石榴子石礦開發利用概況

  一:石榴子石礦產名稱
石榴子石(granat)這一名稱系由拉丁字“granatus”演變而來,其意是種子狀的,因為它的結晶體在巖石中像似種子而得名。人們通常簡稱為“石榴石”實際這一名稱是泛指一組物理性質和結晶習性相同的石榴子石族礦物的統稱,在這族礦物中隨著組成它們的化學成分的不同而有多種品稱。如鎂鋁榴石、鐵鋁榴石、錳鐵榴石、鈣鋇榴石、水鈣榴石、鈦榴石······等。人們早是用石榴子石作裝飾品,到十九世紀隨著工業發展,人們對磨料的需求增長而導致大量開發利用。
 
二、石榴子石礦床類型及分布
(一)石榴子石礦床類型
石榴子石在自然界中分布十分廣泛,常以付礦物成分產于多種巖石之中,尤其在變質的片巖、片麻巖中為常見。盡管人們從不同目的對石榴子廠的成因類型進行大量的探討和研究,然而對于石榴石礦床類型的劃分尚未有被多數人所公認的方案,綜合石榴子石的成因類型結合當前開采利用的情況進行歸納,大致可分為原生礦床和次生礦床兩大類。在原生礦中依據石榴子石的成因類型可分為榴輝巖型;區域變的片巖、片麻巖、變粒巖型;火山巖型;偉晶巖型和接觸交代矽卡巖型等五種類型。在次生礦床中由于石榴石經風化、遷移、沉積等作用按其聚集產出位置可分為風化的殘坡積砂礦、河湖沉積砂礦和濱海砂礦三種類型。對于這些不同成因類型的礦床來說,由于組成礦床的石榴子石含有不同的主要端元分子,從而導致開發利用程度的差異。通常作為磨料用的石榴子石,人們要求石榴子石是由鎂鋁——鐵鋁榴子石含有不同的主要端元分子所組成,而對作砂吹、過濾介質及寶石用的礦床,雖然承認由各種端元分子為主所形成的石榴子石均可利用,但是仍以鐵鋁榴石端元分子所組成的石榴子石礦床為好,因此人們在開發利用石榴子石礦床中,主要是原生榴輝巖型、區域變質的片巖,片麻巖,變粒巖型和次生的砂礦等幾種類型?,F將各類型礦床的產出特征簡述如下:
1、 石榴子石榴輝巖類礦床;
榴輝巖的化學成分相似于輝長質—玄武質成分的巖石,其組成礦物主要由綠輝石和石榴石組成,典型者不含斜長石,可含少量的紫蘇輝石、蘭晶石、石英等,金紅石是常見的一種付礦物。榴輝巖體常是構成石榴子石礦體的主體。由于榴輝巖成因較復雜以及它的礦物組合僅在異常條件下才是穩定的,因此這類礦床中的石榴子石礦體形態一般較復雜,多呈凸鏡狀和囊狀產出。礦石內所含石榴子石一般為10~40%富者可達60~70%,石榴子石主要是由鎂鋁榴石和鐵鋁榴石兩種端元分子所組成的固液體,兩者固溶比隨著榴輝巖的成因而有變化。這類礦床所產的石榴子石是制造高級磨料的重要來源之一,當前世界生產的高級磨料主要是來自這一類型。在這種類型的礦床中常有寶玉石和金紅石等礦產與之共伴生。這類礦床探明儲量的產地不多主要是美國紐約州華倫郡(Warven county)北溪(North Creek)一帶的礦床和南非的金伯利礦。我國所探明的石榴子石儲量中,屬于這一類型的有湖北陽縣大阜山金紅石礦床。
2、 石榴子石片巖、片麻巖和變粒巖類礦床:
這類礦床在民辦上分布較廣,是石榴子石的主要來源之一,并且對次生礦床的形成有著重大影響。這類礦床的產出我與古老的結晶基底和各個地質時期的造山帶有關,它在這些不同時期所形成的大面積區域變質巖中的產出部位貫穿于不同變質級的綠片巖相,角閃巖相,麻粒巖相和榴輝巖相內的片巖、片麻巖、變粒巖中,在條件有利時可形成以石榴子石為主的巖相帶,礦石的礦物組合變化大。組成礦體的石榴子石以鐵鋁榴石端元分子為主,礦體與圍巖有時呈漸變過渡關系,礦體形態較規則常呈似層狀、凸鏡狀,礦石中石榴子石含量由貧到富不等一般多為10~30%,富可達75%,礦床規模一般為大中型。在這類礦床產出的上下層位中常有石墨、硅線石、蘭晶石、剛玉等礦床的產出,或是與其相伴生,從而增加了其經濟效益。在當前世界開采的石榴子石主要礦山中約有三分之一是屬于這一類型。許多有價值的砂礦形成都與這種類型有關,有個別砂礦實際就是這類礦床在風化過程中部分輕礦物被沖刷搬運帶走使石榴子石加富集而成。如美國愛達荷州費恩伍德木匠溪砂礦以及我國四川汶川龍溪溝砂礦。這類礦床在我國分布十分廣泛除東南沿海省份外,其余各省均有分布,在已知礦床(點)中約半數以上屬這種類型。
