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1、云南先锋硅藻土矿床地质特征及成因分析西安旷业学院1989第2期JOURNALOFXIANMININGINSTITUTE3i云南先锋硅藻土矿床地质特征及./成因分析王文隆(地盾未)摘要先锋硅藻土矿床发育在一小型山间地盆一,时代为晚第三纪中新世,属水体平挣适温内陆湖相沉积.成矿物质来源于晚二叠世峨嵋山玄武岩地层和早寒武世磷块岩先锋硅革土矿尿,蛋白石含量低烧失量高,但是,硅藻土矿厚度大,储量大,充分利If先锋硅藻土矿有深远的重要性关键词:硅藻土矿床,成固分析,地质特征,烧失1舻I地质简况矿区位于海拔19682210m的云南寻甸县西部近东西向延长的小型山问盆地内.面积12.5kin.盆地基底为上震旦统
2、灯髟组与下寒武统沦浪铺组.其上沉积了河流相,沼泽相,泥炭沼泽相及湖泊相组成的第三系中新统小龙潭组和上新统河头组.盆地四周为中元古界昆阳群,上震旦统灯影组及寒武系,奥陶系,泥盆系,石发系,二叠系地层,形成海拔23002972m的高山.其大地构造属于川滇经向构造体系与南岭纬向构造体系复合部位,位于小江断裂西侧,法磨腮背斜东部南翼.矿区基本构造形态呈一走向北东一南西,倾向北西的不对称向斜构造,南东陡北西缓,地层厚度及岩性差异显着,系受古环境,同沉积构造和后期掏造影响所致.其综台剖面予以简述.上复地层第四系残积,坡积砂质粘土及冲积,洪积砂砾层及砾石.厚6m左右.一一毙爱不整台一一一上新统头虹(Nzh)
3、主要由浅灰,灰,褐灰色泥岩,砂质泥岩,粉砂质泥岩,煤层及灰绿色砂砾岩透镜体组成.常见砂质,菱铁质包体,中下部含较多的菱角化石.为河流相,沼泽相,泥炭沼泽相沉积一般厚加0m.一一一一沉积间断一一中新统小龙漳纽(Nx)硅漠土矿段(Ni)主要为褐获,灰,灰绿色含硅藻泥岩,硅藻质粘土,粘土质硅藻土.矿区西部边缘以湖泊相为主的粉砂岩及劣质煤沉税丰富的植物及硅藻化石.一般厚200Z50m氆煤段(N)在巨厚褐煤层中夹数层透镜状,鸡窝状泥质粉砂岩,砂质泥岩,泥岩及擞质泥岩.以泥炭沼泽相,沼泽相为主的沉积孢粉组合中,花粉体多于孢子体.一般厚60N80m最厚达244.24m:木文1989年1月18E:32砾5J泥
4、岩段(N:)西安矿业学院i9S9-E要由浅灰,褐灰,灰白色中厚砂质泥岩,泥质粉砂岩夹薄层菱铁碾粉砂,透镜状炭质泥岩硬不稳定的褐煤层和砂砾岩组成泥岩_申常见鲕粒,底部为风化壳堆积物以冲积,洪积千碎屑为主孢粉花粉体为主.一般厚304Om,螭厚达138m.角度不整合下,地盆地东部为灯影组Il云岩,盆地西部为沧浪铺组石英砂岩,页岩,粉砂岩.峨嵋I亥武岩组(P:B)沿小江,程海等断裂广泛分部.出露于盆地东南部,多旋迥喷发,复杂.以致谢状,杏仁状,气孔状玄武岩为主,夹薄层凝灰岩,部分集块岩,凝灰质疗)蕊岩等.联理晰,节理发育,盖于茅口组之上.厚度一般1201500m.2地质特征2.1赋存层位及岩性特征唆矿
5、【求于褐煤层之上,为一套札泥炭疆洋相基础上发育起采的内陆山问湖相机积.具徵孔结构,块状构造.从宏观特征,岩矿鉴定,硅藻含量对比,大致可区分出三层:下层由黑褐包皴质硅藻土,粘土硅藻土及粘土组成,有硅藻生物群体形成的蛋白石细条,盆地东部蛋I百细条粗大出集,向西部变细变稀;中层多为灰色含硅藻粘土岩,硅藻质粘土岩及粘土质硅藻土相问.硅藻生物群体结构呈星点状分布.普遍含有豆状大小的软锰质结核,黄铁矿结核及炭屑,上层由灰绿,绿灰色含硅藻牯土岩,硅藻质粘土岩及牯土质硅藻土,含硅藻的粉砂质粘士岩组成.泥质含量及方解石含量增多,央有0.31.33m褐煤层.所产植物化石,硅藻化石,孢粉化石,经鉴定为中新世.2.2
