石膏矿

时间:2024-12-08 02:44:09编辑:花茶君

石膏矿床地质勘查与评价

一、石膏矿床的一般工业要求1.层状石膏、硬石膏矿床最低工业品位w(CaSO4·2H2O+CaSO4)≥55%;矿石可采厚度:露天开采2m,地下开采1 m;夹石剔除厚度:露天开采2 m,地下开采1 m。2.纤维石膏矿床最低工业品位w(CaSO4·2H2O)≥95%;线含矿率14%,其中最小可采单层(脉)厚度2cm;矿石可采厚度:地下开采1.7m;夹石剔除厚度:地下开采1m。3.纤维石膏及层状石膏、硬石膏矿床纤维石膏最低工业品位CaSO4· 2H2O≥95%;层状石膏、硬石膏最低工业品位w(CaSO4·2H2O+CaSO4)≥55%%;综合线含矿率≥14%,其中层状石膏、硬石膏最小可采单层厚度10cm,纤维石膏为2cm;矿石可采厚度:地下开采1.7m;夹石剔除厚度:地下开采1m。4.松散层中的巨伟晶石膏矿w(CaSO4·2H2O)≥85,含矿率要求根据选矿试验确定。矿石可采厚度:露天开采2m;夹石剔除厚度:露天开采2m。二、矿床勘探类型的划分1.勘查类型划分依据(1)矿体规模1)大型石膏矿床主矿体的延展长度一般大于2000 m。2)中型石膏矿床主矿体的延展长度一般为2000~1000 m。3)小型石膏矿床主矿体的延展长度一般小于1000 m。(2)主矿体形态及内部结构1)规则-简单的,主矿体多呈层状、似层状或大的透镜体,边界规则,矿石类型(品种、品级)单一或主要矿石类型(品种)分布规则,不含或少含不连续夹层,夹石率一般小于10%。2)较规则-中等的,主矿体多呈似层状、透镜状,边界较规则,主要矿石类型(品种、品级)分布较规则,不连续夹石较多,夹石率一般为10%~30%。3)不规则-复杂的,主矿体多呈小透镜状或不规则体或矿体群,边界不规则,主要矿石类型(品种、品级)分布不规则,不连续夹石很多,夹石率一般大于30%。(3)主矿体厚度稳定程度1)稳定的,主矿体厚度变化小或变化有规律,厚度变化系数一般小于40%。2)较稳定的,主矿体厚度变化不大或变化较有规律,厚度变化系数一般为40%~70%。3)不稳定的,主矿体厚度变化大或变化规律不明显,厚度变化系数一般大于70%。(4)矿石质量稳定程度1)稳定的,主矿体矿石品位或其性能的变化小或变化有规律,品位变化系数一般小于40%。2)较稳定的,主矿体矿石品位或其性能的变化不大或变化较规律,品位变化系数一般为40%~70%。3)不稳定的,主矿体矿石品位或其性能的变化大或变化规律不明显,品位变化系数一般大于70%。(5)矿床构造、岩浆岩、岩溶对矿体的影响和破坏程度1)轻微的,矿体呈单斜或开阔的向、背斜产出,断裂、岩浆岩、岩溶不发育,矿体未受到影响和破坏,或只受到轻微的影响和破坏。2)中等的,矿体有次一级褶曲或局部褶曲较紧密,断裂、岩浆岩、岩溶较发育,矿体受到影响和破坏。3)严重的,矿体褶曲紧密复杂,断裂、岩浆岩、岩溶发育,矿体受到强烈的影响和破坏。2.矿床勘查类型根据中华人民共和国地质矿产行业标准《石膏矿产地质勘查规范》(DZ/T 0207—2002),将石膏矿床划分为3种勘查类型(表13-1)。表1-31 石膏矿床勘查类型三、不同勘查类型勘探工程间距的要求(表13-2)表13-2 不同勘查类型石膏矿床勘查工程间距要求四、采样、样品加工及化验要求1.采样石膏矿的所有见矿工程和可以利用的矿体露头均应采取基本分析样品。样品应沿矿体厚度方向布置,按工程、矿体、矿石类型、矿石贫富而分层、分段连续采取。近矿围岩也应采取适当数量的样品。厚度大于0.5 m 的明显夹石应单独采样。