推荐云南先锋硅藻土矿床地质特征及成因分析 精品Word格式文档下载.docx

1、氆煤段（N）在巨厚褐煤层中夹数层透镜状,鸡窝状泥质粉砂岩,砂质泥岩,泥岩及擞质泥岩.以泥炭沼泽相,沼泽相为主的沉积孢粉组合中,花粉体多于孢子体.一般厚60N80m最厚达244.24m:木文1989年1月18E:32砾5J泥岩段（N:）西安矿业学院i9S9-E要由浅灰,褐灰,灰白色中厚砂质泥岩,泥质粉砂岩夹薄层菱铁碾粉砂,透镜状炭质泥岩硬不稳定的褐煤层和砂砾岩组成泥岩_申常见鲕粒,底部为风化壳堆积物以冲积,洪积千碎屑为主孢粉花粉体为主.一般厚304Om,螭厚达138m.角度不整合下,地盆地东部为灯影组Il云岩,盆地西部为沧浪铺组石英砂岩,页岩,粉砂岩.峨嵋I亥武岩组（P:B）沿小江,程海等断裂广

2、泛分部.出露于盆地东南部,多旋迥喷发,复杂.以致谢状,杏仁状,气孔状玄武岩为主,夹薄层凝灰岩,部分集块岩,凝灰质疗）蕊岩等.联理晰,节理发育,盖于茅口组之上.厚度一般1201500m.2地质特征2.1赋存层位及岩性特征唆矿【求于褐煤层之上,为一套札泥炭疆洋相基础上发育起采的内陆山问湖相机积.具徵孔结构,块状构造.从宏观特征,岩矿鉴定,硅藻含量对比,大致可区分出三层:下层由黑褐包皴质硅藻土,粘土硅藻土及粘土组成,有硅藻生物群体形成的蛋白石细条,盆地东部蛋I百细条粗大出集,向西部变细变稀;中层多为灰色含硅藻粘土岩,硅藻质粘土岩及粘土质硅藻土相问.硅藻生物群体结构呈星点状分布.普遍含有豆状大小的软锰

3、质结核,黄铁矿结核及炭屑,上层由灰绿,绿灰色含硅藻牯土岩,硅藻质粘土岩及牯土质硅藻土,含硅藻的粉砂质粘士岩组成.泥质含量及方解石含量增多,央有0.31.33m褐煤层.所产植物化石,硅藻化石,孢粉化石,经鉴定为中新世.2.2矿体形态,产状及分布硅藻t层主要由硅藻遗体形成的蛋白石组成.硅藻在岩石中的含量多少不等,丁高达70%8O%.在现代硅藻淤泄巾可达90%94%.通常SiOz含量超过7O的天然硅藻土即为优质.先锋盆地硅藻及SiOz含量都偏低.本文觇硅藻含量>s0%为硅藻土粘L含量超过50者则过渡为硅藻粘暗此分析硅藻L层n剖面上分下,ll1=:个层组.F,中甚组比上J.F组分i面积较大,主要

4、征盆地中,东部,厚层状产出jE岛口t口皂圈1N:最台矿岩系柱抗对H示意图1一枯土质硅藻土（硅藻含量&50%）2一硅藻质榷土岩（硅藻含量&25）3一含硅藻土岩（硅藻含量<25）4一台硅藻含协砂拈土岩5-含硅藻含菱铁质.土岩6一土岩7一煤层笨2荆云南先锋硅藻土矿床地质特征厦威豳分析中层组分布面积亦大,东,中,西部均有分布,显示了东,西部厚,中部稍薄的特征,形如纺锤,上联组主要分布东,中部,层厚较薄,或仅分布在中部,?!透镜状产出（图1）.I东西长6.Skin,南北宽0.52km的矿区范围内,虽有含!硅藻的N段分弗.但硅藻土层并非普遍分布,:空问亦非都连成一体.从现有资料看,矿层厚度较大且具有

