一、高岭土的成因及影响因素
（一）高岭土的成因
根据高岭土矿床地质特征所表现的成矿规律以及人工合成高岭土类矿物的成矿试验所显示的生成条件，认为高岭土类矿物是在较纯的Al2O3-SiO2-H2O体系中，并于偏酸性的水介质的环境下生成的。换言之，高岭土类矿物的形成主要决定于物质条件（SiO2-Al2O3-H2O）和偏酸性的水介质环境（pH<7）。对于一定的体系来说，物质条件来源于两个途径。一条途径是含铝的硅酸盐物质（包括中酸性的火成岩、火山岩、沉积岩、变质岩等）的水分解过程，另一条途径是含铝和硅的胶体水溶液的搬运过程。水介质的偏酸性条件的获得也是通过两个过程：一个是腐烂的植物、动物的分解过程，获得有机酸：另一个是黄铁矿氧化，溶解过程，或天然雨水溶解CO2的过程，或热液本身的喷溢过程等，获得无机酸。酸性水介质主要有两种作用，一种作用是加速溶解作用，将铝硅酸盐物质中的Al,S i,Na,K,Ca,Mg等组分溶解下来，并能带走Na＋,K＋,Ca2+,Mg2+；另一种作用是造成高岭土类矿物生成所必需的酸性环境。如果水介质为中性或偏碱性，则生成其他层状硅酸盐，如蒙脱石、伊利石等。当然无机酸和有机酸的作用也不尽相同，例如在溶解过程中和一定pH 范围内，无机酸溶解Si的能力强于溶解Al；而有机酸则相反。
高岭土类矿物通常认为有两种生成过程：一种生成过程是：溶解的铝和硅的胶体先生成水铝英石（它与高岭土类矿物组分相似，但属于无定形物质），然后进一步生成高岭土类矿物；另一种过程是：其他矿物（如长石、黑云母、蒙脱石等）在一定水介质作用下转化成高岭土类矿物，这一过程似乎不经过水铝英石阶段。当然，高岭土类矿物的生成过程是非常复杂的，前面所述的过程不过是其中典型化的过程。
（二）影响高岭土生成的因素
1.温度
高岭土类矿物的生成温度在350℃以下。在这一温度范围内，温度的变化对于高岭土类矿物的生成影响不大，但对于高岭土类各矿物的形成以及高岭土类矿物的生成速度有一定的影响。温度增高，容易生成地开石、珍珠石矿物，并加速高岭土类矿物的生成速度。在地表或近地表条件下，高岭土类矿物的生成温度以小于85℃为宜，在中，低温热液环境中则以50～300℃为宜。
2.压力
高岭土类矿物大多产于地表、近地表条件，个别埋藏较深。据认为，高岭土类矿物的生成压力为（1～20）×105Pa。较高的压力对高岭土矿层的固结程度有作用。如果压力超过这一范围，将生成少水或无水的其他矿物。
3.母岩
高岭土的形成与母岩物质的成分、结构、构造关系密切。生成高岭土的母岩种类多种多样，主要有中酸性的火成岩（如白云母花岗岩、花岗闪长岩、白岗岩、花岗斑岩、伟晶岩、细晶岩、钠长岩、石英斑岩等）、中酸性的火山岩（流纹岩、英安岩、流纹质，英安质凝灰岩）、与中酸性火成岩成分类似的变质岩（花岗片麻岩、片岩、混合岩、糜棱岩）、部分沉积岩（长石砂岩）以及某些粘土岩。在这些岩石中，长石是生成高岭土的主要矿物，而含硫矿物（黄铁矿）则是生成某些类型高岭土的必要矿物。不同的母岩生成的高岭土质量不同。由浅色花岗岩生成的高岭土的质量较好，其中Fe、Ti有害元素含量较少。
母岩的结构、构造同样也影响高岭土的生成，一方面影响高岭土矿的生成速度和范围，粗粒结构、裂隙构造将加速高岭土矿的形成，并扩大它的生成范围；另一方面也影响高岭土类中各矿物生成的种类，粗粒的、裂隙构造发育的伟晶岩、花岗岩生成的高岭土类矿物多以水合多水高岭石为主，而细粒的、具有致密构造的母岩（如石英斑岩）生成的高岭土常以结晶差的高岭石居多，并伴生有伊利石。
4.地形