若一个样段是由矿石(单层厚大于10cm)与夹石交互组成,也可将此样段中的矿石与夹石分别合并成两个分样,此样段的成分为两个样成分的加权平均值。纤维石膏一般只采取代表性样品做基本分析,其数量不少于20~30件。基本分析样段长度(按矿体真厚度计算)一般1~2 m;如果矿石沿厚度方向品位变化不大,且不在边界品位上下波动时,样长可适当放宽。基本分析采样方法,在矿体露头或坑探工程中通常采用刻槽法,样槽规格一般可采用(3cm x2cm)~(10cm ×5 cm);钻孔采样采用半心法,不同回次岩心直径或采取率相差很大时要分别采取,采集样品的半心和保留的另一半岩心其成分应基本相似。2.样品加工样品加工一般分为粗碎、中碎、细碎三个阶段,每个阶段又包括破碎、过筛、拌匀、缩分四个工序,采用切乔特公式编制加工流程,其中缩分系数K值一般采用0.1~0.2。石膏样品加工中应防止结晶水脱失和避免水化,样品最好能就地及时制备和分析,若送样时间长时,样品应瓶装密封,尽快送出,及时分析。3.基本分析基本分析项目根据矿物组分确定,以能计算样品中石膏、硬石膏含量为原则,一般为SO3、H2O+,当矿石中白云石与方解石的含量小于1%时,也可只分析CaO、H2O+。多元素分析项目一般为H2O+、H2O-、SO3、CaO、MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、K2O、Na20、SrO、CO2、C1等。五、矿床地质经济技术评价要点对沉积型的石膏矿床要在仔细划分、对比含矿层岩性、沉积旋回的基础上划分出矿体,或结合工业指标要求划分膏组。要注意研究淋滤、水化、岩溶作用对矿体的影响或破坏程度。研究各种类型矿石的分配和比例,提供可指导开采的资料。对地下开采的矿床要加强矿床水文地质条件与开采技术条件的研究,做出准确评价。石膏矿床的勘探深度一般不超过400 m。对于新的矿石类型,应进行实验室的矿石可选性试验和矿石利用性能试验,并做出评价。石膏矿床的生成条件与盐类矿床极为相似,有时以石膏、硬石膏为主,成为石膏矿床,有时以岩盐为主,成为主要的岩盐矿床,或者膏盐均有工业价值,故应综合找矿、综合评价。某些石膏的膏层及粘土质膏层中,常含较多天青石矿物(含锶),应注意做化学分析与评价。由于硬石膏可替代含水石膏用于生产硅酸盐水泥的缓凝剂,因此,应重视对硬石膏的评价和利用,以扩大原料来源,满足地方水泥工业发展的需要。石膏矿床勘查评价中应注意以下几个方面问题:1)对地下开采的石膏矿床应加强水文地质及开采技术条件研究,特别要注意开采顶板的稳固性和矿床充水条件和排水可能性,对水文地质条件和矿山开采条件做出正确评价。另外,石膏矿床勘查时的封孔工作须严格要求,以免构成含水层之间的联系通道而影响矿山。2)要注意研究石膏矿层的淋失带、水化带和岩溶发育情况,因为它们与储量计算和矿山开采条件密切相关。3)对纤维石膏、泥质石膏、硬石膏的分布情况、比例进行研究并提出可供指导开采的资料,因为它们的价格和利用都有一定差异。4)石膏样品的加工要避免加热和用过大的力量或速度研磨,以免石膏脱水致使化学分析或岩矿鉴定时误定为硬石膏。目前在市场上受欢迎的还是二水石膏,误定为硬石膏就会影响对矿床的正确评价。

石膏矿床地质

