浙江平陽黃施岙鈉長石巖特征和利用前景

葉澤富，袁 靜

（浙江省地質(zhì)勘查局第十一地質(zhì)大隊(duì)，浙江 溫州 325006）

【開發(fā)利用】

浙江平陽黃施岙鈉長石巖特征和利用前景

葉澤富，袁 靜

（浙江省地質(zhì)勘查局第十一地質(zhì)大隊(duì)，浙江 溫州 325006）

經(jīng)地質(zhì)詳查，平陽縣黃施岙鈉長石巖礦石資源量(332+333)達(dá)1 500萬t，屬大型礦床，但鈉長石巖的地質(zhì)勘查在浙江省尚屬首次，更缺乏對其應(yīng)用領(lǐng)域的研究資料。為了科學(xué)、合理地利用黃施岙鈉長石巖資源，首次對鈉長石巖特征和利用前景進(jìn)行了研究。綜合研究認(rèn)為黃施岙鈉長石巖是一種中鋁、高鈉的巖石，是浙江省新發(fā)現(xiàn)的一種節(jié)能型礦物原料，其在陶瓷原料、玻璃溶劑等方面有較大的利用前景。

鈉長石巖；巖石特征；利用前景；平陽縣黃施岙

浙江省非金屬礦產(chǎn)資源豐富，鈉長石巖(鈉長石Na2O·Al2O3·6SiO2)是浙江省新發(fā)現(xiàn)的一種節(jié)能型礦物原料。經(jīng)地質(zhì)詳查，平陽縣黃施岙鈉長石巖礦石資源量(332+333)達(dá)1 500萬t，屬大型礦床[1]。

浙江省陶瓷工業(yè)發(fā)達(dá)，其中80%的陶瓷企業(yè)集中在溫州，葉蠟石、高嶺土、伊利石等是溫州陶瓷加工的主要礦物原料。目前，除葉蠟石能基本自給以外，高嶺土、伊利石等已不能滿足本地原料市場的需求。鈉長石巖現(xiàn)已逐漸被當(dāng)?shù)靥沾善髽I(yè)所采用。黃施岙鈉長石巖礦床地處浙江省溫州市平陽縣山門地區(qū)，當(dāng)?shù)毓I(yè)落后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，現(xiàn)仍以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，礦業(yè)開發(fā)能成為地方新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。黃施岙礦區(qū)賦存有4種礦石類型，分別是：鈉長石巖、鉀鈉長石巖、低鈉鈉長石巖和高鐵鈉長石巖。其中鈉長石巖礦石資源量是區(qū)內(nèi)最主要的礦石自然類型，故本文的主要研究對象是鈉長石巖。該區(qū)鈉長石巖主要產(chǎn)出于朝川組第一巖性段第一亞段，成礦原巖為英安質(zhì)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、英安玢巖、流紋斑巖(見圖1)。由于鈉長石巖的地質(zhì)勘查在浙江省尚屬首次，更缺乏對其應(yīng)用領(lǐng)域的研究資料。為了科學(xué)、合理地利用黃施岙鈉長石巖資源，必須對其組成成分進(jìn)行研究，以確定開發(fā)利用的途徑。

圖1 黃施岙鈉長石巖

1 黃施岙鈉長石巖特征

1.1 一般物性特征

黃施岙鈉長石巖呈灰白—白色，摩氏硬度6～7，性脆，斷口較粗糙。巖石塊體密度一般為2.55～2.62g/cm3，平均2.59g/cm3。筆者通過系統(tǒng)地野外觀測，并采樣進(jìn)行巖石薄片顯微鏡鑒定。區(qū)內(nèi)鈉長石巖的原巖主要為英安質(zhì)含角礫晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋斑巖，常見變余含角礫凝灰結(jié)構(gòu)、變余熔結(jié)凝灰結(jié)構(gòu)、變余斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造、殘余流紋構(gòu)造、殘余假流紋構(gòu)造。層位歸屬下白堊統(tǒng)朝川組第一巖性段第一亞段，礦體圍巖主要為凝灰?guī)r、流紋斑巖等，兩者呈漸變接觸關(guān)系。

1.2 礦物成分

根據(jù)國土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心X-射線衍射分析成果，黃施岙鈉長石巖的主要礦物成分為鈉長石，次要礦物為石英、伊利石、綠泥石、黃鐵礦、絹云母(白云母)以及磁鐵礦等(見圖2)，微量礦物為方解石、赤鐵礦、磁黃鐵礦、鋯石、磷灰石、黃玉、白鈦礦、錫石、方鉛礦以及閃鋅礦等。鈉長石巖礦物成分與原巖類似，但是鈉長石、石英、黃鐵礦、伊利石等礦物含量增多。

