中國石膏分布、類型、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀及找礦前景分析
李曉丹、王春連、黃可可、沈立建、游超、蔣徽輝、趙雨欣
成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院、中國地質(zhì)科學(xué)礦產(chǎn)資源研究所,自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院、昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院
提要:【研究目的】石膏是我國儲(chǔ)量大且分布廣的優(yōu)勢非金屬礦產(chǎn)之一,其應(yīng)用十分廣泛。總結(jié)分析我國石膏的分布、成因、應(yīng)用以及找礦前景對(duì)于石膏的可持續(xù)利用具有重要意義。【研究方法】本文從石膏礦床類型、時(shí)空分布、應(yīng)用等方面入手,總結(jié)前人的研究成果以及收集相關(guān)資料,系統(tǒng)梳理了我國石膏的資源儲(chǔ)量和礦山產(chǎn)量,提供了尋找新的石膏礦床的背景知識(shí)。【研究結(jié)果】2022 年我國石膏資源保有儲(chǔ)量為 17.58 億 t,安徽省保有儲(chǔ)量最多,礦床類型為沉積型、后生型和熱液型石膏、硬石膏礦床,其中以沉積型礦床為主。我國石膏資源主要用于建材、工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及醫(yī)學(xué)等行業(yè)。對(duì)石膏的再生利用,有利于緩解我國石膏資源緊張的局面。但是在利用工業(yè)副產(chǎn)石膏時(shí)產(chǎn)生的問題也不容忽視,所以我們也要注重天然石膏的開發(fā)、利用與保護(hù)。【結(jié)論】石膏礦床形成主要受到氣候、物源和構(gòu)造的控制,封閉、半封閉的盆地、干旱、半干旱的氣候條件以及充足的物質(zhì)促進(jìn)了石膏礦床的形成。祁連成礦帶、天山-北山成礦帶、西昆侖-阿爾金成礦帶和長江中下游成礦帶是我國石膏重要的成礦遠(yuǎn)景區(qū)。
關(guān)鍵詞:石膏礦床;資源特征;礦床分類;找礦前景;應(yīng)用方向;礦產(chǎn)勘查工程
創(chuàng)新點(diǎn):(1)總結(jié)石膏礦床資源概況、礦床成因分類、關(guān)鍵領(lǐng)域應(yīng)用等方面的綜述文章;(2)根據(jù)石膏礦床的成因及分布特征預(yù)測找礦遠(yuǎn)景區(qū)域。
1 引言
石膏(CaSO4·2H2O)和硬石膏(CaSO4)是由封閉海水、瀉湖、鹽湖等鹽水經(jīng)過蒸發(fā)而析出產(chǎn)生的(鄭希民,2019)。石膏是分布最廣的硫酸鹽礦物,常與方解石、白云石、硬石膏、鈣芒硝、石鹽等共生,同時(shí)也出現(xiàn)于某些熱液礦脈中,是一種重要的非金屬礦產(chǎn)資源。天然石膏及其制品具有質(zhì)輕、快凝、阻燃、抗噪、抵御電磁輻射等諸多特質(zhì),因此在建筑和建材行業(yè)、輕工業(yè)、精密鑄造、化工行業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等眾多行業(yè)得到了廣泛的使用。此外,膏鹽巖可以作為蓋巖,在石油成藏中發(fā)揮重要作用(王文強(qiáng)等,2017;Liao etal.,2020)。
我國具有豐富的石膏資源,但是其分布不均,優(yōu)質(zhì)資源有限。當(dāng)前,我國已經(jīng)成為了石膏的主要消費(fèi)國,且在今后的發(fā)展過程中,伴隨著經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長、基建和房地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,中國石膏產(chǎn)業(yè)將會(huì)有很大的發(fā)展空間(李奇林等,2022)。同時(shí),國家關(guān)于工業(yè)副產(chǎn)石膏的綜合利用政策,也促使石膏資源的利用結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整。如果將工業(yè)副產(chǎn)石膏合理利用,不僅可以滿足對(duì)石膏的需求,而且也會(huì)避免由工業(yè)副產(chǎn)石膏帶來的環(huán)境污染問題。
但是,目前我國工業(yè)副產(chǎn)品石膏的資源化利用還存在一些問題,工業(yè)副產(chǎn)品石膏中含有多種雜質(zhì),含磷和氟化物對(duì)石膏性質(zhì)的影響需要進(jìn)一步研究(姜春志和董風(fēng)芝,2016)。因此,對(duì)中國石膏資源的分布、成因、應(yīng)用、開發(fā)利用情況進(jìn)行深入研究,有利于為石膏資源的合理開發(fā)和高效利用提供科學(xué)依據(jù)。
2 石膏資源概述
2.1 世界資源稟賦
世界石膏資源豐富,分布廣泛,已經(jīng)有 100 多個(gè)國家和地區(qū)勘探查明了石膏儲(chǔ)量,但缺乏較準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(2022)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),截至 2022 年,中國儲(chǔ)量位居第一,為 150000 萬 t,占全球已知儲(chǔ)量的 41%,其次為美國 70000 萬 t,儲(chǔ)量較為豐富的還有巴西和加拿大,為 45000 萬 t(圖 1)。在產(chǎn)量方面,中國石膏 2013-2022 累計(jì)產(chǎn)量遠(yuǎn)超其他國家,2016 年以前,中國石膏礦山產(chǎn)量較多,2016 年以后,相對(duì)減少(圖 2)。