5、工业价值的硅藻土层仪分布17线以东的8.Zkm内.从硅藻七层等厚线（图2）看图2硅藻土堪等厚发I冬jl一矿蔓也界2一等厚线断层4一勘探剖面线5一龙潭组一段6一煤层编母崮3N段地层等厚线图l矿区王亘2一?线3一线4一小七淖蛆一段s一煤筐编6一勘探剖面线出,东部,南部较厚,北部,西部变薄至尖灭,与N段地层的厚度变化总趋势大同小异（图3）.2.3硅藻土的矿物成分,结构构造及矿石类型硅藻土的主要矿物成分为蛋白石,组成硅藻植物群外壳.其次为粘土矿物（水云母）和含量不等的有机质.粘土矿物呈极细粒状,鳞片状,约占1530;有机质多呈粒状,碎屑状,约占l7%32%,充填混杂在硅藻壳间.还有少量至5的石英,白云

6、母,玄武岩碎屑.偶有电,Fj铁矿,磁铁矿和锆英石的混杂,亦彳微量的方解石,黄铁矿,软锰矿,三水铝石等物:个别点方解石含量高选1520%硅藻,尤其是N段F部的含牯土硅藻土,硅藻群生,量多个大,手标本上都能看到硅藻生物遗体牯土质硅藻i呈硅藻生物一泥质结拘.而硅藻质粘土则呈泥质一硅藻生钧结构34西安旷业学院1989年硅藻土一般里块状构造,质量好的呈灰黑灰白色相问的水平带状层理构造,经风化,即呈薄层书页状.此特征,可能与湖水平静,硅藻季节性的兴衰有关.按硅藻土中硅藻,粘土矿物,有机质和自生矿物的相对含量,可划分为含粘土硅藻土,粘土质硅藻土,含有机质牯土质硅藻土,岔钙质,粘土质硅藻土.2.4硅藻矿的物化

7、特征硅藻士呈黑褐,褐灰,灰,灰绿,绿灰等色.风化后变白,区内硅藻土出露良好,形成白色鼓包和岗梁,硬度小贝壳状断口质地细腻,牯舌头疏松多孔,吸水性强.燃烧时有烟及臭蛋味,烧后色浅变轻,堆放露天日晒,雨淋,风化后呈木屑状或碎块状.比重2.30t/m,体重0.91.0t/m,容重0.6O.8t/m,堆密度0.64g/mL,孔隙率90.2,孔体积I.34mL/g.比表面积3136m/g,微孔孔径5oo3ooooA,可塑性指数l9.77,渣限表1硅藻的化学组或最高值最低值%一般值S8.6332.1O4O5075.024s.03607372.29,塑限s2.52,硅藻个体大小llO0m,其中l0100gm

8、者占50?吸水性强,吸水率18.15211.7%,平均69.1s%,松散系数1.39,pI-I值3.123.75,白度2040%,耐火度11201500.其化学组成（表1）,表中原土中SiO2偏低,Fe203,CaOMgO,SOa,K:O偏高,烧失量特高,为低硅高烧失量型硅藻土.原土灼烧后SiO含量增高,二者相关系数r的绝对值为0.767（表2）,呈正变线性相关（图4）.表2几个主要指标归回分析结果支量样量数相关r系数尊霞孳譬Si0灼烧YCaO,Mg0SiO2Si02174150:28.146+0.81Ix3.1610.767=1.052+0.7252,2.988CaO.MgO=47.760.

9、844SiO1.5670.961S10=55.80一I.094Ca0.MgO1?7841630.683Loss=62.080.702SiO2SiO2=66.2780.665Loss3.3573.268.烧,塑0S第2期云南先锋硅藻土矿床地质特征恧成固分析XfSiO）图4题土灼烧SiO的关系原土CaO,MgO含量增加,sjO含量则降低,相关系数r为一O.96l（表2）,呈反变线性哭系（图5）.SiOz含量随烧失量增高而增高,二者相关系数r为一0.683（表2）,亦呈反变线性关系（图6）.硅藻土所处位置不同,差异亦大.SiOz古量地表高于地下,烧失量则地表低于地下.A1O.,MgO,TiO含量地表