地形对于高岭土的形成以及富集成矿是一个重要的影响因素。一方面，地形要有利于水介质的流动，造成开放体系的环境，有利于风化作用的进行，使原岩中与高岭土生成无关的阳离子被淋滤掉；另一方面，地形要有利于Al2O3-SiO2-H2O 体系的保存，不致使其破坏。因此，地形既要有所起伏，使地表水流与地下径流有一落差，使之有利于淋滤作用的进行，但地形又不能陡峻，以免Al2O3-SiO2-H2O体系流失。山间盆地、山前凹地、喀斯特溶洞、湖泊等地形地貌条件都是形成高岭土矿床的有利条件。
5.气候和植被
雨量充沛湿热的热带和亚热带气候对于某些高岭土的形成是重要的条件。湿热气候既是造成高岭土生成所必需的H2O 的来源，又是造成植被繁盛的原因。而植被也是高岭土生成的有利条件，植被腐烂分解的有机酸易于造成高岭土生成所必需的酸性条件，同时植被也是保护Al2O3-SiO2-H2O 体系不受破坏的天然屏障。所以在气候湿热、植被繁盛的我国南方以及埋藏大量植物的煤系地层中，广泛发育有高岭土矿床。
6.围岩
围岩同样对高岭土的形成具有两种作用。坚硬的、耐风化的围岩的稳定性对形成的Al2O3-SiO2-H2O体系具有良好的保护作用；而有时，透水性比较好的围岩本身又利于发生地下水或热液的蚀变作用。
7.构造
构造运动使岩石的节理、裂隙发育，使岩层发生褶皱、断裂。节理、裂隙的发育提供了地表水、地下水或热液的通道，有利于淋滤作用、蚀变作用、搬运作用的进行。断裂、褶皱作用造成有利成矿的地质条件和围岩条件，控制矿体的产状和规模。
综上所述，高岭土矿床的形成是各种因素综合作用的结果。在研究高岭土的成因类型时，要根据主要因素划分它的主要成因类型。
二、高岭土的主要成因类型及矿床地质特征
关于高岭土矿床的成因类型.国内外有各种划分方法。根据高岭土矿床的成因和高岭土矿床形成的不同地质条件，并参考国内外不同的划分方法，提出了我国高岭土的成因类型，如表3-7所示。
表3-7 我国高岭土的成因类型及典型矿床实例
在这些成因类型中，风化型高岭土矿床是我国的主要类型，也是我国主要的矿产资源类型。沉积型，尤其是与煤系地层有光的高岭土矿床也是我国高岭土的重要来源。而热液型高岭土矿床常常是某些金属和非金属矿床的伴生矿床，产出规模一般较小。
有些矿床受不同成矿作用叠加，呈现不同成因类型的地质特点，因此常常引起划分成因类型的分歧。
（一）风化型高岭土矿床
形成这一类型矿床的主要地质作用是风化作用。这一类型又分为风化残积型和风化淋积型。残积型高岭土矿床是在发生风化作用的地方聚集形成的；而淋积型高岭土矿床是在风化作用过程中，由酸性水介质溶解围岩的铝硅酸盐矿物，大量的硅、铝组分随水介质迁移到适宜的成矿环境中沉淀、结晶而成。
1.风化残积型
本类型高岭土矿床分布很广，主要分布在长江以南，特别是江西、湖南、湖北、广东、福建、浙江等省。形成风化残积型高岭土的原岩可以是各种铝硅酸盐的岩石，尤其与中酸性火成岩或具有相应成分的变质岩关系密切。这些风化原岩中的长石、云母类矿物是生成高岭土的物质基础，这些物质在酸性水介质作用下，发生生成高岭土类矿物的反应。
湿热的气候和有利的地形是影响本类型高岭土矿床形成的重要因素。湿热的气候加速物质风化、水解；有利的地形既使淋滤作用持续不断，又使风化产物不致流失。当然，构造的因素也与成矿作用有关，它不仅控制原岩的分布；也提供了地表水淋滤的通道。
由于地质条件不同，风化作用的时间不同，所以，风化程度各有差别。在这种类型矿床的地质剖面中，具有明显的垂直分带性和特征的矿物组合。从地表向下，一般分带如下：
（1）完全风化带
