9第九章非金屬礦床簡(jiǎn)介

1、 第九章金屬礦床簡(jiǎn)介一、非金屬礦產(chǎn)的概念及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的意義非金屬礦產(chǎn)是指除金屬、燃料、地下水資源以外的，能被國(guó)民經(jīng)濟(jì)利用的任何種類 的巖石、礦石、或其它自然產(chǎn)出的物質(zhì)。非金屬礦產(chǎn)是人類最早利用的一種礦產(chǎn)，如石器時(shí)代的石刀、石斧，新石器時(shí)代的 彩陶等?，F(xiàn)在非金屬礦產(chǎn)的利用幾乎遍及人類生活的每一個(gè)方面。在建筑材料方面，建 材用的非金屬礦物原料占整個(gè)非金屬礦產(chǎn)量的90% ，僅石灰?guī)r一項(xiàng)，一年的消耗量就超過(guò)二十億噸。隨著現(xiàn)代城市建筑向高層，超高層發(fā)展，具有隔熱、隔音、防火、防震等 特性的輕質(zhì)、高強(qiáng)度建筑材料十分引人注目。過(guò)去認(rèn)為沒(méi)有用的，或用途有限的礦物、 巖石，得到了廣泛的應(yīng)用，如珍珠巖、沸石、

2、浮巖、膨脹粘土、頁(yè)巖、板巖、火山渣等 用于輕質(zhì)骨料和板材原料，它們的產(chǎn)量年增長(zhǎng)率達(dá) 5%15% 。在農(nóng)業(yè)方面，大量使用磷、 鉀礦石生產(chǎn)磷肥、鉀肥，由于鉀鹽礦床較少，且分布極不平衡，各國(guó)還開(kāi)展對(duì)含鉀巖石 （粗面巖、霞石正長(zhǎng)巖等）和含鉀礦物（鉀長(zhǎng)石、明礬石、金云母等）的研究，有的已 用于工業(yè)生產(chǎn)鉀肥，取得了良好的效果。另外在冶金工業(yè)方面、陶瓷工業(yè)方面、化學(xué)工 業(yè)方面、醫(yī)藥、造紙、玻璃、電子等方面非金屬礦產(chǎn)都是不可缺少的重要的生產(chǎn)資料 目前所使用的非金屬礦產(chǎn)的種類及數(shù)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了金屬礦產(chǎn)，非金屬原料的產(chǎn)值也已 是金屬原料產(chǎn)值的數(shù)倍。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)的飛速發(fā)展，可以肯定二十一世紀(jì)，人類將從金 屬時(shí)代進(jìn)入

3、一個(gè)新的“石器時(shí)代” 。我國(guó)幅源遼闊， 礦產(chǎn)資源豐富。 目前已探明儲(chǔ)量的非金屬礦產(chǎn) 90 余種，礦產(chǎn)地約 5000 處，是世界上非金屬礦種比較齊全的少數(shù)國(guó)家之一。其中硫鐵礦、石墨、重晶石、高嶺 土、葉蠟石、石膏、硅藻土、玻璃原料、水泥原料、大理石、花崗石等二十多種在國(guó)際 上占優(yōu)勢(shì)；沸石、珍珠巖、硅灰石、凹凸棒石、海泡石、粘土等十幾種非金屬礦產(chǎn)可望 成為國(guó)際優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)；金剛石、藍(lán)寶石、天然堿和鉀鹽也有比較好的發(fā)展前景。但是，至 今也有不少非金屬礦產(chǎn)資源情況不清，有些重要礦種儲(chǔ)量不足或無(wú)可利用的儲(chǔ)量，需求 量日趨突出。因此，加強(qiáng)非金屬礦產(chǎn)的地質(zhì)工作，深入研究非金屬礦床的特征、類型及 分布規(guī)律，是十分

4、重要的。二、非金屬礦床的概念及特點(diǎn)非金屬礦床是指地殼中，由地質(zhì)作用形成的，其中所含非金屬礦產(chǎn)的質(zhì)和量在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件下能被開(kāi)采和利用的綜合地質(zhì)體。非金屬礦床具有以下特點(diǎn)：（一）成礦元素的組成非金屬礦床主要由 O、Si、Fe、Ca、Na、 K、 Mg 等元素組成，它們是構(gòu)成地殼的 主要元素，占地殼重量的 98.59%。因此由它們組成的非金屬礦床，種類繁多，分布廣泛， 是我們?nèi)粘Ｉ詈同F(xiàn)代化建設(shè)必須的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。（二）礦石的礦物組成 非金屬礦床的礦石礦物主要是含氧鹽類,以硅酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽最為重要，磷酸鹽、硼酸鹽次之，氧化物、鹵化物和某些自然元素也可以形成非金屬礦床。非金屬礦床

5、的礦物種類多，在物理化學(xué)性質(zhì)上和一般造巖礦物很少有區(qū)別，或者它們本身就是造巖礦 物，不象金屬礦物那樣 ,常具有特殊顏色、光澤等物理性質(zhì)，易于辨認(rèn)，非金屬礦床的礦物 常易被忽視。（三）礦石的利用方式 非金屬礦石的利用方式與金屬礦石不同。在工業(yè)上，只有少數(shù)非金屬礦石是用來(lái)提取 和使用某些非金屬元素或其化合物的，如硫、磷、鉀、硼等。而大多數(shù)非金屬礦石是直接 利用其中的有用礦物、礦物集合體或巖石的某些物理、化學(xué)性質(zhì)和工藝特性。如金剛石大 多利用它的硬度和光澤；石棉是利用它的耐火、耐酸和能紡織的纖維特性；水晶是利用其 光學(xué)性質(zhì)和壓電性能等等。此外 , 非金屬礦石的物化性能及價(jià)值 ,是從礦山開(kāi)采出來(lái)時(shí)就具