2022 年全球石膏礦山產(chǎn)量為 15000 萬 t,其中美國產(chǎn)量位于全球第一,占全球產(chǎn)量 14%,產(chǎn)量超過 1000 萬 t 的國家有美國(2100 萬 t)、伊朗(1600 萬 t)、中國(1300 萬 t)、阿曼(1200 萬 t)以及西班牙(1100 萬 t)。從成礦時(shí)代來看,石膏礦床在世界各地廣泛分布,經(jīng)歷了許多地質(zhì)時(shí)期,幾乎自元古代以來各個(gè)時(shí)期都有石膏礦床形成,但成礦時(shí)代主要集中于志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、二疊和三疊紀(jì)以及第三紀(jì)(Charola et al.,2007)。目前,澳大利亞馬德烏斯盆地分布著全球儲(chǔ)量最大的前寒武紀(jì)石膏礦床,其沉積厚度可達(dá) 260 米(來瑞娟,2020)。
2.2 中國資源稟賦
我國石膏資源豐富,截止 2019 年,石膏查明資源儲(chǔ)量為 825.1 億 t,根據(jù)自然資源部2022 的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),截至 2022 年,我國石膏保有儲(chǔ)量為 17.58 億 t,安徽保有儲(chǔ)量位居第一,達(dá)到 3.59 億 t,占全國總資源保有儲(chǔ)量的 20.4%,其次為山東(14.6%),四川(10.3%),云南(9.4%),湖北(8.9%)。其中華東地區(qū)石膏保有儲(chǔ)量最高,占全國的 35.38%,東北地區(qū)石膏資源較缺乏,僅有 1.53%(表 1)。
中國石膏礦床類型豐富,且遍及各地。我國石膏分布于 23 個(gè)省、市、自治區(qū)(YaoruLu et al.,1997)。將我國的石膏礦床劃分了特大型、大型、中型和小型四類,是依據(jù)《礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)礦床資源儲(chǔ)量進(jìn)行劃分的,大于 3000 萬噸為大型,1000-3000 萬噸為中型,1000 萬噸以下為小型,3-5 個(gè)大型為特大型。截至 2021 年,我國發(fā)現(xiàn)石膏礦床(點(diǎn))900 余處(表 1,圖 3),其中特大型 35 處,主要分布在山東、湖北,大型 217處,中型 173 處、小型 537 處,主要分布在山東、湖南、湖北、四川、寧夏等地。山東石膏礦床分布數(shù)量最多,礦床數(shù)量達(dá) 104 處。安徽石膏礦床中特大型和大型所占比例較大,中小型石膏礦床數(shù)量較少。山東棗莊地區(qū)、內(nèi)蒙古鄂托克旗地區(qū)、湖北應(yīng)城地區(qū)、江蘇南京地區(qū)、山東大汶口地區(qū)和山西太原地區(qū),是我國重要的石膏礦床分布區(qū)。
3 石膏礦床類型及典型礦床
盧志誠(1983)針對(duì)國內(nèi)石膏礦床的成因特征,將其劃分為熱液型、蒸發(fā)型、后生沉積型和機(jī)械沉積型。根據(jù)《石膏、天青石、硅藻土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》,中國石膏礦床可以分為沉積型、后生型和熱液交代型三類,其中以沉積型礦床為主。本文采用后者的分類方式進(jìn)行討論。根據(jù)已有的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(表 2、圖 4),我國石膏礦床類型以沉積型為主,分布廣泛,在已統(tǒng)計(jì)的每個(gè)省份都有分布,其占比達(dá) 89.5%,后生型和熱液型總占比約 10.5%,且分布范圍小。
3.1 沉積型石膏、硬石膏礦床
石膏礦床主要分布在沉積巖系中,與鹽類礦床共生,常見于干旱和半干旱地區(qū)的蒸發(fā)巖序列中。含石膏蒸發(fā)巖的起源模型分為兩大類(Liu et al., 2018):“潮上薩布哈”和“水下濃縮沉淀”兩種模式(圖 5)。控制蒸發(fā)巖形成及特征的三大主要因素為:氣候、物源和構(gòu)造(Warren,2010;劉成林等,2015)。因此,產(chǎn)生石膏沉淀需要具備以下條件:
一是穩(wěn)定的沉積環(huán)境:將新元古代以來的全球板塊構(gòu)造旋回與蒸發(fā)巖的沉積量進(jìn)行對(duì)比,顯生宙以來經(jīng)歷了造山、板塊拼合和早期陸緣裂解等過程,并在此過程中產(chǎn)生了相當(dāng)數(shù)量的蒸發(fā)巖(文華國等,2021)。巨型蒸發(fā)礦床的形成通常發(fā)生在構(gòu)造周期的開始或結(jié)束(Gong,2016);幾乎所有的大型蒸發(fā)巖礦床都沉淀在封閉或半封閉的盆地中(Warren,2010);被動(dòng)大陸邊緣穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境為蒸發(fā)巖的形成提供了長期穩(wěn)定的條件和充足的空間(Fenquan Xie et al,2021);
二是干燥炎熱的氣候條件:古氣候條件在蒸發(fā)巖的形成中發(fā)揮了關(guān)鍵作用(Liu et al.,2010,2015,2016),蒸發(fā)巖通常沉積在干旱氣候條件下,含溶質(zhì)水的凈流入蒸發(fā)率高(Keskin et al.,2017;Yin & Li,2022),持續(xù)的氣候干旱,有利于鹽湖發(fā)育和鹵水的持續(xù)蒸發(fā)和濃縮;
