安圖縣伊利石資源

吉林省第六地質調查所受探礦權人吉林金基鴻業礦業有限公司的委托，委派一調隊于2011年9月—2012年7月開展了吉林省安圖縣萬寶伊利石粘土礦普查—詳查評價工作。詳查工作結束后，延邊朝鮮族自治州國土資源局組織專家組于2012年8月初對吉林省安圖縣萬寶伊利石粘土礦普查—詳查工作進行了野外驗收。
    一、礦區概況
    1、位置、交通
    萬寶伊利石粘土礦區位于吉林省安圖縣萬寶鎮南東110°方向直距約10km處之前進村附近，行政區劃隸屬于安圖縣萬寶鎮。地理坐標為東經128°25′30″～128°27′15″，北緯42°51′00″～42°52′00″。
    礦區距安圖縣城明月鎮約70Km，明（明月鎮）—長（長白山）省道通過萬寶鎮，萬寶鎮經前進村至勘查區有鄉村水泥路及林業集材路相通，交通比較方便。
    2、地質概況
    礦區處于吉黑褶皺系（Ⅰ）、吉林優地槽褶皺帶（Ⅱ）、敦化隆起（Ⅲ）、古洞河斷裂帶（Ⅳ）附近。
    區內出露的地層僅有新生界第四系；巖漿侵入活動在礦區內比較強烈，由此形成了華力西晚期和燕山期斜長花崗巖及鉀長花崗巖體大面積分布；古洞河區域性深斷裂帶呈東西向在礦區內通過，其典型標志是在礦區內施工的多數鉆孔所見礦體底板附近的鉀長花崗巖中均可見到構造角礫巖、混合巖化及糜棱巖化等構造特征。
    3、礦體特征
    伊利石粘土礦體呈似層狀分布于燕山期鉀長花崗巖體之上，以1線和21線為界圈定出一條礦體，其控制長度達2000m；控制寬度最大（1線）為800m，最?。?9線）為200m，平均為400m左右；礦體厚度最大（ZK302）達88.19m，最小(ZK903)為10.77m，平均為53.14m，厚度變化系數為19%；礦石品位AI2O3最高為20.16%，最低為12.12%，平均為14.38%，品位變化系數為7%。 屬于厚度變化很小，形態復雜程度中等，有用組分分布均勻類型的礦體。其總體走向近東西，傾角小于5°。
    4、礦石加工技術性能
    蘇州中材非金屬礦工業設計研究院有限公司通過實驗室小試，確定了Al2O3含量大于12%的萬寶伊利石粘土礦可以直接作為建筑陶瓷原料加以利用；經過分級、磁選、提純后的精選土， Al2O3的含量有所提高，Fe2O3的含量有所降低，但達不到陶瓷釉料的要求，可以作為對白度要求不高的中低檔次建筑陶瓷的原料。
    經沈陽新恒豐瓷業有限公司生產實踐證明，用吉林金基鴻業礦業公司萬寶伊利石粘土礦礦石制作的內墻磚，各項指標均達到國家質量要求的標準。
    5、礦床開采技術條件
    該礦床埋藏于當地侵蝕基準面（595m）以上，地質構造簡單，不與地表水（河水）發生水力聯系，山高坡陡，地形有利于自然排水，巖石風化裂隙較發育，但含水性弱，地下水不會對礦床開采造成危害；礦體屬軟質巖，其穩定性好，厚度大，產狀緩；礦體圍巖屬堅硬巖石，適合于露天開采。礦區地處林區，遠離居民點，采礦不會對周邊環境和水體造成污染，不存在滑坡、泥石流、崩落、地面沉降等地質災害；交通便利，省級公路（明—長公路）在其北部通過，環境條件較為優越。因此，該礦床開采技術條件勘查類型為Ⅰ類，屬簡單類型。
    二、礦床地質勘查概況
    1、地質勘查工作
    1957年9月，安圖縣工業科在萬寶河子發現了高嶺土礦層，長600m，寬約50m。因當時地勘隊伍尚未成立，未開展礦床評價工作。
    1958年6月，安圖縣成立地方國營陶土礦山，利用人力及畜力進行了地表開采，由于開采量小，企業經濟效益欠佳；1959-1960年，該企業對開采技術和設備進行了改進，即采用坑道進行機械開采，1959年產陶土303噸，1960年產2330噸。使企業經濟效益有所好轉。