6、 備的 ,而且一直保持到產(chǎn)品的最后應(yīng)用階段。如云母、石棉、高嶺土、石墨等，至于建筑石 料：碎石、砂、礫，就更是如此了。（四）礦床“一礦多用”的特點(diǎn) 非金屬礦床可“一礦多用” ，是因?yàn)樵S多非金屬礦物或集合體具有多種不同用途的性 能。如高嶺土礦床，因高嶺土具有粒細(xì)、白度高、耐高溫、分散性和可塑性等多種特性 因此它既可用作耐火材料 , 又可作陶瓷原料 , 還可作粘合劑、漂白劑、填料、涂料等。又如 石灰?guī)r礦床，因巖灰?guī)r具有良好的可加工性，可作建筑石材；又因石灰?guī)r的膠結(jié)性好，可 用于冶金工業(yè)作熔劑；石灰?guī)r還是制水泥的重要原料之一 。此外 , 不同的非金屬礦床又往 往具有相同或近似的可利用的特性， 即多礦

7、同用或相互代用的特點(diǎn)， 如膨潤(rùn)土、 凹凸棒石、 海泡石和一般粘土，都可作泥漿原料；硅灰石、葉蠟石、高嶺土、斑狀凝灰?guī)r等均可用作 陶瓷原料。因此，對(duì)不同用途的非金屬礦物或集合體，有著不同的工業(yè)要求，它們的經(jīng)濟(jì) 價(jià)值和使用價(jià)值相差很大，且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)生變化。三、非金屬礦床的找礦、勘查、評(píng)價(jià)的原則由于非金屬礦床種類繁多，成礦地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，用途廣泛而特殊，不同礦石的工 業(yè)要求差別很大。因此，非金屬礦床的找礦、勘查、評(píng)價(jià)比較復(fù)雜，在實(shí)際工作應(yīng)注意以 下幾點(diǎn)原則：（一）綜合找礦和綜合評(píng)價(jià) 礦床的形成是多種地質(zhì)作用的結(jié)果。不同的非金屬礦床，雖然各自的成礦條件有所區(qū) 別，但許多礦種往往具

8、有相同的成因或相似的成礦作用和地質(zhì)環(huán)境， 因此， 在空間分布上， 常出現(xiàn)明顯的有規(guī)律共生現(xiàn)象。此外，非金屬礦床具有“一礦多用”或“多礦同用”的特 點(diǎn)。所以注意綜合找礦和綜合評(píng)價(jià)，在非金屬礦床的找礦勘查和評(píng)價(jià)中十分重要，也是當(dāng) 前非金屬礦床研究中的發(fā)展方向。如，在火山巖分布區(qū)非金屬礦床的找礦中，應(yīng)注意與火 山玻璃有關(guān)的珍珠巖、膨潤(rùn)土、沸石、各種凝灰?guī)r等礦床系列；在酸性火山巖次生石英 巖建造中，常含有明礬石黃鐵礦葉臘石高嶺石，伊利石地開(kāi)石高嶺石，螢石 重晶石方解石等礦床系列。（二）注意有用礦物的工業(yè)技術(shù)特性研究 有用礦物的工業(yè)技術(shù)特性是評(píng)價(jià)非金屬礦床的關(guān)鍵。多數(shù)非金屬礦床的突出特點(diǎn)是利 用礦物，

9、礦物集合體或巖石的物化性能， 因此許多非金屬礦床的物化性能和工業(yè)技術(shù)特性， 常是評(píng)價(jià)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的決定因素。 如， 同是金剛石礦床， 光彩奪目， 完美的金剛石大晶體， 可作貴重寶石；具有良好半導(dǎo)體或?qū)嵝阅艿膎型金剛石，可作為高級(jí)半導(dǎo)體器件及激光 微波的散熱片等重要元件；而普通的I型金剛石，工業(yè)上只能利用其高硬度的性能而作為 磨料、磨具的礦物原料；它們的經(jīng)濟(jì)價(jià)值相差懸殊。石棉纖維的良好可紡性，高的抗張強(qiáng) 度以及隔熱、保溫、絕緣、防腐等特性，使其廣泛應(yīng)用于機(jī)械、化工、建材及國(guó)防等工業(yè) 部門(mén)。因此石棉的工業(yè)技術(shù)性能是決定其工業(yè)價(jià)值的重要因素。非金屬礦床的突破，往往 不在于發(fā)現(xiàn)新的礦床，而在于應(yīng)用方面

10、的突破。因此加強(qiáng)礦物物理、化學(xué)性能及工業(yè)技術(shù) 特性的研究是十分重要的。（三）合理確定評(píng)價(jià)指標(biāo)非金屬礦床具有“一礦多用”和“相互代用” 、“配合使用”的特殊性質(zhì)，所以其應(yīng)用 領(lǐng)域廣泛而不定型。 同一種非金屬礦物原料的不同產(chǎn)品價(jià)格相差懸殊， 市場(chǎng)竟?fàn)帍?qiáng)。 因此， 非金屬礦床的勘查評(píng)價(jià)，要在全面了解其多方面的用途，工業(yè)上的不同要求，及市場(chǎng)價(jià)格 的基礎(chǔ)上，選擇最佳的應(yīng)用方案，并從多方面分析和論證，盡可能適用不同的工業(yè)部門(mén)， 合理確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而充分利用礦物資源。（四）重視經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和論證，注意原料“就近供應(yīng)”的原則 大部分非金屬礦產(chǎn)是利用原礦，用量大，消費(fèi)市場(chǎng)定向性強(qiáng)，用途又具有不定性，是否具備經(jīng)濟(jì)開(kāi)

11、發(fā)價(jià)值，除礦石儲(chǔ)量外，運(yùn)輸條件，開(kāi)采方式常起決定性作用。因此，非金 屬礦床的勘查與評(píng)價(jià)，要重視經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和論證，要注意“就近供應(yīng)”的原則，使原料基地 盡量靠近消費(fèi)中心，以減少運(yùn)費(fèi)和產(chǎn)品的損耗。（五）注意非金屬礦產(chǎn)資源的綜合開(kāi)發(fā)利用 許多非金屬礦床由于形成環(huán)境相同或相似而生存在一起，因此要注意資源的綜合開(kāi)發(fā)利用。美國(guó)、德國(guó)等西方國(guó)家在這方面都取得了明顯的效果。如：開(kāi)采高嶺土和粘土?xí)r， 從中提取高嶺石和石英砂的系列產(chǎn)品； 開(kāi)采石墨時(shí)可附采白云巖和灰?guī)r； 開(kāi)采建材原料時(shí)， 提取和加工系統(tǒng)的建材產(chǎn)品等等。只有注意了綜合開(kāi)發(fā)利用，才能充分提高礦產(chǎn)資源的經(jīng) 濟(jì)價(jià)值。四、非金屬礦床的主要類型及其特征非金屬礦床