10、高于地下,Fe203,CaO,SO3含量则地表低于地下（表3）.主要原因系硅藻风化后,经氧化分解和淋失作用,使SiO:AI2O3,TiO2含量相对富集,Fe,Ca,SOa和有机质等被分解淋失所致.2.5硅藻组合特征表3地下和地表化学成分含量I:t:gE从江西煤田地质科学研究所和美国联邦地质调查所J?plattBradburylJ譬士对钻孔和盆地东部硅藻土露头样品系统岩矿及硅藻鉴定结果,先锋硅藻土中硅藻植物群共l7属43种,多为直链藻,圆筛藻,脆杆藻,针杆藻.前两种属中心纲,淡水型;后两种属羽纹纲,淡水型.砖藻优势属种地层剖面上呈规律分布,为一属种或两个属种以k的混合带.各带中西安矿业学J宅19

11、89直属种含量以直链藻.圆筛藻.脆杆藻变化为丰:单一属种带的优势种含量在90%以上.其它属种含量在10以下.两个属种以上的混台带各一含量均u89.根据属种含量,硅藻总量及自生矿物方解石,菱铁矿在N段地层中分布,自下而E大致有7个分带.1）直链藻带,厚1060m,硅藻含量1050一般为30.菱铁矿含量由东向西亦少,方解石则由少增至5.2）圆筛藻,直链藻混台带,厚1030m,硅藻含犀35%65%,一般为55.其中直链藻含量一般5090,圊筛藻含量为105O%.菱铁矿含量由东向西微量至无,方解石则由微量增多.3）圊筛藻带.厚210m,硅藻含量3070%,一般为60%.方解石含量由东向西,从无少量;4

12、）直链藻带,厚45100m,硅藻含量1570,一般为30,向西减20%.方解石含星东部无毫有,中部增歪5lO,西部达25%.5）脆杆藻,厕筛藻,直链藻混合带,厚535m.硅藻含量1525.其中直链藻占55,圆筛藻占25,脆杆藻占20%.方解石含量由东向西,从无到20%.6）直链藻带,厚约16m,硅藻含量为1s,无方解石.7）直链藻,圆筛藻混合带.厚约90m,硅藻含量l5%,其中直链藻为1580,圆筛藻为15%80%,方解石含量较多,达25%,个别点达7O.从7个分带特征可看出,硅藻属种以直链藻为主,圆筛藻次之,再次脆杆藻.硅藻含量由下而.呈少一多一少一更少变化,平面E亦是东多西少,南多北少的变

13、化趋势.硅藻共生的rI生矿物方解石由下而上渐增多,T东而两渐增.菱铁矿只存下部微量lJ理3矿床成因分析硅藻土矿的形成,必须有适宜硅藻生长的古地理环境,供硅藻繁殖的营养及保存硅藻遗体的地质条件.,.1适宜硅藻生长的古地理环境3.1.1古湖盆的形成燕山运动使矿区古生界至中生界的沉积盖层褶皱断裂,形成南北向区域性褶断和高差不大的地貌特征.经风化剥蚀与溶蚀后,晚始新世至渐新世初,由早期一幕喜山运动所产生的近东西向盆缘构造的影响,形成长轴北东近东西向,盆内尚存近南北向古粱的小型山问盆地先锋盆地.因溶蚀和断裂作用,盆地高低不平,但呈北高南低,东高西低之势.fi然地貌使盆地封闭良好,汇水面积较大,逐渐形成山

14、阅小湖盆,接受了中斯统小龙潭组的沉积开始是河流相的填平补齐,地势逐渐平坦,水体几乎呈停滞状态.由于气候潮湿,植物大量生长繁殖,盆地沼泽化地壳沉降和泥炭堆积的相对均衡,使巨厚褐煤层形成.中新世初至中新世中期二幕喜山运动,盆地继续下降,盆周水流进入,泥炭得到保存,沼泽化,泥炭沼泽化的环境变为湖相环境,沉积Ni段地层.3.1.2湖盆水体厦气候条件硅藻繁生需要潮湿偏冷,浅水,洁静,透光环境,混浊的水不仅防碍光合作用,阻止硅藻的生长,且浮悬混浊物还能堵塞硅藻摄食器官,使硅藻难【繁殖.如水太深,阳光不足,不利光合作用,对硅藻生长繁殖亦不利,且不能抑潮硅藏繁生的有害成分.先锋盆地N段沉积的特征是,开始水体尚

