我國硅灰石礦產資源及勘查開發現狀和發展建議

歐陽友和

(中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊，山東 濟南 250100)

0 引言

硅灰石是一種含鈣的偏硅酸鹽類礦物，在其形成過程中，Ca有時被Fe，Mn，Ti，Sr等離子部分置換而呈類質同象體，并混有少量的Al和微量K，Na，自然界中純硅灰石罕見[1]。硅灰石屬三斜晶系，通常呈片狀、放射狀或纖維狀集合體。白色微帶灰色，玻璃光澤，解理面呈珍珠光澤。硅灰石的化學分子式為CaSiO3，結構式為Ca3[Si3O9]，理論化學成分CaO 48.275%，SiO251.725%。硬度4.5～5.5，密度2.75～3.10g/cm3。硅灰石是一種典型的變質礦物，主要產于酸性巖與石灰巖的接觸帶，與符山石、石榴子石共生，為構成矽卡巖的主要礦物成分。硅灰石無毒，耐化學腐蝕、熱穩定性良好，吸油性、電導率低，絕緣性較好，力學性能及電性能優良。硅灰石主要用于陶瓷、塑料、橡膠、油漆、涂料、顏料、樹脂、耐火材料、建材、造紙、機械加工等領域[2]。隨著科技的進步，其用途將日益增多。

隨著硅灰石礦多年的勘查及開發利用，特別是2018年江西省新余市渝水區石竹山-上高縣樟木橋超大型硅灰石礦床的發現[3]，我國硅灰石礦產的資源現狀及開發利用情況發生了較大變化[2]。

1 資源儲量及分布情況

1.1 資源儲量

我國是世界上硅灰石資源最豐富的國家，資源儲量為世界第一位[4]。自1975年首次發現硅灰石礦以來，經過40多年的工作，硅灰石礦找礦勘查取得了重大進展。經統計，截至2018年底，我國19個省、自治區發現硅灰石礦產地86處(表1)(其中超大型8處、大型13處、中型24處、小型32處、礦點9處)。在77處礦床中，查明硅灰石礦石量2.44億t，保有硅灰石礦石量2.27億t。其中，超大型查明礦石量15062.2萬t，保有礦石量14890.7萬t；大型查明礦石量6592.8萬t，保有礦石量5400.2萬t；中型查明礦石量2303.4萬t，保有礦石量2031.3萬t；小型查明礦石量460.6萬t，保有礦石量401.8萬t。8個超大型礦床的資源儲量占全國的60%以上。

表1 中國硅灰石礦資源儲量統計(截至2018年底)

1.2 資源儲量分布情況

我國硅灰石礦床主要集中分布在江西、吉林、遼寧、云南、青海5省，查明資源儲量占全國的81.53%，其中江西省占全國的29.48%。其他省份依次為湖北、浙江、河南、湖南、廣西、安徽等(圖1)。

1—查明礦石量(萬t)；2—保有礦石量(萬t)

按區域劃分，我國硅灰石礦床主要分布在華東、東北、中南、西南、西北等地區。東北地區查明礦石量位居全國第一，占36.59%；其次是華東地區占35.11%，中南地區占11.92%，西南地區占10.12%，西北地區占6.25%(表1)。華北地區尚未發現較好的硅灰石礦床，僅在內蒙古自治區巴林左旗白音諾鉛鋅礦中有共生的硅灰石礦床1處，硅灰石礦石量80.28t[5]。港澳臺地區尚未發現硅灰石礦床。

1.3 我國硅灰石礦重要成礦區

按照礦床的聚集程度，我國硅灰石礦床可以劃分為7個重要成礦區，分別為江西新余-上高成礦區、吉林磐石-梨樹成礦區、遼寧法庫-建平成礦區、云南騰沖成礦區、青海都蘭成礦區、湖北大冶-陽新成礦區及浙江長興-臨安成礦區(表2)。

表2 我國硅灰石礦成礦區

(1)江西新余-上高成礦區：查明礦石量7198.8萬t，全國占比29.48%，居全國第一。其礦床規模主要為大、中型，新余市渝水區石竹山-上高縣樟木橋硅灰石礦(江西省煤田地質局二二四地質隊，2018)為超大型，查明礦石量5236.0萬t[6]。