12、種類繁多，我國(guó)已發(fā)現(xiàn)并探明資源儲(chǔ)量的礦種約有 70 余種。由于非金屬 礦床的有用組分使用廣泛而且特殊， 到目前為止， 還沒(méi)有一種統(tǒng)一的令人滿意的分類方案。 我國(guó)一般按其工業(yè)用途，將非金屬礦床分為冶金工業(yè)原料礦床，化學(xué)工業(yè)原料礦床，建筑 材料及水泥工業(yè)原料礦床，制造工業(yè)原料礦床，壓電及光學(xué)原料礦床，陶瓷及玻璃原料礦 床，石油化工、輕工業(yè)及農(nóng)、牧、漁業(yè)原料礦床，工藝美術(shù)及寶石材料礦床等八類。以下 僅對(duì)部分非金屬礦床作一簡(jiǎn)要介紹：（一）冶金工業(yè)原料礦床1石灰?guī)r礦床（1）性質(zhì)與主要用途 石灰?guī)r是地殼上分布廣泛的沉積巖之一，主要礦物成分是方解石，常含白云石、菱鎂 礦及其它碳酸鹽礦物，有時(shí)含少量硅質(zhì)、赤鐵

13、礦、硫酸鹽、磷酸鹽、粘土及有機(jī)質(zhì)等雜質(zhì)。 石灰?guī)r性脆、硬度不高，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在常壓下加熱至855C時(shí)分解為CaO和CO2。其特點(diǎn)是易于加工破碎，膠結(jié)性能好。石灰?guī)r主要用于冶金工業(yè)作熔劑，如在冶煉生鐵、 鋼和有色金屬銅、鈷、鎳、鉛、錫和銻時(shí)，均用石灰?guī)r作熔劑，把礦石中的脈石成分和燃 料中的灰分變成爐渣， 并把有害于鋼、 鐵的磷、 硫等雜質(zhì)除掉。 通常煉 1 噸生鐵需 0.4 0.9 噸石灰?guī)r，煉 1噸鋼需 0.12 0.16 噸石灰?guī)r。此外，石灰?guī)r還大量用于生產(chǎn)水泥，做建筑 石材，內(nèi)墻涂料及化學(xué)工業(yè)中用于制造純堿、碳化鈣和碳化鉀等。（2）主要礦床類型 石灰?guī)r是由化學(xué)一生物化學(xué)沉積作用形成的，

14、其主要類型有層狀石灰?guī)r礦床和塊狀礁 灰?guī)r礦床兩類。層狀石灰?guī)r礦床：這是石灰?guī)r礦床中最主要的礦床類型。礦體層狀產(chǎn)出，層位穩(wěn)定， 厚度大，組分均勻，質(zhì)量較好，常為不同純度的石灰?guī)r，白云質(zhì)石灰?guī)r，泥質(zhì)石灰?guī)r等互 層。礦床規(guī)模大，有利于大規(guī)模露天開(kāi)采。在我國(guó)，這類礦床主要產(chǎn)于古生代地層中，古 生代以前的石灰?guī)r一般含鎂較高，不符合石灰?guī)r的某些工業(yè)要求，但可作建筑石材。如在 華北， 礦床以?shī)W陶紀(jì)下統(tǒng)的冶里組、 亮山組和中統(tǒng)的馬家溝組石灰?guī)r分布最廣， 質(zhì)量最好。塊狀礁灰?guī)r礦床：生物礁灰?guī)r呈塊狀，可采厚度達(dá)數(shù)百米，在地形上可成為一些孤立 的山頭，或者沿著礁的長(zhǎng)軸呈山脊?fàn)钛娱L(zhǎng)，這種石灰?guī)r不具層理構(gòu)造，孔隙度很大

15、，化學(xué) 成分有時(shí)很純。2白云巖礦床（1）性質(zhì)與主要用途 純白云巖是由白云石組成。自然界純白云巖很少，常含方解石及混入一些石膏，硅質(zhì)和粘土，有時(shí)還含有少量天青石、鹽類礦物、黃鐵礦及有機(jī)質(zhì)等雜質(zhì)；混入的雜質(zhì)越多， 越影響白云巖的質(zhì)量。白云巖耐火度達(dá)2300 C,僅次于菱鎂礦。白云巖具有性脆，硬度不高，易加工破碎，膠結(jié)性較好等特點(diǎn)。因此，其主要用于黑色冶金工業(yè)作耐火材料，少部 分用作熔劑。白云巖還可用于化學(xué)制堿工業(yè)、建筑工程用的石料，提煉金屬鎂的原料等。（2）主要礦床類型 層狀白云巖礦床：這類礦床多產(chǎn)于石灰?guī)r系中，礦體呈層狀或透鏡狀，白云巖和石灰?guī)r沿走向和傾向都可以相互遞變。礦層厚幾米至幾百米，長(zhǎng)幾

16、百米至幾千米。礦石多具細(xì) 晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦床規(guī)模較大，質(zhì)量較好，是白云巖礦床的重要類型。我國(guó)白云巖礦 床十分豐富，其成礦時(shí)代多為前寒武紀(jì)，其次為古生代。如遼寧、山東、河南、內(nèi)蒙、山 西、南京、湖北等地均有廣泛分布。層狀變質(zhì)白云巖礦床：礦床主要產(chǎn)于前寒武紀(jì)變質(zhì)巖地層中，在淺變質(zhì)巖系中為變質(zhì) 白云巖，在中到深度變質(zhì)巖系中，常為重晶石的白云質(zhì)大理巖。礦體呈層狀，有的與菱鎂 礦層密切共生，礦床規(guī)模巨大。如遼寧大石橋、山東粉子山等地的白云巖礦床。3耐火粘土礦床（1）性質(zhì)及主要用途 耐火粘土屬于粘土類礦物的一個(gè)類別。我國(guó)將符合現(xiàn)階段耐火原料化學(xué)成分技術(shù)指標(biāo)，耐火度大于1580C的粘土和耐火度大于 17

