高铝矿物矿床的类型及评价

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1、第十六章 高铝矿物矿床的类型及评价,第一节 高铝矿物概述一、高铝矿物的类型、性质和用途二、高铝矿物矿的工业要求 第二节 高铝矿物矿床类型一、明矾石矿床二、刚玉及高铝矿物矿床 第三节 国内外高铝矿物资源分布概况,第一节 高铝矿物概述,明矾石、刚玉与高铝矿物(红柱石、矽线石、蓝晶石)属于不同类型的矿物，其虽然性质与工业用途也不相同。但是这些矿物都含有很高的Al2O3，在成因上有着密切的联系，并在许多情况下，它们可以共生在同一矿床中。,一、高铝矿物的类型、性质和用途,1、明矾石矿物 物理化学性质：三方晶系，晶形呈细小菱面体或不规则颗粒状等。颜色多变，有白、灰、淡黄等色。油脂光泽，硬度3.54。据此可

2、与石英、叶蜡石分开。明矾石不溶于水及HCI，稍溶于硫酸。 将小块标本放入炉内烧红，再用清水冷却，用舌尖舔之，如有苦咸味、涩口，则说明岩石中含有明矾石，味道越重，则质量越好。 用 途：用以提取明矾石，也可作炼铝、制造钾肥和硫酸的原料；明矾用于印刷、造纸、油漆等工业，也用作媒染剂及硬化剂等。此外，在医药、防火、防水等方面也有应用。,2、刚玉矿物 物理化学性质：是一种纯的结晶氧化铝(Al2O3)，其颜色随混入物的不同而变；如：含铬的为红色，含钛的为蓝色，含铁的为棕色，含锰的为玫瑰色等；刚玉硬度极大，仅次于金刚石。 工业用途：做研磨材料，少量刚玉用作耐火材料，透明而颜色美丽的刚玉则可作为宝石；如：红宝

3、石、蓝宝石。,一、高铝矿物的类型、性质和用途,3、红柱石矽线石蓝晶石矿物物理化学性质：它们为同质多象体，化学式为A12SiO4O；高铝矿物有一个共同特点，常压下，当温度加热300以上时，转变成为富铝的红柱石(3A12O32SiO2)，它的特性是： （1）极高的耐火性，加热至1810仍很稳定，而且受热后体积膨胀很少，具优良的温度急变抵抗性； （2）具有高度化学稳定性，不受酸的侵蚀，甚至不溶于HF； （3）其机械强度很高，即使在高温下也不减弱。 用途：是高级耐火材料，常用作内燃机的火塞（电嘴）、球磨机球体、实验器皿和其他的耐震物品。 从高铝矿物原料中取得硅铝合金，广泛应用于飞机、汽车、火车和轮船制

4、造工业中。,一、高铝矿物的类型、性质和用途,二、高铝矿物矿的工业要求,工业上要求，岩石含纯明矾石在20以上时方可作为矿石开采。明矾、石矿床的一般工业要求如下表：明矾石矿石：含一定数量的高岭土不会影响矿石的加工利用，因此一般要求高岭土含量12即可；经常伴生有较多黄铁矿，一般规定伴生黄铁矿的有效硫5时，即可计算伴生硫储量。,含刚玉20以上者便属矿石，在俄罗斯刚玉矿石一般含量1015即可开采。我国西藏曲水宗娘规原生刚玉矿床最低工业品位为刚玉矿物含量等于30。 但是，由于天然刚玉的生产有限，目前许多国家的研磨材料大部分转向人造磨料的生产。 目前国内对刚玉尚无统一的要求。根据用途参考我国已有矿床实例，其

5、工业指标如下：,对高铝矿物而言，其岩石中含量达108即可开采。按用途不同，对高铝矿物的技术要求也不相同，目前将原料用途分为三种，一般工业要求如表：,第二节 高铝矿物矿床类型,一、明矾石矿床我国明矾石矿床主要分布在浙江东沿海一带，因其规模巨大而著名于世，目前已知明矾石矿床主要与火山活动有关，并大致归纳为三类： （一）火山-沉积岩系中的明矾石矿床 （1）主要赋存于灰色凝灰质粉砂岩、砂岩、含砾砂岩及砾岩中； （2）矿床呈层状、似层状产出，有一定层位，且较稳定，与围岩界线基本清楚； （3）围岩蚀变有叶蜡石化、绢云母化、高岭土化。 （4）成因是火山盆地中陆源碎屑沉积的同时，还伴有火山活动，由于火山喷气作

