石榴子石矿开发利用概况

  一:石榴子石矿产名称
石榴子石(granat)这一名称系由拉丁字“granatus”演变而来,其意是种子状的,因为它的结晶体在岩石中像似种子而得名。人们通常简称为“石榴石”实际这一名称是泛指一组物理性质和结晶习性相同的石榴子石族矿物的统称,在这族矿物中随着组成它们的化学成分的不同而有多种品称。如镁铝榴石、铁铝榴石、锰铁榴石、钙钡榴石、水钙榴石、钛榴石······等。人们早是用石榴子石作装饰品,到十九世纪随着工业发展,人们对磨料的需求增长而导致大量开发利用。
 
二、石榴子石矿床类型及分布
(一)石榴子石矿床类型
石榴子石在自然界中分布十分广泛,常以付矿物成分产于多种岩石之中,尤其在变质的片岩、片麻岩中为常见。尽管人们从不同目的对石榴子厂的成因类型进行大量的探讨和研究,然而对于石榴石矿床类型的划分尚未有被多数人所公认的方案,综合石榴子石的成因类型结合当前开采利用的情况进行归纳,大致可分为原生矿床和次生矿床两大类。在原生矿中依据石榴子石的成因类型可分为榴辉岩型;区域变的片岩、片麻岩、变粒岩型;火山岩型;伟晶岩型和接触交代矽卡岩型等五种类型。在次生矿床中由于石榴石经风化、迁移、沉积等作用按其聚集产出位置可分为风化的残坡积砂矿、河湖沉积砂矿和滨海砂矿三种类型。对于这些不同成因类型的矿床来说,由于组成矿床的石榴子石含有不同的主要端元分子,从而导致开发利用程度的差异。通常作为磨料用的石榴子石,人们要求石榴子石是由镁铝——铁铝榴子石含有不同的主要端元分子所组成,而对作砂吹、过滤介质及宝石用的矿床,虽然承认由各种端元分子为主所形成的石榴子石均可利用,但是仍以铁铝榴石端元分子所组成的石榴子石矿床为好,因此人们在开发利用石榴子石矿床中,主要是原生榴辉岩型、区域变质的片岩,片麻岩,变粒岩型和次生的砂矿等几种类型。现将各类型矿床的产出特征简述如下:
1、 石榴子石榴辉岩类矿床;
榴辉岩的化学成分相似于辉长质—玄武质成分的岩石,其组成矿物主要由绿辉石和石榴石组成,典型者不含斜长石,可含少量的紫苏辉石、兰晶石、石英等,金红石是常见的一种付矿物。榴辉岩体常是构成石榴子石矿体的主体。由于榴辉岩成因较复杂以及它的矿物组合仅在异常条件下才是稳定的,因此这类矿床中的石榴子石矿体形态一般较复杂,多呈凸镜状和囊状产出。矿石内所含石榴子石一般为10~40%富者可达60~70%,石榴子石主要是由镁铝榴石和铁铝榴石两种端元分子所组成的固液体,两者固溶比随着榴辉岩的成因而有变化。这类矿床所产的石榴子石是制造高级磨料的重要来源之一,当前世界生产的高级磨料主要是来自这一类型。在这种类型的矿床中常有宝玉石和金红石等矿产与之共伴生。这类矿床探明储量的产地不多主要是美国纽约州华伦郡(Warven county)北溪(North Creek)一带的矿床和南非的金伯利矿。我国所探明的石榴子石储量中,属于这一类型的有湖北阳县大阜山金红石矿床。
2、 石榴子石片岩、片麻岩和变粒岩类矿床:
这类矿床在民办上分布较广,是石榴子石的主要来源之一,并且对次生矿床的形成有着重大影响。这类矿床的产出我与古老的结晶基底和各个地质时期的造山带有关,它在这些不同时期所形成的大面积区域变质岩中的产出部位贯穿于不同变质级的绿片岩相,角闪岩相,麻粒岩相和榴辉岩相内的片岩、片麻岩、变粒岩中,在条件有利时可形成以石榴子石为主的岩相带,矿石的矿物组合变化大。组成矿体的石榴子石以铁铝榴石端元分子为主,矿体与围岩有时呈渐变过渡关系,矿体形态较规则常呈似层状、凸镜状,矿石中石榴子石含量由贫到富不等一般多为10~30%,富可达75%,矿床规模一般为大中型。在这类矿床产出的上下层位中常有石墨、硅线石、兰晶石、刚玉等矿床的产出,或是与其相伴生,从而增加了其经济效益。在当前世界开采的石榴子石主要矿山中约有三分之一是属于这一类型。许多有价值的砂矿形成都与这种类型有关,有个别砂矿实际就是这类矿床在风化过程中部分轻矿物被冲刷搬运带走使石榴子石加富集而成。如美国爱达荷州费恩伍德木匠溪砂矿以及我国四川汶川龙溪沟砂矿。这类矿床在我国分布十分广泛除东南沿海省份外,其余各省均有分布,在已知矿床(点)中约半数以上属这种类型。