位于风化带最上部。原岩已完全风化成高岭土，靠近地表的高岭土常常染色成杂色高岭土，向下过渡为白色高岭土。杂色高岭土常常以高岭石为主，往往含有褐铁矿或针铁矿；白色高岭土或以高岭石矿物为主，或者以水合高岭石为主。
（2）不完全风化带
位于风化带的中间部分，由于风化作用不完全，因此高岭土中常常含有长石、云母类的残余矿物。该带的高岭土以栗子状的多水高岭石和水合多水高岭石为主，含少量结晶差的高岭石。
（3）半风化带
位于风化带的下部。在本带，由于风化作用减弱，常保留较多原岩中的矿物。高岭土类矿物主要以结晶差的高岭石为主，含少量的水合多水高岭石。
（4）原岩
矿床实例：江西省星子高岭土矿床
矿床位于江西省西北部庐山东麓星子县海会乡，有大排岭和温泉两个矿区。大排岭矿区的矿体产于矿区北部的花岗岩岩株面状风化壳上，顶板岩石不连续覆盖，底板岩石为结晶片岩。矿区呈不规则的犬牙状出露，如图3-10所示。
图3-10 江西省星子风化残积型高岭土矿剖面示意图
1—结晶片岩；2—花岗岩；3—伟晶岩；4—高岭土矿；5—半风化花岗岩；6—半风化伟晶岩；7—风化带界线
温泉矿区的矿体为沿结晶片岩断裂充填的伟晶岩岩脉和白云母花岗岩风化而成的。
大排岭矿区矿体呈脉状产出，个别呈袋状、囊状产出。主矿脉有四条。矿体大部分被第四纪覆盖，少数伏于片岩中。矿体产状：走向NNE，倾向100°～135°，倾角20°～45°。长200～1100m，厚5～10m。温泉矿区的矿体较规则，长600m，宽50～300m（平均160m），厚度50～60m。矿体受成矿前断层和节理控制，呈脉状产出，倾角60°～70°。矿体与成矿原岩为渐变过渡关系。
矿体呈白色、灰黄色，疏松、土块状、粉砂粒结构，风干时手捏可碎，可见石英颗粒和云母片，矿石经淘洗后可得纯高岭土。含矿率受成矿原岩矿物成分、结构构造以及风化程度的控制。例如，成矿原岩中长石含量越高，风化程度越深，则含矿率越高，反之则含矿率低。
主要矿物成分为石英、高岭石；次要矿物为云母、铁质等；重矿物、暗色矿物微量。花岗岩类成矿的高岭石含量30%～40%，含矿率19.5%～46.6%（平均35.8%）。伟晶岩成矿的高岭石含量20%～30%，含矿率25% ～30%（平均29.7%）。
主要化学成分：花岗岩类成矿的高岭土，w(Al2O3)26%～32.5%,w(SiO2)50%～51%,w(Fe2O3)1.3%～2.3%，灼减5%～11%；伟晶岩类矿床，w(Al2O3)29%～34%,w(SiO2)50%～55%,w(Fe2O3)1.3%～1.7%，灼减7%～11%;Al2O3含量的高低与构造发育程度、成矿原岩暗色矿物含量高低、风化程度密切相关。一般近地表的高岭土Fe2O3含量高，中深部较低。
2.风化淋积型
风化淋积型的高岭土时我国优质高岭土的主要来源，也是我国特有的成因类型。这种矿床大多分布在我国东部，西南部（包括江苏苏州，湖北均县，四川、云南、贵州交界）以及山西阳泉，陕西白水江等地。
这种高岭土的生成，最主要受原岩类型和下盘岩层种类的控制。它的原岩常常是具有含硫组分（黄铁矿）的铝硅酸盐，它的下盘岩石总是具有这种突出的矿物组分特点（表3-8）。造成这种特点的成矿机制是：上盘含硫铝硅酸盐提供了高岭土生成所必需的H2SO4,Al2O3,SiO2各组分的物质来源，下盘岩石受含H2SO4的水的作用而溶蚀的大大小小的溶洞，提供了高岭土生成所需的成矿空间。
表3-8 各地风化淋积型高岭土矿床顶底板岩石对比
当然，还有其他影响这种类型高岭土成矿的因素，如地形、气候、植被、构造等因素。我国最大的风化淋积型高岭土矿床（苏州阳山）就是由逆掩断层造成了风化淋积的成矿条件，使泥盆系五通组、二叠系念桥组和中生代火山岩的黄铁矿化的铝硅酸盐母岩超覆于二叠系栖霞组灰岩之上。