三是豐富的物質(zhì)來源:海水、陸源物質(zhì)、火山作用或巖漿作用、天然熱水溶液(涉及高溫,豐富的熱流和沸騰的泉水)和深部鹵水是蒸發(fā)巖形成的重要物質(zhì)來源(Wang et al.,2013)。通過地幔上升流和能量積累,裂谷過程和相關(guān)的火山活動(dòng)可能通過來自上地幔和深部地殼的熱液和鹽水流體的出現(xiàn)產(chǎn)生豐富的物質(zhì)來源(Xie et al.,2019)。
沉積型石膏、硬石膏礦床是我國最主要的礦床類型,現(xiàn)有的最具工業(yè)意義的石膏礦床都屬于沉積型礦床。這類礦床在我國時(shí)空分布廣,礦體厚度大,礦石質(zhì)量好,多分布在現(xiàn)代或古代的低緯度地區(qū)。早中寒武世,中奧陶世,早石炭世,早中三疊世,早中三疊世,白堊紀(jì)-早第三世構(gòu)成了重要的石膏礦床—沉積類型礦床(化志新,2018),其成礦特征及空間展布特征顯著。根據(jù)沉積環(huán)境的不同,沉積型石膏、硬石膏礦床可以劃分為:海相沉積石膏礦床和湖相沉積石膏礦床。海相沉積型礦床多發(fā)生在早、中三疊世之前,而從侏羅紀(jì)至第四紀(jì)則以湖相沉積礦床為主。表 3 列舉了中國部分特大型、大型沉積石膏礦床的時(shí)空分布。
3.1.1 海相沉積型石膏礦床
海相沉積型石膏礦床常出現(xiàn)在瀉湖、海岸薩布哈、潮上帶、潮間帶和潮下帶,成礦物質(zhì)除來源于海水外,還與島弧、海***山噴發(fā)產(chǎn)生的熱鹵水、生物死亡后產(chǎn)生的硫化氫、陸源物質(zhì)的供應(yīng)及古陸的位置等因素密切相關(guān)(陳國芳和謝飛躍,2007;劉棋勇,2014)。
一般在封閉的沉積盆地內(nèi),有礁或其它自然屏障與大洋隔開的局限海或?yàn)a湖環(huán)境,海水蒸發(fā)后留下飽和鹽水,各種礦物質(zhì)按其溶解度可從鹽水中依次析出沉淀:首先是碳酸鹽,其次是石膏(一種硫酸鈣),然后是石鹽(氯化鈉),最后是帶苦味的鎂鹽渣和鉀鹽渣(圖 6)。
我國海相石膏礦主要產(chǎn)于中、下三疊世、下石炭世、中奧陶世和下寒武世(鄭濤,2013)。三疊系海積石膏礦床是最年輕的,其沉積、成巖、后生變化等過程的地質(zhì)特征保存得相對(duì)完好一些(陶維屏,1983)。華北中奧陶統(tǒng)為一套海相碳酸鹽巖沉積,石膏礦床廣泛分布于華北中部地區(qū),它們遍及山西和河北的中南部、山東西部、陜西東部及河南北端(薛平,1985)。東北地區(qū)的石膏主要賦存于下寒武統(tǒng),主要分布于遼寧東部和吉林南部,中分別產(chǎn)于吉林的東熱、灣溝、下四平-渾江、撫松地區(qū)和遼寧的遼陽-本溪地區(qū)(鄭濤和文燦國,2013)。西北祁連山地區(qū)的石膏賦存于下石炭統(tǒng),集中于西段疏勒南山城墻溝組上部及東段天祝、景泰一帶下石炭統(tǒng)前黑山組(甘肅地質(zhì),1987)。由于洋殼進(jìn)行擴(kuò)張和板塊的移動(dòng),早石炭世早期古特提斯海水經(jīng)塔里木板塊將祁連的邊緣活動(dòng)帶淹沒,這一過程在祁連的邊緣活動(dòng)帶造成了膏鹽坪的形成(關(guān)紹曾等,1996)。長江流域主要賦存于下、中三疊統(tǒng)(薛武,1986),該地區(qū)三疊系的石膏資源極為豐富,且分布范圍極為廣闊,由西而東,即川東,鄂,湘西北部,皖南,蘇南(白壽昌,1984)。川東地區(qū),系指華瑩山及其以東四川盆地東部的范圍,是我國南方膏鹽礦的重要產(chǎn)區(qū)(徐興國和熊昌銓,1987)。從寒武紀(jì)到三疊紀(jì)石膏礦床的分布位置自北向南推移,分布面積也越來越廣。海相沉積型石膏礦床主要產(chǎn)地有四川渠縣、江蘇南京、山西太原、甘肅天祝、遼寧遼陽、陜西西鄉(xiāng)等地。
3.1.2 湖相沉積型石膏礦床
地史上陸相蒸發(fā)巖的形成環(huán)境與第四紀(jì)陸相蒸發(fā)巖環(huán)境類似,主要形成于水文地理?xiàng)l件相對(duì)封閉(一般是內(nèi)流環(huán)境)的山間盆地及沙漠邊緣地區(qū),盆地海拔一般高于海平面。
全球大型陸相蒸發(fā)巖大多形成于始新世到更新世時(shí)期,新近紀(jì)冰期環(huán)境下雨季和旱季交替為大型陸相蒸發(fā)巖的形成創(chuàng)造了有利條件。
陸相蒸發(fā)環(huán)境包括陸內(nèi)薩布哈與湖泊。成巖鹵水來源復(fù)雜,有殘留海水、大氣降水、河流匯入、深源補(bǔ)給等(Warren,2016)。物質(zhì)來源有大陸風(fēng)化產(chǎn)物、深部來源及局部短暫海水,古構(gòu)造為盆內(nèi)次級(jí)斷塊分隔及多級(jí)盆地組成,古氣候多為半干旱、間有短暫潮濕。
湖相沉積過程中,斷裂起重要的溝通和補(bǔ)給作用,斷裂構(gòu)造的活動(dòng)及其發(fā)展決定含膏盆地的發(fā)生、發(fā)展和石膏的形成。北北東向的郯廬、銀昆和大興安嶺-太行山-雪峰斷裂是控制成膏斷陷湖盆形成的主要原因。這三條斷裂帶與次級(jí)斷裂交匯形成的陸內(nèi)裂谷對(duì)我國東部地區(qū)白堊-古近紀(jì)鹽沉積起著重要的作用。在郯廬斷裂以西,有大汶口、棗莊、定遠(yuǎn)、衡陽等含膏盆地;銀昆斷裂帶有杭錦、同心、大邑、紅河等含膏盆地;大興安嶺-太行山-雪峰斷裂斷層帶內(nèi)有三門峽、泌陽、棗陽、余慶、黃平等含膏盆地(化志新,2018)。
我國湖相沉積石膏礦床賦存于三疊系下、中統(tǒng)、白堊系和古近系(葉立鑫,1980),以大、中型為主。湖相沉積石膏礦床明顯受到層位的控制,以白堊-老第三系地層中賦存的石膏最具有工業(yè)意義,其分布范圍幾乎遍及全國,較為集中的是我國東部地區(qū)和西北地區(qū)(薛武,1986)。山東大汶口盆地的石膏礦床是早第三世石膏礦床的一個(gè)重要賦存區(qū)(王艷婷等,2014),盆地內(nèi)石膏分布面積約 204km2,蘊(yùn)藏著豐富的石膏礦產(chǎn)資源,其經(jīng)濟(jì)價(jià)值為 667.42 億 t,資源儲(chǔ)量位居全國首位(秦守萍等,2008)。寧夏地區(qū)晚漸新世清水營組產(chǎn)出的湖相沉積石膏,發(fā)育于寧夏中南部的同心-海原成礦區(qū)(含賀家口子、泥溝等大型礦床)和寧夏以東的鹽池成礦區(qū)(含侯家河、陳家圈、石記場等大型礦床)(馬智強(qiáng),2000)。