3、 火山岩类矿床:
这个名称是否妥当,当可商榷,其涵意是把那些产于不同深度和以中、酸性为主的火山岩、次火山岩和侵入岩等多种含石榴子石的岩石所构成的矿床均归属这一类型中。含矿岩体的产出和分布多处于造山洗动带内受主干断裂控制。石榴子石在岩体内一般呈均匀分布,矿石类型单一,矿体形态受岩体控制,矿床规模则取决于岩体的大小。组成矿床的端元分子以铁铝榴石为主。在矿床内未见有共、伴生矿产的报导。从含矿岩体看在世界范围内分布十分广泛,但是由于石榴子石受着生成条件所限,在岩体中含量通常不高,多呈付矿物产出,能够富集构成矿床者为数很少。已知日本有奈良县二上山和爱知县雨泷山二个安山岩矿床,苏联的哈萨克境内有谢米帕拉金等近十余处的纳长石化花岗岩矿床。因此按照提供石榴子石的来源这个目的衡量,这个类型矿床以作为主要类型。但从报导资料看这种类型的矿床规模大,仍然值得注意寻找。
4、 伟晶岩类矿床:
有关这类矿床的形成通常认为岩浆侵入和气热活动有关。其特征是化学成分较复杂,矿物种类多,为多种矿产成因类型之一;多呈脉状产出,脉体形态有板状、柱状、透镜状、串珠状等多种,脉体规模变化大,长由数米~千米,宽由数十米~数十米;脉体具有特殊的结构和构造构造;矿物结晶程度高和交代作用发育广泛等特点。随着脉体的不同石榴子石的品种亦有差异。其产出部位自脉壁至近石英核的各结构带中,石榴子石呈单晶组成的斑状、团状、囊状分布,含量变化大,分布很不均匀。这类矿床主要是宝石级石榴子厂的来源,矿床规模多为小型。对于一些含量较富的脉体,常常是作为采选其他矿产时的付产品加以综合回收利用。世界开采这类矿床较为有名的有巴西、印度、缅甸、坦桑尼亚、肯尼亚、津巴布韦和苏联等。我国在新疆、内蒙、江苏、四川等地区也发现有这类型的矿床,其中仅新疆和江苏两地见有宝石级的产品。尽管这种类型矿床对于石榴子石主要用途来说经济价值不大,但是作为寻找宝石级的产品来说仍应值勤得重视。
5、 矽卡岩类矿床:
这类矿床的形成与岩浆侵入演化后期气水热液活动关系密切,在空间分布上虽多见于岩浆与围岩接触的外蚀变带,但也有见于远离侵入体的围岩中。尽管影响矿产形成的因素很多,然而围岩的物理、化学性质和地质构造对矿化的富集程度、矿体的形态和规模等具有明显的影响。据野外观察这类矿床的产出,与中酸性小侵入体和碳酸盐类关系十分密切,组成矿石的端元子以钙铁榴石为主,有的也可出现以铁铝榴石为主的矿床,在围岩蚀变中随着石榴子石出现程度人们常利用它来作为划分蚀带的指示矿物之一。这类矿床的一个特点是常伴随着多种金属矿和非金属矿出现,这些金属矿或非金属矿常产于本体中或是以本矿体作为顶、底板。一般很少专门进行这类石榴子石矿床的勘查开采工作,只是在开采其他矿产时,作为付产品进行回收利用。随着加工技术的改进和人们利用需求的增加,预计这类矿床的产量将会明显的增加,在我国这类矿床的分布仅次于区域变质型矿床。主要在东南部的省区,尤以长江中下游为显著。
6、 风化残坡积类矿床:
这类矿床实际与原生的榴辉型、区域变质型和火山岩型三类矿床密切相关,在这三类矿床中,由于原矿含量不高经风化流失使石榴子石富集成矿。因此原岩的含量、风化程度和地势等对矿体的形态、规模、富集程度等有较大的影响,矿层分选程度差,矿床规模多为小——中型,易开采,部分矿床中有共伴生矿产产出,为石榴子石的次要来源。
7、 砂矿:
这类矿床是石榴子石的主要来源之一,有用矿物经水流和岸流作用富集成矿,矿层常由一种~数种有用重矿物共同组成,碎屑物的分选程度高,含矿层比较稳定,可由一至数层组成,矿体呈似层状、凸镜状或条带状产出于近地表外。矿床规模多为大、中型是其共同的特点,不同的是,河砂矿床除产出现代河床、河漫滩外也产出于河流的各级阶段地中,一般只有一个含矿层位,有用重矿物我富集在近基底部位,矿床规模大、中、小均有。而海滨砂矿则常在河流入海处呈狭长带状沿海岸分布,含矿层位可有多层,矿床规模一般较大,含矿层一般由近岸处向海中逐渐变薄尖灭。

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