这种类型的高岭土矿床受溶洞形状的影响常呈囊状、鸡窝状产出。本类型高岭土矿床的地质剖面也具有明显的分带性和特征的矿物组合。从地表向下，分为如下几带。
（1）残积的杂色高岭土带
本带上部常见由褐色赭石或铁帽团块，有时还见由三水铝石团块。这常是本类型矿床的找矿标志。此带的厚度一般不大。
（2）白色致密块状高岭土带
（3）黑色与白色高岭土相间的条纹状高岭土带
（4）劣质高岭土带
本带含有较多的明矾石和水铝英石，偶见膨润土透镜体。
（5）灰岩
在灰岩裂隙中有时见有石膏脉。
以上各带的高岭土类的特征矿物是水合多水高岭石。水合多水高岭石是不稳定的，随着风化作用的延续，早期形成的水合多水高岭石会继续演化成多水高岭石以及高岭石。
矿床实例：四川省叙永高岭土矿床
矿区位于北东向倾伏背斜的倾伏端。矿区出露地层有二叠系茅口组灰岩、二叠系上统乐平煤系中含黄铁矿的粘土页岩，在该层底部有厚约3～5m 的含黄铁矿高岭石粘土岩，如图3-11所示。
图3-11 四川省叙永高岭土矿床剖面图
1—茅口组灰岩；2—含黄铁矿高岭石粘土岩：3—乐平煤系含黄铁矿高岭石粘土页岩；4—黄色粘土夹少量高岭土团块；5—高岭土矿；6—含矿体；7—氧化带界线
高岭土矿床产于茅口组灰岩与乐平煤系地层之间的假整合面上及灰岩裂隙溶洞中，多呈扁豆状和巢状。
矿体的直接顶板是残留黄铁矿晶洞的高岭石粘土岩，或为蜂窝状、炉渣状褐铁矿，或为黄色粘土岩。矿体底板为砂糖状灰岩。矿体形状受溶洞形状的控制，矿体长870～1150m，最厚3.5m，最薄0.1m，平均0.2m。
矿石自然类型有四种：白色高岭土（分布于矿层上部）、黑色高岭土（分布于矿层下部）、杂色高岭土（分布于矿层中下部）、绿色高岭土（顶部）。矿石具有泥质结构、致密块状、条纹状、假角砾状构造。
该矿床的矿物成分有：水合多水高岭石、多水高岭石、水铝英石、三水铝石、针铁矿、明矾石等以及有机质、锰质等。化学组成如表3-9所示。
表3-9 矿石自然类型及化学成分
从中可以看出，白矿品质最好，黑矿次之，杂色高岭土最差。
（二）沉积型高岭土
本类型高岭土矿床是原生的高岭土或后来形成的高岭土粘土岩，通过地表水的搬运作用，在沉积水盆地（湖泊、河流、滨海）中，经分选、沉积而富集形成的。这一类型的高岭土矿床又分为两种亚类：
一种亚类是地表水携带风化的高岭土类等粘土矿物以及其他碎屑，经过一段近距离的搬运、分选后，在河流、湖泊、滨海中沉积形成的。这种亚类的高岭土矿床的地质时代常常较为年轻（古、新近纪或第四纪）。该矿床分布较少，以广东省清源县现代沉积的高岭土矿床为代表，该矿床的矿体以似层状、透镜状沿珠江上游北江分布，周围为燕山花岗岩。该矿床是由地表水流和河流冲刷、搬运，分选了风化的花岗岩物质——高岭土类和石英等矿物，然后在河流沿岸的凹地上沉积形成的。矿物组成主要为高岭石，其次为伊利石和多水高岭石亚类以及石英等。
另一种亚类是与煤系地层和铝土矿层伴生的矿床。在我国的主要产煤地层中，这种类型的高岭土常常夹于煤层之间或以煤层的底板形式产出，并常与铝的氢氧化物共生，如表3-10所示。
表3-10 我国几个地区含煤地层中的高岭土
这种类型的矿床是通过水流将高岭土碎屑或细质点搬运到平静的沉积水盆地中沉积而成的。本类型高岭土矿床主要分布于我国北方，如山东博山，河南巩县，山西大同，河北唐山、邯郸、峰峰，内蒙古大青山等地。这种类型的高岭土通常具有一定的硬度，固结较好，有人称之为高岭岩。它的主要矿物成分为结晶差的高岭石，有时也称耐火粘土石，多呈细小近椭球形颗粒。此外，尚有石英、一水铝石、伊利石。
