我國滑石礦床工業(yè)類型劃分的探討

樂興文, 韋 萍

(廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊, 南寧 530033)

0 引 言

全球滑石礦床主要分布在美國、巴西、中國、印度、法國、芬蘭和俄羅斯[1]。中國滑石礦床分布在江西、遼寧、廣西和山東等18個省(自治區(qū))(圖1)[2], 查明資源儲量2.88億t[3], 資源儲量分布集中, 在全球主要國家滑石類礦產(chǎn)資源儲量中排名第四, 為世界上重要的滑石生產(chǎn)國[1]。

圖1 中國滑石礦床(點)分布示意圖(據(jù)文獻[2]修改)

我國滑石出口量2008年以來降幅明顯, 2018年與2008年比較降幅達123%，進口量明顯增多, 2016 年為 3.5萬t, 2018年達10.1萬t；同時，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改變, 2017年與2006年比較, 2017年滑石塊出口量為38.37萬t, 出口比例由2006年的59%下降到2017年的22%, 滑石粉出口量為54.79萬t, 出口占比由2006年的41%提升到2017年的78%[4]。因此，我國已由世界滑石主要出口國轉(zhuǎn)為主要進口國。隨著我國加工技術(shù)的進一步提升, 滑石工業(yè)已經(jīng)從資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸?yōu)勢, 出口會繼續(xù)減少, 進口會繼續(xù)快速增長, 未來進口量將達到 20萬 t 以上[4]。我國滑石隨開采年限不斷增加, 中高檔原料越來越少, 無法滿足滑石工業(yè)進一步發(fā)展需要。礦床工業(yè)類型劃分對指導(dǎo)礦產(chǎn)勘查開發(fā)具有重要意義，而當(dāng)前滑石勘查開發(fā)工作及研究中很少涉及礦床工業(yè)類型劃分, 因此有必要加強對我國滑石礦床類型研究, 探討礦床類型存在的問題, 提出滑石礦床工業(yè)類型的劃分方案。

1 我國滑石礦床及其工業(yè)價值

1.1 我國滑石礦床成因類型

我國滑石礦查明資源儲量大, 礦石顏色多為白色或微帶淺黃、粉紅、淺綠等, 顏色還可呈深灰、淺褐、暗綠或黑色, 白色或灰白色滑石礦石稱為白滑石, 黑色滑石為黑滑石, 黑滑石經(jīng)焙燒后, 白度一般可達到80%以上。我國采用的選礦技術(shù)方法有手選、浮選、電選、磁法、沉淀擦洗、光電檢選、選擇性破碎篩分、選擇性絮凝浮沉、流態(tài)化靜電分選等; 礦石加工技術(shù)方法有細磨、超細磨、焙燒和表面改性等。目前, 滑石在工業(yè)生產(chǎn)中較常用的分選方法為浮選和磁選。遼寧海城范家堡子滑石礦采用光電檢選方法解決了滑石提純的問題, 提升尾礦及低品位滑石的附加值[5], 另外細磨、超細磨、煅燒等技術(shù)方法也得到廣泛應(yīng)用。滑石產(chǎn)品按加工的精細程度和用途分為兩大類: 一類是未研磨滑石, 如滑石塊(塊度≥20 mm)、滑石小粒(粒度5～20 mm)、滑石碎屑(<5 mm滑石碎粒及粉末混合體);另一類是經(jīng)研磨滑石, 主要是滑石粉(粒徑1 000～<10 μm), 如壓縮粉、表面改性滑石粉、納米滑石粉等。

滑石的應(yīng)用主要是利用其物理性能, 其次是其化學(xué)成分, 廣泛用于造紙、陶瓷、塑料、涂料、化妝品、醫(yī)藥、食品加工、屋面材料、紡織等眾多領(lǐng)域，其中造紙、塑料、陶瓷和涂料是滑石的四大主要應(yīng)用領(lǐng)域, 總和占全球滑石消費量的85%[6]。在中國滑石的消費量中, 陶瓷、涂料、造紙業(yè)、塑料約占60%, 約10%用于屋頂防水材料、化妝品及醫(yī)藥添加劑[7]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 滑石的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬, 如陽離子改性滑石、固體石蠟、AKD(alkyl ketene dimers)改性滑石[8]、涂料中代替鈦白粉[9]。

世界滑石的遠景儲量在20億t 以上, 探明儲量約 8 億 t, 世界滑石可開采100年左右, 中國滑石按現(xiàn)有開采規(guī)模估算為50年[10]。根據(jù)滑石礦床成礦作用、成礦地質(zhì)條件及礦床特征可將我國滑石礦床成因類型劃分為8類[11-12](表1)。礦石類型劃分為塊滑石型和共生礦物-滑石型兩類[13](表2)。

表1 我國滑石礦床類型

表2 滑石礦石類型

1)變鎂碳酸鹽巖中熱液交代型礦床。主要分布于遼寧、山東、青海等地, 賦礦巖性為鎂質(zhì)碳酸鹽巖, 局部夾石英片巖、二云片巖。礦石以白、灰白為主, 礦石類型以塊滑石型為主, 屬易加工礦石，共生礦產(chǎn)有菱鎂礦、綠泥石。遼寧海城市范家堡子、山東掖縣優(yōu)游山、青海吐魯溝等滑石礦床屬此類型。

2)變鈣鎂碳酸鹽巖熱液交代型礦床。主要分布于遼寧、廣西、山東、新疆、河南、吉林、四川、安徽及陜西等地, 賦礦巖性為鈣鎂質(zhì)碳酸鹽巖, 局部夾石英片巖、二云片巖礦石。礦石以白、灰白、淺粉紅色為主。礦石類型以塊滑石型為主, 屬易加工礦石，共生礦產(chǎn)為磁鐵礦、大理巖、白云巖。廣西龍勝雞爪、山東李博士夼、新疆窮恰特、河南摩天嶺、吉林遙林、四川后山、安徽江沖礦、陜西上寺店等地的滑石礦床屬此類型。

