吉林硅藻土礦產(chǎn)資源分布特征及開發(fā)現(xiàn)狀

王 健，程紹恒，龐仙笛

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊(duì)，吉林 長春 130033)

硅藻土是一種以硅藻遺骸組成的巖石，礦物成分以蛋白石為主。硅藻土色白、灰白、灰綠、淺黃、褐色，常呈薄層狀，風(fēng)化后呈書頁狀、土狀塊體，多孔，質(zhì)輕而軟，易研成粉末，有極強(qiáng)吸附能力，對(duì)聲、熱、電傳導(dǎo)能力較低[1]，具隔熱、吸音、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，能吸收比自身重1.5～4倍的水，除氫氟酸外不溶于其它酸類，易溶于堿，被廣泛應(yīng)用于環(huán)保、建材、瀝青改性、復(fù)合材料、食品及醫(yī)藥等領(lǐng)域，成為一種與現(xiàn)代節(jié)能、食品安全、生物制藥、健康環(huán)保等相關(guān)的功能礦物材料與重要礦產(chǎn)資源[2]。

硅藻土作為21世紀(jì)最具生態(tài)環(huán)保的不可再生環(huán)境新材料，被譽(yù)為“孕育生命的海底草原”。伴隨全球性節(jié)能、環(huán)保要求的提高，以及我國的工業(yè)發(fā)展、人民生活水平提高和硅藻土產(chǎn)業(yè)自身的技術(shù)進(jìn)步，將為我國硅藻土產(chǎn)業(yè)帶來良好的發(fā)展機(jī)會(huì)，對(duì)硅藻土的需求將會(huì)越來越大，應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬[3]。

本文歸納總結(jié)了硅藻土在吉林省地理分布、資源儲(chǔ)量和成礦時(shí)代特征；分析了開發(fā)利用現(xiàn)狀，為開發(fā)吉林省硅藻土向節(jié)能環(huán)保和新材料領(lǐng)域發(fā)展提出了建議，為硅藻土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考。

1 資源特征

1.1 地理分布特征

目前我國發(fā)現(xiàn)有硅藻土礦的省份達(dá)10多個(gè)[4]，但主要分布在吉林、云南和四川，其中吉林省硅藻土儲(chǔ)量居全國之首，占全國總量的55.06%[5]。

吉林省探明的硅藻土礦床49處(圖1)，其中超大型礦床1處，大型礦床5處，中型礦床25處，小型礦床18處，礦床規(guī)模以大中型為主，占63.3%；主要分布于白山市、延邊朝鮮族自治州、吉林市及通化市，集中分布于白山市(83.67%)，其中臨江市硅藻土礦床占全省53.06%(表1)。

表1 吉林省硅藻土地理分布特征統(tǒng)計(jì)表

圖1 吉林省硅藻土礦產(chǎn)地分布圖

1.2 資源儲(chǔ)量特征

截止2020年底，吉林省硅藻土查明資源儲(chǔ)量37 774.99×104t，保有資源儲(chǔ)量37 184.70×104t，礦床規(guī)模以大中為主，查明資源儲(chǔ)量占96%(表2)。硅藻土資源分布不均衡，集中度極高，白山市資源儲(chǔ)量占64.90%。其中超大型硅藻土礦床分布于白山市長白朝鮮族自治縣，占資源儲(chǔ)量40.58%；大型硅藻土礦床分布于白山市及延邊朝鮮族自治州，占資源儲(chǔ)量23.03%；中型硅藻土礦床分布于白山市及延邊朝鮮族自治州，占資源儲(chǔ)量32.40%；小型硅藻土礦床占資源儲(chǔ)量3.98%。

表2 吉林省硅藻土資源儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)表[6]

1.3 成礦時(shí)代特征

我國硅藻土礦床均形成于新近紀(jì)至第四紀(jì)[7]，吉林省硅藻土礦成礦時(shí)代為新生代第四紀(jì)、新近紀(jì)上新世和中新世，主要成礦時(shí)代集中在新近紀(jì)中新世，約占新生代87.7%(表3)，礦石質(zhì)量較好；上新世僅見小型礦床和礦點(diǎn)，且質(zhì)量不好。礦床分布受新生代斷陷盆地控制。

表3 吉林省硅藻土成礦時(shí)代特征統(tǒng)計(jì)表

2 開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 勘查工作程度

中華人民共和國成立前，1931年日本人在琿春市土門子新近紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)硅藻土，1944年日本人對(duì)敦化市高松樹硅藻土礦進(jìn)行小規(guī)模開采，1945年使用人工鉆機(jī)，孔深3～6m，查明礦體2處，估算資源儲(chǔ)量40×104t[8]。