6、用，带来硫酸溶液，然后与钾、铝质岩石间发生交代，从而形成明矾石矿床。,矿床实例：浙江省平阳矾山明矾石矿床,矿床位于浙江省东南隅近海的矾山镇。矿床规模巨大，开采历史悠久，所精制的明矾畅销国内外，素有“矾都”之称。,（1）矿区呈半弧形单斜构造，断层发育以正断层居多，也有逆断层和平推断层，一般长约数百米。（2）早白垩世晚期有较强烈的火山喷发和岩浆活动，除堆积了朝川组b段火山岩外，尚有许多超浅成侵入岩次火山岩。如霏细斑岩、流纹斑岩、英安玢岩、花岗斑岩等，一般呈岩枝和岩墙产出。,矿石有三种类型： 砾状明矾石矿石 原岩为凝灰质砾岩，砾石为酸性 熔岩和凝灰岩，具浑圆状，大小不一，最大达1m，胶结物主要为明矾

7、石和少量石英，明矾石呈片状细小集合晶体。 粗粒明矾石矿石 由明矾石和少量石英、高岭石组成，具沉积韵律和层状构造； 细粒明矾石矿石 原岩为凝灰质砂岩和凝灰岩，矿石主要由明矾石细粒聚晶构成，白色髓石条带与矿石相间出现。,矿床实例：浙江省平阳矾山明矾石矿床,（二）中酸性火山岩中的明矾石矿床这类矿床主要产于中酸性火山碎屑岩和熔岩中，明矾石与黄铁矿相伴组成含黄铁矿明矾石矿床。 矿体形态:复杂，有透镜状、束状、团块状，质量不稳定，以中贫矿为主，矿体与围岩界线不清; 围岩蚀变:强烈，主要为次生石英岩化、叶蜡石化、高岭石化、黄铁矿化、红柱石化、金红石化、赤铁矿化、硬石膏化等， 成因：属火山热液交代型矿床,矿床

8、实例：浙江省平阳矾山明矾石矿床,矿床实例：浙江省瑞安仙岩黄铁矿明矾石矿床,（1）矿区内晚侏罗系磨石山组地层广泛分布，以中、酸性火山碎屑岩为主，凝灰熔岩次之，矿区北东出露总面积为43.4k。 （2）发育侵入岩或次火山岩，酸性为主，中酸性者较少。呈岩株、岩枝、岩脉出现。 （3）矿区内围岩蚀变可分为两种类型： 强硅化（带）形成的次生石英岩，原岩已不能恢复，主要分布在次生石英岩出露区，略呈环状产出。 弱硅化（带）：是不整合覆盖在次生石英岩体之上的火山碎屑岩夹凝灰熔岩，原岩特征清楚，蚀变弱。,此外，还可见到绿帘石、黄铁矿化、叶蜡石化、地开石化、高岭土化等 安山质疑灰岩绿帘石化较普遍。 酸性凝灰岩和凝灰熔

9、岩主要为硅化、黄铁矿化、叶蜡石化、地开石化、高岭土化等。,矿床实例：浙江省瑞安仙岩黄铁矿明矾石矿床,（4）矿石类型 （1）明矾石矿石 明矾石含量3035， （2）黄铁矿明矾石矿石 明矾含量2035。 明矾石、黄铁矿均具工业价值，金红石亦可综合利用(边界品位TiO2为1.4，工业品位TiO2 为2)。,矿床实例：浙江省瑞安仙岩黄铁矿明矾石矿床,（5）矿床成因典型的火山热液交代型矿床 多认为经历了如下过程 晚侏罗系中酸性火山碎屑及熔岩，受到后期火山喷气和热液活动影响而发生强烈的蚀变作用，形成了次生石英岩； 在富硫化氢气体大量喷出时，与围岩中的铁反应而生成黄铁矿； 随着温度降低，热液活动占主导地位，

10、富含H2S的热水，在碱性环境下，与围岩交代而成明矾石矿石。 更晚期火山活动叠加，局部地段所出现的黄铁矿或明矾石的富矿体； 最后钾长花岗岩侵入，在其外接触带出现一系列的高铝矿物，红柱石、刚玉、水铝石及金红石等。,矿床实例：浙江省瑞安仙岩黄铁矿明矾石矿床,二、刚玉及高铝矿物矿床,大部分刚玉和高铝矿物矿床是在热液作用和变质作用中形成的，因而 刚玉和高铝矿物矿床大多产于前寒武纪结晶片岩及蚀变次生石英岩中， 少数产于碱性岩及基性岩中。 （一）超基性岩中的刚玉矿床矿石为以刚玉与斜长石为主要组分的刚玉斜长岩。 （1）它往往呈脉状或矿株侵入超基性或基性岩内； （2）矿体一般不大，长4090m，宽0.52m。

11、（3）刚玉含量2030，最高可达90，平均含量4060。 （4）含刚玉的基性斜长岩比含刚玉的酸性斜长岩品位要高。,（5）在某些矿脉中斜长石或部分刚玉被珍珠云母代替，形成由珍珠云母、刚玉和少量斜长石所组成的岩石称为刚玉珠云岩，刚玉含量比刚玉斜长石中略低 （6）刚玉矿床规模一般不大，刚玉储量多在在几百至几千吨，但其次生砂矿床可具有较大的工业意义。 成因：由斜长岩或伟晶岩浸入超基性或基性岩中之后，由于发生去硅作用，SiO2与K2O进入围岩，斜长岩岩浆或伟晶岩浆中Al2O3的浓度进一步增高，从而在较高的温度下，结晶形成刚玉。并在脉壁围岩中因增加SiO2与K2O，则形成黑云母岩(或金云母岩、蛭石岩)、阳

