段的岛弧火山成矿作用，经历古陆隆起的构造热事件，形成区域变质热液矿床和动力变质矿床；在浙西地台时期，有沉积和热泉成因的矿化聚集；及至燕山期形成陆缘岩浆活动高潮，构成浙江繁多的岩浆成矿和火山成矿类型，奠定了全省矿产资源的总格局（表5-1-1）。
表5-1-1 浙江成矿系列时代演化关系
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－， 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8.3～8.5，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8.5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(60.80～74.86）,TiO2(0.23),Al2O3(12.51～23.01）,Fe2O3(1.48～3.02）,CaO(1.59～1.84），MgO(1.94～3.11），烧失量（4.72～8.8）9。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0.6～1.5m，超过3m 的有四层，只有一层厚度大于4.5m，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1.5～6.0m，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
1 —硅质页岩；2—软的易裂页岩；3—粉砂、砂质页岩；4—砂岩；5—膨润土；6—煤、褐煤
（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
K1h 白垩系横山组；J3s —侏罗系寿昌组；J3h—侏罗系黄尖组；Jl3—侏罗系劳村组；O— —奥陶系—寒武系；F1—断层
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7.80m；中层20.48m；下层14.80m，总厚度43.08m，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
1—细砂岩；2—钠基膨润土；3—钙基膨润土；4—钻孔位置及编号
（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
中生代沉积盆地与沉积类型组合
答：综上所述,华北地区三叠纪沉积盆地类型多样,包括陆内坳陷、前陆坳陷及隆起背景上的山间盆地等;沉积类型组合繁多,既有早中三叠世干旱气候条件下的河湖相红色砂泥岩建造类型,也有晚三叠世湿润气候条件下的湖相暗色砂泥岩建造及山间盆地碎屑岩堆积等;该期火山活动微弱,火山岩建造不发育。与下伏二叠系石千峰组多为整合...
火山地层及火山喷发类型
答：一、早—中侏罗世火山地层(塘厦组和吉岭湾组)及火山喷发类型 早—中侏罗世火山地层分布于深圳断裂带的西北部、横岗-塘厦一带较发育,而在深圳断裂带的东南部南澳也有分布。 塘厦火山喷发沉积盆地呈北西向展布,市内面积约126km2。火山地层为一套内陆湖泊相碎屑岩夹火山岩建造,不整合覆盖于古老的混合花岗岩和混合...
喷流-沉积(Sedex) 型矿床
答：目前,国内把这类矿床又称为热水沉积矿床。 早期研究中曾把这类矿床看作是火山成因块状硫化物矿床的一种过渡类型或一个端元类型,因为它们具有块状、条带层纹状富金属硫化物矿石这个共同特点。后来的工作证明有些地区含矿岩系中只有很少或完全没有火山岩,表明火山喷气作用不是成矿的必要机制。有人为突出容矿岩石的...
盆地沉积特征
答：是一套山麓冲洪积和河湖相砂砾岩沉积,主要发育于沂沭裂谷盆地中,是沂沭裂谷剧烈沉降阶段的产物。在裂谷盆地内,该套沉积岩系直接覆盖在八亩地组火山喷发岩之上。在胶莱盆地,火山喷发间隙有大盛群沉积,故大盛群呈夹层产出于青山群火山岩之中。山东区域地质调查总结报告(1:20万)(2000)将大盛群划分为六个组。
火山构造特征
答：三、Ⅳ级火山构造 Ⅳ级火山构造是指在火山喷发带内,受区域断裂构造控制、时代相近、喷发性质近似的火山活动区。 1.塘厦火山喷发沉积盆地 该盆地分布于深圳断裂带北西侧,横岗-塘厦总体呈北北西向长条状,总面积大于250km2。盆地中火山岩为下中侏罗统塘厦组。盆地南东侧与早石炭世地层呈断层接触,南西侧不整合于晚...
喷流-沉积(Sedex)型矿床
答：目前,国内把这类矿床又称为热水沉积矿床。 早期研究中曾把这类矿床看作是火山成因块状硫化物矿床的一种过渡类型或一个端元类型,因为它们具有块状、条带层纹状富金属硫化物矿石这个共同特点。后来的工作证明有些地区含矿岩系中只有很少或完全没有火山岩,表明火山喷气作用不是成矿的必要机制。有人为突出容矿岩石的...
区域构造概况
答：该断裂早期为张性,沿断裂带分布有巨厚型中生代断陷沉积盆地;后为压扭性,有多条糜棱岩带和逆冲断裂带;早白垩世断裂带横向拉张,地壳变薄,地幔物质上涌,沿断裂带发生强烈的火山喷发和中酸性、偏碱性串珠状岩浆侵入。它至少经历了早志留世的走滑中、新生代强烈的挤压作用与伸展作用。 (三)太平沟-依兰-牡丹江断裂...
喷流-沉积型银铅锌矿床成矿地质作用
答：晚蓟县世,它作为裂隙式火山喷发的通道,控制着近东西向火山-沉积盆地空间展布及花牛山-花西山一带火山-沉积建造组合。在该火山沉积盆地内,成矿除古火山喷口周围的囊状、脉状和透镜状银铅锌矿体外,还形成有与硅质板岩有关的铁铜矿化,矿化均产于火山喷发间隙期形成的炭质千枚岩、碳酸盐岩和硅质板岩夹层中。很...
沉积物的形成
答：三是火山喷发形成的碎屑 (pyroclastic)物质,它们通过空气或流水搬运到沉积盆地堆积而成。 2) 自生 (authigenic) 物质: 这是沉积盆地中被溶解的物质发生沉淀新生成的物质。其中有在沉积盆地由化学作用或生物作用生成的沉淀物质,沉积物沉积之后在埋藏成岩(石化) 阶段沉积物与地下流体等相互作用而形成的化学沉淀物质,...
膨润土矿床地质
答：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,...