3)變鈣鎂碳酸鹽巖與結(jié)晶片巖中熱液交代型礦床。主要分布于遼寧、山東、甘肅、新疆等地, 賦礦巖性為鎂質(zhì)碳酸鹽巖、石英片巖、片麻巖。礦石以白、灰白色為主, 礦石類型以塊滑石型為主, 屬易加工礦石。共生礦產(chǎn)有菱鎂礦、綠泥石。遼寧棗兒嶺、山東徐家店、甘肅四道紅山、新疆海流等地的滑石礦床屬此類型。

4)變鈣鎂碳酸鹽巖與斜長角閃巖中熱液交代型礦床。主要分布于山東和新疆, 賦礦巖性為黑云母角閃斜長片麻巖、斜長角閃片巖、白云石大理巖。礦石以白、灰白色為主, 礦石類型以塊滑石型為主, 屬易加工礦石。共生礦產(chǎn)為綠泥石。山東芝坊、新疆夏洛霍姆等地的滑石礦床屬此類型。

5)接觸交代型滑石礦床。主要分布于江西、陜西、遼寧、湖南、湖北、山西等地, 礦體賦存于巖體接觸帶, 礦石類型以共生礦物-滑石型礦石為主, 礦石以高純度滑石少、高三氧化二鐵和氧化鈣含量為特征。該類型的礦石礦物成分復(fù)雜, 礦石屬較易加工礦石或難加工礦石。共生礦產(chǎn)有透閃石、蛇紋石。江西巖前、陜西東平溝、遼寧黃泥洼-業(yè)爾興地區(qū)、湖南蘭蓉、湖北許家寨、山西何家塔[14]等地的滑石礦床屬此類型。

6)沉積-動力變質(zhì)型礦床。主要分布于江西、廣西、四川、湖南、廣東等地, 賦礦巖性為含硅質(zhì)鎂質(zhì)碳酸鹽巖和鎂質(zhì)碳酸鹽巖。礦石常因含炭質(zhì)多而呈黑色, 以黑滑石為主, 白度多小于60%, 礦石類型以塊滑石型為主。礦石屬易加工礦石或難加工礦石, 易加工礦石可直接銷售或浮選-焙燒出售, 黑滑石焙燒后(白度可達80%以上)用途更廣泛。產(chǎn)于二疊系礦床礦石, 具有滑石含量低、氧化鈣含量高、滑石礦物粒度細的特征, 屬于難加工礦石，共生鎢礦、海泡石。江西廣豐、重慶腰子口、貴州石阡、廣西馬鞍山、廣東兩江、四川黃巖、湖南通林等地的礦床屬此類型。江西省廣豐縣黑滑石純度高、資源儲量大, 累計探獲資源儲量超過 2億 t[15]。部分地區(qū)的滑石礦體可形成風(fēng)化殘積型礦床, 如四川川河滑石礦、重慶腰子口、湖南道林-韶山銀田寺等地的礦床。

7)風(fēng)化殘余型礦床。主要分布于湖南、江西、四川、重慶等地, 賦礦部位為地表風(fēng)化帶, 滑石礦體或含滑石巖層風(fēng)化后在原地或就近堆積而成。礦石以低白度、高三氧化二鐵為特征, 礦石類型屬滑石黏土型。礦石屬易加工礦石, 可直接銷售或焙燒后出售, 燒后白度大于80%。如湖南卡棚、湖南永和、江西八景等地的滑石礦床。

8)超基性巖自變質(zhì)熱液蝕變型礦床。主要分布于青海，其次是廣西、廣東、四川、吉林等地, 成礦母巖有基性-超基性巖、花崗巖、花崗片麻巖。礦物成分較復(fù)雜, 礦石顏色以深色(黑色、綠色、淺綠色)為主, 礦石類型以共生礦物-滑石型礦石為主。礦石屬易加工礦石或難加工礦石, 共生礦產(chǎn)為石棉、蛇紋石、綠泥石。青海芒崖、廣西陸川、福建長基、新疆庫米什、四川王家灣、廣東潭頭、吉林高臺子等地的滑石礦床屬此類型。

1.2 滑石礦床工業(yè)價值

國外滑石礦床一般劃分為碳酸鹽巖類型礦床、蛇紋巖類型礦床、硅質(zhì)巖/硅鋁質(zhì)巖類型礦床、鎂沉積巖類型礦床[1]和次生型礦床[16], 最具工業(yè)價值的滑石礦床主要產(chǎn)于鎂質(zhì)碳酸鹽巖建造中的碳酸鹽巖類型礦床和超基性巖建造中蛇紋巖類型礦床[16-17]。全球滑石產(chǎn)量的70%來自碳酸鹽巖類型礦床, 該類型礦床以產(chǎn)出高純、高白度滑石礦石聞名; 20%來自蛇紋巖類型礦床, 此類型礦床礦石通常為灰色, 可通過浮選提升滑石含量和白度; 少部分來自硅質(zhì)巖、硅鋁質(zhì)巖類型礦床; 鎂沉積巖類型礦床因常含有雜質(zhì), 選礦工藝復(fù)雜, 目前基本未開采[1]。

我國滑石儲量分布相對集中，主要分布在遼寧、山東、廣西、江西、青海5省, 占全國資源儲量的90%, 其中遼寧、山東、廣西的礦床類型以變鎂碳酸鹽巖、變鈣鎂碳酸鹽巖、變鈣鎂碳酸鹽巖與結(jié)晶片巖、變鈣鎂碳酸鹽巖與斜長角閃巖中熱液交代型滑石礦床為主, 含礦建造主要是鎂質(zhì)碳酸鹽巖建造, 少量的鎂質(zhì)硅鋁質(zhì)巖建造。遼寧、山東、廣西的滑石資源占全國資源儲量的43.68%[18], 礦石質(zhì)量優(yōu)良, 屬易加工礦石，其滑石礦產(chǎn)地共218處, 占全國滑石礦產(chǎn)數(shù)量的48.55%[2]；同時，全國150多座滑石礦山分布于18個省(自治區(qū)), 滑石產(chǎn)量前3位依次是遼寧、山東、廣西[7]。因此上述4類礦床類型是我國重要的滑石礦床, 工業(yè)意義最大。