17、70 C的鋁土礦，通稱為耐火粘土。根據(jù)耐火 粘土的不同特征，性能和工業(yè)用途，前者可分為硬質(zhì)粘土，軟質(zhì)粘土及半軟質(zhì)粘土；后者 稱為高鋁粘土。 耐火粘土礦床的礦物成分通常以高嶺石、 云母高嶺石為主。 粘土中 AI 2O3 的含量需高于 30%，含量越高，粘土的耐火性能就越強(qiáng)；同時(shí)粘土中SiO2 的含量需低于65%， Ti、Fe、Ca、Mg、Na、S 的氧化物及有機(jī)質(zhì)總量小于 5%。耐火粘土在高溫下體積 穩(wěn)定，抗渣性、抗冷熱性及機(jī)械強(qiáng)度較高，因此，耐火粘土大量用以冶金部門(mén)，幾乎所有 窯爐及熱工設(shè)備都要用耐火粘土制品?，F(xiàn)階段我國(guó)耐火材料產(chǎn)量中，耐火粘土制品占80%以上。此外，耐火粘土還廣泛用于建材、化

18、工、機(jī)械、電子、航空及軍工等部門(mén)。（2）主要礦床類型 耐火粘土礦床主要有沉積型與風(fēng)化殼型兩類，但以沉積型礦床最為主要，沉積型礦床 形成于瀉湖相環(huán)境，礦層常與砂頁(yè)巖或少量灰?guī)r互層，或者與煤系地層伴生而構(gòu)成煤層下 盤(pán)的粘土礦層。礦體成層狀或巨大透鏡狀，延長(zhǎng)達(dá)幾公里，厚度為幾米至十多米，層位穩(wěn) 定。主要礦物為高嶺石和水云母，常含一定量的水鋁石。礦床規(guī)模大，分布廣，質(zhì)量好。 產(chǎn)出的地質(zhì)時(shí)代，從晚古生代石炭紀(jì)開(kāi)始，二疊紀(jì)，侏羅紀(jì)、第三紀(jì)、至第四紀(jì)都有生成。 高鋁粘土礦床和硬質(zhì)粘土礦床主要形成于石炭紀(jì)、 二疊紀(jì)， 軟質(zhì)粘土礦床多形成于侏羅紀(jì)， 第三紀(jì)與第四紀(jì)。我國(guó)的耐火粘土礦床主要分布于遼寧、山東、河北、

19、山西、河南及西南 等地區(qū)，這些礦床多數(shù)與煤系地層有關(guān)，產(chǎn)于煤盆地或含煤坳陷盆地中。4螢石礦床（ 1 ）性質(zhì)及主要用途螢石又叫氟石（Ca F2）,螢石常含有氯、稀土元素、鈾、赤鐵礦、瀝青等雜質(zhì)；有時(shí) 還含有氣相、液相以及黃鐵礦、白鐵礦和黃銅礦等固態(tài)包裹體。螢石常呈完好的立方體， 八面體晶形。顏色多樣，有紫、綠、淺藍(lán)、黃、紅及玫瑰色，無(wú)色透明的晶體罕見(jiàn)。螢石 的熔點(diǎn)較低（12701350C）,具有低的折光率（n= 1.434）,弱的色散性，對(duì)紫外線或紅 外線都有很高的濾光性。 因此， 透明的晶體可做貴重的光學(xué)原料， 制作光學(xué)儀器上的透鏡、 三棱鏡。普通螢石用于冶金工業(yè)作熔劑，每生產(chǎn)一噸鋼，需加入0

20、.9 9Kg 螢石，可以提高鐵礦石易熔度及爐渣的流動(dòng)，排除S和P等有害雜質(zhì)；化學(xué)工業(yè)上主要用來(lái)制氫氟酸及其衍生物；此外，螢石還可作玻璃、陶器和水泥工業(yè)的原料等。（2） 主要礦床類型 具有工業(yè)意義的螢石礦床主要有脈狀充填一交代型螢石礦床和矽卡巖型螢石礦床。且 以前者最為重要。脈狀充填一交代型螢石礦床：礦體呈脈狀產(chǎn)于酸性火山巖、花崗巖及砂頁(yè)巖中。礦石 組合有螢石一重晶石方解石，螢石石英，螢石硫化物一石英等。礦床的形成多與中 低溫火山熱液沿酸性圍巖的裂隙，孔洞或破碎帶充填交代作用有關(guān)。我國(guó)此類型礦床主要 分布在浙江金華地區(qū)、遼寧、湖北、內(nèi)蒙等地。矽卡巖型螢石礦床：礦床產(chǎn)于花崗巖與石灰?guī)r的接觸帶上，主

21、要分布于外接觸帶。礦 體呈脈狀、條帶狀、層狀、似層狀，礦體圍巖矽卡巖化強(qiáng)烈，螢石呈浸染狀產(chǎn)于矽卡巖中， 伴生礦物有錫石、白鎢礦、黃銅礦、閃鋅礦等。脈石礦物主要為石榴石、方解石、石英、 重晶石等。礦床主要分布于中一新生代酸性火山巖發(fā)育地區(qū)。如我國(guó)東南部及東北地區(qū)。 其次，分布于褶皺造山帶花崗巖發(fā)育地區(qū)，如我國(guó)華南加里東褶皺造山區(qū)。（二）化學(xué)工業(yè)原料礦床1硫礦床（1）硫的產(chǎn)出方式及主要用途 硫的化學(xué)活動(dòng)性很強(qiáng)，主要呈各種化合物及少量自然硫存在。硫是基本的化工原料之 一，其主要來(lái)自于三個(gè)方面：自然界中的自然硫，酸性天然氣中的硫化氫及金屬硫化物。 硫酸鹽（石膏、明礬等）在缺少硫礦床的國(guó)家中也用做硫的資