15、未淹覆古盆中存在的南北向鲁支本古粱.而使两侧搋积特征各异以后,固河水,大气降水,泉水大量汇入,地壳缓慢下降,水体逐渐加深,水面增大,鲁支本古梁两侧水体才合二为一形成完整的湖盆,使后来的沉积物成为整体.从沉积物分布特征伶析,盆地西部的粉砂岩,混岩和含有植物化石,有机质的粉砂岩,第2期云南先锋硅藻土矿库地质特征夏成固分拇3了盆地西北部的砂岩,粉砂岩及泥岩互层;盆地东南缘含螺化石,植物化石碎片的砂砾岩,泥岩互层,砂砾岩显逆韵律层理;盆地中偏西部的含有大量植物化石碎片,螺,鱼刺化石的混岩,粉砂岩.硅藻含量逐渐增多;盆地中偏东偏南部县水平层理:有机匝含量高,有鱼类化石及黄铁目,整铁矿的硅藻质粘土,粘土质

16、硅藻沉积,睦示了湖盆由西北而东南,由盘缘向中一依次发育了湖滨沼泽相,湖滨相,边缘水Frl,积扇浅胡相和较深湖相沉积特征呈东西向不对称环形条带状分布.大量的动植物化石,如螺,鱼类,四环藻,短缝藻舟形藻,曲壳藻,羽纹藻,异端藻,窗纹藻及黄铁矿,菱铁矿,水云母,方解石,白铁矿软锰矿的出现,都是湖盆水体条件为静水湿温偏冷,光合作用良好,水生植物繁茂的淡水,碱性弱还原一强压原环境.但从硅藻繁生及时空分布来看,盆地水体条件,在N段沉积期中,可能由于环境不稳定,微小起伏较多而多次变化.下部东部虽较利于硅藻繁生,也只局限:小范围内.上部西部硅藻繁生较差,占据了湖盆水体相当范围,可能与钙,镁,铁铝,s0a偏高,

17、J坷化程度增强有戈,亦与盆缘古生代的各类白云质岩石及石灰岩受溶蚀进入湖盆有关,抑制了硅藻的繁生出现r时空的不均衡发展.从砘藻士物化特征中硅藻的向度2O4O%,l6皂S07lj5一化1f镬?置系Sm0a萼l6氧肆盘ylJ烧戈母的关系38西安矿业学1989年氢离予浓度pH值3.123.75来看.F度较低.系水体中杂质较多所致强酸水质对硅藻繁生极为不利田此,盆地水体时而利于硅藻的繁生,时而又不利于硅藻的繁生,盆地东,南部对硅藻繁生较有利.3.2供硅藻繁殖的营养来源硅凝土星硅质沉积岩,主要由硅藻（单细胞的水生藻类植物）的化石骨骼遗骸与软泥周结而成.含硅藻质的氧化硅,是活的硅藻细胞壁内最早形成的蛋白石.

18、火山作用也可释放大量氧化硅,以促进分泌氧化硅的有机物.先锋盆地东南缘分布峨媚山玄武岩,为盆地硅藻土的形成创造了条件.以盆地东南所沉积的砂砾岩,泥岩,砂质泥岩,含硅藻粘土岩,硅藻质牯土岩和牯土质硅藻土以及玄武岩砾石,是盆地东南剥蚀区峨嵋山玄武岩侵蚀,搬运,沉积的结果.硅藻土经x射线粉末衍射分析有石英,玄武岩屑,电气石,自云母,自钛矿,磁铁矿和话石等.都是玄武岩所具有.硅藻土化学成分与玄武岩成分比较,亦有许多相似之处（表4）.含量较高的SiOz就是硅藻生长繁殖营造躯壳的基本物质.表4硅藻土和玄武岩化学成分比较52.1949,08刺激硅藻繁t有机质和氨素主要来nN段底部的巨厚泥炭层和蠲盆西部湖滨沼泽

19、中的有机质盆地东及东北缘广泛分市的早寒武世磷块岩,含磷白云岩,磷质白云岩,含磷硅质自云岩,长期遭受剥蚀和搬运,是盆地中硅藻繁生所需磷的来源地.硼足硅藻生长的重要元素.先锋硅藻土岩矿鉴定中有微量电气石,证明有硼存在.盆地四周f生界有海相页岩及玄武岩,亦供给硼元素.含硼浓度较高（50ppm）的基性火山岩是硼元素的E要来源.3.3保存硅藻遗体的地质条件3.3.1硅藻死亡,失去浮游能力而缓慢下沉.山于体小又轻,如湖水较深,往往不列湖底就被溶解.先锋盆地湖水不深,其东,南部水体较浅,硅藻遗体保存较好.3.3.2生物硅藻地质历史时期中,多分布于第三纪和第四纪,先锋硅藻亦在此期.3.3.3蛋Jj石变为石英的