3.1.3 典型礦床
(1)東京陵石膏礦床
東京陵石膏礦為遼寧省遼寧市的燈塔市羅大臺(tái)鎮(zhèn)及遼陽市太子河區(qū)東陵鎮(zhèn)所轄(裴永萬,2010),西南方向距遼陽市 7km(直距),東北方向距燈塔市 13km(直距),本區(qū)的大地構(gòu)造位置屬中朝準(zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ)、膠遼臺(tái)隆(Ⅱ)、太子河-渾江臺(tái)陷(Ⅲ)、遼寧-本溪凹陷(Ⅳ)(宋春振,2009)。該礦區(qū)下寒武統(tǒng)饅頭組和堿廠組上部為含礦帶,儲(chǔ)量較大,具有較好的品位,預(yù)測出的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(333)為 10651 萬 t。礦區(qū)共為五個(gè)膏組(層),其中Ⅱ、Ⅲ膏組因不符合工業(yè)指標(biāo)要求而不具意義,I 膏組和Ⅳ膏組都賦存于饅頭組白云質(zhì)泥巖下,Ⅴ膏組賦存于堿廠組上部(吳贇,2019),Ⅳ膏組共有三層礦達(dá)到可采標(biāo)準(zhǔn),Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ膏組介紹如下(表 4)。震旦紀(jì)以來本區(qū)長期沉降,堿廠期末,濱海瀉湖海水漸趨濃縮,鹽類濃度增高,分異并沉積了部分石膏、硬石膏,是該區(qū)下寒武紀(jì)最早的蒸發(fā)巖段(裴永萬和蘆杰,2007)。在饅頭期,基底升降運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,氣候炎熱,蒸發(fā)量較大,沉積了陸源紅層為代表的海退式沉積序列。幾乎所有的石膏層都被白云石-石膏或磚紅色白云質(zhì)泥巖巖性序列所控制(宋春振,2009)。礦石的原生結(jié)構(gòu)為纖維狀結(jié)構(gòu)和隱晶結(jié)構(gòu),均勻狀構(gòu)造。次生結(jié)構(gòu)則有鱗片、粒狀、斑狀變晶結(jié)構(gòu),以及纖維粒狀變晶結(jié)構(gòu)等,角礫狀構(gòu)造,局部見混合型構(gòu)造(吳贇,2019)。
(2)山東大汶口盆地石膏礦床
山東大汶口盆地是該時(shí)期第三紀(jì)早期著名的湖相蒸發(fā)巖沉積盆地,也是山東地區(qū)西部最大的沉積賦礦盆地(朱忠德,1988)。大汶口盆地向東有汶東凹陷、蒙陰凹陷、泰萊凹陷與之相連通(圖 7)。盆地?fù)碛写罅康恼舭l(fā)巖型礦物,如石膏、鉀鹽和自然硫等(謝麗麗等,2023)。目前,已探明石膏資源量達(dá) 151億 t,鉀鹽 900萬噸(王自具等,2003;朱猛,2015;石厚禮,2016)。在大汶口盆地中,石膏礦層主要賦存于古近系官莊群大汶口組中段中,該地層為一套河湖相碎屑巖-化學(xué)巖-碎屑巖沉積(郝瑞娥,2023),在膏鹽相區(qū)中發(fā)育,總體上呈橢圓形,從東到東南較為開闊,面積約 204km2,占盆地總面積的 64%(王自具等,2003)。巖性為石膏夾泥灰?guī)r、泥巖、頁巖。礦石礦物主要為石膏、硬石膏,脈石礦物主要為方解石、黏土質(zhì)礦物,極少量的石英及微量黃鐵礦等(郝瑞娥等,2023)。
3.2 后生型石膏、硬石膏礦床
后生型石膏、硬石膏礦床是因原生礦體被溶解或隨石灰?guī)r的次生改變之后,運(yùn)移、沉積、充填于含礦巖層的裂隙或洞穴中形成(呂憲河,2011),主要分布于我國廣西、湖北、云南、湖南、貴州等地。按其充填形式可以分為層間裂隙、斜交層理和洞穴充填。
3.2.1 層間裂隙充填型
層間裂隙充填型石膏礦床的形成與地層中的裂隙發(fā)育程度密切相關(guān)。在沉積作用和構(gòu)造作用的共同影響下,石灰?guī)r等含鈣巖石層內(nèi)會(huì)發(fā)育出一系列不同方向和規(guī)模的裂隙。這些裂隙使得富含硫酸鹽的流體能夠在巖層間遷移(Machel H G, 1985)。當(dāng)這些流體遇到還原條件或其他化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)時(shí),便會(huì)析出石膏等礦物,逐漸充填在這些裂隙中。
層間裂隙充填型石膏礦床在地質(zhì)特征上表現(xiàn)為與巖層平行的礦體分布。礦體一般呈薄層狀、透鏡狀或不規(guī)則狀,石膏形態(tài)從粗大的板狀、柱狀晶體到細(xì)小的針狀、纖維狀晶體。
石膏賦存層位為古近系,礦石類型為纖維石膏,礦物組合為纖維石膏、粘土礦物、石英等。
其中優(yōu)質(zhì)纖維石膏主要分布在湖北應(yīng)城、荊門,湖南衡陽,廣東興寧,廣西欽州等地,儲(chǔ)量較少,僅占全國天然石膏總量的百分之幾,層間裂隙充填石膏礦床以大、中型為主,如湖北應(yīng)城云夢(mèng)石膏礦。
3.2.2 斜交層理裂隙充填型
斜交層理裂隙充填型石膏礦床的形成與構(gòu)造應(yīng)力場的作用有著密切的關(guān)系。在地層受到不同方向的應(yīng)力作用時(shí),容易在巖石中形成斜交于層理的裂隙系統(tǒng)。這些裂隙系統(tǒng)使得礦化流體能夠在不同的地質(zhì)層面上進(jìn)行遷移和沉淀。當(dāng)含硫酸鹽的礦化流體沿著這些斜交裂隙運(yùn)移時(shí),由于地層中的化學(xué)反應(yīng)或者物理?xiàng)l件的變化,導(dǎo)致石膏等硫酸鹽礦物的沉淀。