一、成矿地质条件在内生成矿作用下,可以生成石膏和硬石膏。例如,在有的火山口和热泉附近见到石膏沉淀;在我国东部火山岩系中产有热液蚀变成因的硬石膏矿床。除蚀变成因的硬石膏外,内生成因的石膏和硬石膏均未见构成工业矿床。大量的石膏和硬石膏矿床是在外生条件下形成的,主要是在湖盆和海盆中由卤水蒸发沉积生成,是盐类矿床的重要矿种之一。近年来,对于某些石膏矿床提出了机械沉淀成因的观点,但仍存在争论。1.沉积盆地石膏、硬石膏的沉积和其他盐类矿床一样,需要一个封闭或半封闭的盆地或凹地。“沙洲说”和“沙漠说”把成盐盆地看得较狭隘,实际上形成盐类沉积的环境可以是多种多样的。俄罗斯学者斯特拉霍夫认为成盐盆地有五类,即内陆盆地、潟湖、陆缘海(广海边缘)、海湾和内陆海。近年来在对萨布哈的研究发现:在阿拉伯海湾特鲁西尔海滨和墨西哥下加利福尼亚的萨布哈沉积物中,广泛分布着全新世的石膏、硬石膏、石盐、白云石。一些研究者提出,许多古代石膏矿床也是在萨布哈环境中形成的。俄罗斯学者提出,盆地的形成是由于地壳的拗曲造成的,并把它们分成三类,即台向斜、边缘凹陷和山间盆地。袁见齐在总结国内外许多著名膏盐矿床资料后指出,断裂是控制盆地的主要因素,许多曾认为是山前凹陷的盆地也发现与断裂有关。例如,我国东部的“第二沉降带”有一系列红层盆地,沉降带的两侧是太行山前大断裂和郯庐大断裂带,其中又有南北向断裂把它分成几段,更次一级的断裂再把段分割成块,成盐盆地则位于断块之中。郭君壮提出中国东部白垩纪—古近纪的大型成膏盆地,几乎都位于此“第二沉降带”内。国外类似的实例有莱茵地堑、东非大裂谷等。至于时代更古老的成膏盆地,如我国三叠纪扬子海区,也被认为是由20多个次级断陷盆地组成的。这些盆地中常有膏、盐矿床赋存。2.古气候条件同其他蒸发沉积盐类矿床一样,石膏、硬石膏矿床的形成需要干旱的气候条件,盆地中水的补给量小于蒸发量,导致海水浓度加大析出石膏、硬石膏。现代干旱气候带主要分布在南、北纬10°~15°及40°~55°,现代盐类矿床大多分布在此气候带内。古代干旱气候带的分布也主要受纬度控制,但在地质历史上赤道的位置是变化的,因此古代膏、盐矿床的分布与现代的分布并不一致。3.沉积时的水深通常认为,石膏、硬石膏是海水蒸发沉积早期阶段的产物,沉积时水不会太浅。但是实际资料表明,许多含膏岩系具有明显的浅水沉积标志。例如,在江苏、安徽、四川等地的三叠纪含膏盐岩系的夹层中,交错层、斜层理、波痕等浅水标志十分发育,有时还有泥裂和虫迹等。萨布哈成因的石膏和硬石膏甚至可以是水上的,在强烈蒸发条件下,隙间卤水迅速浓缩,通过蒸发泵作用沿毛细管上升,导致石膏在盐滩上广泛沉积。此外,具有静水标志的纹层状石膏和由石膏、硬石膏组成的浊积岩的发现,以及在墨西哥湾海面下4000m打深钻时发现盐丘状厚层石膏,这些事实都说明,石膏、硬石膏也有深水成因的。现有资料表明,多数矿床是属于浅水沉积。4.成矿物质来源按照沙洲说,海水是形成盐类矿床唯一的物质来源,但这很难解释一些巨厚石膏层的形成,例如,中亚地区的巨厚石膏矿床,若按上述说法,需要地球上全部海水中硫酸钙的四分之一在此沉积,这显然是不可能的。H.博歇特指出,在盆地中蒸发掉1000m深的海水,只能沉积出1m厚的石膏,而实际上常见到上百米厚的石膏层,尽管可以用分离盆地、渗透回流以及同沉积沉降等学说来解释单一巨厚石膏的沉积,但在解释巨量物质来源上还是困难的。至于陆相膏盐沉积的物质来源,通常认为是来自大陆岩石的风化产物,包括风化盐、卤盐、再溶盐和火山盐。仅这些来源,同样难以解释陆相巨厚矿床的形成。随着近半个世纪来地质上的新发现,膏盐成矿物质的内生来源观点又重新提了出来。20世纪60年代发现深部热卤水的存在,例如,红海海面下2000m深处有热卤水渊,含盐度达257.76g/L,所含元素比正常海水高8~10倍。热卤水之下的沉积物分七个矿物相带,其中包括硬石膏相带。又如美国加利福尼亚州索尔顿潮附近,地下1600m深处发现热卤水。