本类型矿床可以河北省峰峰高岭土矿床为例。矿区位于河北省峰峰煤田背斜东翼。高角度断层发育，对矿层均有不同程度的破坏。矿层产于石炭系太原组下架煤层中的矸石及底部粘土矿。上距煤层6～10m，下距奥陶系地层20m。底板粘土岩厚度0.05～0.4m，平均0.2m。顶板为煤层。矿层南北长2400m，东西宽600m。
矿石呈深灰色，或灰黑色，致密块状，层状构造。含细脉状或浸染状黄铁矿和植物化石碎片。
主要矿物成分为高岭石，少量多水高岭石、伊利石、黄铁矿、褐铁矿、煤屑，微量矿物有长石、石英、金红石、榍石、蛭石等。高岭石呈细小鳞片状。
化学分析表明.一般Al2O3含量较高，铁含量少于3%。w(Al2O3)32%～37%, w(Fe2O3)0.6%～2.1%,w(TiO2)0.34%～2.5%，由于Al2O3含量较高，固有较高的耐火度，因此，这种粘土有时称之为耐火粘土。
（三）热液型高岭土
这种类型的矿床是与岩浆侵入、火山喷发活动有关的低温热水溶液作用于各种成矿原岩而形成的高岭土矿床。本类型不能单独成矿，而与某些多金属矿或非金属矿伴生。除了高岭土化外，热液蚀变还常造成叶蜡石化、硅化、绢云母化以及黄铁矿化、明矾石化等，它们往往具有一定的分带性。例如，在与叶蜡石化有关的高岭土矿床中，沿着蚀变的方向，叶蜡石逐渐减少，高岭土类矿物逐渐增多，在最外的蚀变带中，石英、玉髓、绢云母较多。生成的高岭土类矿物常以地开石为特征。
该类性高岭土矿床的形成主要受成矿前的断裂构造和中酸性或偏碱性喷发相为主的岩浆活动控制。在这一类型的高岭土矿床中，尚有与温泉水蚀变作用有关的高岭土矿床，这种矿床在我国仅见于西藏某地。该地的高岭土矿床是含硫温泉水沿着第四纪的砂砾岩的孔隙渗透并产生交代作用，使铝硅酸盐质的砂砾逐渐使变成水铝英石和高岭石、多水高岭石等矿物，同时沿着砂砾的孔隙间析出大量硫磺。
福建省峨眉叶蜡石－高岭土矿床为该类型矿床。矿区位于寿山－峨眉火山沉积盆地之东南缘，区内广泛分布上侏罗统南园组的火山岩，与矿化有关的使南园组的第四岩性段地层内的灰白色流纹质晶屑、玻屑凝灰岩。
上述流纹质凝灰岩岩层普遍遭受热液蚀变，形成了以叶蜡石为主的矿床，矿体多呈脉状和透镜状，主要受成矿前近东西向、北东向和北西向断裂构造的控制。矿区内最发育的围岩蚀变有叶蜡石化、硅化、明矾石化、绢云母化、高岭土化和黄铁矿化。以叶蜡石矿体为中心向两侧依次为水铝英石化、高岭土化、硅化。矿石主要由叶蜡石组成，其次为石英、水铝英石、高岭石、地开石。
三、中国高岭土矿床的分布
中国高岭土分布广泛，分布在六大区21个省（直辖市、自治区），成矿时代有70%形成于中、新生代。广东省是探明高岭土储量最多的省，其次为陕西、福建、江西、广西、湖南和江苏，其他高岭土储量的省区有河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、浙江、安徽、山东、河南、湖北、海南、四川、贵州和云南。高岭土主要矿区分布见图3-12。
截至2005年底，全国共有高岭土矿产地232处，主要集中在广东、陕西、福建、江西、广西、湖南和江苏等省（自治区）。全国查明资源储量为182995.44万t，其中广东省查明的资源储量占全国查明资源储量的29.63%；陕西省查明的资源储量占全国查明资源储量的24.54%；福建省查明的资源储量占全国查明资源储量的10.96%；广西壮族自治区查明的资源储量占全国查明资源储量的7.83%。我国主要高岭土矿区高岭土查明资源储量分布情况见表3-11。
图3-12 中国高岭土矿分布图
（据崔越昭，2008）
表3-11 中国主要高岭土矿区查明的资源储量分布