3、 火山巖類礦床:
這個名稱是否妥當,當可商榷,其涵意是把那些產于不同深度和以中、酸性為主的火山巖、次火山巖和侵入巖等多種含石榴子石的巖石所構成的礦床均歸屬這一類型中。含礦巖體的產出和分布多處于造山洗動帶內受主干斷裂控制。石榴子石在巖體內一般呈均勻分布,礦石類型單一,礦體形態受巖體控制,礦床規模則取決于巖體的大小。組成礦床的端元分子以鐵鋁榴石為主。在礦床內未見有共、伴生礦產的報導。從含礦巖體看在世界范圍內分布十分廣泛,但是由于石榴子石受著生成條件所限,在巖體中含量通常不高,多呈付礦物產出,能夠富集構成礦床者為數很少。已知日本有奈良縣二上山和愛知縣雨瀧山二個安山巖礦床,蘇聯的哈薩克境內有謝米帕拉金等近十余處的納長石化花崗巖礦床。因此按照提供石榴子石的來源這個目的衡量,這個類型礦床以作為主要類型。但從報導資料看這種類型的礦床規模大,仍然值得注意尋找。
4、 偉晶巖類礦床:
有關這類礦床的形成通常認為巖漿侵入和氣熱活動有關。其特征是化學成分較復雜,礦物種類多,為多種礦產成因類型之一;多呈脈狀產出,脈體形態有板狀、柱狀、透鏡狀、串珠狀等多種,脈體規模變化大,長由數米~千米,寬由數十米~數十米;脈體具有特殊的結構和構造構造;礦物結晶程度高和交代作用發育廣泛等特點。隨著脈體的不同石榴子石的品種亦有差異。其產出部位自脈壁至近石英核的各結構帶中,石榴子石呈單晶組成的斑狀、團狀、囊狀分布,含量變化大,分布很不均勻。這類礦床主要是寶石級石榴子廠的來源,礦床規模多為小型。對于一些含量較富的脈體,常常是作為采選其他礦產時的付產品加以綜合回收利用。世界開采這類礦床較為有名的有巴西、印度、緬甸、坦桑尼亞、肯尼亞、津巴布韋和蘇聯等。我國在新疆、內蒙、江蘇、四川等地區也發現有這類型的礦床,其中僅新疆和江蘇兩地見有寶石級的產品。盡管這種類型礦床對于石榴子石主要用途來說經濟價值不大,但是作為尋找寶石級的產品來說仍應值勤得重視。
5、 矽卡巖類礦床:
這類礦床的形成與巖漿侵入演化后期氣水熱液活動關系密切,在空間分布上雖多見于巖漿與圍巖接觸的外蝕變帶,但也有見于遠離侵入體的圍巖中。盡管影響礦產形成的因素很多,然而圍巖的物理、化學性質和地質構造對礦化的富集程度、礦體的形態和規模等具有明顯的影響。據野外觀察這類礦床的產出,與中酸性小侵入體和碳酸鹽類關系十分密切,組成礦石的端元子以鈣鐵榴石為主,有的也可出現以鐵鋁榴石為主的礦床,在圍巖蝕變中隨著石榴子石出現程度人們常利用它來作為劃分蝕帶的指示礦物之一。這類礦床的一個特點是常伴隨著多種金屬礦和非金屬礦出現,這些金屬礦或非金屬礦常產于本體中或是以本礦體作為頂、底板。一般很少專門進行這類石榴子石礦床的勘查開采工作,只是在開采其他礦產時,作為付產品進行回收利用。隨著加工技術的改進和人們利用需求的增加,預計這類礦床的產量將會明顯的增加,在我國這類礦床的分布僅次于區域變質型礦床。主要在東南部的省區,尤以長江中下游為顯著。
6、 風化殘坡積類礦床:
這類礦床實際與原生的榴輝型、區域變質型和火山巖型三類礦床密切相關,在這三類礦床中,由于原礦含量不高經風化流失使石榴子石富集成礦。因此原巖的含量、風化程度和地勢等對礦體的形態、規模、富集程度等有較大的影響,礦層分選程度差,礦床規模多為小——中型,易開采,部分礦床中有共伴生礦產產出,為石榴子石的次要來源。
7、 砂礦:
這類礦床是石榴子石的主要來源之一,有用礦物經水流和岸流作用富集成礦,礦層常由一種~數種有用重礦物共同組成,碎屑物的分選程度高,含礦層比較穩定,可由一至數層組成,礦體呈似層狀、凸鏡狀或條帶狀產出于近地表外。礦床規模多為大、中型是其共同的特點,不同的是,河砂礦床除產出現代河床、河漫灘外也產出于河流的各級階段地中,一般只有一個含礦層位,有用重礦物我富集在近基底部位,礦床規模大、中、小均有。而海濱砂礦則常在河流入海處呈狹長帶狀沿海岸分布,含礦層位可有多層,礦床規模一般較大,含礦層一般由近岸處向海中逐漸變薄尖滅。

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