(2)吉林磐石-梨樹成礦區：有21個硅灰石礦區，數量居全國第一。查明礦石量5215.6萬t，居全國第二，占比21.36%。典型礦床主要有吉林省磐石市長崴子礦區超大型硅灰石礦(吉林省地質局第一地質大隊，1983)、吉林省梨樹縣大頂山礦區鐵汞山礦段超大型硅灰石礦(吉林省地質礦產局第一地質調查所第三地質分隊，1986)、吉林省龍井市細鱗河礦區大型硅灰石礦(吉林省地質礦產局第六地質調查所三調隊，1985)、吉林省磐石市南錯草礦區大型硅灰石礦(吉林省地質礦產局第二地質調查所第二地調隊，1986)等[7]。

(3)遼寧法庫-建平成礦區：查明礦石量3629.5萬t，占比14.86%，居全國第3位。該成礦區大型硅灰石礦床較多，典型礦床主要有遼寧省鐵嶺市調兵山礦區超大型硅灰石礦(遼寧省第九地質大隊，2010)[8]、遼寧省法庫縣榆樹底礦區大型硅灰石礦(中國建筑材料工業地質勘查中心遼寧總隊，2006)、遼寧省建平縣富山礦區大型硅灰石礦(遼寧省地質礦產局第三地質大隊，1986)、遼寧省法庫縣城子山礦區大型硅灰石礦(遼寧省地質礦產局第四地質大隊，1987)等。

(4)云南騰沖成礦區：查明礦石量為2472.3萬t，占全國的10.12%，探明礦區1個，為云南省騰沖市白石巖礦區超大型硅灰石礦(云南省地礦局第四地質大隊，1991)[9]。

(5)青海都蘭成礦區：查明礦石量為1349.6萬t，占全國的5.53%，探明礦區1個，為都蘭縣海寺礦區超大型硅灰石礦(青海省第八地質隊，1988)。

(6)湖北大冶-陽新成礦區：查明礦石量為1076.2萬t，占全國的4.41%，以大中型礦床為主，典型礦床主要有湖北省陽新縣李家灣礦區大型硅灰石礦(湖北省城市地質工程院，2016)、湖北省大冶市下馬林礦區(又稱小箕鋪礦區)中型硅灰石礦(湖北省鄂東南地質大隊，2011)等。

(7)浙江長興-臨安成礦區：查明礦石量為904.9萬t，占全國的3.71%，典型礦床有浙江省長興縣李家巷礦區超大型硅灰石礦(浙江省第一地質大隊，浙江省長興縣李家巷硅灰石礦典型礦床研究，1986,1988)。

1.4 勘查程度

根據全國地質資料檔案館和各省地質檔案館網站檢索收集的資料統計，截至2018年底，硅灰石地質勘查報告共有80份，其中勘探7份，詳查13份，普查36份，預查2份，資源儲量核實13份，其他相關地質報告9份。在77個礦床中，達到勘探程度的5個，占6.49%；詳查20個，占25.97%；普查33個，占42.86%，預查5個，占6.49%；勘查程度不詳的14個，占18.18%。普查及以下勘探程度占接近一半，勘探不足10%，總體地質勘查工作程度較低。

2 開發利用現狀

2.1 礦床開發利用程度

據統計，我國硅灰石礦床開采27個、停采16個、未開采35個。硅灰石礦床主要采用露天開采方式，如湖北省大冶市下馬林礦區、吉林省磐石市長崴子礦區、吉林省梨樹縣大頂山礦區、浙江省長興縣李家巷礦區等均采用此種開采方式。

2.2 硅灰石產量

中國硅灰石產量居世界首位，占世界硅灰石產量的六成以上[10]。中國硅灰石開采主要集中在吉林、遼寧、江西，其次是浙江和湖北，但開采礦山數量少，規模小。據各省礦產資源開發利用情況通報統計，開采規模小于3萬t/年的約占84.2%(小于1萬t/年的為主)，開采規模大于3萬t/年的約占15.8%(均小于17萬t/年，以4萬～6萬t/年為主)。

中國硅灰石礦的開發初具規模，產量迅速增長。1981年全國硅灰石產量僅0.5萬t，1992年為11.1萬t，1995年達20.0萬t，為1981年產量的40倍。2000年以來，由于國內外硅灰石市場需求增長勢頭不減，硅灰石價格逐步提高，其產量也增長迅速，2007年達到頂峰為74.5萬t。2012—2016年又呈現下降趨勢，2014年產量減到30.0萬t；之后穩步上升，2017年產量達到50.0萬t，2018年為53.0萬t。目前我國已成為世界上重要的硅灰石開采國家(圖2)。

圖2 1981—2018年我國硅灰石產量變化圖(據美國地質調查局，2018)

