貴州素有“重晶石之鄉”的美譽,重晶石礦探明資源儲量高達1.24億t,占全國重晶石探明資源儲量的34%,居我國首位。
貴州省重晶石礦主要集中分布于鎮寧、天柱、紫云、平壩、修文、施秉、黃平、麻江、習水、沿河、玉屏等縣,有礦床(點)40處,其中超大型礦床1處,大型礦床1處,中型礦床2處,小型礦床36處。重晶石以熱液沉積型礦床為主,僅天柱大河邊和鎮寧樂紀2個礦床的保有資源儲量就占了全省重晶石礦保有資源總量的85%,是貴州省重晶石礦物開采的主體資源?! ?/div>
1—Ⅲ級構造單元界線及編號;2—Ⅳ級構造單元界線及編號;3—構造變形區界線及編號;4~7—Ⅲ級構造單元;8—沉積型重晶石礦床;9—熱液型重晶石礦床;10—砂礦型重晶石礦床
貴州省重晶石礦床分布略圖
1、貴州省典型礦床
(1)鎮寧縣樂紀重晶石礦床
鎮寧樂紀重晶石礦床位于上揚子陸塊之南盤江—右江印支造山帶的普安—貞豐北東及北西向變形區。該區域在廣西造山運動后,同時受西部特提斯與東部濱太平洋構造域的共同控制,發生強烈拉張活動,導致沿水城—紫云—南丹深大斷裂形成晚古生代裂谷槽盆(即晚古生代裂陷槽)。裂陷槽中晚泥盆世主要沉積了硅質巖、硅質泥巖及硅質白云巖沉積建造,以及樂紀式熱水噴流型重晶石礦。
礦區出露地層有中泥盆統火烘組、上泥盆統榴江組、五指山組及石炭系、二疊系。賦礦層位為上泥盆統榴江組,容礦巖層以灰色、灰黑色硅質巖、硅質泥巖為主,厚度6.84~19.87m。
含礦巖系剖面可分為下、中、上三個含礦層。下含礦層的下部以角礫狀、碎屑狀重晶石為主,碎屑物粒徑1~2mm;中部以條帶狀、紋層狀重晶石為主,表面具黑色碳質薄膜。中含礦層的下部為深灰色塊狀重晶石;中部為角礫狀重晶石,角礫直徑1~2mm,其上有0.05m厚的白云質硅質巖層;上部以紋層狀及塊狀重晶石為主,厚度6.1m;頂部呈條帶狀重晶石,含鐵較高,厚度1.4m。上含礦層的下部為灰白色角礫狀重晶石,上部為條帶狀重晶石互層產出,厚度2.05m。每個含礦層之間有硅質巖或硅質白云巖相隔。礦層底板為泥灰巖,頂板為硅質巖。
鎮寧樂紀重晶石礦床屬沉積型礦床,礦體呈層狀、似層狀產出,其產狀與地層產狀基本一致,自上而下產出Ⅲ礦化層、Ⅱ礦化層、Ⅰ礦層。其中,Ⅲ、Ⅱ礦化層僅分布于兩用、納盤礦段,僅有少量透鏡狀重晶石礦產出,礦體厚度、品位變化較大。Ⅰ礦層分布于全區,厚度大,品位高,為本礦區勘查、開采層位。
?。?)天柱縣大代白重晶石礦床
天柱縣大代白重晶石礦床位于揚子陸塊東南緣,區域內構造以褶皺及斷裂為主要表現形式。褶皺有貢溪復式向斜、南明向斜,斷裂則以北東向斷裂在礦區延伸的規模較大,主要有新寨斷層、坪地斷層、云洞斷層、平磨斷層等,對于區內重晶石、釩、鉛鋅多金屬等礦產資源具有控礦作用。
礦區出露地層有元古界青白口系淺變質巖、南華系冰磧礫巖、震旦系-寒武系碳酸鹽巖夾陸源碎屑巖。大代白礦區中最為常見的地層為寒武系,尤其是在貢溪向斜的核部一帶出露最多,占總體的60%左右。賦礦層位為震旦系至寒武跨系地層留茶坡組頂部或近頂部,礦體厚度為3.5~11.34m,平均厚6.32m,厚度變化系數為44.4%。
在大代白重晶石礦區內,礦體直接頂板為黑色炭質頁巖夾重晶石透鏡體和磷質、硅質結核,含少量重晶石,重晶石品位小于30%;礦體直接底板為黑色薄層硅質巖、含炭質硅質巖,局部為黑色薄層含重晶石結核炭質黏土巖,礦體和上下頂底板接觸關系均為整合接觸。礦區的重晶石類型屬于單一的重晶石型,礦石中基本無夾石。
?。?)麻江-凱里重晶石礦床
麻江-凱里重晶石礦床位于揚子準地臺黔南凹陷之貴定南北向構造變形區東側,區內發育有北西西向斷層。礦區內出露的地層主要為婁山關組,礦區斷裂構造較發育,主要有雞窩沖斷層(F1)、雞冠嶺斷層(F2)和茶沖斷層(F3),其次還發育一系列與重晶石有關的層間剪切斷層。礦區內共發現2個主要礦體,均產于婁山關組白云巖中,圍巖可見明顯的重晶石化、方解石化等蝕變現象,屬低溫熱液礦床,其特征分述于下:
?、竦V體:總體呈NE-SW向展布,平面上呈中間大兩端變小直至尖滅的透鏡體,礦體呈單脈、復脈、團塊、透鏡狀充填于斷裂破碎帶中。礦體形態嚴格受裂隙、節理控制,形態復雜,部分交代白云巖。礦體走向長約650m,傾向305°~340°,傾角70°,平均厚1.13m,平均含礦系數0.7。礦體與頂底板巖石邊界模糊,礦體上部基本采空。
Ⅱ礦體:總體呈NNE-SSW向展布,走向長約150m,平均厚度1.03m,傾向85°,傾角70°。礦體(脈)呈單脈、復脈、團塊及透鏡狀產于破碎帶之張、剪裂面中。礦體與頂底板邊界模糊,沿走向、傾向厚度變化大,總體形態復雜。平均含礦系數0.8。
貴州重晶石礦石照片(a,鎮寧縣;b,天柱縣;c,麻江縣;d,凱里市)
2、貴州省重晶石礦的開發利用建議
貴州省麻江縣和凱里市兩處的樣品中,重晶石均為厚板狀,粒度大于1mm,屬于易選礦石,能通過浮選輕松地提純重晶石。樣品的白度高,密度較高,樣品中由于存在白云石導致其耐酸性能下降。在酸浸和焙燒后,樣品的白度達到了85%以上,樣品最終的硫酸鋇含量、鐵含量、105℃揮發物含量、水溶物含量和吸油量均滿足精細重晶石粉理化性能要求,可作為無機填料用于橡膠、塑料、油漆、防輻射涂料中。麻江縣重晶石礦石原樣的BaSO4含量在90.65%~94.54%范圍內,凱里市重晶石礦石原樣BaSO4含量在87.67%~92.73%范圍內,符合化工用重晶石的質量標準,在進一步除硅提純后,大部分能達到優等品-1的標準。此外,凱里市樣品的密度均在4.2g/cm3以上,但鈣的含量較高,所有樣品在酸浸處理后可用作鉆井用重晶石,并且大部分能達到特級品標準。
鎮寧縣和天柱縣的重晶石樣品在酸浸和焙燒處理后白度依然小于85%,無法用作精細重晶石粉。其中,天柱縣重晶石礦石樣品的BaSO4含量為94.33%~96.62%,SiO2含量低,均能達到化工用重晶石優等品-2的標準,可直接用于化工相關行業。鎮寧縣重晶石的BaSO4含量為84.27%~95.76%,但SiO2含量較高,在除去SiO2后也可用于化工行業。
貴州省重晶石礦開發的重點在于其精細化、功能化、復合化等方面的應用,并尋找新的途徑開發高附加值重晶石產品,這對貴州乃至全國非金屬礦物未來的應用發展具有重要意義。結合貴州省重晶石的礦物學特征,對其未來的開發利用提出以下建議:
(1)繼續開發高純鋇鹽,如鋇鹽精細化學品。貴州省重晶石礦品位普遍較高,基本都能達到化工用重晶石合格品要求(BaSO4含量大于83%),在進行簡單的提純后即可達到化工用重晶石精品的質量,鋇化工目前是重晶石應用最多的領域,仍然是貴州省重晶石資源開發利用的重要方向。
(2)對重晶石改性,改善精細重晶石粉的性能,制備高性能復合材料。研究發現,貴州省重晶石中,BaSO4含量大于95%的礦石在煅燒后白度基本都能達到85%以上,可作為精細重晶石粉添加到涂料、塑料、橡膠、油漆油墨等材料中。例如重晶石作為與二氧化鈦復合的內核材料,能有效解決二氧化鈦易團聚的特性,改善二氧化鈦的光催化性質,同時重晶石也可替代二氧化鈦添加在涂料中。此外,改性重晶石粉的添加還能提高有機物之間的相容性,增強涂料、塑料、橡膠等的各種性能。如用硬脂酸和硬脂酸鹽對重晶石改性后添加到涂料中,可改善涂料的流平性和光澤度;將納米重晶石添加到樹脂涂層中,可改善涂層的T彎和應變性能,并極大地提高了涂層的耐腐蝕性能。
(3)利用重晶石屏蔽輻射的特性,開發高附加值的重晶石防輻射混凝土材料。
(4)開發下一代磁性材料鋇鐵氧體。目前通常使用硝酸鋇作為鋇源制備鋇鐵氧體,貴州省重晶石純度高,特別是麻江縣重晶石極易提純,提供了優良的鋇源,可能作為鋇源直接制備鋇鐵氧體。在不加碳的情況下,1200℃溫度下焙燒赤鐵礦和重晶石礦的混合物20h,雖然獲得產品的矯頑力明顯低于純物質所燒制的產品,但兩者的比飽和磁化強度幾乎接近?! ?br />
資料來源:《余文波,楊鼎忠,張曦月,等.貴州省重晶石礦的礦物學特征及開發利用建議[J].礦產保護與利用,2022,42(04):143-152》,由【粉體技術網】編輯整理,轉載請注明出處!
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