22、源。組成硫礦石的金屬硫化 物有黃鐵礦、白鐵礦和磁黃鐵礦，其中黃鐵礦含硫達(dá) 53.4% ，且在自然界中分布較廣，是 主要的工業(yè)礦物， 白鐵礦、 磁黃鐵礦較為次要。 硫最主要的工業(yè)用途是制造硫酸 （H2SO4）， 硫酸是生產(chǎn)化學(xué)肥料（磷酸鈣、磷酸氨等）的主要原料。在化學(xué)工業(yè)上，硫酸用于制造各 種酸類合成洗滌劑、合成樹(shù)脂等；硫可生產(chǎn)液態(tài)二氧化硫，作為冷凍劑。此外，硫還廣泛 用于造紙工業(yè)、化纖工業(yè)、塑料工業(yè)及油漆、印染、涂料、橡膠等工業(yè)。（2）主要礦床類型 自然硫礦床：自然硫礦床有兩種類型，一是火山作用形成的自然硫礦床，礦床主要由 火山射氣，火山熱泉作用堆積形成，礦體定位很淺，多產(chǎn)于火山活動(dòng)區(qū)的熔巖，

23、火山凝灰 巖堆積物的孔隙、裂隙中，其次產(chǎn)于火山湖中。世界上此類礦床主要分布在環(huán)太平洋的火 山活動(dòng)區(qū)，尤其是更新世和近代火山活動(dòng)區(qū)。我國(guó)主要分布在自黑龍江德都五大連池、經(jīng) 臺(tái)灣、海南、云南到西藏這一數(shù)千公里長(zhǎng)的弧型火山活動(dòng)帶上。一般為小型礦床。第二類 是生物化學(xué)沉積自然硫礦床，礦床產(chǎn)于有大量石膏、硬石膏的蒸發(fā)巖系地層中，空間上嚴(yán) 格受硫酸鹽巖層的控制，硫礦層賦存于原生沉積的石膏層或硬石膏層的頂部或上部。硫的 成礦作用，與生物活動(dòng)關(guān)系密切，在瀉湖、海灣或內(nèi)陸湖泊的還原環(huán)境和厭氧菌占優(yōu)勢(shì)的 水體中，硫酸鹽被脫硫螺菌還原成 H2S,進(jìn)而受到含氧表層水及 CO2或SO42作用，H2S 被氧化成自然硫沉積

24、。在區(qū)域上，礦床分布于盆地隆起與拗陷的過(guò)渡地帶，且成群成串出 現(xiàn)。在含硫盆地中常產(chǎn)有油氣田，自然硫與石油、天然氣具有密切的共生關(guān)系，成礦時(shí)代 以新第三紀(jì)和二疊紀(jì)最為重要。硫鐵礦礦床：這類礦床以黃鐵礦型礦床為主。是我國(guó)硫資源的主要來(lái)源。遍布全國(guó)各 省，探明儲(chǔ)量居世界首位。其特征見(jiàn)前面有關(guān)章節(jié)。氣體硫礦床：天然氣中 H2S 超過(guò) 0.1%，一般就能滿足工藝要求，稱為氣體硫礦床。 2明礬石礦床（1）性質(zhì)及主要用途 明礬石是一種含氫氧根的復(fù)雜的硫酸鹽礦物。明礬石性脆，不溶于水，難溶于酸，在 堿性溶液中完全分解。明礬石是化學(xué)工業(yè)的重要礦物原料，用途廣泛。明礬石主要用來(lái)生 產(chǎn)明礬和硫酸鋁。明礬常在紡織工業(yè)

25、上用作媒染劑，制革業(yè)用來(lái)鞣革，造紙業(yè)用作紙張的 上膠，還可以利用它作凈水劑。在缺乏鉀鹽和鋁土礦的國(guó)家和地區(qū)，可以從明礬石中提取 鉀和鋁。此外，明礬石在醫(yī)藥、防火、防水、食品等方面也有應(yīng)用。(2)主要礦床類型中生代陸相火山噴發(fā)一沉積型明磯石礦床：礦床沿北東向中生代構(gòu)造火山巖帶展布。 產(chǎn)于中酸性火山一沉積巖系中。礦體呈層狀產(chǎn)出，沿走向和傾向變化不大。礦層圍巖為火 山巖和火山凝灰?guī)r，頂板常為紫灰色、灰色塊狀凝灰質(zhì)粉砂巖、砂巖、含礫砂巖及礫巖， 底板則多為灰紫色和紫黑色的火山角礫巖。礦層與圍巖界線較清楚。礦體圍巖蝕變復(fù)雜， 有次生石英巖化、葉臘石化，絹云母、高嶺土化等，其中以次生石英巖化最為強(qiáng)烈。礦床

26、 規(guī)模大，質(zhì)量好，含礦較穩(wěn)定，是我國(guó)重要的明磯石工業(yè)礦床類型。如浙江平陽(yáng)磯山的明 磯石礦床(圖9-1)國(guó)9-1平陽(yáng)磯山明磯石礦水尾山礦KWI線剖血 I一就図需耶甘2離fcrtttfh 3*底煩盼砂袴，4一睡1 AS(純序種：1斷層曲亂開(kāi)Bik：T護(hù)體中生代陸相 火山熱液型明磯石 礦床：該類型礦床 與構(gòu)造關(guān)系密切， 常受控于火山巖系 的各種地質(zhì)構(gòu)造， 礦體形態(tài)較復(fù)雜， 有似層狀、透鏡狀 和不規(guī)則團(tuán)塊狀。 近礦圍巖具強(qiáng)烈的次生石英巖化，蝕變礦物有葉臘石、高嶺石、絹云母、黃鐵礦、赤鐵礦、 紅柱石等。礦床規(guī)模中等，在礦區(qū)中或外圍，往往形成有工業(yè)價(jià)值的黃鐵礦礦床。此類礦 床在我國(guó)浙江瑞安仙巖、單陽(yáng)溪南、

27、安徽廬江大小磯山、福建平和等地均有產(chǎn)出。建筑材料及水泥工業(yè)原料礦床石灰?guī)r是生產(chǎn)水泥最重要的原料，粘土是生產(chǎn)水泥的一種主要配料。水泥是由一定化 學(xué)成分的巖石配合(生料)，經(jīng)焙燒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成一些新的無(wú)水活性化合物(熟料)，然后加入適量的石膏(緩凝劑)制成。水泥熟料的主要化學(xué)成分是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3,它們形成熟料中的硅酸三鈣 (3CaO- SiO2)、硅酸二鈣(2 CaO-SiO2)鋁酸三鈣(3 CaO -Al 2O3) 和鐵鋁酸四鈣(4 CaO Al 2O3 Fe2O3)四種化合物。其中 CaO取自石灰?guī)r，SiO?和Al 2O3取 自粘土礦物，石灰?guī)r和粘土巖等混合煅燒，巖