据此,一些学者提出热卤水是膏盐矿床可能的物质来源之一,控制膏盐盆地的深断裂可能是热卤水上升的通道。国内外有些学者还注意到火山作用和石膏矿床的关系,在我国东部白垩纪—古、新近纪含膏岩系底部常有火山岩存在,安徽南部火山岩系中有石膏夹层等,说明成膏物质可能和火山喷发活动有关。归纳上述资料,石膏、硬石膏矿床的成矿物质来源有:①海水;②大陆岩石的风化产物;③深部来源。二、主要成因类型及矿床地质特征按照成矿作用和含矿建造,拟将石膏、硬石膏矿床划分为以下成因类型:1.蒸发沉积型(1)海相蒸发沉积型-碳酸盐岩建造、碎屑岩建造(2)湖相蒸发沉积型-红色碎屑岩建造2.机械沉积型(1)河流冲积碎屑岩建造(2)风成沙丘中的石膏砂矿床3.风化-次生充填型(1)碎屑岩中的裂隙充填型(2)碳酸盐岩中的溶洞充填型4.热液交代型(1)碳酸盐岩中的接触交代型(2)火山岩中的热液交代型(一)海相蒸发沉积型石膏、硬石膏矿床矿床分布在古陆缘海、海湾、潮坪和潟湖内。含膏盐系包括海相碳酸盐岩建造、滨海相陆源碎屑岩建造,以及两者的过渡类型。1.海相碳酸盐岩建造中的石膏、硬石膏矿床含膏岩系由石灰岩、白云岩及其过渡类型岩石组成,夹有膏层和同生角砾岩、膨缩角砾岩和溶塌角砾岩。岩系下部以石灰岩为主,向上白云岩增多,膏层产于上部白云岩的沉积序列中。含膏岩系在大区域内成层分布,层位稳定,可以对比,总厚可达几百米至几千米。四川中三叠统和山西中奥陶统的含膏岩系,矿体呈层状,单层厚几米至十几米,个别厚达百米,总厚都在几十米以上。矿石矿物主要为硬石膏(硫酸钙含量大60%,通常为80%~90%),石膏含量较少。伴生矿物有方解石、白云石、天青石和粘土矿物等。矿石自然类型包括块状角砾状、条带状和片状硬石膏。矿石储量很大,一般为几千万吨至上亿吨,是主要的矿床工业类型之一。矿床实例:山西太原海相蒸发沉积型石膏矿床矿床位于山西台背斜沁水台凹中,矿区出露古生代和中生代地层,古生代地层构成一NNE方向展布并向南倾没的向斜构造,向斜内部岩层倾角一般10°左右。石膏矿床产于中奥陶统峰峰组(O2f)下段地层中,其分层如下:石炭系-----假整合-----峰峰组上段(O2f2) 37.7m⑥灰黑色致密石灰岩(上层石灰岩O2f2-2) 17.20m⑤黄灰色—粉红色白云岩及灰岩、黄绿色页岩(O2f2-1)峰峰组下段(O2f1)④上部为石膏、粘土质石膏层,下部为白云质灰岩与石膏互层,中间夹有薄层芒硝(上石膏带O2f1-3)③灰—深灰色致密石灰岩、白云质石灰岩(中层石灰岩O2f1-2)②粘土质石膏、角砾状粘土质石膏、白云质灰岩夹薄层白云质石膏层、石膏脉(下石膏带O2f1-1)上马家沟组(O2s)①灰—深灰色灰岩、白云质灰岩和白云岩、泥灰岩互层(下层石灰岩)矿床由两个石膏矿带组成,中间为灰岩间隔。上石膏带分为三个矿组:①矿组由高品位的六层石膏、硬石膏以及粘土质石膏互层组成,矿组厚13.65m,长500m。②矿组由中品位的两层白云质石膏组成,矿组厚7.3m,长500m,顶底板为白云岩(含石膏脉)。③矿组上部以白云质石膏层为主,下部主要为粘土质石膏和角砾状粘土质石膏层,矿组厚19.04m,长约300m。下石膏带,为粘土质石膏、角砾状粘土质石膏,和中品位的白云质石膏与白云质灰岩互层构成。④矿组,厚30m,长约300m。矿体呈层状、似层状,与粘土质石膏、白云岩和白云质灰岩呈互层产出。在矿体上下盘围岩中有细脉状或网脉状纤维石膏,平行或切割围岩层理,脉厚不大,约10~60mm。矿石主要由石膏、硬石膏、芒硝、白云石、粘土质、黄铁矿和方解石组成,有时有少量天青石。