這些礦物隨后充填在裂隙中,形成了斜交層理裂隙充填型的礦床。這類石膏礦體賦存于古近系地層中,礦床規(guī)模多為礦點(diǎn),如貴州黃平舊州紅梅。
3.2.3 洞穴充填型
洞穴充填型石膏礦床的形成與巖溶作用密切相關(guān)。在石灰?guī)r地區(qū),由于地下水的溶蝕作用,常常會(huì)在巖石中形成大小不一的洞穴。這些洞穴為礦化流體提供了存儲(chǔ)空間,并在特定的地質(zhì)條件下,導(dǎo)致石膏等硫酸鹽礦物在洞穴中沉淀,從而形成洞穴充填型礦床(Kirkland D W, 1982)。
洞穴充填型石膏礦床通常表現(xiàn)為在洞穴內(nèi)壁或底部沉積的礦物充填層(Galdenzi S &Maruoka T, 2003)。礦物層可能呈層狀、透鏡狀或不規(guī)則狀,礦床的規(guī)模通常較小,但由于洞穴內(nèi)部空間的封閉性,礦物充填往往較為密集,礦床品位相對(duì)較高。石膏的形態(tài)有晶體簇、纖維狀、粉狀等。石膏賦存層位為寒武系上統(tǒng),礦床規(guī)模多為礦點(diǎn),如貴州綏陽雙河。
3.2.4 典型礦床
(1)云應(yīng)盆地纖維石膏礦
云應(yīng)盆地是白堊紀(jì)以來,受襄(樊)-廣(濟(jì))斷裂帶活動(dòng)形成的箕狀斷陷-斷拗盆地。纖維石膏層脈主要賦礦層位為古近紀(jì)始新世膏鹽組下含硬石膏巖段,分為上、下兩個(gè)含礦層。白色纖維石膏因次生水化作用而富集成層,并以薄層群賦存,單層厚度數(shù)厘米至十幾厘米,個(gè)別厚達(dá) 20 厘米。原生礦物為硬石膏和部分泥質(zhì)石膏(朱德軍,1980)。云應(yīng)地區(qū)同后生沉積纖維石膏層脈礦床的成因(圖 8)模式圖如下。纖維狀石膏呈乳白色,有時(shí)略帶淡紅,纖維結(jié)構(gòu),纖維近垂直裂隙壁。脈狀、網(wǎng)脈、放射狀、薄層狀、層狀構(gòu)造。脈體的形成離不開物質(zhì)基礎(chǔ)、成脈空間、熱液運(yùn)移及充填沉淀結(jié)晶機(jī)制(方明等,2022)。
(2)貴州綏陽雙河洞石膏晶洞
貴州綏陽雙河洞探測長度為 257.4km,有 34 個(gè)洞口,是中國已探明的最長洞(羅書文等,2019)。石膏晶洞為雙河洞系的一支洞,石膏類洞穴次生化學(xué)沉積物分布于石膏晶洞內(nèi),呈現(xiàn)多種形態(tài),在洞穴內(nèi)分布極為廣泛,范圍較大,整體純凈透亮,極其罕見,也異于其他的地區(qū)的石膏洞,洞穴內(nèi)不可觸摸易碎掉落。石膏晶洞位于皮硝洞內(nèi)皮硝洞東南側(cè)的支洞,洞道相對(duì)密閉,溶洞中含有大量的石膏,由大量的淋濾次生形成,構(gòu)成石膏體(張紹云等,2017),其中約 800 米長的洞頂和洞壁上覆有石膏層,石膏沉積類型多樣,如石膏、石筍、石鐘乳、石柱和石膏卷曲石等。該礦體主要主要在溶洞底部堆積層中富集,受溶洞底板所限,礦體厚度從 0-0.53 米不等,最厚可以達(dá) 3.45m,礦體延長 40~150m,寬度10~20m 不等。石膏礦石類型主要為致密狀、土狀,其次為皮殼狀,雪花狀和纖維狀的較為少見。
3.3 熱液交代型石膏、硬石膏礦床
熱液交代型石膏礦床主要由內(nèi)生作用形成,是巖體中的硫化物和圍巖中的硫酸鹽發(fā)生熱液交代作用時(shí),因?yàn)橛袩崴吞烊唤邓膮⑴c,故而形成晶質(zhì)石膏及硬石膏(彭大明,1996)。物質(zhì)來源于深部巖漿和鹵水,與內(nèi)生金屬礦床緊密共生,在我國主要分布于長江中下游地區(qū)。石膏的分布受斷裂構(gòu)造、含鈣質(zhì)的圍巖和含有金屬硫化物的侵入體及其熱液等三個(gè)條件的綜合控制(圖 9)。根據(jù)賦存的位置可以將其分成與中性侵入巖和與中性噴出巖有關(guān)的石膏、硬石膏礦床。
3.3.1 與中性侵入巖有關(guān)的石膏、硬石膏礦床
礦床形成與深部巖漿侵入體有關(guān),在巖漿侵入過程中,高溫的巖漿體可以提供大量的熱量和礦化元素。由于巖漿冷卻過程中會(huì)釋放出熱液流體,這些流體富含各種礦化元素,包括硫酸鹽。當(dāng)這些熱液流體在地殼中上升、遷移和冷卻時(shí),它們會(huì)與圍巖發(fā)生交代作用,導(dǎo)致硫酸鹽與圍巖中的鈣離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成石膏。由于侵入巖通常在較深的地殼層次形成,與之相關(guān)的石膏礦床可能會(huì)在深部裂隙充填形成,或者在侵入巖體的接觸帶附近形成。這些石膏礦床可能與其他類型的礦床,如斑巖型銅礦床、鉬礦床等共生。石膏賦存層位為三疊系下統(tǒng)燕山期中性巖漿侵入地層中,礦體沿接觸帶產(chǎn)出,礦體常呈透鏡狀(呂憲河等,2011);礦床規(guī)模為中、小型,典型礦床有湖北鄂城程潮,湖北大冶金山店張敬簡。
3.3.2 與中性噴出巖有關(guān)的石膏、硬石膏礦床
礦床形成與火山活動(dòng)有關(guān),通常形成于島弧或其他構(gòu)造環(huán)境下,中性噴出巖可能與地?zé)嵯到y(tǒng)有關(guān),這些地?zé)嵯到y(tǒng)可以產(chǎn)生大量的熱液流體。這些流體可能沿著火山管道、裂隙或斷層上升,并在較淺的地殼層次與圍巖發(fā)生交代,形成石膏礦床。石膏賦存層位為燕山期初期(對(duì)應(yīng)于侏羅紀(jì)地層)的中性噴出巖,礦床規(guī)模以小型為主,典型礦床有安徽馬鞍山市向山,安徽盧江羅河。
3.3.3 典型礦床
(1)鄂城程潮礦區(qū)