28、石中CaO、SiO2、Al 2O3及FezOs等結(jié)合，即形成水泥熟料中的主要化合物。石灰?guī)r和粘土巖的主要礦床類型及特征前以述及，在此不 再重復(fù)。1.石棉礦床(1、性質(zhì)及主要用途石棉是指具有絲絹光澤的，可剝分為細(xì)而柔韌的纖維的非金屬礦物的總稱。工業(yè)上可 利用的石棉礦物及其物理性質(zhì)見(jiàn)表9- 1。目前工業(yè)上利用的石棉 95%以上是蛇紋石石棉，纖維的柔性、抗張性、劈分性、耐熱性和絕緣性都比較好。角閃石石棉防酸、堿及防腐能 力比蛇紋石石棉強(qiáng)，其中工業(yè)意義較大的是藍(lán)石棉和鐵石棉。農(nóng)91也學(xué)蠱金物理性1隔熱耐K恥性柔阿性纖堆期度技力可分性垃蚊若石棉（蠱石梆3MsO3SiOs*ZH|O良好找到高高石:石 棉藍(lán)

29、石中尊良好良妊離細(xì)離愫卷楝H,EsFo,*=* Efl,* Al岀址Q”良好不良良奸良好擾慢a囚石石fflHfCijA仗曲 Qi*不良粗、短、Kt差不良不良陽(yáng)起石石擁 CfljC MeCSi 98%)及( 1)性質(zhì)及主要用途 作為玻璃和陶瓷原料的石英或石英砂，是利用其具有高純度富彈性等特點(diǎn)。因此，石英及高純度的石英砂主要用于玻璃工業(yè)，陶瓷工業(yè)及水泥工 此外，還可用作建筑工業(yè)混凝土的主要配料，機(jī)械制造業(yè)作機(jī)械翻砂及金屬鑄件模型其熔化后具有高粘結(jié)性能。用其制造的產(chǎn)品具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性、強(qiáng)的抗酸堿能力、堅(jiān) 硬、 業(yè)。 等。（2）主要礦床類型 脈狀石英礦床：包括偉晶巖脈，變質(zhì)巖中的石英脈，花崗巖中的

30、石英脈（如華南眾多 黑鎢礦床中的石英脈等） 。以前兩類石英脈中的石英純度高，工業(yè)價(jià)值大。石英砂礦床：包括河流沖積型，湖泊、濱海沉積型及風(fēng)成石英砂礦床。這類礦床大多 分選性好、儲(chǔ)量大，易于露天開(kāi)采，經(jīng)濟(jì)效益高。其中以濱海石英砂礦床工業(yè)價(jià)值最大。 我國(guó)東南沿海等地均有質(zhì)量較好的濱海相石英砂礦和沖積砂礦。在東北、華北、中南及西 南各地區(qū)分布有沖積砂礦和湖相砂礦床。3 滑石礦床（1） 性質(zhì)及主要用途滑石是含水的鎂硅酸鹽礦物（ Mg 3Si4O10OH 2） ,呈片狀集合休，質(zhì)軟光滑，手摸具 滑感?；幸韵滦再|(zhì)：絕緣性高；耐熱性強(qiáng)，耐火度高達(dá)14901510 C,經(jīng)煅燒機(jī)械強(qiáng)度增高；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與強(qiáng)

31、酸和強(qiáng)堿一般不起作用；吸附和遮蓋力強(qiáng)，滑石粉 對(duì)油脂、顏料、藥劑和溶液里的雜質(zhì)都有極大的吸附能力；潤(rùn)滑性好，在涂料、油漆、 塑料、造紙、橡膠、陶瓷、化工、農(nóng)肥等工業(yè)部門(mén)有廣泛的用途。（ 2） 主要礦床類型最有工業(yè)意義的滑石礦床主要有兩類：1 ） 鎂質(zhì)碳酸鹽巖區(qū)域變質(zhì)型此類型占全國(guó)滑石儲(chǔ)量的 99%以上。礦床產(chǎn)于鎂質(zhì)碳酸鹽巖區(qū)域變質(zhì)帶中。 由區(qū)域變質(zhì)作用形成的、 含有大量SiO2的熱液沿?cái)嗔褞Щ虻貙玉耷?部位交代白云巖、菱鎂礦，形成脈狀、順層透鏡狀滑石礦床，同時(shí)可與菱鎂礦共生。該類 型滑石礦床主要分布于遼寧、山東兩省。2） 接觸交代型滑石礦床礦床主要產(chǎn)于中酸性巖漿巖與鎂質(zhì)碳酸鹽巖的接觸帶上，是巖

32、漿熱液與鎂質(zhì)碳酸鹽巖地層發(fā)生交代作用形成。礦床規(guī)模一般不太大。此類礦床見(jiàn)于 贛南、四川等地。4 葉蠟石礦床（1）性質(zhì)與主要用途葉蠟石是一種含水鋁硅酸鹽礦物，呈水球粒狀晶體集合體；常與高嶺石、地開(kāi)石及 水鋁石等礦物共生；礦石致密塊狀，質(zhì)地較軟，有滑膩感；含有辰砂的紅色葉蠟石又叫雞 血石，是名貴的工藝品材料。葉蠟石盛產(chǎn)于我國(guó)浙江青田、昌化及福建壽山，因此又叫青 田石、昌化石、壽山石。1700 C以上；導(dǎo)熱、導(dǎo)電率作陶瓷原料和釉原 油漆、涂料等原料；葉蠟石吸水性差，可塑性及粘性較弱，具有良好的機(jī)械加工和粉碎、磨細(xì)等性質(zhì)；化 學(xué)穩(wěn)定性高，耐酸、耐腐蝕、不易水化；熔點(diǎn)高，耐火度高達(dá) 低，絕緣性好；膨脹系