12、起石岩、滑石岩等。 矿床分布：苏联、南非、美国都有，我国西藏拉萨亦有报导。,二、刚玉及高铝矿物矿床,（二）结晶片岩中的蓝晶石、刚玉矿床,（1）形成地质环境：产于深变质结晶片岩系中； （2）矿体形态：由多个透镜体组成，每一个透镜体长10m，厚34m。 （3）围岩蚀变：见有电气石化和黄玉化等现象。 （4）矿体分带：中心几乎是由纯刚玉所组成，向边缘则刚玉逐渐减少，过渡为纯蓝晶石岩，含刚玉的白云母岩和绿泥石岩等。 （5）结 构：矿石中刚玉晶体一般为细粒或中粒，由小于1mm至12mm。最富的矿石中刚玉的含量可达8590。,二、刚玉及高铝矿物矿床,（6）矿床规模：巨大，储量丰富，是刚玉原料的重要来源；同时

13、，还可综合利用蓝晶石。 （7）矿床成因：可能是由富铝沉积岩或火山岩经中高级区域变质作用形成的。（8）分 布：我国河北省产有此类矿床，国外在印度与苏联的雅库蒂等地亦有这类矿床。,（二）结晶片岩中的蓝晶石、刚玉矿床,（三）次生石英岩中的明矾石或刚玉-红柱石矿床,矿床产于中酸性火山喷发岩蚀变而成的次生石英岩中，蚀变岩矿物种类较多。根据矿物组合，可划分出不同矿物相，由蚀变中心向外随蚀变减弱，矿物相变化为7个相：刚玉红柱石相明矾石相高岭石相叶蜡石相绢云母相末蚀变岩石。在同一矿区中，一般可出现其中几个相，若： 刚玉红柱石相特别发育时，则构成刚五红柱石矿床； 明矾石相极发育时，便构成明矾石矿床。,矿体呈凸镜

14、状、似层状，少数为窝状或脉状，刚玉红柱石矿体较小，长度由几来到二百米，宽由几十厘米至几十米。 中心含刚玉最富，含量可达90一95%，晶体大小由1mm1cm不等。 向外红柱石逐渐增多，最高达9095%，矿体之外常为其它矿物相所代替。 *这类矿床一般规模巨大，矿石品位较高，为明矾石和刚玉- 红柱石矿石的重要来源，有时可以综合利用。 分布：我国浙江、安徽的明矾石和刚王、红柱石矿床及苏联 谢末兹一布古刚玉红柱石矿床均属于这种类型。,（三）次生石英岩中的明矾石或刚玉-红柱石矿床,第三节 国内外高铝矿物资源分布概况,一、明矾石资源 1、世界资源世界上，明矾石、刚玉与高铝矿物矿床分布很广。其中：明矾石矿床主

15、要分布在中国、苏联、美国和日本，以及西班牙、法国、澳大利亚、朝鲜等国也有产出。 绝大部分明矾石矿床产在火山岩系内，部分产于沉积岩中。 主要矿床多形成于中生代和新生代。 2、中国资源我国的明矾石矿床非常丰富，早在宋代即已开采。矿床主要分布于东南沿海与扬子江下游各省如浙江、安徽等地。均产于侏罗一白垩纪建德系火山岩中，皆属燕山期产物。,3、找矿方向我国东部沿海地区，中生代火山岩广泛分布，是寻找明矾石矿床很有前景的地区，首先应注意产于火山沉积岩系中的明矾石矿床，其质量好规模大；其次为产于中酸性火山岩中明矾石矿床，其规模虽小、质量较差，但它往往与黄铁矿共生，而构成黄铁矿明矾石矿床。,第三节 国内外高铝矿

16、物资源分布概况,二、刚玉和高铝矿物资源我国因对于刚玉和高铝矿物矿床研究得不够，有工业价值的刚玉和高铝矿物矿床尚发现的不多。 山西太行山中部、河北灵寿、建屏一带太古宙结晶片岩岩系内，有分布很广的刚玉矿床 北京西山产有红柱石、蓝晶石矿床 江苏韩山、山西五台地区产有蓝晶石矿床 云南元谋康定群内也曾开采过蓝晶石； 找矿：上述矿床的工业价值尚需进一步研究，并在山东、辽东、内蒙、山西、云南等前寒武纪古老的隆起地区，应注意寻找刚玉与其他高铝矿物矿床。,第三节 国内外高铝矿物资源分布概况,考核要求,了解：高铝矿物的性质、工业要求以及国内外资源分布概况 理解：高铝矿物矿床形成作用及过程 掌握：高铝矿物类型、用途及矿床类型,