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资源研究所

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硅藻土是一种以硅藻遗骸组成的岩石,矿物成分以蛋白石为主,主要有益化学成分为SiO2,有碳酸盐和黏土混入。硅藻土原矿呈白色、灰白色、褐色、灰绿色和浅黄色及灰黑色,质轻而软,有极强的吸附能力,对声、 热、电传导性能低,具隔热、吸音、化学性质稳定等特点。由于其特殊的物理和化学性质,广泛应用于食品、医药、环保及生态建材、催化剂与农药载体、沥青改性剂、复合材料等领域,是重要的非金属矿产。

硅藻土概述

硅藻土矿床

硅藻土矿床是由硅藻遗骸构成形成的生物沉积矿床。硅藻土矿床的形成与玄武质岩浆喷发有关,成矿时代较新,均形成于古近纪一新近纪及第四纪。


硅藻土的矿床成因类型有三种:
①玄武岩建造沉积型硅藻土矿床,陆内裂谷玄武岩浆喷发间歇期,成矿于邻近的湖盆中。矿层产于玄武质火山岩岩系中,长、宽几百至几千米,厚几米至十几米。矿石呈白色块状、书册状、微层状构造,生物结构,质轻疏松多孔。是中国的主要矿床类型。
②河湖碎屑建造型沉积硅藻土矿床,早期岩体风化为硅藻提供了营养物质,在邻近的古近纪一新近纪湖盆中沉积成矿。矿层产于湖相碎屑堆积中,长、宽几百至几千米,厚几米至十几米,但矿石质量差。
③海相沉积硅藻土矿床,产于海相沉积岩系中,矿层常与泥灰岩、白垩或粘土互层,常含磷或海绿石,有的含矿岩系中夹火山岩,矿石质量较好,矿层薄,规模大,中国未见此类型矿床。

资源特征

据统计,全球有 122 个国家和地区拥有硅藻土资源,累计查明资源储量约 28亿吨。其中中国 5亿多吨,占全球的 18.32% ,位列世界第二。硅藻土是我国的优势矿种。


截至 2020 年底,全国硅藻土保有资源量 54385.93 万吨。主要分布在吉林、浙江、云南、河北、广东五省,其中吉林省最多,占全国资源量的 70.35%。

资源特征

全国保有硅藻土资源的矿区有77 个,云南4个。大型矿床11个,中型33个,小型33个。云南大型1个,中型1个,小型2个。


大而优:中国仅有吉林省长白马鞍山矿床和长白西大坡矿床可不经选矿直接加工生产硅藻土助滤剂。两处矿床所产的一级品原土,其非晶质SiO2质量分数都在85%以上,且矿床资源储量均超过1 000 万吨

全国硅藻土矿保有资源量规模
全国硅藻土矿区勘查程度结构
全国硅藻土保有资源量利用结构
全国各省(区、市) 硅藻土矿区占用结构

云南硅藻土资源简介

整体特征

云南硅藻土以上新世和中新世为主,第四纪矿点仅分布在滇西的腾冲地区。矿床均为淡水湖相沉积。沉积盆地为喜马拉雅运动开始以后逐渐形成的断陷盆地或山间盆地,一般呈狭长型,延长方向与基底岩层构造线方向基本一致。


从地质特征来看,可分三种主要类型:
①与上二叠统峨眉山玄武岩有关
②与喜山期中基性火山岩有关
③与华力西晚期-印支期花岗岩有关

整体特征

①与上二叠统峨眉山玄武岩有关(N1-N2)


矿床(点)分布于金沙江大断裂和小江大断裂西侧地带,包括维西小马厂、洱源铁甲、寻甸邓家村、寻甸先锋和峨山小街等矿床(点)。


该类矿床所赋存的新第三纪盆地外围都有广泛的峨眉山玄武岩分布。先期形成的玄武岩由于强烈的剥蚀冲刷作用已大量出露于地表。岩石经风化溶蚀和水流搬运,成为附近湖泊可溶性SiO2的主要来源


盆地基底之上即为中新世或上新世河流相和湖滨相的砾岩、砂岩沉积。含矿层多为浅湖相的粉砂质泥岩-粘土岩、含硅藻粘土岩夹硅藻土建造。含矿层一般厚数十米至200余米。

整体特征

②与喜山期中基性火山岩有关(N2-Qh)


集中分布于滇西的腾冲地区,有界头、北海、观音堂、毛家村、曼岐、弄岭、蒲川和团田等矿床(点)。


沉积盆地基底除蒲川为燕山期花岗岩外,其余均为晶屑凝灰岩、玄武岩和橄榄玄武岩,顶板多为安山岩。


该类矿床含矿层结构简单,多为粉砂岩、泥岩夹硅藻土沉积。由于频繁的火山活动而引起的沉积环境的变迁,沉积时间短,多为单矿层,矿层厚度一般15~55米。各矿区矿石中夹有不等量的粘土矿物、有机质和石英等碎屑,硅藻含量变化较大。

整体特征

②与华力西晚期-印支期花岗岩有关(N1-N2)


集中分布于滇西南的临沧-沧源地区,有临沧邦卖、临沧勐托、双江芒孝和沧源勐省等矿床(点)。


均分布于酸性岩基-临沧花岗岩体的中段及其西侧。沉积盆地周围及附近都有广泛的花岗岩分布。基底岩层之上一般为冲积相和湖滨相的砾岩和砂砾岩沉积,其上的含矿层为砂岩、粉砂岩夹硅藻土沉积,一般厚200~300米,部分含薄煤层。各矿含硅藻土2~3层不等,矿体一般厚1~25米,间夹数米厚的粉砂岩或者泥岩层。含矿层顶部多为第二沉积韵律的砾岩和砂岩沉积。