2.3 開采方式、回采率

目前，中國已開采的硅灰石礦床基本為品位較高、規模較大、開采條件較好的礦床，開采方式以露天開采為主，僅極少數礦床因礦脈較窄而采用地下開采，如浙江省長興縣李家巷硅灰石礦。將來隨著近地表礦石開采完畢或脈寬較大的礦體開采殆盡，開采方式將由露天開采轉為地下開采。

據實地調研統計，露天開采回采率為85%～95%。露天山坡開采的礦山基本開采至保持正地形為止，露天凹陷或地下開采的礦山基本開采至當地最低侵蝕基準面為止。

2.4 選礦方式

硅灰石中方解石和三氧化二鐵是有害成分，必須通過選礦去除。根據對精礦產品的不同要求，采用手選、磁選、浮選和電選等選礦方法除去有害雜質[11]。其中采用磁選除去含鐵礦物，提高純度；采用浮選和電選，分選出方解石和長石[12]。

2.5 主要礦產品

我國礦山企業的主要硅灰石產品有硅灰石粉、硅灰石超細粉、硅灰石針狀粉、改性硅灰石粉。

硅灰石粉：<43μm，主要用于陶瓷原料和釉料、造紙填料、橡塑填料、電焊條、冶金保護渣、油漆填料等。

硅灰石超細粉：<10μm，主要用于油漆、塑料橡膠、電纜的填料。

硅灰石針狀粉：長徑比>10∶1，主要用于油漆顏料、橡膠塑料的增強劑、汽車等離合器制動器的摩擦材料的纖維狀填料等。

改性硅灰石粉：用硅烷等表面活性劑包覆產品，主要用于電纜、橡塑等材料的復合材料，具較強的補強功能[13]。

3 應用及進出口貿易情況

3.1 硅灰石的應用

硅灰石具有獨特的礦物學、物理和化學特性，以及由于這些特性所決定的工藝性能，而這些性能現在尚不能被其他礦物原料所代替，因而廣泛利用于陶瓷、涂料、塑料、橡膠、冶金、電焊條等工業部門(表3)[14]。

表3 硅灰石礦應用領域及具體用途

隨著科學技術的不斷發展，對硅灰石應用研究的日益深入，硅灰石磨細方法的改進，硅灰石表面改性以及超細粒級硅灰石粉的獲得，將不斷開拓硅灰石新的應用領域[15-16]。

我國硅灰石的消費結構：以釉面磚、陶瓷坯料為主，約占50%；冶金保護渣及電焊條約占20%；油漆、涂料約占10%；塑料、橡膠、造紙填料約占10%；建筑材料、石棉替代及其他應用約占10%。

3.2 硅灰石進出口貿易情況

我國硅灰石出口量居世界第一位。據中國海關數據，2017年我國硅灰石進口量為0.4萬t，出口量為19.9萬t。2018年我國硅灰石進口量為0.4萬t，出口量為23.0萬t。2012—2018年我國硅灰石出口量呈現平穩—上升的趨勢(圖3)。

1—出口量(萬t)；2—進口量(萬t)

2005—2018年我國硅灰石出口單價在79.3～188.9美元/t之間，而進口單價由2005年的373.5美元/t，上升到2017年的1659.7美元/t。2018年進口單價稍有回落，為1334.6美元/t(圖4)。說明我國硅灰石礦產出口量大，價格低；進口量少，但價格高，主要原因為出口原礦或粗加工多，附加值較低，而進口多為深加工產品，價格較高。

1—進口單價(美元/t)；2—出口單價(美元/t)

4 發展建議

(1)硅灰石是一種節能礦物原料，在我國資源豐富，除能滿足國內需求外，還可大量出口，具有重要的資源優勢。建議加大對硅灰石礦床地質勘查的投入，對勘查程度較低的礦床提高勘查程度；對成礦條件較好的地段開展找礦工作，尋找新的礦產地；尤其在陶瓷、鋼鐵、玻璃等產業基地附近，開展硅灰石礦的找礦工作，為國家產業布局、節能減排，儲備硅灰石礦產資源。

(2)根據自然資源部對硅灰石礦產開采的要求，露天開采不低于90%，地下開采不低于80%，選礦回收率不低于80%。建議加大礦山升級改造力度，加快綠色礦山建設，進一步提升開采回采率及選礦回收率，實施綠色開發，實現礦產資源高效開發與環境保護協調發展。

(3)我國硅灰石產品出口價格較低，產品附加值不高，資源未能得到合理高效利用，建議提高產業集中度，調整產業結構與產品結構，提升表面改性、超細粉碎及材料復合等方面的深加工水平，拓展硅灰石礦的應用領域，延長產業鏈，向塑料、摩擦材料和絕緣材料方向發展，提高礦產品的技術含量、附加值及國際競爭能力。