沉積-動力變質(zhì)型滑石礦床資源儲量約占全國總量的20%, 占比全國第一, 產(chǎn)量第四，該類型礦床主要產(chǎn)于江西省[19]。該類型相當(dāng)國外的碳酸鹽巖類型礦床和鎂沉積巖類型礦床, 其中碳酸鹽巖類型礦床滑石含量高, 多呈黑色, 屬易加工礦石, 原礦可作陶瓷釉料, 經(jīng)浮選-焙燒后用途廣泛。鎂沉積巖類型礦床滑石含量低, 呈黑色, 屬難加工礦石, 原礦可作陶瓷原料。碳酸鹽類型礦床為小-大型規(guī)模, 已開采礦床較多, 如廣西上林馬鞍山，江西廣豐周家塢、萍塘、秦峰等滑石礦[2]。鎂沉積巖類型礦床規(guī)模小-中型, 常與風(fēng)化礦床共生, 已開采(含在建)礦山有江西牯牛嶺、新疆庫爾勒市袁樹橋、吉林通化縣老房子、北京房山區(qū)杏黃莊等滑石礦[2]。該類型是我國重要滑石礦床, 工業(yè)意義較大。

接觸交代型滑石礦床在我國礦床數(shù)量較少, 多已開發(fā)或準(zhǔn)備開發(fā), 如江西巖前礦床、陜西東平溝礦床、山西何家塔[14]和湖南蘭蓉[2]等滑石礦床，礦石可用于造紙和燒制彩色釉面磚工業(yè)配料。該類型相當(dāng)國外碳酸鹽巖類型礦床, 是我國次要滑石礦床。

風(fēng)化殘余型滑石礦床分布于華南地區(qū),規(guī)模為中型、小型,分布于江西、湖南、湖北、四川、河北等地,已開發(fā)(含建設(shè)階段)礦床有江西八景、長田坑,四川腰子口,湖南卡棚等滑石礦床[2]。礦石以低白度、粒度細、高氧化鈣和氧化鐵為特征, 主要用于陶瓷工業(yè)原料。該類型屬風(fēng)化礦床, 是我國次要礦床。

超基性巖自變質(zhì)熱液蝕變型滑石礦床, 資源儲量約占全國總資源儲量的17%[19], 其規(guī)模大小懸殊。資源儲量集中在青海省, 滑石礦床規(guī)模大型, 該省資源儲量占我國滑石礦總資源量的14.59%, 全國排名第三[18]。該類型礦石多數(shù)含石棉, 不符合現(xiàn)行行業(yè)滑石質(zhì)量要求, 屬暫不能利用礦石, 該類型礦床工業(yè)意義不大。盡管如此，許多礦床也已開采, 但其規(guī)模小, 如廣西巖灘東杠、新疆蘭干鄉(xiāng)、吉林高臺子礦、廣東潭頭和坡嶺等地的滑石礦床[2]。該礦床類型相當(dāng)國外的蛇紋巖類型礦床, 屬次要礦床。

2 滑石礦床工業(yè)類型劃分存在的問題

2.1 滑石礦產(chǎn)勘查規(guī)范缺少礦床類型劃分方案

國外滑石礦床類型劃分, 按成礦作用主要劃分為碳酸鹽巖熱液交代型、接觸變質(zhì)型、沉積動力變質(zhì)型和超基性熱液變質(zhì)型等礦床[1]和熱液交代礦床、變質(zhì)礦床、殘余礦床[20]; 按含礦建造劃分為碳酸鹽巖類型礦床、蛇紋巖類型礦床、硅質(zhì)巖/硅鋁質(zhì)巖類型礦床、鎂沉積巖類型礦床和次生型等類型。我國滑石礦床類型劃分比較統(tǒng)一, 常見分類有區(qū)域變質(zhì)熱液型[14, 16, 19, 21-22]、巖漿熱液交代型(接觸交代型)[1, 11, 14, 19, 22-23]、古巖溶熱液交代型[14, 19, 22-23]、超基性巖熱液蝕變型(超鎂鐵質(zhì)巖型)[7, 11, 14, 19, 21, 23-24]、沉積-成巖型[1, 11, 14, 21-22]、碳酸鹽巖熱液交代型礦床[1, 11, 19, 21-22]、風(fēng)化型[11, 19, 22]。因此礦床成因可分為區(qū)域變質(zhì)、熱液交代、接觸交代、沉積、風(fēng)化等五大成因類型[12]。《玻璃硅質(zhì)原料、飾面石材、石膏、溫石棉、硅灰石、滑石、石墨礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T 0207—2002)中沒有礦床類型劃分標(biāo)準(zhǔn), 造成勘查工作對礦床類型研究不重視, 勘查報告中對同一礦床的礦床類型有不同表述等問題(表3)。

2.2 滑石礦床成因類型劃分不一致

現(xiàn)有滑石礦床類型劃分主要是進行礦床成因類型劃分, 不同學(xué)者、不同規(guī)范有不同劃分方案。國外滑石礦床類型劃分依據(jù)主要為含礦建造特征[16-17], 國內(nèi)滑石礦床成因類型劃分依據(jù)主要有成礦地質(zhì)條件、礦床特征、成礦作用[16, 19, 26-28]、含礦建造特征[1], 不同礦床成因類型劃分見表3。

2.3 對礦床工業(yè)類型研究欠缺

礦床工業(yè)類型劃分是在研究礦床成因的基礎(chǔ)上, 根據(jù)礦床地質(zhì)特征結(jié)合工業(yè)利用價值劃分。當(dāng)前滑石礦產(chǎn)勘查實際基本沒有開展礦床工業(yè)類型劃分工作。根據(jù)收集到的110份地質(zhì)報告，僅有2個礦區(qū)進行了礦床工業(yè)類型劃分, 分別為滑石化蝕變巖型礦床(吉林省白山市遙林石青溝滑石礦詳查報告)和鎂質(zhì)碳酸鹽巖石中的滑石礦床(遼寧省海城市范家堡子礦區(qū)滑石礦資源儲量核實報告)。另外, 根據(jù)滑石礦產(chǎn)勘查實踐, 礦床成因不是單一成礦作用的結(jié)果, 可能是兩種或多種成礦地質(zhì)作用的結(jié)果。如表3所示, 江西廣豐滑石礦經(jīng)歷了沉積、區(qū)域變質(zhì)、熱液及構(gòu)造作用的疊加，遼寧海城滑石礦和廣西龍勝縣滑石皆經(jīng)歷了區(qū)域變質(zhì)作用和熱液作用的疊加。單一從成因進行礦床類型劃分不利于我國滑石礦產(chǎn)勘查開發(fā)水平的提高。