寻甸矿区

以寻甸先锋矿床为代表。位于昆明市东北104公里处,交通方便。矿区为一近东西向山间盆地,长约9.5公里,宽0.5~2公里,面积12.5平方公里,含矿地层属中新统,硅藻土矿层平均厚26.35米,于优质褐煤层之上。储量达千万吨。富含有机质、泥质(占20~30%) 。主要化学成分:SiO2:35~66.17%; Al2O3:4.13~20.81%; Fe2O3:1.01~15.95%; CaO:0.54~29.10%; MgO:0.23~5.04%; SO3:0.06~6.33%, 烧失量10.66~40.42%。(部分达Ⅲ级品
与褐煤共生,煅烧时可节约能源。
此外,寻甸县邓家村(马街)亦具有很可观的远景储量。

腾冲矿区

以观音堂-龙灯庄矿床为代表。位于腾冲以西3~4公里,含矿层位为第四系全新统。观音堂有二层矿,尤灯庄有三层矿,矿层厚度1.2~6.72米。为高品位优质硅藻土矿区。原土洁白,主要化学成分为: SiO2:70~86.8%, Al2O3:5.08~10.67%,Fe2O3:1.78~3.34%,烧失量6.29~8.47%,有害杂质含量甚低(多在Ⅱ级品以上)。易采。但矿床不大,估算储量不足数万吨。目前已控制开采,主要用作啤酒助滤剂等。

临沧矿区

以勐托矿床为代表。位于县城以南26公里的博尚乡境内。含矿地层为上新统双河组上段,出露长约10公里,宽0.5~2.35公里,主矿段硅藻土可分三层,共厚33.5米。顶板以细砂岩为主,底板为细砾岩。估计远景储量约2亿吨。原土呈褐黄、褐灰、灰白等色,硅藻含量60~70%,矿物杂质占20~30%,以水云母及高岭土为主。化学成分为: SiO2:60.16~76.54%,Al2O3:12.72~23.23%,Fe2O3:1.41~8.86%,CaO:0.1~0.5%,MgO:0.46~1.37%,烧失量7.36~10.84%。(可达Ⅲ级品
伴生镓矿
该区是云南最早发现的硅藻土矿区。

勘查规范中的重要指标

硅藻土资源储量规模划分标准表

矿产种类 单位 规模
大型 中型 小型
硅藻土 矿石 104t ≥1000 1000~200 <200
引自《矿产资源/储量规模划分标准》(国土资发[2000]133号)。

矿体规模划分表

矿种 规模(m)
大型 中型 小型
硅藻土 >1000 1000~400 <400

硅藻土矿床勘查类型表

勘查类型 矿体规模 矿体形态 矿体厚度稳定程度 矿石质量稳定程度 构造、岩浆岩、岩溶影响程度
多为大型 规则 稳定 稳定 轻微
多为大、中型 较规则 较稳定 较稳定 中等
多为中、小型 不规则 不稳定 不稳定 严重
注:第Ⅰ勘查类型:吉林省长白县新北岗南坡硅藻土矿床;
第Ⅱ勘查类型:吉林省临江市五道沟硅藻土矿床;
第Ⅲ勘查类型:山东省临朐青山硅藻土矿床。

探求控制的硅藻土矿产资源储量勘查工程间距表

矿产种类 勘查类型及工程间距(m)
硅藻土 沿走向 200~400 100~200 50~100
沿倾向 200~400 100~200 50~100
注1:本表所列勘查工程间距系探求控制的资源储量基本勘查工程间距的参考值,对用基本勘查工程间距不能满足要求的局部问题,可适当增加工程;对垂直或斜交矿体走向的需要控制的断层、破碎带等,可用专线、转孔控制。
注2:不同勘查类型、不同地质可靠程度的矿产资源储量类型间距的差别,不限于加密或放稀一倍,可视实际需要而定。

硅藻土矿石化学分析项目要求表

分析种类 分析项目
基本分析 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、灼失量
组合分析 MgO、MnO、TiO2、K2O、Na2O
化学全分析 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2、MnO、P2O5、SO3、灼失量

硅藻土产品质量要求

勘查工作中的重点

①硅藻土品级划分细致、工业用途多样。要树立品级、品质意识,指导化学分析、物理测定、矿体圈定等工作。
②硅藻土成矿类型较为单一,成矿专属性强,矿床分布较为集中。在预研究、地质调查、综合研究等阶段,注重成矿区带划定,喜山期等构造厘定,玄武岩、中酸性岩体圈定,湖盆沉积相分析,植物化石、微古化石的发现和鉴定。
③硅藻的种属、含量、显微结构对于矿石的品质有直接影响。应加强扫描电镜等岩矿鉴定工作。
④注重共伴生资源的发现和评价,如煤、镓等。锂?
⑤针对不同品级、不同用途的硅藻土选矿手段丰富,包括干法或湿法分级、重力沉降、离心、擦洗、酸浸、焙烧、热浮选、选择性絮凝等。应加强矿石加工选冶性能研究的针对性

①硅藻土是我国的优势资源。云南省的硅藻土资源丰富且其中、开采条件好、矿石类型多、适宜多种工业利用。但整体勘查开发程度相对较低,仍需开展更多相关工作。
②硅藻土成矿专属性强,且前人对硅藻土矿床成因等已有较好总结。但结合勘查工作,在找矿标志系统化建立、勘查手段有效性分析、成矿机理深入研究等方面仍大有可为。
③硅藻土品级、品质划分详实,但开发过程中仍有Ⅰ级品被浪费、ⅡⅢ级品综合利用不足等现象。需要将品级、品质意识贯穿勘查、开发、产业规划全过程,做好资源的经济、合理、高效利用。