圖2 鈉長石巖中鈉長石、石英綠泥石、伊利石礦物的X-射線衍射圖譜

1.3 化學(xué)成分

1.3.1 主要化學(xué)成分

筆者對區(qū)內(nèi)鈉長石巖進(jìn)行了系統(tǒng)采樣，并做基本化學(xué)分析，全礦床巖石的主要化學(xué)成分平均為(%)：SiO271.16、Al2O315.69、Na2O 7.51、K2O 0.64、Fe2O30.61、TiO20.32、LOI 0.80。巖石的主要化學(xué)成分為SiO2和Al2O3，分別占73.57%、16.22%；次為Na2O，占7.76%；其他組分的含量約占2.55%。巖石主要礦物成分為鈉長石，Na2O含量低于鈉長石的理論含量11.8%[2]。石英也是鈉長石巖的主要礦物，其SiO2/Na2O比值9.48，遠(yuǎn)高于其理論比值5.83。巖石中含有綠泥石、伊利石等其他含Al 、K礦物，其Al2O3/Na2O比值2.08，略低于其理論比值2.13。Fe2O3、TiO2為巖石之主要有害組分，F(xiàn)e、sTi主要賦存在黃鐵礦、磁鐵礦以及鈦鐵礦等礦物中。

礦區(qū)內(nèi)四個主礦體巖石主要化學(xué)成分平均值詳見表1。

表1 黃施岙鈉長石巖主要化學(xué)成分(%)

根據(jù)單樣分析結(jié)果(基本化學(xué)分析)統(tǒng)計，Na2O與SiO2、Fe2O3、TiO2、LOI變異趨勢不相關(guān)；Na2O、Al2O3之間的變異趨勢呈正相關(guān)，兩者呈同步增減(見圖3)；Na2O、K2O之間的變異趨勢呈平緩的負(fù)相關(guān)，兩者的含量增減關(guān)系是相反的。但是，上述主要氧化物之間的變化趨勢在不同礦體中表現(xiàn)不明顯，顯示硅化、鈉化及鉀化程度在不同地段的差異。

1.3.2 其他化學(xué)成分

根據(jù)組合分析結(jié)果，巖石其他化學(xué)成分(%)：CaO 0.58～0.86、MgO 0.71～1.06、FeO 0.09～0.17、SO30.01～0.06、P2O50.13～0.18、MnO 0.01～0.02、H2O-0.06～0.10，含量甚微，對鈉長石巖質(zhì)量影響較小。

圖3 鈉長石巖主要化學(xué)成分相關(guān)性變異趨勢

1.4 放射性水平

對黃施岙鈉長石巖進(jìn)行了放射性核素比活度測試，主要檢測設(shè)備及編號為FD3017(No1042)、GAD-6(No061)，具體檢測結(jié)果見表2。

從表2可知，黃施岙鈉長石巖屬國家A類裝修材料，使用范圍不受限制。

1.5 微量元素及稀土元素特征

筆者委托國土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心對黃施岙鈉長石巖進(jìn)行微量元素和稀土元素含量分析，測試結(jié)果見表3。從表3可知，鈉長石巖、鉀鈉長石巖與圍巖的相關(guān)微量元素Li、Nb、Ta、W、Zr、Hf、Be、Sn含量變化不明顯；鈉長石巖、鉀鈉長石巖中稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y的含量較圍巖普遍偏低，其中La、Ce、Nd偏低明顯。

表2 黃施岙鈉長石巖核素比活度測試結(jié)果

表3 黃施岙鈉長石巖相關(guān)微量元素、稀土元素含量

2 黃施岙鈉長石巖的利用前景

2.1 建陶原料

石英、高嶺土、葉蠟石和長石等是陶瓷制品傳統(tǒng)的主要礦物原料。長石在陶瓷坯體中的摻入量隨原料不同、產(chǎn)品的要求不同而異。長石在陶瓷坯體配料中主要作用是：在燒成前長石能起瘠性原料的作用，減少坯體的干燥收縮和變形，改善干燥性能，縮短干燥時間。在燒成時可作為熔劑降低燒成溫度，促使石英和高嶺土熔融，并在液相中互相擴(kuò)散滲透而加速莫來石的形成。熔融中生成的長石玻璃體充填于坯體的莫來石晶粒之間，減少空隙使坯體致密，從而提高其機(jī)械強(qiáng)度和介電性能。此外，長石玻璃的生成還能提高陶瓷制品的透光性。

筆者委托溫州西山聯(lián)合陶瓷有限公司對黃施岙鈉長石巖進(jìn)行了制陶試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。從表4可知，區(qū)內(nèi)鈉長石巖能夠用于生產(chǎn)拋光磚、外墻磚、地板磚等。因此，黃施岙鈉長石巖礦床的發(fā)現(xiàn)為溫州陶瓷企業(yè)提供了一處生產(chǎn)建陶產(chǎn)品的大型原料基地，可以作為新的資源儲備。