程潮礦區(qū)位于湖北省鄂州,處于丘陵地帶,山脊線與構(gòu)造線方向基本一致,呈北西西-南東東方向延伸,地勢總體趨勢是東北高、西南低(鄧洋洋等,2019)。礦區(qū)巖漿活動(dòng)極為強(qiáng)烈,以燕山期巖漿活動(dòng)為主,嚴(yán)格受印支—燕山運(yùn)動(dòng)所形成的構(gòu)造格局控制。其中活動(dòng)時(shí)期以燕山晚期為主,燕山晚期巖漿活動(dòng)又主要發(fā)生在凹陷帶中。程潮鐵礦及其外圍鐵礦床的形成與區(qū)域地層、構(gòu)造及巖漿巖侵入作用有著十分密切關(guān)系。本區(qū)的硬石膏礦屬巖漿期后中低溫?zé)嵋撼涮罱淮悾S麗梅等,2021)。礦體下盤圍巖為花崗巖,上盤近礦體圍巖為閃長巖。介于上、下盤圍巖是角巖和大理巖組成的變質(zhì)巖帶。鄂州市石膏礦主要與程潮鐵礦伴生,現(xiàn)已探明硬石膏礦儲(chǔ)量為 3752 萬噸。區(qū)內(nèi)主要礦產(chǎn)為硬石膏巖和鐵礦,均呈脈狀、透鏡體狀分布于花崗巖與大理巖接觸帶、花崗巖與角巖接觸帶、閃長巖與花崗巖接觸帶附近。礦區(qū)典型剖面如圖 10 所示(宋許根等,2018)
硬石膏礦主要發(fā)育于礦區(qū)的西段,已知的 13 個(gè)較大礦體中,又以 1 號(hào)、6 號(hào)、7 號(hào)、9號(hào)及 10 號(hào)等五個(gè)礦體規(guī)模較大,是共生硬石膏的主體(見表 6)。
4 石膏應(yīng)用
4.1 主要用途
石膏是一種用途廣泛的工業(yè)材料和建筑材料。可用于水泥緩凝劑、石膏建筑制品、模型制作、醫(yī)用食品添加劑、硫酸生產(chǎn)、紙張?zhí)盍稀⒂推崽盍系取?/p>
石膏主要應(yīng)用于建材行業(yè),是制造水泥、混凝土等建筑材料的原料之一。石膏可用于生產(chǎn)建筑石膏,石膏板和砌塊(Jia et al.,2021;Sultana et al.,2022)。它具有能耗低、性價(jià)比高、耐火性好、隔熱隔音高效等優(yōu)點(diǎn)(Fantilli et al.,2021;Li et al.,2023),在適當(dāng)?shù)闹苽溥^程中可循環(huán)利用。石膏具有很低的導(dǎo)熱率和良好的膠結(jié)性,在水泥工業(yè)中作為緩凝劑和重要的水泥添加劑,有效地控制凝固時(shí)間,防止快速凝固,同時(shí)還可以改善強(qiáng)度和抗凍性。在化學(xué)工業(yè)中可以用來制作硫酸、硫酸銨化肥原料。
在醫(yī)學(xué)方面,石膏對(duì)體溫調(diào)節(jié)中樞和發(fā)汗中樞有一定的抑制作用,因此可以作為解熱藥用,徐富業(yè)教授(黃彬,2005)應(yīng)用石膏治療外感高熱經(jīng)驗(yàn)擷要中就有使用石膏治療外感高熱的案例。石膏也具有鎮(zhèn)痙、抗?jié)B、抗過敏、抗炎的作用。因石膏具有良好的膠凝性,還常用于骨科治療的固定材料(楊輝,2022)。石膏及其制品的微孔結(jié)構(gòu)和加熱脫水的特性,使得它具有良好的隔音、保溫、防火等特性。這在建筑和生物醫(yī)學(xué)用途中尤其廣泛,例如,作為絕緣板和骨植入物(Gao K,2021)。
在裝飾方面也用途廣泛,它具有防火、防潮、隔音、隔熱、抗老化、防蛀、防腐、輕質(zhì)高強(qiáng)等性能,產(chǎn)品光亮潔白,包括高強(qiáng)、防潮、吸音、防輻射。防火又具有環(huán)保功能的石膏裝飾板、石膏線條、燈盤、門柱、門窗拱眉等裝飾制品。石膏在造紙、橡膠、油漆、塑料、紡織、化工工業(yè)中用作填料。在生活上用作制豆腐的添加劑,其它用做粉筆、雕塑、美術(shù)工藝品等。
在農(nóng)業(yè)上,被用作肥料、脫鹽劑和土壤 pH校正劑。當(dāng)用作土壤改良劑時(shí),石膏和硬石膏可以產(chǎn)生有益的效果。它們降低含鹽土壤的鹽度,改善粘土的滲透性,并提供硫、鈣和催化支持,從而減少肥料的使用,最大限度地提高作物生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。在工業(yè)模具方面,石膏可以用作精密制造模具、金銀飾品及鋁合金模具,飛機(jī)、汽車、機(jī)床工業(yè)中高標(biāo)準(zhǔn)的模具和日用陶瓷模具、高級(jí)衛(wèi)生陶瓷模具(李逸晨,2019)。
加強(qiáng)石膏深加工工藝及其產(chǎn)品的應(yīng)用能緩解我國石膏開發(fā)利用程度低的問題,石膏深加工產(chǎn)品有超高強(qiáng)石膏、石膏超細(xì)粉和硫酸鈣晶須等(韓躍新,1998)。超高強(qiáng)石膏材料主要應(yīng)用于石膏陶瓷母模、精密鑄造、工藝美術(shù)品和玩具制造、永久建筑模板、裝飾板、隔離板以及塑料制品的吸塑模具等方面(李愛玲,2004;張凡凡等,2017;段慶奎等,2001)。
硫酸鈣晶須大規(guī)模應(yīng)用到橡膠、塑料、催化劑以及耐磨材料中,顯著提高材料的抗張強(qiáng)度和彈性模量(牛小超等,2022),也能代替石棉(石棉毒性大)用于摩擦材料、建筑材料、密封材料、保溫材料等方面。石膏超細(xì)粉可作塑料和橡膠的填料,改善高聚物的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性及變形性,也可作為造紙的白色涂料,改善紙張質(zhì)量。
4.2 工業(yè)副產(chǎn)石膏應(yīng)用
對(duì)工業(yè)副產(chǎn)石膏綜合利用不僅可以節(jié)約用于填埋的土地資源,有效控制二次污染,也使資源得到了充分的利用。我國對(duì)于工業(yè)副產(chǎn)石膏利用研究起步較晚,且多為低端利用,低于國際上歐美、日本等地區(qū)的石膏利用率。對(duì)工業(yè)石膏資源利用化提供了更高的要求。
工業(yè)副產(chǎn)石膏包括脫硫石膏、磷石膏、鈦石膏、氟石膏、檸檬石膏等,其中脫硫石膏和磷石膏產(chǎn)量占工業(yè)副產(chǎn)石膏總產(chǎn)量的 80%以上。以下主要介紹磷石膏和脫硫石膏的應(yīng)用。