表3 滑石礦床成因類型劃分方案

3 滑石礦床工業(yè)類型劃分方案探討

對江西、遼寧、山東、廣西、四川、重慶、新疆、湖南、河南、廣東、安徽、吉林等省(區(qū))66個滑石礦床進行歸納總結(jié), 根據(jù)礦床含礦建造、礦體和礦石特征、共生礦產(chǎn)、礦石加工技術(shù)性能、礦石用途、礦床規(guī)模, 遵循滑石礦床成因、從簡原則及與已有礦床類型劃分可類比原則, 將我國滑石礦床工業(yè)類型分為變碳酸鹽巖型滑石礦床、沉積改造型滑石礦床、接觸交代型滑石礦床、巖漿巖自變型滑石礦床和風(fēng)化殘積型滑石礦床5個類型(表4)。

表4 滑石礦床工業(yè)類型與礦床成因類型對比

變鎂碳酸鹽巖、變鈣鎂碳酸鹽巖、變鈣鎂碳酸鹽巖與結(jié)晶片巖、變鈣鎂碳酸鹽巖與斜長角閃巖中熱液交代型等滑石礦床特征見表1, 其礦床含礦建造為經(jīng)區(qū)域變質(zhì)的鎂質(zhì)碳酸鹽巖和鎂質(zhì)硅鋁質(zhì)巖, 以前者為主, 礦體形態(tài)、礦石礦物成分相似, 礦石類型以塊滑石為主，礦石加工技術(shù)性能以易加工礦石為主, 大多數(shù)礦床已開發(fā)利用, 本次將此4類礦床成因類型劃分為變碳酸鹽巖型滑石礦床。

沉積-動力變質(zhì)型滑石礦床(表1), 其含礦巖系為經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用的鎂質(zhì)碳酸鹽巖、正常沉積鎂質(zhì)碳酸鹽巖和鎂質(zhì)硅鋁質(zhì)巖建造, 礦石常因含有機質(zhì)或炭質(zhì)呈深灰色或黑色。沉積改造型滑石礦床與礦床成因類型中的沉積-動力變質(zhì)型滑石礦床相當(dāng), 產(chǎn)于震旦系、石炭系與二疊系的滑石礦床在沉積環(huán)境、礦床規(guī)模、礦石質(zhì)量、礦石加工技術(shù)性能以及工業(yè)應(yīng)用存在較大差異, 本次礦床工業(yè)類型劃分方案中, 進一步將其細分為產(chǎn)于震旦系、石炭系與二疊系滑石礦床兩亞類。

接觸交代型滑石礦床特征見表1，與本次劃分方案的接觸交代型滑石礦床相當(dāng)。超基性巖自變質(zhì)熱液蝕變型礦床特征見表1，與本次劃分方案的巖漿巖自變型滑石礦床比較, 區(qū)別在于將石棉共生滑石礦床及含石棉的滑石礦床不納入該類型, 巖性也可以是基性-超基性巖之外的巖漿巖, 如花崗巖、變質(zhì)花崗巖。

風(fēng)化殘余型滑石礦床特征見表1，與本次劃分方案的風(fēng)化殘積型滑石礦床比較, 差別在于本次劃分方案將風(fēng)化殘余型礦床的產(chǎn)于二疊系沉積成因礦床(原生礦)歸到沉積改造型滑石礦床。本次劃分的風(fēng)化殘積型滑石礦床強調(diào)了地表風(fēng)化作用, 是產(chǎn)于第四系及沉積型滑石礦層或含滑石巖系風(fēng)化層的礦床。

3.1 變碳酸鹽巖型滑石礦床

變碳酸鹽巖型滑石礦床主要為區(qū)域變質(zhì)及熱液交代作用形成, 主要賦礦層位為元古界(表5)[12]。礦體主要受巖性和斷層控制, 賦礦巖性主要是鎂質(zhì)碳酸鹽巖, 如菱鎂大理巖、白云石大理巖、蛇紋大理巖、白云巖, 次為富鎂質(zhì)片巖, 如透閃石石英片巖、白云母石英片巖、絹云綠泥片巖、二云片巖、斜長角閃巖、黑云母斜長片麻巖等。礦體多呈層狀、似層狀、透鏡狀、脈狀產(chǎn)出, 礦石結(jié)構(gòu)主要是交代殘余結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)、細鱗片狀結(jié)構(gòu)、纖維狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要是塊狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、粉狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。

表5 變碳酸鹽巖型滑石礦床主要賦礦層位及其特征

礦石自然類型有塊狀礦石、片狀礦石、浸染狀礦石和粉末狀礦石。礦石工業(yè)類型主要是塊滑石型、菱鎂礦-滑石型、白云石-滑石型、石英-滑石型、綠泥石-滑石型。

礦石礦物主要礦石為滑石、菱鎂礦, 滑石含量(wB, 全文同)30%～100%, 脈石礦物為白云石、蛇紋石、方解石、透閃石、石英、綠泥石、磷灰石、炭質(zhì)。礦石主要化學(xué)成分及其含量: SiO229.54%～77.96%, MgO 14.03%～50.00%, CaO 0.045%～9.02%, Al2O30.04%～12.78%, Fe2O30.01%～8.50%,白度57.8%～99.80%。共生礦產(chǎn)為菱鎂礦、綠泥石、透閃石、大理石、白云石、磁鐵礦。礦石加工技術(shù)性能好, 屬易加工礦石, 經(jīng)簡單手選后, 加工成滑石粉銷售。礦床規(guī)模以中、大型為主，該礦床類型為我國最重要的礦床類型, 如遼寧省海城市范家堡子、山東棲霞市李博士夼、廣西龍勝雞爪等地的滑石礦床均屬此類型。