    1960年延邊朝鮮族自治州地質處安圖縣地質隊對該高嶺土礦進行了勘查評價，于1960年12月提交了《吉林省安圖縣萬寶河子高嶺土礦初步勘探儲量報告》，同時提交高嶺土礦資源儲量97萬噸。
    本次勘查工作分為普查和詳查兩個階段進行。普查階段自2011年10月至2011年12月，采用1/萬地質填圖、物探及鉆探等方法、手段進行了初步評價；詳查階段自2012年04月至2012年08月，采用鉆探方法、手段對伊利石粘土礦體進行了系統評價。普查—詳查完成主要工作量：1/2千地質填圖3.45km2，鉆探3659.34m，化學基本分析樣品1029件?？辈楣ぷ鞒潭冗_到了礦床詳查工作的基本要求。
    2、礦床勘查類型
    萬寶伊利石粘土礦地表控制長度2000m，寬度500m，延展面積1.14km2,礦體規模屬于大型；礦體呈水平似層狀產出，邊界規則，礦體形態復雜程度屬規則型；厚度變化系數19%，礦體厚度屬于穩定型；礦石質量穩定，夾石率小于10%，屬于礦體內部結構復雜程度簡單型；礦體呈單斜產出，基本沒有斷層和脈巖切割，對礦體形態影響小，屬構造復雜程度簡單型。根據《高嶺土、膨潤土、耐火粘土地質勘查規范（DZ/T 0206-2002）》中勘查類型的確定標準，確定萬寶伊利石粘土礦的勘查類型為第Ⅰ勘查類型。
    3、礦產資源儲量估算
    以主要工業指標Al2O3≥12%、Fe2O3≤6%、TiO2≤0.6%，礦體最小可采厚度2m，夾石剔除厚度2m，剝采比不大于0.5：1（m3/ m3），邊坡角60°圈定礦體；采用水平投影地質塊段法估算資源儲量。資源儲量估算結果如下：
單位：萬噸     資源儲量分類估算總表     表8-7-1

    三、礦床評價
    通過開展礦床開發經濟意義預可行性研究工作，確定該礦床未來開發服務年限可達60年，同時可實現年產值2億元，年上繳各種稅金2815.56萬元，年創利潤6507.81萬元，年創利稅總額達9323.37萬元，經濟效果顯著。
    1、交通運輸
    礦區距安圖縣城明月鎮南西230°方向約70Km，明（明月鎮）—長（長白山）省道通過萬寶鎮，萬寶鎮經前進村至勘查區有鄉村水泥路及林業集材路相通，交通尚屬方便（見交通位置圖）。
    2、礦石礦物成分
    礦石名稱為砂質伊利石粘土，呈粘土狀,淺綠帶白色，干燥后白色，土狀結構，油脂光澤，硬度1-1.5之間，有粘舌性。從X光衍分析結果可以看出，礦物成分以石英、伊利石和斜長石為主，堿性長石次之，高嶺石、方解石、白云石、蒙脫石等少量。其中，砂質（石英、斜長石、堿性長石等）含量約占50%以上，粘土質（伊利石、高嶺石及蒙脫石等）含量一般占30%—40%，局部高于50%。
    3、礦石化學成分
    從礦石多元素化學分析結果表明，礦石中主要化學成分及含量Al2O3：12.80%-15.30%，Fe2O3：3.06%-3.79%,TiO2: 0.39%-0.53%, Si02：64.28%-67.51%， CaO: 3.20%-4.08%,,MgO：0.61%-1.52%, K2O：3.61%-4.00%,Na2O：1.92%-2.98%,灼失量（LOS）：3.56%-6.16%，無伴生有益組分。
    根據樣品基本分析結果對礦石主要有用組分和主要有害組分進行了統計，統計結果表明，礦石中主要有用組分Al2O3含量平均為14.03-15.07%；有害組分Fe2O3含量平均為1.93-2.98%，TiO2含量平均為0.27-0.43%。有用組分和有害組分分布普遍均勻。
    四、伊利石的基本性質