矿石具有粒状、雪花状、斑状、纤维状、角砾状、脉状等构造。各种矿石中石膏含量都在25%以上。上石膏矿带含石膏层较多,具有工业意义。下石膏带中石膏层较薄,并且多泥质,工业价值较小。原生石膏受风化作用后,淋滤到围岩裂隙或空洞中,形成纤维石膏和透明石膏,无工业价值。2.碎屑岩建造中的石膏、硬石膏矿床含膏盐系由砂岩、粉砂岩、泥岩和薄层石灰岩、白云岩组成,膏层夹于泥岩或白云岩中。含膏岩系总厚几百米,矿体呈层状、透镜状,一般单层厚几十厘米至2~3m,总厚10~20m,矿层沿走向、倾向长几百米至几千米。矿石主要为块状硬石膏和泥膏,部分为次生角砾状石膏和纤维石膏,硫酸钙含最55%~75%。矿石储量不大,个别巨大者可达几千万吨。我国这类矿床的含膏岩系常表现出浅水沉积特征。例如,在四川三叠纪含膏盐岩系中,碳酸盐岩的潮坪沉积特征十分明显,潮下高能带和潮间带下部的粒屑、波痕、小型板状交错层及冲刷面等浅水标志清晰可见,在潮间带上部和潮上带常见生物潜穴、挠动构造、准同生白云岩化及结核状石膏。湖北、江苏三叠系石膏矿床的浅水沉积特征也较明显,说明三叠纪扬子海区属于浅水蒸发沉积环境。在我国,这类矿床大多产于三叠纪和更古老的地层内。寒武纪石膏矿床分布于东北、华北南部和西南一些省区;奥陶纪石膏矿床集中于华北地台;石炭纪石膏矿床主要分布在新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、广西、贵州和云南;三叠纪石膏矿床分布于扬子地台。从寒武纪到三叠纪石膏矿床的分布位置自北向南推移,分布面积越来越广。主要产地有四川渠县、江苏南京、山西太原、甘肃天祝、辽宁辽阳、陕西西乡等地。(二)湖相蒸发沉积型石膏、硬石膏矿床矿床产于内陆湖盆内,湖盆明显受断裂控制。含膏岩系是一套陆相红色或杂色建造,由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、白云岩和白云质灰岩组成。其中可分为碎屑岩建造、碳酸盐岩-石膏、硬石膏建造和二者之间的过渡类型,矿床储量均较大,常为几百万吨至上亿吨。红色碎屑岩建造中的石膏、硬石膏矿床,矿体呈层状、似层状,长几百米至几千米,膏层常呈多层产出,单层厚几十厘米至几米、几十米,矿石自然类型主要有泥膏、纤维石膏、雪花石膏和硬石膏,硫酸钙含量55%~80%,纤维石膏达98%。伴生矿物有粘土矿物、方解石、白云石、石英、长石、芒硝等。这类矿床在我国分布很广,占全国石膏总储量的三分之二。成矿时代为白垩纪至古、新近纪,主要分布在三个构造带:①郯-庐深断裂带(衡阳、邵东、浏阳、定远、枣庄、大汶口等古近纪含膏盆地);②大兴安岭-太行-雪峰深断裂带(三门峡、泌阳、淅川、均县、房县、枣阳等古、新近纪含膏盆地);③银-昆深断裂带(内蒙古杭锦旗、宁夏同沁、云南猕勒、红河河谷等古、新近纪含膏盆地)。除此之外,还有一些含膏盆地受东西向断陷控制,如荆门、云梦、应城、三水等。我国这一类型石膏盆地的下部多有火山岩存在,如云应盆地分布有14层燕山期玄武岩,总厚达200多米,玄武岩的产状与围岩一致,主要化学成分和微量元素含量变化也密切相关,说明火山火作用可能是此类石膏矿床成矿物质的一个重要来源。主要产地有湖北应城、云梦、荆门,湖南邵东,山东大汶口,云南红河迤萨等。矿床实例:湖北应城石膏矿床该矿床属湖相沉积型矿床,位于云应凹陷西缘潘家集次级凹陷中。云应凹陷中含矿岩系为古近系始新统湖相碎屑岩建造,由泥岩、粉砂岩、石膏、钙芒硝、石盐层组成,厚394~1628m。