中華人民共和國成立后，先后多家地勘單位對(duì)吉林省內(nèi)硅藻土進(jìn)行勘查工作，截止2020年底，吉林省共發(fā)現(xiàn)硅藻土礦產(chǎn)地49處，勘探15處，詳查33處，普查1處(表4)?！笆晃濉?、“十二五”期間，吉林省非金屬礦產(chǎn)勘查新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地40多處，其中硅藻土新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地13處，主要集中在白山地區(qū)—臨江市、長白縣，是我國唯一優(yōu)質(zhì)硅藻土產(chǎn)地[9]。

表4 吉林省硅藻土礦勘查情況一覽表

2.2 開采情況

截止2020年底，吉林省共有硅藻土礦山40處，其中開采規(guī)模大型1處，中型3處，小型36處；開采24處，未開采14處，停采2處(表5)。

表5 吉林省硅藻土礦開發(fā)利用一覽表

2.3 開發(fā)利用情況

1931年，琿春市土門子硅藻土在工業(yè)上已用于隔熱、研磨、吸收、過濾、充填等方面，用于觸媒劑擔(dān)體尚屬新辟用途。

20世紀(jì)50～80年代，吉林省開采的硅藻土礦山有敦化市高松樹硅藻土礦等4座礦山，主要生產(chǎn)保溫材料。到80年代后期，保溫材料銷路不暢，除長白縣馬鞍山硅藻土礦品質(zhì)優(yōu)，應(yīng)用途徑廣闊，出售原土或土粉、小規(guī)模生產(chǎn)助濾劑，其它地區(qū)大部分礦山停采。1990年長白縣馬鞍山硅藻土礦主要生產(chǎn)助濾劑。20世紀(jì)90年代后及21世紀(jì)以來，吉林省硅藻土的開發(fā)利用集中在量大質(zhì)優(yōu)的臨江市、長白朝鮮族自治縣，全部平硐開采。自2014年始，吉林省硅藻土產(chǎn)量呈逐年降低的趨勢(shì)。主要開采Ⅰ級(jí)土、少量Ⅱ級(jí)土。主要產(chǎn)品為助濾劑，其次功能填料，近年著力開發(fā)Ⅱ、Ⅲ級(jí)品硅藻土向節(jié)能環(huán)保和新材料領(lǐng)域發(fā)展，如硅鈣板、地板、紙箱、多孔環(huán)保陶瓷制品等，為硅藻土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了更加廣闊的前景[10]。

近年來，我國硅藻土的應(yīng)用及研究更加深入。實(shí)現(xiàn)綜合利用高、中、低品位硅藻土資源，不斷提高硅藻土資源綜合利用率。建立現(xiàn)代化選礦廠，改進(jìn)選礦方式，淘汰磨礦方式的選礦，避免對(duì)硅藻結(jié)構(gòu)的破壞，出品硅藻土精礦，加強(qiáng)硅藻土尾砂資源利用，實(shí)現(xiàn)無尾礦目標(biāo)，減輕生態(tài)破壞和環(huán)境污染[11]。

3 結(jié)論和建議

(1)吉林省境內(nèi)非金屬礦產(chǎn)資源非常豐富，硅藻土等礦種可列國內(nèi)前茅[12]。吉林省探明的硅藻土礦床49處，主要分布于白山市、延邊朝鮮族自治州、吉林市及通化市。成礦時(shí)代為新生代第四紀(jì)、新近紀(jì)上新世和中新世。查明資源儲(chǔ)量37 774.99×104t，保有資源儲(chǔ)量37 184.70×104t，礦床規(guī)模以大中為主，查明資源儲(chǔ)量占96%。

(2)從開發(fā)利用現(xiàn)狀看，以開采Ⅰ級(jí)品硅藻土為主，主要生產(chǎn)助濾劑，其次功能填料，近年著力開發(fā)Ⅱ、Ⅲ級(jí)品硅藻土向節(jié)能環(huán)保和新材料領(lǐng)域發(fā)展，如硅鈣板、地板、紙箱、多孔環(huán)保陶瓷制品等。

(3)硅藻土是一種儲(chǔ)量有限且不可再生、對(duì)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展不可或缺的重要礦產(chǎn)資源，因此，在加工利用中必須珍惜這種寶貴資源[13]。我國硅藻土在許多領(lǐng)域沒有得到充分應(yīng)用。因此，根據(jù)我國硅藻土的特點(diǎn)，借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)硅藻土的新用途將給硅藻土行業(yè)帶來新的機(jī)遇[14]。