變碳酸鹽巖型滑石礦床, 按成因劃分屬區(qū)域變質(zhì)熱液交代礦床, 按含礦建造歸鎂質(zhì)碳酸鹽巖建造礦床(如遼寧范家堡子、廣西龍勝、山東李博士夼等滑石礦床), 以及硅質(zhì)巖、硅鋁質(zhì)巖建造礦床(如湖北許家坡滑石礦床)。我國獨立的硅質(zhì)巖、硅鋁質(zhì)巖建造礦床數(shù)量很少, 難以劃分單獨礦床工業(yè)類型; 與鎂質(zhì)碳酸鹽巖建造礦床比較, 除含礦建造差異不同之外, 其他礦床特征也都類似, 故將其劃分為變碳酸鹽巖型滑石礦床。典型礦床——廣西龍勝雞爪礦床[29](圖2):

圖2 廣西龍勝縣雞爪礦區(qū)滑石礦0號線地質(zhì)剖面圖

礦區(qū)主要出露地層為丹洲群三門街組第二段及第三段, 拱洞組第一段, 其中三門街組第三段為滑石礦賦礦層位, 巖性為薄—中厚層狀白云石大理巖。礦區(qū)位于三門復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜次級林家灣背斜西翼, 斷裂構(gòu)造主要有兩組：一組為近南北向斷裂, 另一組為東西向斷裂。近南北向斷裂控制礦體形態(tài)、產(chǎn)狀。礦區(qū)巖漿巖發(fā)育, 主要為一套海底噴發(fā)的細碧角斑巖和基性-超基性侵入巖。區(qū)內(nèi)巖石普遍發(fā)生了不同程度的變質(zhì)作用, 變質(zhì)作用類型主要包括區(qū)域變質(zhì)作用、動力變質(zhì)作用和熱液變質(zhì)作用。礦體呈不規(guī)則的似層狀、透鏡狀、單脈-復(fù)脈狀, 局部有分枝, 產(chǎn)狀與巖層基本一致, 明顯受層位控制。

礦石礦物為滑石, 偶爾夾有少量方解石、石英、綠泥石。滑石多呈鱗片狀集合體, 局部因結(jié)晶而呈片狀。方解石、石英、綠泥石等呈他形粒狀不均勻地分布于滑石集合體中, 粒度一般小于0.1 mm。礦石具顯微鱗片狀結(jié)構(gòu)、層狀構(gòu)造。礦石主要化學(xué)成分及其平均含量: SiO261.97%, MgO 31.08%, CaO 0.30%, Fe2O30.74%; 白度82.70%。其中白色、蠟黃色、淺綠色、淺灰白色類塊滑石為特級品和一級品礦石。

礦石工業(yè)類型主要為塊滑石型礦石。礦床成因類型屬區(qū)域變質(zhì)熱液交代型。礦床工業(yè)類型為變碳酸鹽巖型礦床。

選礦工藝流程為: 原礦—洗礦—分選—產(chǎn)品, 目前產(chǎn)品有一級塊礦、二級塊礦、細砂礦和細泥礦, 具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

3.2 沉積改造型滑石礦床

根據(jù)礦床成礦作用及礦床特征分為兩亞類型(表6)。

表6 沉積改造型與變碳酸鹽巖型滑石礦床特征對比

1)礦床主要產(chǎn)于震旦系的朝陽組、燈影組, 石炭系的大埔組、鹿寨組、壺天群。礦床形成經(jīng)歷了同生沉積作用、熱液作用以及后期變質(zhì)變形作用的疊加。礦區(qū)無巖漿活動, 蝕變現(xiàn)象不明顯, 礦體的規(guī)模、形態(tài)主要受巖性和褶皺、斷層控制。賦礦巖石主要為碳酸鹽巖, 如白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖, 生物碎屑灰?guī)r以及含炭質(zhì)鈣質(zhì)泥巖、含鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖等。礦體主要呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦石結(jié)構(gòu)主要為假鮞(豆)狀，變晶結(jié)構(gòu)、鱗片狀結(jié)構(gòu), 構(gòu)造主要為條紋(痕)狀構(gòu)造、層紋構(gòu)造、片狀構(gòu)造、假鮞(豆)狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。礦石以灰黑色、黑色為主。

礦石自然類型主要為假鮞(豆)狀礦石、片狀礦石、塊狀礦石。礦石工業(yè)類型主要是塊滑石型礦石。礦石礦物為滑石, 脈石礦物主要為白云石、方解石、石英, 屬易加工礦石, 焙燒后礦石白度明顯增大。原礦可直接作為陶瓷用精料及精細化工填料, 經(jīng)選礦焙燒后用途廣泛。礦床規(guī)模為中、大型。該礦床類型為我國重要的礦床類型, 江西溪灘、廣西馬鞍山等地的滑石礦床屬此類型。

2)產(chǎn)于二疊系小江邊組、茅口組、棲霞組的沉積改造型滑石礦床，又稱滑石黏土礦。礦體主要受沉積環(huán)境、斷層與褶皺控制, 沿走向由于巖相變化, 礦床可由滑石礦床逐漸變?yōu)榛?海泡石黏土礦床或海泡石礦床, 于湖北、湖南、江西和四川均有發(fā)現(xiàn)。成礦母巖主要為滑石泥巖(滑石黏土巖), 生物碎屑灰?guī)r, 富鎂質(zhì)硅質(zhì)巖。礦體呈層狀、似層狀或透鏡狀。礦石滑石含量低, 自然白度較低。

礦石類型為鎂質(zhì)碳酸鹽-滑石型和滑石黏土型。礦物以滑石為主, 含少量石英、海泡石、方解石、白云石、蒙脫石、有機質(zhì)等, 滑石呈鱗片狀集合體，共生礦產(chǎn)為海泡石。礦石用于陶瓷原料。礦床規(guī)模屬于小型, 如四川川河滑石礦床。