6、矿体形态,产状及分布硅藻t层主要由硅藻遗体形成的蛋白石组成.硅藻在岩石中的含量多少不等,丁高达70%8O%.在现代硅藻淤泄巾可达90%94%.通常SiOz含量超过7O的天然硅藻土即为优质.先锋盆地硅藻及SiOz含量都偏低.本文觇硅藻含量>s0%为硅藻土粘L含量超过50者则过渡为硅藻粘暗此分析硅藻L层n剖面上分下,ll1=:个层组.F,中甚组比上J.F组分i面积较大,主要征盆地中,东部,厚层状产出jE岛口t口皂圈1N:最台矿岩系柱抗对H示意图1一枯土质硅藻土(硅藻含量>50%)2一硅藻质榷土岩(硅藻含量>25)3一含硅藻土岩(硅藻含量<25)4一台硅藻含协砂拈土岩5-含硅
7、藻含菱铁质.土岩6一土岩7一煤层笨2荆云南先锋硅藻土矿床地质特征厦威豳分析中层组分布面积亦大,东,中,西部均有分布,显示了东,西部厚,中部稍薄的特征,形如纺锤,上联组主要分布东,中部,层厚较薄,或仅分布在中部,?!透镜状产出(图1).I东西长6.Skin,南北宽0.52km的矿区范围内,虽有含!硅藻的N段分弗.但硅藻土层并非普遍分布,:空问亦非都连成一体.从现有资料看,矿层厚度较大且具有工业价值的硅藻土层仪分布17线以东的8.Zkm内.从硅藻七层等厚线(图2)看图2硅藻土堪等厚发I冬jl一矿蔓也界2一等厚线断层4一勘探剖面线5一龙潭组一段6一煤层编母崮3N段地层等厚线图l矿区王亘2一?线3一线
8、4一小七淖蛆一段s一煤筐编6一勘探剖面线出,东部,南部较厚,北部,西部变薄至尖灭,与N段地层的厚度变化总趋势大同小异(图3).2.3硅藻土的矿物成分,结构构造及矿石类型硅藻土的主要矿物成分为蛋白石,组成硅藻植物群外壳.其次为粘土矿物(水云母)和含量不等的有机质.粘土矿物呈极细粒状,鳞片状,约占1530;有机质多呈粒状,碎屑状,约占l7%32%,充填混杂在硅藻壳间.还有少量至5的石英,白云母,玄武岩碎屑.偶有电,Fj铁矿,磁铁矿和锆英石的混杂,亦彳微量的方解石,黄铁矿,软锰矿,三水铝石等物:个别点方解石含量高选1520%硅藻,尤其是N段F部的含牯土硅藻土,硅藻群生,量多个大,手标本上都能看到硅藻
9、生物遗体牯土质硅藻i呈硅藻生物一泥质结拘.而硅藻质粘土则呈泥质一硅藻生钧结构34西安旷业学院1989年硅藻土一般里块状构造,质量好的呈灰黑灰白色相问的水平带状层理构造,经风化,即呈薄层书页状.此特征,可能与湖水平静,硅藻季节性的兴衰有关.按硅藻土中硅藻,粘土矿物,有机质和自生矿物的相对含量,可划分为含粘土硅藻土,粘土质硅藻土,含有机质牯土质硅藻土,岔钙质,粘土质硅藻土.2.4硅藻矿的物化特征硅藻士呈黑褐,褐灰,灰,灰绿,绿灰等色.风化后变白,区内硅藻土出露良好,形成白色鼓包和岗梁,硬度小贝壳状断口质地细腻,牯舌头疏松多孔,吸水性强.燃烧时有烟及臭蛋味,烧后色浅变轻,堆放露天日晒,雨淋,风化后呈
10、木屑状或碎块状.比重2.30t/m,体重0.91.0t/m,容重0.6O.8t/m,堆密度0.64g/mL,孔隙率90.2,孔体积I.34mL/g.比表面积3136m/g,微孔孔径5oo3ooooA,可塑性指数l9.77,渣限表1硅藻的化学组或最高值最低值%一般值S8.6332.1O4O5075.024s.03607372.29,塑限s2.52,硅藻个体大小llO0m,其中l0100gm者占50?吸水性强,吸水率18.15211.7%,平均69.1s%,松散系数1.39,pI-I值3.123.75,白度2040%,耐火度11201500.其化学组成(表1),表中原土中SiO2偏低,Fe203,