自下而上依次为:下含膏段厚72~223m,夹单层厚1~25cm的纤维石膏400余层,含12个工业膏组;下含钙芒硝段厚57~285m,其下部含单层厚1~13m的纤维石膏170余层,有3个可采膏组;含岩盐段厚230~910m;上含钙芒硝段厚7~81m;上含膏段厚28~129m,夹数十层纤维石膏(图13-1)。图13-1 云应盆地含膏岩系剖面据陶维屏等,1994)应城潘家集石膏矿含矿岩系缺失上含膏段和上含钙芒硝段,其上为厚8~23m的第四系覆盖。石膏层沿凹陷盆地边缘分布,倾向盆内,倾角7°。一般距盆边2km范围内以纤维石膏、泥质石膏为主,距盆边2~4km范围内以硬石膏为主(含部分纤维石膏)。具工业价值的纤维石膏沿层面裂隙产于蓝灰色岩层中,单层厚4~8cm,最厚25.5cm。可采膏组厚1.7~2.5m,含矿率14%~19.13%,走向延伸可达3.5km,倾向延伸可达1km。纤维石膏质地纯优,矿石品位(CaSO4·2H2O)一般达98%,为应城石膏矿的主要产品,是中国优质石膏的主要产地。泥质石膏单层厚5~28cm,矿石品位60%,可与纤维石膏混采。还有硬石膏单层厚2~8m,走向延伸1.9~3.5km,倾向延伸大于1km,矿石品位55%~75%。应城、云梦一带已勘探大、中、小型石膏矿数处,探明储量超1亿t。陆内盆地湖相沉积岩中石膏矿床模式通过对我国湖湘石膏矿床的研究,王珥力等提出了陆内盆地湖湘沉积岩中石膏矿床模式(图13-2)。图13-2 陆内盆地湖湘沉积岩中石膏矿床模式图(据王弭力,1995)模式简要说明及成矿主要机制:来自预备盆地并经过浓缩的卤水流入封闭、半封闭的次级构造凹陷(成矿盆地)中。在较干旱气候条件下,盐湖中卤水经过不断地蒸发、浓缩,并随盐度增高首先析出大量石膏,随后,当卤水矿化度增加,或溶液组分的变化(如氯根的增加),便直接析出少量硬石膏。原生沉淀的石膏、硬石膏,在适当温度、深度范围内大部分可在成岩阶段保留下来,并经过固结作用形成石膏矿层和硬石膏矿层。部分石膏由于温度、压力的变化,便脱水为次生硬石膏,并且对原生石膏进行交代,形成交代型硬石膏矿。石膏矿层形成后,当成矿卤水再度流入时便发生了后生阶段的成矿作用。成矿卤水若沿石膏矿层中裂隙充填时,则形成叠生石膏矿;若沿泥岩裂隙充填时,则形成脉状石膏矿。主要控矿因素:①与世界大多数成盐盆地相同,在我国深大断裂控制着的大面积的沉降地区形成盆地系;次一级断裂又把盆地系分割成若干次盆地。由于盆地的活动性及其中水体的迁移与分隔,引起一系列盐类沉积。因此,断裂活动决定了成膏、成盐盆地的发生及发展。②从地层剖面、古生物及孢粉分析得知,石膏沉积与古气候关系密切。例如,巨厚膏岩层孢粉组合主要为喜干旱的麻黄属植物,其上、下的泥灰岩、油页岩层孢粉组合主要为喜暖湿的杉粉属、单束、双束粉属。表明气候对膏岩沉积的控制作用。③陆源地表水带来的风化盐、深部水及短暂海水都是膏盐沉积的物质基础,直接影响矿床规模、品位及分布。找矿主要标志:①矿层下多为泥岩、泥灰岩、具龟裂等浅水标志;②地层孢粉组合以耐干旱的麻黄等为主。矿床主要实例:山东大汶口石膏矿床、河北双碑石膏矿床、湖北云应石膏矿、广东三水石膏矿床、云南红河迤萨石膏矿床。(三)河流冲积碎屑岩建造中的石膏矿床矿床常分布在急剧上升地区的前沿,地势相对平缓的地段,含膏岩系属第四系冲积层,由古石膏碎屑被地表径流搬运,在径流受阻或流速减慢的地段快速堆积而成。例如,湖南澧县伍家峪石膏矿床,位于我国西部高山区转入东部准平原区的地段。矿区上游的三叠系含膏层受古澧水的侵蚀和搬运,在下游平缓地带沉积。矿体呈水平层状,顶底板为粘土和白垩,矿层最厚85m,最薄2.5m,通常为20~50m。