20、速竟与温度有关.先锋盆地硅藻形成于中新世,埋藏浅,投有构造和火成影响,才得到保存.结恐】）先锋硅藻土矿床所产植物,硅藻,孢粉化石,经鉴定,属第三纪中新世.2）硅藻土矿床发育范围不大,水体不深,为平静温韫倘冷的内陆淡水山问湖盆.矿物质来源于盐缘东南的玄武岩和表部的磷源侵蚀区.困湖盆水体深浅和矿物质供源不一,硅藻繁生各处亦异在光合作用和物源充足地区的小区域繁生.因而出现硅藻含量不等,SiO含蜃差异,硅土层厚度悬殊的小范围变化.O92肿凹c勰O椰蛇F6第2荆云南先锋硅藻土矿床地质特征麓成目分析394.3经分析,试验,鉴定,先锋硅藻土SiOz含量偏低,硅藻含量不高,杂质多,亮度低,烧失量特高,热稳定性

21、差,耐火度偏低.孔隙度,孔体积,比表面积和孔直径大,有利活性提高,仳机械强度降低,属于富含有机质,质量不高的高烧失晕低硅型（SiO2&6s%）硅藻土.灼烧后SiO含量有所提高,但仍属于SiO:&75的中硅藻土.据岩矿鉴定,矿石自然类型由下而上可划分为硅藻质粘土岩粘土质硅藻土硅藻质粘土岩含硅藻粘土岩一含硅藻含钙质牯土岩.硅藻含量由下至上递减,质量变坏,具有工业价值的仅是牯土质硅藻土层.4.4经j冈内外硅藻土矿床比较,先锋硅藻土质量较差.但埋藏浅,厚度大,储量大,覆乎巨厚褐煤层之上,适于露天开采.原土是较好保温材料,灼烧后可作活性火山灰质水泥混合材料.精土作助滤剂和钒触煤载体.矿区距铁路干线不远,

22、开采技术条件有利.笔者得到云南勘探队提供资料和方便,并得到吴仁杰总工程师,林术维工程师的支持和帮助,周家瑞,袁阿蓉,崔卓帼同志描图,存此一并致酣.参考文献1毒198Ej探,昆明煤炭科研所.南寻甸先锋蓓媒矿煤其生硅藻土矿床地质乎寺征及应用试监研究搬告初稿.内部资料,19842云南】98撵队.云南寻甸先锋矿区详查地质报告初稿.内部资科,19833于乾.云南省先锋高烧失量型硅藻土矿床的研究.科学通报,1984（3）4S.J.菜方德.工业矿物和岩石.中国建筑工业出版社.19845成都地质学院.沉积岩石学.北京:地质出版社,19806任纪缉等.中国大地均造及其演化.北京:科学收版社,19917弦浆.寻甸

23、先锋盆地福煤与硅藻土矿的地质特征及形成条件.云南地厩,1983（3）8休水维.云南寻甸光锋矿区硅藻土特征及影响因素分折.手稿,1985GEoLOGICALCHARACTERISTICSANDGENETICANALYSISOFXIANFENGDIATOMACEOUSDEP0SITINYUNNANPR0VINCEWangWenlongABSTRACTXianfengdiatomaceousdepositdevelopedinasmallintermountainbasininMiocenePeriodOfUpperTertiarybelongstothesediment0finlandlakefa

24、cieswithca1mwaterandwelttemperature?.rhemincrogeniemateriaIoriginatesfrombasaltformationofUpperPermianEmeiMountainandphosphaterockofLowerCambrian.AlthoughtheopaIcontentofXianeJlgdiatomaceousdepositislowandburninglossishigh,itsthicknessandreservearebig,thereiol*e,fullyusingthisdiatomaceoudepositisveryimprotant.KEYWORDS:diatomaceousdeposit,geneticanalysis,geologicalcharacteristics,burningIoss