磷石膏約占工業(yè)副產(chǎn)石膏總產(chǎn)量的 40%,是工業(yè)副產(chǎn)石膏回收處理的重點(diǎn)。2022 年我國磷石膏產(chǎn)量約為 75.1Mt,綜合利用量為 36Mt,綜合利用率為 47.9%,從 2010-2022 年我國磷石膏產(chǎn)量、利用情況及預(yù)測圖(圖 11)可以看出由于近年來我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)和環(huán)保政策的影響下,綜合利用率有了一定的增長(李逸晨,2019)。Zhou et al(2020)進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究,旨在僅使用磷石膏作為原料生產(chǎn)紙和無纖維石膏板。最終的石膏板具有高的本體密度和高的機(jī)械強(qiáng)度,有潛力成為一種具有良好防火性、成本效益、環(huán)保性的新型墻體材料。Mesic et al(2016)發(fā)現(xiàn) PG 對(duì)土壤、水和植物具有有益的影響。Xiao et al(2022)針對(duì)如何從磷石膏中回收石膏進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,從磷石膏中可以得到純度為 99%的石膏,CaSO4·2H2O 的回收率達(dá)到 80%,白度為 37.05。該石膏可作為生產(chǎn) α-半水高強(qiáng)石膏或β-半水建筑石膏的優(yōu)質(zhì)原料。
根據(jù) 2010-2019 脫硫石膏產(chǎn)量和利用情況圖(圖 12),我們可以知道自從 2013 年以來我國脫硫石膏利用率一直在 75%以上,2018 年產(chǎn)量為 72Mt,利用量為 57.9Mt,利用率為近十年來最高的一年,為 80.5%,2019 年產(chǎn)量為 71.5Mt,利用量為 54.4Mt,利用率為76.1%。作為輔助材料或代替天然石膏,可廣泛用于混凝土、防水材料、水泥緩凝劑、墻體、膠凝材料、路基回填等(Sen Liu,2021;Pedreno-Rojas et al.,2020)。脫硫石膏與天然石膏在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和礦物組成方面都相近,脫硫石膏能夠代替天然石膏用作水泥緩凝劑,適宜摻量可提高水泥的抗壓、抗折強(qiáng)度(郭大江,2010)。脫硫石膏最重要的特性之一是其高純度。脫硫石膏的純度通常超過 90%天然石膏,雜質(zhì)極少。這種高純度使得脫硫石膏非常適合用于各種制造工藝,例如水泥和墻板的生產(chǎn)(Maiti et al.,2023)。它可以用于農(nóng)業(yè)和土壤,作為優(yōu)質(zhì)硫和鈣資源的來源,有利于提高植物產(chǎn)量(Tao et al.,2019)和改善土壤鹽度(Wang et al.,2021)。利用煙氣脫硫石膏合成高附加值材料也是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。主要合成材料有 α-半水石膏二水合物、碳酸鈣、吸附材料和復(fù)合材料(Wang etal.,2019;Wang et al.,2020;Yang et al.,2019)。合成材料是實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫石膏高值利用的有效途徑。但大多處于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模,工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小,因此無法實(shí)現(xiàn)脫硫石膏的大規(guī)模利用(Sen Liu,2021)。
5 石膏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及找礦利用前景
5.1 石膏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
2022年,中國石膏進(jìn)口金額為5859.43萬美元,出口金額為3071.72萬美元。根據(jù)2016-2022 年海關(guān)總署石膏進(jìn)出口相關(guān)數(shù)據(jù)圖(圖 13),中國石膏產(chǎn)業(yè)進(jìn)口量大致呈上升趨勢,出口量大致呈下降趨勢,持續(xù)處于貿(mào)易逆差狀態(tài),表明我國生產(chǎn)的石膏基本為國內(nèi)所用。說明我國對(duì)石膏的需求量在增大,而且對(duì)外依存度也在增加,因此,要進(jìn)一步加大找礦力度。
近幾年來,隨著石膏生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,到 2020 年末,已有 47.8 億平方米的石膏板生產(chǎn)規(guī)模。另外,公司在石膏產(chǎn)業(yè)上的布局也在加快,石膏的生產(chǎn)項(xiàng)目也在陸續(xù)投產(chǎn)。貴州磷化集團(tuán)開迪綠色建筑材料有限公司生產(chǎn)的無水石膏項(xiàng)目于 2021 年 6 月 29 號(hào)正式投產(chǎn)。年生產(chǎn)無水石膏 30 萬噸,年消耗 42 萬噸磷石膏。隨著石膏生產(chǎn)項(xiàng)目的增多,不僅會(huì)對(duì)天然石膏的需求量增加,也會(huì)促使工業(yè)副產(chǎn)石膏不斷提升利用率,但是工業(yè)石膏本身存在的問題暫時(shí)無法解決,因此更需要對(duì)天然石膏進(jìn)行合理利用。
5.2 沉積型礦床找礦利用前景