2.2 玻璃熔劑

長石是玻璃混合料的主要成分之一。長石含Al2O3高，鐵質(zhì)含量低，且比氧化鋁易熔，不但熔融溫度低而且熔融范圍寬，主要用來提高玻璃配料中的氧化鋁含量，降低玻璃生產(chǎn)中的熔融溫度和增加堿含量，以減少堿的用量。此外，長石熔融后變成玻璃的過程比較緩慢，結(jié)晶能力小，可以防止在玻璃形成過程中析出晶體而破壞制品。長石還可以用來調(diào)節(jié)玻璃的粘性。一般各種玻璃混合料用鉀長石或鈉長石。

表4 黃施岙鈉長石巖制陶試驗(yàn)結(jié)果

玻璃用長石的一般質(zhì)量要求是：Al2O3＞15%、Na2O+K2O＞10%、Fe2O3＜0.6%，黃施岙鈉長石巖作玻璃用的主要問題是Na2O偏低和Fe2O3偏高。采用自然沉淀法進(jìn)行除鐵試驗(yàn)，黃施岙鈉長石巖的Fe2O3能降低0.12%～0.29%(見表5)，可以滿足要求。而Na2O偏低的問題不能解決，只能與鉀長石搭配使用。區(qū)內(nèi)鈉長石巖的價格(50～100元/t)低廉，而目前市場上的鉀長石價格(300～500元/t)趨高，搭配使用能大大降低玻璃生產(chǎn)的成本。

表5 黃施岙礦區(qū)鈉長石巖礦石除鐵試驗(yàn)結(jié)果

2.3 填料

溫州制鞋工業(yè)發(fā)達(dá)，鞋革業(yè)是當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)之一。目前，越來越多的企業(yè)利用葉蠟石等礦物原料作為填充料。橡膠填料用葉蠟石的工業(yè)要求一般是：Al2O3≥15%，F(xiàn)e2O3＜1～1.5%，燒失量＜8%，水分＜0.5%，白度≥70，而對Na2O、K2O含量要求較低[3]。黃施岙鈉長石巖作填料用的主要問題是礦石硬度大于葉蠟石，生產(chǎn)成本較高。但是，溫州地區(qū)的葉蠟石資源緊缺，鈉長石巖作為填料用葉蠟石的替代資源是有潛力的。

3 結(jié)論

通過綜合研究，黃施岙鈉長石巖是一種中鋁、高鈉的巖石，是浙江省新發(fā)現(xiàn)的一種節(jié)能型礦物原料。其主要礦物為鈉長石、石英，次要礦物為綠泥石、伊利石等。經(jīng)放射性核素比活度測試，黃施岙鈉長石巖屬國家A類裝修材料，使用范圍不受限制。

本區(qū)鈉長石巖利用前景看好，其主要用途可用作建陶原料，可以改進(jìn)制陶工藝，并能降低生產(chǎn)成本，值得向當(dāng)?shù)靥沾善髽I(yè)推廣使用。溫州地區(qū)資源緊缺，葉蠟石、高嶺土及伊利石等傳統(tǒng)陶瓷礦物原料的資源保障程度不高，黃施岙鈉長石巖有望成為溫州地區(qū)陶瓷生產(chǎn)的資源儲備基地。此外，黃施岙鈉長石巖可與鉀長石搭配用于玻璃生產(chǎn)，具有作為填料用葉蠟石的替代資源的潛力。

黃施岙鈉長石巖地處浙江革命老區(qū)，其開發(fā)利用不僅能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，并能獲得良好的社會效益，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)、社會的可持續(xù)發(fā)展。

[1]浙江省第十一地質(zhì)大隊(duì).浙江省平陽縣曉坑鄉(xiāng)黃施岙礦區(qū)鈉長石巖詳查地質(zhì)報告[R].溫州，2006.

[2]潘兆槽.結(jié)晶學(xué)及礦物學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1985.

[3]浙江省第十一地質(zhì)大隊(duì).浙江省瑞安市東源礦區(qū)葉蠟石礦普查地質(zhì)報告[R].溫州，2005.

Comprehensive Characteristics and Application Prospects of Huangshiao Albitite Ore in Pingyang, Zhejiang

YE Ze-fu, YUAN Jing
(Eleventh Geological Team of Zhejiang Geological Prospecting Bureau, Wenzhou 325006)

Through detailed geological surveys, Pingyang county Huangshiao albitite ore resources (332+333) amounted to 15 million tons, is a large deposit, but the geological exploration of albitite is the first time in Zhejiang province, lacking of research data on it's application. In order to scientifically and rationally utilize Huangshiao albitite resources, first studied the albitite characteristics and utilization Prospects. Huangshiao albitite has medium aluminum, high sodium. Is a new energy saving mineral material found in Zhejiang province. It has a greater use of prospects in the ceramic raw materials, glass solvents and other aspects.

albitite; geologic characteristics; application prospects; Huangshiao Pingyang county

P619.253

A

1007-9386(2016)04-0002-04

2016-09-23