地質調查與GIS
我國硅藻土資源及開發(fā)利用現(xiàn)狀
關鍵詞:硅藻土,調研,國檢測試控股集團北京科技有限公司
硅藻土(diatomite)是由硅藻進殼和粘土組成的生物沉積礦產,與由高硅石灰?guī)r或燧石石灰?guī)r風化形成的粉石英(或稱高硅土)tripolite是兩種不同的礦產。
中國的硅藻土是和玄武巖具有成因聯(lián)系的,緊密伴生的一種非金屬礦。玄武巖的存在是硅藻土礦床形成的先決條件。這種依賴關系即使在現(xiàn)代也是一樣,已知中國南海在2000m的深度有許多活的硅藻生存,而當?shù)氐暮5渍檬切鋷r。因此要掌握硅藻土資源就必須了解玄武巖的情況。
中國的玄武巖主要有二疊紀(局部有少量石炭紀的)、早第三紀、晚第三紀和第四紀四期。從地殼分布位置、巖石化學、礦物化學和微量元素來看,除東南沿海近弧后盆地一帶的玄武巖有向島孤及洋底玄武巖過渡的趨勢和滇西北少量石炭紀玄武巖及川南滇北藏東大片二疊紀玄武巖為海底噴發(fā)者外,均為以陸相噴發(fā)占絕對優(yōu)勢的與陸內裂谷有關的玄武巖。二疊紀玄武巖主要分布在川滇地區(qū),以裂隙式噴發(fā)為主。早第三紀玄武巖分布于松遼平原、華北平原、蘇北平原沉積層之下以及隴南等地,基本上為裂隙式噴發(fā)。晚第三紀玄武巖在中國分布最廣,黑、吉、遼、蒙、冀、魯、蘇、皖、斷、閩、青以及晉、豫、鄂、湘、滇均有,為裂隙式噴發(fā)。第四紀更新世玄武巖分布于 黑、吉、遼、蒙、晉、新、皖、閩、海南島等地,中心式噴發(fā)為主,也有部分裂隙式噴發(fā);第四紀全新世玄武巖數(shù)量較少,為中心式噴發(fā),僅見于黑龍江五大連池及吉林長白山的部分火山。上述的玄武巖除新青川滇藏之外,其他地區(qū)的均呈北北東向沿四條白堊一—第三紀的陸內裂谷分布。結合硅藻土成礦的可能性,大體可以將玄武巖集中分布的區(qū)域分為工浙閩、Ⅱ蘇皖、Ⅲ魯東、N東北地區(qū)東部、V東北地區(qū)中西部、VI蒙東燕北雁北、W海南島和雷州半島、隴南、K川南滇北藏東、X滇西、X新疆等11個地區(qū)。一般而言,在空間上中國西南和南部的玄武巖以富硅、鋁為特征,江北和華北的玄武巖以富鈉為特征,東北的玄武巖以富鉀為特征,從華南至東北有由拉斑玄武巖一—鈉質堿性玄武巖——鉀質堿性玄武巖的變化趨勢。在時間上由早至晚大致有由拉斑玄武巖為主轉為堿性玄武巖為主,由洋底噴發(fā)轉為陸內噴發(fā),在陸內噴發(fā)中又由裂谷中部轉至兩端,噴發(fā)形式由裂隙式噴發(fā)轉為中心式噴發(fā)的變化趨勢。
硅藻土礦床一般分為海相和陸相兩大類,中國的硅藻土礦床主要是陸相的。中國的陸相硅藻土礦床有兩種礦床類型,一種是火山湖盆玄武巖建造沉積硅藻土礦床,另一種是古玄武巖風化盆地碎屑巖建造沉積硅藻土礦床,火山湖盆玄武巖建造沉積硅藻土礦床是在玄武質火山噴發(fā)間歇期在受火山物質影響的湖盆中形成的,以含礦巖系中夾有玄武巖層為特征。中國的硅藻土礦床,特別是東部的硅藻土礦床大都屬于這一類型,如長白。臨朐、嵊縣等礦床。古玄武巖風化盆地碎屑巖建造沉積硅藻土礦床形成于周圍有古老的風化的玄武巖的湖盆中,古玄武巖風化后為湖盆中硅藻的生存提供了充足的生活物質,從而使硅藻繁衍,其遺殼沉積而形成礦層。這類礦床的礦層產于湖相碎屑巖系中,以含礦巖系中沒有玄武巖層為特征,但礦床周圍常有時代較成礦期為早的玄武巖。中國二疊紀亥武巖建造中目前尚未發(fā)現(xiàn)有硅堿土礦層,但在疊紀玄武巖分布區(qū)的第三紀湖盆中則有硅藻土礦床形成,如米易、尋甸等硅藻土礦床,就屬于這一礦床類型。
根據(jù)中國玄武巖的分布所劃出的11個硅藻土成礦區(qū)中,有8個成礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)其中有硅藻土礦床。這些已知的硅藻土礦床如工區(qū)的嵊縣、閩東,Ⅲ區(qū)的臨朐,V區(qū)的長白、臨江、渾江、敦化、輝南、四平、樺甸、永吉、撫松、海龍,V區(qū)的納河,VM區(qū)的張北、商都,W區(qū)的???、瓊山,K區(qū)的米易、尋甸、維西,X區(qū)的騰沖、洱源、峨山、建水等等。其中I、Ⅲ、X區(qū)已成為我國目前三個硅藻土生產中心。估計在另外四個成礦區(qū)以及其他有玄武巖零星分布的地區(qū)也有可能找到硅藻土礦床,當然礦床的形成除玄武巖之外,一定的內陸湖盆也是必要的成礦條件。另外裂隙式噴發(fā)為主的玄武巖區(qū),往往較中心式噴發(fā)的玄武巖區(qū)更利于硅藻土的形成。還需要指出,某些書籍、論文與資料中常提到江西萍鄉(xiāng)等地的硅藻土礦床,實際上這些地方產出的是粉石英礦床而不是硅藻土礦床。粉石英礦床在我國贛、湘、鄂、川、黔。滇諸省均有分布,與硅藻土在成因、產狀與用途上均有區(qū)別,不能混同。預測中國硅藻土的資源量為若干億噸左右。要注意的是這些硅藻土資源中大部分礦石含有一定量的粘土或有雜質,質量不是很高,只有部分礦床的礦石硅藻含量較高,質量較好。
總結起來,中國的硅藻土資源有以下五個特點:①資源量并不豐富,而且優(yōu)質礦床只占其中的少數(shù)。②由于硅藻骨骼孔隙結構的特殊性,在作為助濾劑等方面的原料時,尚難完全為其他非金屬礦種替代。③除東南沿海地區(qū)的資源外,一般礦床多位于交通不便,經濟不甚發(fā)達的地區(qū),④硅藻土本身雖是節(jié)能材料,但其加工耗能較多。⑤可以露天采掘,易開采,成本低。
所以開發(fā)硅藻土資源,從戰(zhàn)略角度需注意做好下列工作。①由于資源量不大,優(yōu)質礦床不多,在工業(yè)利用上具有一定的不可替代性,所以資源應有計劃、有節(jié)制地開發(fā)。②各個礦床的特點不同,質量各異,所處地理條件有差別,故要根據(jù)礦石質量、交通位置、能源條件、合理地確定產品方案。③采區(qū)要全面規(guī)劃,總體布局,組織集團開發(fā),以免農民亂采亂挖對資源形成不可挽回的破壞。④注意避免采礦對環(huán)境的損壞,計劃有組織地做好采礦后的造地還田工作。⑤做好礦石,特別是尾礦的綜合利用。