變碳酸鹽巖礦床與產(chǎn)于震旦系、石炭系和二疊系的沉積改造型滑石礦床于成礦作用、礦石特征、礦石加工性能以及工業(yè)應(yīng)用等方面存在差異[13]。二疊系沉積改造型礦床, 目前開采利用的是黏土型滑石礦石, 而鎂質(zhì)碳酸鹽-滑石型礦石, 其鈣質(zhì)含量較高, 滑石含量低, 屬難加工礦石。在華南地區(qū)的江西、四川、湖南等地, 二疊系沉積改造型滑石礦是風(fēng)化殘積型滑石礦床重要的母巖, 根據(jù)滑石礦產(chǎn)勘查和開發(fā)實際、綜合勘查評價要求, 以及與礦床對比研究, 本方案將產(chǎn)于二疊系沉積改造型滑石礦床單獨劃分為一個亞類。典型礦床——江西廣豐黑滑石礦床[31](圖3)：

圖3 江西廣豐楊村M3號滑石礦體沿走向分布形態(tài)示意圖

楊村黑滑石礦區(qū)處于萍塘-陳倉塢北東向滑石礦成礦帶中。礦區(qū)地層有震旦系下統(tǒng)朝陽組、南沱組、燈影組、白堊系下統(tǒng)石溪組及第四系, 朝陽組上段是滑石賦礦層位。朝陽組上段: 上部以灰黑、灰白色假鮞狀硅質(zhì)巖、灰黑色角礫狀含鈣質(zhì)硅質(zhì)巖、灰黑色含滑石鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖為主; 中部為滑石巖層, 夾有假鮞狀硅質(zhì)巖、含滑石假鮞狀硅質(zhì)巖; 下部以灰黑色假鮞狀鈣質(zhì)硅質(zhì)巖、假鮞狀鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖、假鮞狀硅質(zhì)巖為主。

礦區(qū)構(gòu)造活動頻繁, 經(jīng)多次構(gòu)造運動, 礦區(qū)總體構(gòu)造線方向為北東向, 由萍塘-紀(jì)家向斜及北東走向斷層組成, 北西向橫斷層為后期的次級斷層。礦層賦存于該向斜朝陽組地層之中, 礦層的規(guī)模, 形態(tài)及產(chǎn)狀隨著向斜的形態(tài)變化而變化。礦體走向長大于 1 000 m, 傾向沿向斜軸部延深一般 170 m; 礦體呈緊密向斜形態(tài)分布, 產(chǎn)狀變化較大, 局部地段礦體產(chǎn)狀變陡。礦體厚度變化較大, 呈大透鏡狀產(chǎn)出，如M3號礦體沿走向和傾向呈層狀產(chǎn)出, 受構(gòu)造的強烈作用, 礦體走向, 傾向產(chǎn)生強烈的褶皺變形，在褶皺的轉(zhuǎn)折端礦體變厚, 翼部礦體變薄。

礦石呈灰黑色、黑色, 風(fēng)化后呈淺灰、灰白色, 具滑感。主要礦物有滑石、白云石、石英、少量有機質(zhì)。礦石結(jié)構(gòu)以微粒-纖維狀聚晶結(jié)構(gòu), 纖維狀變晶結(jié)構(gòu)為主。礦石構(gòu)造以透鏡狀-條紋(痕)狀構(gòu)造, 定向構(gòu)造為主。礦石主要化學(xué)成分及其平均含量為MgO 28.24%, SiO256.11%, CaO 4.04%, Fe2O30.13%。

礦石工業(yè)類型有塊滑石型、白云石-滑石型礦石。礦體頂?shù)装鍑鷰r主要為假鮞狀硅質(zhì)巖、含滑石假鮞狀硅質(zhì)巖、局部為灰質(zhì)白云巖、夾石絕大多數(shù)為滑石巖。礦床成因類型屬沉積-動力變質(zhì)型, 礦床工業(yè)類型為沉積改造型礦床。礦石屬易選礦石。選礦采用浮選—焙燒的工藝流程。目前，產(chǎn)品主要是原礦, 其次是焙燒后原礦，用于陶瓷原料、造紙、涂料、塑料、化妝品、制藥、食品加工、建筑材料等方面。

3.3 接觸交代型滑石礦床

礦床的形成與巖漿活動密切相關(guān), 主要產(chǎn)于巖漿巖與板溪群加榜組、前震旦系火地埡群麻窩子組、石炭系壺天群、二疊系小江邊組等地層的碳酸鹽巖、鈣質(zhì)巖接觸帶及其附近。礦體主要受巖漿巖及斷層構(gòu)造控制。礦體主要呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦石結(jié)構(gòu)主要為顯微變晶結(jié)構(gòu)、鱗片變晶結(jié)構(gòu)、變余泥狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要是塊狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。

礦石礦物有滑石、透閃石, 滑石含量30.11%～75.12%。脈石礦物為方解石、云母、石英、綠泥石、蛇紋石、黑色物質(zhì)等。礦石主要化學(xué)成分及其含量: SiO227.63%～63.00%, MgO 18.64%～32.40%, CaO 3.55%～29.00%, Al2O31.6%～4.50%, Fe2O30.04%～3.25%%。白度55.48%～91.10%。

礦石工業(yè)類型為塊滑石型、透閃石-滑石型、透閃石型，共生礦產(chǎn)為透閃石。礦床規(guī)模為中、小型。該礦床類型屬于次要的礦床類型, 如江西巖前滑石礦床。典型礦床——江西于都巖前滑石礦床[32](圖4)：

圖4 江西于都巖前滑石礦13線剖面簡圖

滑石礦賦存于巖前巖體與二疊系下統(tǒng)小江邊組外接觸帶矽卡巖-大理巖-黑云母角巖帶內(nèi), 逐漸遠離巖體而消失。小江邊組為上、下二段, 下段為一套海相沉積的深灰-灰黑色中厚層狀鈣鎂質(zhì)泥巖與淺灰-深灰色薄-厚層狀條帶狀灰?guī)r, 硅質(zhì)灰?guī)r交互出現(xiàn)的巖層，經(jīng)接觸變質(zhì)后鈣鎂質(zhì)泥巖變成淺灰-灰白色滑石巖、透閃石滑石巖, 是主要含滑石礦層位；上段為一套淺海相沉積的灰色、灰黑色厚層狀瘤狀灰?guī)r夾薄層狀、不規(guī)則狀鈣鎂質(zhì)泥巖, 含炭泥巖, 是透閃石礦含礦層位。