沉積型石膏礦床在我國占比較大,也是最具工業(yè)價(jià)值的一類礦床,并且其他類型石膏礦床工業(yè)利用價(jià)值不大,所以,本文僅對(duì)沉積型石膏礦床進(jìn)行找礦利用前景分析。沉積型石膏礦床形成條件主要有:(1)處于封閉、半封閉盆地中;(2)干旱、半干旱的氣候條件;(3)充足的物質(zhì)來源。根據(jù)上述資源特征的基礎(chǔ)上預(yù)測中國石膏礦的找礦遠(yuǎn)景。我國石膏礦床分布十分廣泛,海相沉積型石膏、硬石膏礦床主要分布于遼吉地區(qū)、華北地區(qū)、西北祁連山地區(qū)以及新疆、西藏、四川、云南、湖北、湖南、安徽、江蘇及貴州、陜西等省;湖相石膏、硬石膏礦床主要分布于東部地區(qū)和西北地區(qū),分布于山東、內(nèi)蒙古、河北等省區(qū),受裂谷附近的斷陷盆地控制,產(chǎn)于古近系-新近系雜色碎屑巖含膏建造中(覃志安和李俊建,2005)。勘查工作已發(fā)現(xiàn)的特大型、大中型礦床主要位于祁連成礦帶、天山-北山成礦帶、西昆侖-阿爾金成礦帶、晉冀成礦區(qū)、上揚(yáng)子?xùn)|緣、西緣成礦帶、長江中下游成礦帶,主要分布于山東、湖北、安徽以及湖南。其中,大部分山東石膏礦產(chǎn)出于寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)和古近紀(jì),又以古近紀(jì)石膏礦石質(zhì)量最好,古近紀(jì)的含膏盆地多被開發(fā)利用,主要礦物是石膏,少見硬石膏。山東地區(qū)侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)為陸相干旱氣候,至始新世早期,干旱氣候加劇,成礦物質(zhì)不斷沉淀。晚白堊世以來,魯西地區(qū)以斷塊隆起為主,兼有隆中有陷,形成一系列內(nèi)陸斷陷盆地。盆地內(nèi)部沉積構(gòu)造作用下,形成次一級(jí)洼地,為礦床沉積提供良好條件。因此,從成礦時(shí)代、氣候、構(gòu)造條件角度分析,在山東,古近紀(jì)的內(nèi)陸斷陷盆地是尋找湖相沉積礦床的遠(yuǎn)景區(qū)。
海相碳酸鹽巖型石膏礦床的生成嚴(yán)格地受控于地質(zhì)構(gòu)造(肖丙建等,2010)。中奧陶世時(shí)山西地區(qū)處于陸緣海環(huán)境,曾多次發(fā)生自北而南的海侵。當(dāng)海水退卻時(shí),西南部的潮上帶處于干燥炎熱環(huán)境,形成了薩勃哈相的石膏沉積(陳國芳和謝飛躍,2007)。山西省西南部中奧陶紀(jì)的構(gòu)造凹陷地帶有利于石膏的尋找。在東北地區(qū)找礦中,凡下寒武統(tǒng)饅頭組與堿廠組地層發(fā)育,巖性以磚紅色白云質(zhì)泥巖、紫紅色泥質(zhì)白云巖、灰色含膏白云巖為主,斷裂與褶皺構(gòu)造不發(fā)育,且埋深較深的地區(qū)具有石膏找礦前景(吳贇,2019)。我國華北和東北南部寒武紀(jì)海區(qū)具塊體大而相對(duì)穩(wěn)定的陸表淺海邊緣臺(tái)地特征。成膏盆地大地構(gòu)造位置均處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)內(nèi)部拗陷區(qū),如遼東太子河復(fù)式向斜中的遼陽凹陷、本溪凹陷、大套峪凹陷、吉林渾江凹陷和柳海輝凹陷,以及具有成礦遠(yuǎn)景的遼西凹陷和遼南凹陷(羅大有,1985)。華北一些地區(qū)早寒武世饅頭組中,以及與太子河區(qū)堿廠組相當(dāng)?shù)膶游唬缰焐岸唇M(河南魯山、河南袁家莊)、猴家山組(蘇北徐州)中,也相繼發(fā)現(xiàn)了海相蒸發(fā)巖層,提供了尋找石膏的依據(jù)。長江中下游地區(qū)建南、利川、恩施、遠(yuǎn)安、蒲圻、黃石、貴池、南京無為和常州等 9 個(gè)膏盆,皆發(fā)現(xiàn)含膏層位,其共同特點(diǎn)是埋藏較淺,而厚度較大,質(zhì)量較佳。這些含膏盆地都是今后找礦的主要方向(白壽昌,1984)。湘中地區(qū)冷水江盆地、隆回盆地和雙峰盆地是有豐富儲(chǔ)量的石膏盆地(劉衛(wèi)紅等,1993)。
6 結(jié)論
(1) 我國石膏礦床(點(diǎn))分布在山東、湖南、湖北、四川和寧夏等地。其中山東石膏礦床分布數(shù)量最多。2022 年石膏保有儲(chǔ)量為 17.58 億,其中安徽最多,山東、四川、云南和湖北儲(chǔ)量也比較豐富。按其區(qū)域,華東地區(qū)儲(chǔ)量最高,華北地區(qū)石膏資源較缺乏。世界石膏礦床主要分布在二疊紀(jì)和三疊紀(jì)地層中。中國儲(chǔ)量位居第一,美國、巴西和加拿大儲(chǔ)量豐富。2022 年全球石膏礦山產(chǎn)量豐富國家有美國、伊朗、中國、阿曼以及西班牙。
(2) 根據(jù)石膏礦床成因,可以把石膏、硬石膏礦床可以分為沉積型、后生型和熱液交代型,其中沉積型最為重要,可以分為海相沉積型石膏礦床和湖相沉積型石膏礦床。沉積型石膏礦床受到氣候、物源和構(gòu)造決定。海相沉積礦床的形成年代為早、中三疊世及之前,從侏羅世至第四世多為湖相沉積礦床。
(3) 石膏應(yīng)用廣泛,在建筑、醫(yī)學(xué)、裝飾、化工、農(nóng)業(yè)和其他方面都有應(yīng)用,還可以加工為超高強(qiáng)材料,用作石膏晶須,制備超細(xì)粉,對(duì)工業(yè)副產(chǎn)石膏的應(yīng)用特別是磷石膏和煙氣脫硫石膏的應(yīng)用也有利于緩解我國優(yōu)質(zhì)石膏資源緊缺。
(4)特大型、大中型礦床主要分布于山東、湖北、安徽以及湖南,主要位于祁連成礦帶、天山-北山成礦帶、西昆侖-阿爾金成礦帶、晉冀成礦區(qū)、上揚(yáng)子?xùn)|緣、西緣成礦帶、長江中下游成礦帶。古近紀(jì)的內(nèi)陸斷陷盆地是尋找山東地區(qū)湖相沉積礦床的遠(yuǎn)景區(qū)。
轉(zhuǎn)載:中建研石膏產(chǎn)業(yè)分會(huì)