33、數(shù)較低等。其主要用途：作工藝美術(shù)材料； 料；作玻璃纖維合成高強(qiáng)度玻璃鋼原料；作造紙、橡膠、塑料、農(nóng)業(yè)上作為殺蟲(chóng)劑載體粉末；作白水泥原料等。2）主要礦床類型 火山熱液型葉蠟石礦床是主要成因類型。這類礦床主要由酸性和中酸性火山碎屑巖， 如晶屑玻屑凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r及與其相關(guān)的層凝灰?guī)r經(jīng)熱液交代作用生成。這類礦床主 要分布于我國(guó)浙、 閩、 贛三省及黑龍江東寧、 吉林馬鹿溝等地區(qū)， 形成時(shí)代主要為侏羅紀(jì)、 白堊紀(jì)和第三紀(jì)。5透輝石、透閃石、硅灰石、石榴石礦床（1）性質(zhì)與主要用途這是一組成因相似的鈣、 鐵、 鎂、鋁硅酸鹽礦物， 均具耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)。 主要用途：作高級(jí)陶瓷、釉面磚原料，用于機(jī)車(chē)

34、發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其抗壓強(qiáng)度高于鋼鐵； 用于涂料、塑料、橡膠粘合劑及油漆工業(yè)，可具保色、抗風(fēng)化力強(qiáng)等性質(zhì)。2）礦床類型 這類礦床主要有兩個(gè)類型：一為矽卡巖型，呈透鏡狀和不規(guī)則狀產(chǎn)出；二為變質(zhì)型， 主要呈層狀產(chǎn)于含鈣、鎂質(zhì)巖（地層）的熱接觸變質(zhì)帶中或區(qū)域熱變質(zhì)帶中，礦床規(guī)模較 大，多分布于古板塊拼合帶的褶皺造山地區(qū)。（七）石油化學(xué)工業(yè)、輕工業(yè)及農(nóng)、牧、漁業(yè)原料礦床1沸石礦床（1）性質(zhì)與主要用途 沸石是一系列淺色的、呈極細(xì)的粒狀、板狀及纖維狀硅酸鹽集合體礦物的總稱，包括菱沸石、鈉沸石、片沸石、毛沸石、斜發(fā)沸石、鈣十字沸石及濁沸石等40 種沸石礦物。沸石結(jié)構(gòu)中存在著許多不同形式、彼此相通的孔道，因此內(nèi)表面

35、積很大。通常，沸石能吸附 水分，當(dāng)加熱而引起膨脹、沸騰（沸石即以此得名） ，變成一個(gè)多孔的海綿狀體；當(dāng)氣體或 液體通過(guò)沸石結(jié)構(gòu)孔道時(shí)，小于孔徑者（分子或原子）可以通行，大者則不能通過(guò)，這樣 就可以使多種分子的混合物得到分離，因此沸石又被命名為分子篩。由于沸石這一特性， 使沸石極被重用。沸石還被用于水、空氣的凈化劑、除臭劑，用于農(nóng)田保水、保肥及保持 農(nóng)藥的有效期，可作為牲畜的飼料配料，促進(jìn)家畜的生長(zhǎng)；在造紙、塑料、樹(shù)脂、涂料、 油漆等工業(yè)中用作填充材料可以提高產(chǎn)品的性質(zhì)； 在建筑業(yè)中可作隔音、 吸濕、 保溫材料。（2）主要礦床類型礦床成因類型主要有兩類：熱液交代蝕變型沸石礦床主要形成于海相環(huán)境的

36、中酸性火山熔巖，如火山玻璃及火山碎屑巖等經(jīng)低溫火山熱液交代作用而成。礦床規(guī)模小，工 業(yè)意義不大；沉積型沸石礦床礦體賦存于湖（海）相沉積的泥砂質(zhì)巖石中，特別是富鈉質(zhì)的火山灰及火山碎屑巖。 礦床是由很厚的富含鋁硅酸鹽成分的火山灰與堿性水溶液 （孔 隙水等）反應(yīng)形成的。我國(guó)吉林、黑龍江、河北、福建及浙江等省均有產(chǎn)出。2硅藻土礦床（ 1）性質(zhì)及主要用途硅藻土的化學(xué)成分主要是 SiO2和 出0，色淺，細(xì)粒多孔，密度較小，熔點(diǎn)高達(dá)1610C, 具隔音、絕緣、高吸附性、高過(guò)濾性和高漂白性能；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、除氫氟酸外，不被其 他酸類所溶解。在建筑業(yè)上用作隔音、絕熱板、輕質(zhì)白水泥及瓷面磚等原料；在化學(xué)工業(yè) 中用

37、作油漆、涂料及填加劑材料；在制糖業(yè)用作漂白劑材料，在農(nóng)田中用作肥料的載體，可以增加肥效。（2）主要礦床類型硅藻土主要是由硅藻及其他微小生物 （如放射蟲(chóng)、 海綿骨針等） 遺體的硅質(zhì)部分組成。 水體中的硅藻等微生物在溫暖氣候條件下會(huì)迅速繁殖，并從水中吸取大量的SiO2 構(gòu)成軀殼，死后有機(jī)部分腐爛，而硅質(zhì)部分則保存下來(lái)形成沉積型硅藻土礦床，礦床均與火山巖 共生，因?yàn)榛鹕轿镔|(zhì)為硅藻的生長(zhǎng)和繁殖提供了豐富的硅質(zhì)。按沉積環(huán)境可分為海相沉積 硅藻土礦床和湖相沉積硅藻土礦床。前者礦石質(zhì)量較好，規(guī)模大，是硅藻土礦床的主要類 型。后者規(guī)模小，礦石質(zhì)量一般較差。硅藻土礦床的形成時(shí)代，主要為第三紀(jì)和第四紀(jì)， 其次為中