    伊利石粘土(Illite clay)是以含伊利石礦物為特征的粘土。伊利石是一種常見的粘土礦物，從礦物學意義上講，伊利石系指呈膠體分散狀態的水白云母，但一般已將伊利石視為水白云母的同義詞，屬于富鉀的硅酸鹽粘土礦物，因最早發現于美國的伊利諾斯州而得名。伊利石礦物發現于20世紀30年代，而伊利石礦物的勘察和開發利用約始于70年代。伊利石礦物顆粒細小，一般為小于2μm，呈粘土狀，為單斜晶系，常呈鱗片狀塊體。其理論化學成分為：K0.75（Al1.75R2+0.25）(Si3.50Al0.50) O10(OH)2·nH2O，其中水的含量變化較大。伊利石晶體中存在金屬離子置換的不確定性現象，所以各地產出的伊利石的化學成分有很大的變化。
    伊利石是一種2:1型的層狀粘土礦物，但它與同為2:1型的粘土礦物蒙脫石具有很大的不同，主要表現在：①伊利石的同形置換主要發生在四面體，其層電荷也主要分布在四面體，電荷密度也高于蒙脫石，這兩點對K 的固定是十分有利的；②層間陽離子主要是K+，也有少量Na+等半徑較小的陽離子，它們都是不可交換的。所以伊利石不具備膨脹性能。
    五、伊利石的應用
    伊利石自發現以來，相繼在多個行業中獲得較為廣泛的應用，并且其應用范圍還在進一步拓展中。概括起來伊利石主要在以下行業獲得了應用。
    （1）造紙工業
    伊利石粒度小,比表面積大,可提高紙張的留著率；白度高、質地細膩、潤滑,可改善紙張的性質；抗拉性、彈性及耐磨性好,能增強紙張的耐久性；吸水吸油性、透明度、覆蓋力都比較適度,可提高印刷書寫效果。伊利石可以用于制造光化壁紙、印刷紙、銅版紙、包裝紙等各類紙張。
    伊利石顆粒微細, 質地細膩, 具有較好的吸附性,可用做造紙涂料,同時還可以代替高嶺土做刮刀涂布顏料。由于伊利石不透明，遮蓋率好，故特別適宜作薄型低定量紙的涂料。這種低定量涂布紙可兩面印刷，互不滲透。
    將伊利石顏料替代優質高嶺土在造紙涂布顏料領域已工業化應用多年。不僅彌補了國內造紙涂料級優質高嶺土資源的短缺,也提高了伊利石的經濟利用價值。用于造紙行業的伊利石資源應當具備以下條件：
    ①質量穩定,有一定規模儲量：
    ②較高的鋁含量；
    ③ 較低的生產加工成本；
    ④較高的粘濃度和適宜的流變特性；
    ⑤較低磨耗值；
    ⑥良好的涂料配伍性和生產操作性；
    ⑦可賦予紙張良好的印刷適應性和光學性能。
    （2）陶瓷工業
    伊利石應用于陶瓷工業是基于其以下兩點特性：（1）作為可塑性物質的水性特征；（2）作為結合材的熔融玻璃性。聞名于世歷史悠久的中國南方瓷系，它外觀呈白徽泛青，具相當透明度，突出的細膩，為名貴的餐茶具及工藝美術珍品。經研究顯示景德鎮瓷器的原料中含有一定量的伊利石，既在陶瓷界稱之為“絹云母質瓷”。
    伊利石中較高的鋁含量能提高制品強度，較高的鉀含量可降低燒成溫度。用伊利石配制馬賽克、電瓷制品、色澤晶潤。陶質制品的釉面磚,如滲配伊利石5%~8%，可降低燒成溫度約100~120℃。降低燒結溫度，節能效果好，降低產品成本，是伊利石用于陶瓷工業的一大優點。在陶瓷彩釉中,伊利石可部分取代長石和粘土,調整釉料的成熟溫度及流動性能,增加釉漿的懸浮性。
    由于伊利石礦物具有較好的電絕緣性，耐腐蝕性，因此伊利石在特種陶瓷中也可得到應用。
    （3）橡膠、塑料工業
    伊利石粉作為片狀增強填料有增容改性作用，伊利石鱗片的高徑厚比使塑料的抗拉強度和抗彎強度得到改進。伊利石鱗片的彈性模量在常溫至高溫的很寬范圍內都很高，因而能使塑料尺寸穩定，耐蠕變和高溫下較少變形，伊利石鱗片的形狀使塑料在平面方向增強,防止制品卷翹，阻擋氣、液滲透。絕緣性則使塑料的電氣絕緣性提高。伊利石所具有的良好隔熱、絕緣性能及化學穩定性,也是伊利石在橡膠和塑料工業中獲得應用的重要原因。