11、CaOMgO,SOa,K:O偏高,烧失量特高,为低硅高烧失量型硅藻土.原土灼烧后SiO含量增高,二者相关系数r的绝对值为0.767(表2),呈正变线性相关(图4).表2几个主要指标归回分析结果支量样量数相关r系数尊霞孳譬Si0灼烧YCaO,Mg0SiO2Si02174150:28.146+0.81Ix3.1610.767=1.052+0.7252,2.988CaO.MgO=47.760.844SiO1.5670.961S10=55.80一I.094Ca0.MgO1?7841630.683Loss=62.080.702SiO2SiO2=66.2780.665Loss3.3573.268.烧,塑0
12、S第2期云南先锋硅藻土矿床地质特征恧成固分析XfSiO)图4题土灼烧SiO的关系原土CaO,MgO含量增加,sjO含量则降低,相关系数r为一O.96l(表2),呈反变线性哭系(图5).SiOz含量随烧失量增高而增高,二者相关系数r为一0.683(表2),亦呈反变线性关系(图6).硅藻土所处位置不同,差异亦大.SiOz古量地表高于地下,烧失量则地表低于地下.A1O.,MgO,TiO含量地表高于地下,Fe203,CaO,SO3含量则地表低于地下(表3).主要原因系硅藻风化后,经氧化分解和淋失作用,使SiO:,AI2O3,TiO2含量相对富集,Fe,Ca,SOa和有机质等被分解淋失所致.2.5硅藻组
13、合特征表3地下和地表化学成分含量I:t:gE从江西煤田地质科学研究所和美国联邦地质调查所J?plattBradburylJ譬士对钻孔和盆地东部硅藻土露头样品系统岩矿及硅藻鉴定结果,先锋硅藻土中硅藻植物群共l7属43种,多为直链藻,圆筛藻,脆杆藻,针杆藻.前两种属中心纲,淡水型;后两种属羽纹纲,淡水型.砖藻优势属种地层剖面上呈规律分布,为一属种或两个属种以k的混合带.各带中西安矿业学J宅1989直属种含量以直链藻.圆筛藻.脆杆藻变化为丰:单一属种带的优势种含量在90%以上.其它属种含量在10以下.两个属种以上的混台带各一含量均u89.根据属种含量,硅藻总量及自生矿物方解石,菱铁矿在N段地层中分布
14、,自下而E大致有7个分带.1)直链藻带,厚1060m,硅藻含量1050一般为30.菱铁矿含量由东向西亦少,方解石则由少增至5.2)圆筛藻,直链藻混台带,厚1030m,硅藻含犀35%65%,一般为55.其中直链藻含量一般5090,圊筛藻含量为105O%.菱铁矿含量由东向西微量至无,方解石则由微量增多.3)圊筛藻带.厚210m,硅藻含量3070%,一般为60%.方解石含量由东向西,从无少量;4)直链藻带,厚45100m,硅藻含量1570,一般为30,向西减20%.方解石含星东部无毫有,中部增歪5lO,西部达25%.5)脆杆藻,厕筛藻,直链藻混合带,厚535m.硅藻含量1525.其中直链藻占55,圆筛藻占25,脆杆藻占20%.方解石含量由东向西,从无到20%.6)直链藻带,厚约16m,硅藻含量为1s,无方解石.7)直链藻,圆筛藻混合带.厚约90m,硅藻含量l5%,其中直链藻为1580,圆筛藻为15%80%,方解石含量较多,达25%,个别点达7O.从7个分带特征可看出,硅藻属种以直链藻为主,圆筛藻次之,再次脆杆藻.硅藻含量由下而.呈少一多一少一更少变化,平面E亦是东多西少,南多北少的变化趋势.硅藻共生的rI生矿物方解石由下而上渐增多,T东而两渐增.菱铁矿只存下部微量lJ理3矿床成因分析硅藻土矿的形成,必须有适宜硅藻生长的古地理环境,供硅藻繁殖的营养及保存