38、生代。我國(guó)東北吉林及山東等省的硅藻土礦床都屬第三紀(jì)。3膨潤(rùn)土礦床（1）性質(zhì)及主要用途 膨潤(rùn)土又叫膨土巖、斑脫巖，是一種以蒙脫石為主要成分的極細(xì)粒的粘土巖。一般為 白色、粉紅色、淺灰色、淺黃色等，如被雜質(zhì)污染，還可呈其他較深的顏色。膨潤(rùn)土柔軟 而有滑感，吸水性極強(qiáng)，吸水后體積膨到原體積的幾倍至 30 倍，且可塑性好、粘結(jié)性高； 在溶液中可呈懸浮狀態(tài)和膠凝狀，并具陽(yáng)離子交換特性及吸附有機(jī)質(zhì)的能力。因此，膨潤(rùn) 土可以作為過(guò)濾劑、漂白劑和凈化劑用于飲用水源，石油化工，工業(yè)廢水處理等方面；制 成的泥漿大量用于巖土鉆探工程；代替淀粉在輕紡業(yè)中用于漿紗。此外，還可用于冶金、 橡膠、農(nóng)、林、牧、陶瓷、建筑工程

39、等 20 多個(gè)部門(mén)。被譽(yù)為“萬(wàn)能礦物” 。（2）主要礦床類型 風(fēng)化殘積型膨潤(rùn)土礦床：主要由富含鋁硅酸鹽的各種火成巖，變質(zhì)巖及部分沉積巖經(jīng) 強(qiáng)烈風(fēng)化作用形成。礦體呈透鏡狀、似層狀、被狀、多層狀產(chǎn)出。礦體一般厚數(shù)米至數(shù)十 米，長(zhǎng)數(shù)十米至數(shù)百米，甚至達(dá)千米，延深數(shù)十至百米。礦石中常含有殘余母巖及殘余結(jié) 構(gòu)構(gòu)造。礦石的礦物組合為蒙脫石、水云母、綠泥石、高嶺石、埃洛石等。膨潤(rùn)土礦床在 剖面上常具有分帶現(xiàn)象，自上而下，一般分為：含氧化鐵較高的風(fēng)化帶紫、紅、褐等色 膨潤(rùn)土灰、青灰、白色膨潤(rùn)土含母巖殘塊的膨潤(rùn)土蒙脫石化母巖。此類型礦床在我 國(guó)分布較廣，吉林、山東、河北、江西、湖北和廣東等省均有產(chǎn)出?；鹕匠练e型

40、膨潤(rùn)土礦床：礦床由火山沉積成礦作用形成，產(chǎn)于火山沉積建造的火山 一沉積過(guò)渡相內(nèi)， 礦體呈層狀， 似層狀， 與頂?shù)装鍑鷰r呈整合關(guān)系。 離火山物源距離越遠(yuǎn)， 礦層厚度越薄。陸源沉積型膨潤(rùn)土礦床：礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)于正常沉積巖系中，并遵 循一定的沉積規(guī)律。頂?shù)装蹇梢允呛Ｏ?、也可以是陸相的砂?yè)巖和少量泥灰?guī)r層。如新疆 夏子街膨潤(rùn)土礦床即屬此類。熱液蝕變型膨潤(rùn)土礦床： 主要由巖漿侵入， 火山噴發(fā)旋回晚期產(chǎn)生的中低溫酸性氣液， 淋濾出鋁硅酸鹽中的部分硅、 堿、堿土金屬， 發(fā)生蒙脫石化作用形成， 或由含 Mg 2的堿性 溶液對(duì)母巖交代而成。礦體多產(chǎn)于堿性酸偏堿性的火山巖，次火山巖、火山碎屑巖、火

41、山沉積巖中。礦石中主要的伴生礦物有重晶石、沸石、軟錳礦、鎂綠泥石等熱液蝕變礦 物。4重晶石礦床：（1）性質(zhì)及主要用途重晶石（B a SO4）是最重要的含鋇礦物，一般呈白色，比重較大（4.34.7）,硬度較低，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水與酸。主要用于石油鉆井井口上面的加重物（防止井噴）及井中泥漿加重劑，以保護(hù)井壁，世界上每年有90%的重晶石用于此項(xiàng)。 化學(xué)工業(yè)中鋇鹽有 2000 余種，廣泛用于試劑，催化劑，農(nóng)藥，醫(yī)藥及熒屏等方面。此外，重晶石還可用 于陶瓷、橡膠，各種玻璃制品及尖端工業(yè)方面。（ 2）主要礦床類型 中低溫火山熱液型重晶石礦床：此類礦床是重晶石礦最主要的工業(yè)類型。礦體圍巖有 多種，但多數(shù)

42、巨型或大型礦床均產(chǎn)于硅鋁質(zhì)巖石中，圍巖常伴有硅化、高嶺土化及碳酸鹽 化；礦體受斷裂構(gòu)造控制明顯，一般為脈狀，透鏡狀產(chǎn)出。沉積型重晶石礦床：礦體呈層狀，似層狀，延長(zhǎng)可達(dá)幾公里，甚至幾十公里，厚度一 般數(shù)米到幾十米。 重晶石以主要礦物或膠結(jié)物形式存在于湖相或海相細(xì)碎屑巖或泥質(zhì)巖中， 或賦存于砂頁(yè)巖和石英巖層之間。礦石礦物大部分為重晶石，少量石英及方解石。礦石品 位高，一般可達(dá) 80%以上。這類礦床規(guī)模很大，主要含礦層位是泥盆系和石炭系，其次為 寒武系，奧陶系。這類礦床在我國(guó)分布較廣，廣西、陜西、湖北、湖南、福建等省均發(fā)現(xiàn) 有大型礦床。（八）工藝美術(shù)及寶石原料礦床1寶石的分類和用途 廣義的寶石是指自然產(chǎn)出的，能達(dá)到工藝要求的礦物，礦物集合體，巖石以及某些動(dòng) 植物（如象牙，珍珠，琥珀，珊瑚）等。其又分為寶石，玉石和彩石。狹義的寶石是廣義 寶石中的高檔部分，一般指天然生成的單個(gè)晶體或晶體的一部分，主要用作價(jià)值較昂貴的 首飾鑲嵌品。玉石是指細(xì)小的（粒徑小于0.05 mm）同種礦物集合體（有時(shí)含少量其他礦物雜質(zhì)）或不夠?qū)毷?jí)的單晶，顏色美觀，光澤喜人，質(zhì)地細(xì)膩，硬度大于4，主要用以雕刻精美的工藝品或磨制廉價(jià)首飾的鑲嵌件。彩石常指那些顏色鮮艷美麗、光澤好或有奇