    （4）油漆、涂料、油墨工業
    在油漆涂料中添加伊利石粉后，能提高涂料的分散性、耐熱性、抗凍性、耐水性，改善涂刷均勻的作業效果。伊利石粉能反射紫外光,吸附涂料分子進入晶格層間，用其作填料的外墻涂料能久不褪色。另外,伊利石在下述幾種特種涂料中也得到應用。
    （5）航天器熱控涂料
    該涂料是一種光散射材料,是由顏料和粘結劑組成,借助于涂料中細分散的顏料對于太陽光的漫反射作用和涂料對于紅外波段的輻射特性,從而達到熱控目的。伊利石漫反射好，煅燒脫水后穩定性可靠,因此可作為此種涂料的顏填料來使用。
    （6）防銹防污防輻射、耐腐蝕涂料
    伊利石作為防銹涂料的主要添加劑是理想的，在國外已實用化。伊利石吸附性、穩定性好，可用于船只海底防污涂料。利用伊利石料中的羥基與聚有機硅氧烷中的取代基反應，得到的聚合物耐熱耐水,耐輻射劑量可達8×109拉德。
    （7）建筑業
    伊利石具有中等可塑性，有較高的鋁含量能提高制品強度,較高的鉀含量可降低燒成溫度，但燒成白度低，可作為生產琉璃瓦的主要原料及中低檔墻地磚的配用原料。用于燒制琉璃瓦配入量可較大，產品吸水率低，抗凍性好，坯釉結合性能良好，釉面光亮。燒成的墻地磚具有表面強度高、耐磨性好、吸水率低、抗凍性好等優點。在油毛氈原料中配進伊利石粉后，可提高材料耐風雨、防熱性能，并可防止卷材粘連。利用伊利石粉與玻璃粉混合燒結而成雙層結構的復合材料,既保溫、隔音，又具高強度, 是質優價廉的新型建筑材料。伊利石具有較強的附著力，耐沖刷，可用做建筑涂料。
    （8）農業
    伊利石中鉀含量較高，因此也可應用于農業生產。伊利石經過一系列物理、化學處理后，可利用其綜合生產氯化鉀、鉀氮肥、磷鉀鈣肥等,也可作為缺鉀土壤和喜鉀作物的巖石粉肥直接施用，特別對酸性土壤，K+的釋放作用更強,增產效果更顯著。
    （9）環保行業
    近年來，隨著工業的迅速發展,重金屬離子對環境的污染已越來越嚴重，甚至在一些地區，重金屬離子的污染已嚴重破壞了生態平衡,直接威脅到人類的生存。為了保護和改善人類的生存環境，人們展開了旨在控制環境污染的礦物自凈化工程研究，作為環境自凈化劑的粘土礦物的吸附性能受到了廣泛的重視。粘土礦物是地球表面的重要組成，粒度細、比表面積大，完全可以利用它的可變電荷表面對重金屬離子的吸附、解吸、沉淀來控制重金屬元素的遷移、富集。
    伊利石還可制作防止放射性及公害治理的設備材料，用作放射性儲藏器中的緩沖劑，并可作為隧道和鉆井的回填物。此外，還可用作空氣凈化、廢氣處理的材料。伊利石對原子能（放射性）半衰期長的鍶、銫的同位素廢物有獨特的吸附固定作用，從而在一定程度上消除放射性污染。
    （10）精細化工
    由于伊利石質軟滑感好，絲絹光澤、分散性好又附著力強，無毒無臭，并有反射紫外線性能，pH值6~7，接近人體皮膚的pH值，耐酸堿、化學性質穩定，因此可作化妝品用料用于制作眼影粉、防曬霜、胭脂效果良好。
    （11）其他方面的用途
    ①石油鉆井泥漿
    伊利石的細顆粒具有良好的懸浮狀態，用于鉆井泥漿中具有堵漏、抗磨損、抗高溫、潤滑的效果。
    ②石油脫色
    伊利石可用于石油脫色，活化處理后脫色能力更強。
    ③珠光顏料
    伊利石表面涂鈦等各種金屬元素或化合物可以達到特殊的光學效應。
    ④人造金剛石
    伊利石具有較好的化學惰性、電絕緣性、絕熱性及隨溫度升高體積膨脹的特性，具備做為傳壓介質的一些理想條件，因此可在合成金剛石中用做固體傳壓介質。