礦區(qū)構(gòu)造較為簡單, 主要為以北北東向壓性斷裂及褶皺軸為主干的伴生發(fā)育少量的北西西向張扭性斷裂及次級派生的張性斷裂, 它不但對巖前巖體有控制作用, 并控制著逕口白云母花崗巖墻的展布, 而且對滑石礦體的形態(tài)和品位也起著重要的控制作用。

礦區(qū)巖漿巖發(fā)育, 主要巖體有加里東期的長潭花崗巖巖體、鵝婆花崗巖巖體, 燕山早期的江背花崗巖巖體、巖前花崗巖巖體、高山角花崗巖巖體等。巖前黑云母花崗巖株侵入于區(qū)域的江背巖基的南部邊緣, 屬于江背巖體的一部分。逕口細粒白云母花崗巖墻帶主要沿小江邊組下段地層順層貫入, 并且部分巖墻直接與滑石、透閃石礦層接觸, 與滑石透閃石礦緊密共生。

礦體多呈層狀、似層狀、少部分透鏡狀, 產(chǎn)狀基本與地層一致, 并隨地層變化而變化。主要礦物有滑石、透閃石、少量黑色物質(zhì)。滑石平均含量56.86%～60.74%; 礦石主要化學(xué)成分及其平均含量為SiO257.40%～61.10%, MgO 21.25%～23.45%, CaO 3.55%～7.16%, Fe2O30.48%～1.36%, FeO 0.33%～1.15%。

礦石結(jié)構(gòu)主要為鱗片變晶結(jié)構(gòu)、束狀-鱗片變晶結(jié)構(gòu)、顯微纖維鱗片變晶結(jié)構(gòu)、變余泥狀結(jié)構(gòu)及束狀-放射狀結(jié)構(gòu)。構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造, 部分為片狀構(gòu)造、板狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、少量礫狀構(gòu)造等。

礦石工業(yè)類型為塊滑石型、透閃石-滑石型、滑石-透閃石型、透閃石型礦石。共生礦產(chǎn)為透閃石, 多呈似層狀, 扁豆?fàn)罨蛲哥R狀, 透閃石含量一般為50%～80%。礦床成因類型為接觸交代型, 礦床工業(yè)類型為接觸交代型礦床。

采用一粗二掃二精, 中礦集中處理的浮選流程, 精礦基本符合造紙二級滑石粉要求。選礦后透閃石則作釉面磚原料。

3.4 風(fēng)化殘積型滑石礦床

風(fēng)化殘積型滑石(又稱滑石黏土)礦床為出露或近地表礦體或滑石層經(jīng)風(fēng)化作用形成的滑石礦, 主要分布于江西、四川、湖南等地, 主要產(chǎn)于二疊系小江邊組、茅口組、棲霞組的含滑石層或滑石礦體地表風(fēng)化帶中。含滑石層巖性主要為滑石泥巖(滑石黏土巖)、含炭質(zhì)鈣質(zhì)泥巖、泥巖、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r、生物屑泥晶灰?guī)r。礦體多呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出, 可分為風(fēng)化礦層、半風(fēng)化礦層。礦石以顯微鱗片結(jié)構(gòu)為主, 部分為碎屑結(jié)構(gòu)及殘余生物結(jié)構(gòu); 風(fēng)化礦呈土狀構(gòu)造、多孔構(gòu)造; 半風(fēng)化礦為半土狀構(gòu)造、多孔構(gòu)造及交代殘余構(gòu)造。

礦物成分以滑石為主, 其次為石英、方解石, 滑石含量30.00%～75.00%。礦石主要化學(xué)成分及含量[12, 30, 33-35]: SiO232.19%～69.00%, MgO 15.21%～30.41%, CaO 0.05%～0.71%, Al2O30.09%～5.04%, Fe2O30.60%～1.66%; 白度11.00%～82.80%。焙燒后白度大于80%。

礦石工業(yè)類型滑石黏土型，礦床成因類型為風(fēng)化殘積型礦床，礦床工業(yè)類型為風(fēng)化殘積型礦床。礦石以滑石礦物粒度細,低滑石含量、CaO含量和白度, 高Fe2O3含量為特征。礦產(chǎn)勘查評價采用的工業(yè)指標(biāo)[36], 對CaO、Fe2O3和白度不限制，主要用于陶瓷工業(yè),經(jīng)焙燒后白度增大, 可用于生產(chǎn)高檔瓷原料。礦床規(guī)模為中、小型。該礦床類型為我國次要的滑石礦床類型, 如江西長田坑滑石礦床[36-37](圖5):

圖5 江西長田坑滑石礦剖面圖

礦區(qū)地層有二疊系孤峰組, 小江邊組及第四系望城崗組和聯(lián)圩組。小江邊組分為5段：第一段為透鏡狀, 結(jié)核狀燧石巖夾泥巖; 第二段為薄層狀, 微層狀滑石(泥)巖, 偶夾灰?guī)r; 第三段為泥晶灰?guī)r與鈣質(zhì)泥巖互層; 第四段為滑石泥巖(滑石黏土巖)夾灰?guī)r; 第五段為薄層狀灰?guī)r與泥巖呈不等厚互層。其中，第二段和第四段為賦礦層位。

