昌寧縣卡斯凹硅藻土礦床地質特征及開發應用前景

張盛江，段云濤，賈昆湖，李方治

（中國建筑材料工業地質勘查中心云南總隊，云南 昆明 650118）

昌寧縣卡斯凹硅藻土礦床地質特征及開發應用前景

張盛江，段云濤，賈昆湖，李方治

（中國建筑材料工業地質勘查中心云南總隊，云南 昆明 650118）

本文介紹了卡斯凹硅藻土礦的資源概況、礦石及硅藻特征。選礦試驗結果表明：礦石經酸處理后，SiO2含量明顯提高，Fe2O3含量大幅下降，礦石可選性較好。針對礦石特征，對其開發應用前景進行了分析。

硅藻土；礦石特征；選礦；開發應用；昌寧

云南省昌寧縣卡斯凹硅藻土礦位于昌寧縣城西約20km處，保山—昌寧—云縣省級公路從礦區東部通過，交通方便。

1 資源概況

卡斯凹硅藻土礦分布于滇西褶皺帶—保山鎮康拗斷區中部的卡斯凹喜山早期山間盆地，賦存上第三系中部。下部為褐黃、灰—灰白色粉砂巖夾礫巖、褐煤及碳質泥巖；中部為灰—深灰色硅藻土、泥質硅藻土、硅藻質泥巖夾泥巖，為含礦層；上部由下至上為灰—深灰色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、含泥質粉砂巖、粉砂巖及黃褐、黃灰色粗—細砂巖。

卡斯凹盆地呈北窄南寬的三角形，含礦層南北分布長約20km，東西寬約8km，厚88～158m。礦石由下至上由硅藻質泥巖、泥質硅藻土、硅藻土構成，礦體厚36～94m，局部達129m。由于受后期風化剝蝕及溝、河切蝕破壞影響，礦體形態不完整，連續性差。優質硅藻土僅殘存于盆地南部一帶礦體頂部，泥質硅藻土除盆地南部外均分布于礦體上部，硅藻質泥巖分布于礦體下部。據初步勘查，南礦段探獲資源量約9 000萬t，其中優質硅藻土約1 000萬t，泥質硅藻土約3 000萬t，硅藻質泥巖約5 000萬t，整個盆地遠景資源量約1.5億t。

2 礦石特征

卡斯凹硅藻土礦石由硅藻土、泥質硅藻土、硅藻質泥巖構成。

2.1 礦物特征

(1) 硅藻土。

礦石呈灰、深灰色，泥質結構，疏松塊狀構造。斷口呈次貝殼—參差狀，手搓有油膩感，紋層狀構造發育。干燥后，粘舌吸水現象明顯；密度小，可浮于水面上。風化后，顏色為白、灰白及黃褐色。礦物成分主要為蛋白石，含量65%～75%；次為高嶺石，含量15%～20%；水云母，含量10%～15%；另有少量白云石、石英及鐵質。硅藻含量60%～70%，種屬以小環藻占絕對優勢，占硅藻總量的90%以上；次為圓篩藻，占硅藻總量的5%；另有少量羽紋藻、直鏈藻、脆桿藻。

(2) 泥質硅藻土。

礦石呈灰、深灰色，具泥質結構，疏松塊狀構造。斷口呈次貝殼狀—參差狀，手搓有油膩感，紋層狀構造不甚明顯。干燥后，粘舌吸水現象較明顯；密度較小，但不會浮于水面上，緩慢下沉。風化后，呈白、灰白、黃褐色。礦物成分主要為蛋白石，含量50%～65%；次為高嶺石，含量20%～25%；水云母，含量15%～20%；另有4%～8%的白云石、2%～3%的石英及少量鐵質，偶見綠泥石。硅藻含量50%～65%，以小環藻占絕對優勢，約占硅藻總量90%～95%；次為直蓮藻，占硅藻總量的5%；另有1%圓篩藻及少許羽紋藻。

(3) 硅藻質泥巖。

礦石呈灰、深灰色，具泥質結構，疏松塊狀構造。斷口呈次貝殼—參差狀，手搓有油膩感，紋層構造較前兩種礦石類型明顯。干燥后粘舌吸水現象較弱；密度較大，置于水中下沉較快。礦物成分主要為水云母、高嶺石，次為蛋白石，另有少量白云石、石英及鐵質。硅藻含量35%～50%，種屬以小環藻為主，另有少量直鏈藻、圓篩藻、羽紋藻及脆桿藻。

2.2 化學成分

3種類型礦石化學成分見表1。

2.3 物性特征

3種類型礦石物性特征及粒度分布見表2、表3。

表1 3種類型礦石化學成分(%)

表2 3種類型礦石物性特征

表3 3種類型礦石粒度分布(%)

2.4 硅藻特征

卡斯凹硅藻土礦硅藻種屬單一，小環藻含量90%～95%；殼形完整，個體較小，直徑6～8μm，較大多數硅藻種群小8～10倍；孔半徑一般為25～150nm，較大多數藻種群小2～6倍；骨骼孔壁薄(＜0.1μm)，殼壁上有整齊排列的點紋、線紋和線紋小孔，線紋小孔的直徑20～100nm，殼縫為125nm左右(見右圖)。硅藻個體粒徑達超細粉體粒徑(＜10μm)要求，為天然超細粉體。

3 初步選礦試驗

卡斯凹硅藻土礦石經25%鹽酸處理后，SiO2含量由原礦的63.39%～75.59%提高到78.82%～90.93%；Fe2O3含量下降4.8%～8.25%；經25%硫酸處理后，SiO2含量由原礦的63.39%～75.59%提高到76.12%～89.37%。選礦試驗結果表明礦石經酸處理后，SiO2含量明顯提高，Fe2O3含量大幅下降，礦石可選性較好。

4 開發應用前景

卡斯凹硅藻土除具細膩、松散、質輕、多孔等常規特征外，獨具的種屬單一(小環藻達90%～95%)、個體粒徑小、范圍窄(直徑6～8μm)、在不破壞藻體結構的前提下可達超細粉體粒級，礦石易分解、提純，是開發具有獨特性能的天然超細粉體的理想原料。同時，硅藻骨骼孔壁薄(＜0.1μm)，殼壁上有整齊排列的點紋、線紋和線紋小孔，線紋小孔的直徑在20～100nm，殼縫為125nm左右，有利于加工超微(納米)粉體。

卡斯凹硅藻土除可用于傳統的保溫材料、助濾劑、功能填料、催化劑、輕質建筑材料、汽車拋光劑等外，還可開發微孔玻璃、天然微孔材料、多孔道納米沸石、儲氫材料、高能電池材料等，用于高、新、尖端領域，具有廣闊的開發應用前景。

P619.265

A【文獻標識碼】1007-9386(2011)02-0056-02

2011-02-21