區(qū)內(nèi)滑石礦層主要有風(fēng)化礦層、半風(fēng)化礦層和原生滑石礦層, 礦體呈層狀、似層狀或透鏡狀產(chǎn)出。原生滑石礦層主要賦存于二疊系中統(tǒng)小江邊組的第四段中, 巖性為滑石泥巖(滑石黏土巖)、灰黑、黑色微薄層狀含炭質(zhì)鈣質(zhì)泥巖, 圍巖為淺灰、灰色泥質(zhì)泥晶灰?guī)r。風(fēng)化滑石礦層為灰黑色、黑色微薄層狀含滑石炭質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r風(fēng)化后形成, 主要賦存于小江邊組第四段地表與第五段局部地帶的地表風(fēng)化帶中。風(fēng)化礦呈層狀, 產(chǎn)狀平緩, 與地形一致, 分布較為穩(wěn)定, 產(chǎn)出受原生礦層制約, 其分布、厚度還受地形地貌、大氣降水和風(fēng)化剝蝕保存條件等控制。根據(jù)礦體的形態(tài), 分布特征, 將風(fēng)化礦體劃分為滑石黏土礦體(滑石≥50%)和鎂質(zhì)黏土礦體(滑石≥35%～50%)。

礦物以滑石為主, 其次是石英、方解石、含微量蒙脫石、絹云母及白云石等。滑石含量, 風(fēng)化礦一般為 60%～75%, 原生礦一般為 41.2%～52.30%。礦石以顯微鱗片結(jié)構(gòu)為主, 部分碎屑結(jié)構(gòu)及殘余生物結(jié)構(gòu), 構(gòu)造以土狀構(gòu)造、多孔構(gòu)造為主。

主要化學(xué)成分及其平均含量: 風(fēng)化礦石SiO257.86%, MgO 21.70%, 酸不溶MgO 15.04%, CaO 5.23%, Fe2O31.37%；灼燒白度49.55%; 半風(fēng)化礦MgO一般為 19.72%～24.31%, 酸不溶 MgO一般為 16.02%～22.91%; 原生礦MgO(全量)一般為 17%～23%, 酸不溶MgO一般為 10%～18%。

滑石礦石可分為風(fēng)化礦、半風(fēng)化礦和原生礦3種礦石類型。原生礦礦石工業(yè)類型為鎂質(zhì)碳酸鹽-滑石型礦石,風(fēng)化礦、半風(fēng)化礦工業(yè)類型為滑石黏土型礦石。礦床成因類型屬風(fēng)化殘積型，礦床工業(yè)類型為風(fēng)化殘積型礦床。

礦石大多直接用于陶瓷原料, 少量需手選加工。滑石原礦配制的滑石瓷達到細炻質(zhì)磚的標(biāo)準(zhǔn)。

3.5 巖漿巖自變型滑石礦床

巖漿巖自變型滑石礦床產(chǎn)于受到不同程度蛇紋石化的基性巖、超基性巖和花崗巖的內(nèi)接觸帶或其斷裂破碎帶, 礦體主要受巖體及斷層控制。礦體多呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造主要為鱗片變晶結(jié)構(gòu)、粒狀變晶結(jié)構(gòu)、脈狀結(jié)構(gòu)、粒狀鱗片狀纖維狀變晶結(jié)構(gòu)、片狀構(gòu)造及塊狀構(gòu)造。礦物以滑石、透閃石為主, 其次為蛇紋石、方解石、磷灰石。共生礦產(chǎn)為透閃石。

礦石工業(yè)類型主要有塊滑石型、鎂質(zhì)碳酸鹽-滑石型、透閃石-滑石型、蛇紋石-滑石礦石。礦床成因類型為超基性巖花崗巖自變質(zhì)熱液蝕變型。礦床工業(yè)類型為巖漿巖自變型礦床。

礦床規(guī)模為中、小型。該礦床類型勘查程度較低, 為我國次要的滑石礦床類型, 如四川王家灣滑石礦床和廣西老灣肚-四方垌滑石礦床。礦床實例——廣西陸川縣老灣肚-四方垌礦床[38]：

巖漿巖為晚志留世雜色中粒二云母花崗巖, 為成礦母巖體。變質(zhì)巖為寒武系片巖、變粒巖、混合巖。礦區(qū)獨田-河村斷層控制礦體產(chǎn)狀和分布。

滑石礦賦存于中粒二云母花崗巖體與花崗片麻巖, 片麻變粒巖接觸帶偏花崗巖一側(cè)及中粒二云母花崗巖體內(nèi)的破碎帶中, 受構(gòu)造與接觸帶的控制, 呈NNE向展布。礦體以似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。

礦物主要為滑石, 滑石含量96%～98%, 磷灰石1%～2%, 鐵泥質(zhì)1%～2%。礦石具鱗片狀變晶結(jié)構(gòu), 片狀構(gòu)造；主要化學(xué)成分及其平均含量: SiO244.46%, MgO 28.96%, Fe2O30.97%, CaO 0.38%, Al2O314.11%, 酸不溶物為66.6%；白度平均值為81.34%。礦體圍巖、夾石為二云母花崗巖。

礦石工業(yè)類型為塊滑石，礦床成因類型為花崗巖熱液蝕變型，礦床工業(yè)類型為巖漿巖自變型滑石礦床。

4 結(jié) 論

本文在我國滑石勘查開發(fā)基礎(chǔ)上, 通過歸納總結(jié), 提出將我國滑石礦床工業(yè)類型劃分為變碳酸鹽巖型礦床、沉積改造型礦床、接觸交代型礦床、巖漿巖自變型礦床和風(fēng)化殘積型礦床等5類。其中, 變碳酸鹽巖型滑石礦床是我國最主要的礦床工業(yè)類型, 建議加強對該類型礦床的深部、邊部勘查的研究工作, 以及對其低品位礦石、共生礦產(chǎn)(含黑滑石)的加工技術(shù)性能研究, 提高綜合礦產(chǎn)資源利用水平。沉積改造型礦床是我國重要礦床類型, 在華南地區(qū)分布廣泛, 建議加強在該地區(qū)該類型礦床勘查工作、共生礦產(chǎn)綜合勘查評價以及原生礦礦石加工技術(shù)性能研究。

本文劃分方案可為今后滑石礦床的研究和勘查開發(fā)提供參考和借鑒, 對促進滑石礦產(chǎn)勘查評價工作具有積極的作用。

致謝: 論文編寫過程中, 桂林理工大學(xué)付偉和李賽賽老師提供修改意見與建議, 圖件制作得到何柳羿大力支持, 在此表示衷心感謝。