矿石主要由石膏和粘土矿物组成,局部有零星的白垩、天青石以及砂、砾。矿石类型有粒状、晶簇状石膏,其次为雪花石膏和半透明石膏。硫酸钙含量约80%,储量约几千万吨。这类矿床的成因有机械沉积和蒸发沉积两种观点。(四)风成沙丘中的石膏砂矿床这类矿床是由原生石膏层经物理风化作用形成石膏砂,被风搬运并堆积成沙丘而成。美国新墨西哥州图拉罗莎沙漠上的“白沙”石膏沙丘,高10m,面积约648km2,沙丘由97%~99%的石膏砂组成,地质储量达60亿t。我国尚未发现此类石膏沙丘。(五)风化-次生充填型石膏矿床早期生成的石膏、硬石膏矿床以及含膏岩系或其他岩石,受化学风化作用形成富Ca2+和SO2-4的地下水溶液,经过短距离迁移进入围岩裂隙或洞穴中,经再沉淀作用,形成次生石膏矿床。它包括以下两类:①碎屑岩中的裂隙充填型石膏矿床。矿体多呈板状,沿岩层层理或裂隙产出。矿脉常成群出现,单脉厚几厘米到几十厘米,矿石多为透明石膏和纤维石膏,其次有粘土质和硬石膏等。此类矿床规模较小,可供地方开采。②碳酸盐岩中的溶洞型石膏矿床。矿体一般呈不规则状,常沿洞穴底部呈团块状、巢状、囊状产出,有时呈皮壳状、星散状混染在溶洞底部砾石层里,或在洞顶、洞壁呈悬挂钟乳状和洞底的石笋状。有时石膏在溶洞中呈发育完好的晶体产出,晶体长可达几十厘米。这类矿床一般不具有工业价值。(六)热液交代型石膏、硬石膏矿床富含硫酸的热液交代钙质岩石生成硬石膏,当其含量达到工业品位和具备一定规模时即构成矿床。它包括:①火山岩中的热液交代型。矿床产于安山岩等中性喷出岩中,矿体呈透镜体状或似层状。矿石自然类型有硬石膏、含黄铁矿或明矾石高岭石硬石膏、石膏。矿石中伴生矿物有黄铁矿、明矾石、高岭石、石英、重晶石、磁铁矿、自然硫、赤铁矿等,矿床规模不大。②碳酸盐岩中的接触交代型。矿床产于中性岩浆岩和石灰岩的接触带,矿体呈透镜状,走向长几十米至几百米,厚几米至几十米,常有多个矿体产出。矿石类型有硬石膏、白云质硬石膏和石膏。伴生矿物有白云石、方解石、磁铁矿、黄铁矿、绿泥石等。矿床规模为小型至中型,常和内生的铁、铜矿床共生。三、资源分布及成矿规律(一)资源分布中国石膏矿资源丰富,全国有23个省(自治区)产出石膏矿。我国石膏矿探明储量的矿区有199处,查明资源储量大约644.16亿t。从地区分布看,以山东石膏矿最多,占全国资源储量的60%;其次是内蒙古、青海、湖南、湖北、宁夏、广西、安徽、江苏8省(自治区),占全国石膏矿石总资源储量的32%。主要的石膏矿区有内蒙古鄂托克旗、湖北应城、吉林浑江、江苏南京、山东大汶口、广西钦州、山西太原、宁夏中卫石膏矿等。(二)成矿规律中国石膏矿床类型多,形成时代及分布范围广泛。几乎各个地质时期均有石膏产出,其主要成矿期有早中寒武世、中奥陶世、早石炭世、早中三叠世和白垩纪—古、新近纪,这5个成矿期形成了中国最主要的石膏矿床———沉积类型矿床,它们具有明显的成矿规律与分布规律:海相沉积矿床形成于早中三叠世及其以前的时代,侏罗纪开始直到第四纪形成的则主要为湖相沉积矿床,其他时代形成的或其他类型的石膏矿分布零散,只在局部地点具有工业价值。从寒武纪至三叠纪,随着中国大陆的逐渐扩大与陆缘海的南移,海成石膏矿的分布位置也逐渐自北而南移,分布范围越来越大,成矿带的连续性也越来越好。早、中寒武世石膏矿主要分布在辽宁东部与吉林南部、西藏东部、四川东南部与云南东北部,在贵州、湖北、湖南、山东及新疆等地,也零星见有矿化现象。属滨海堆积碳酸盐岩碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,系海湾或潟湖中的产物,矿层不厚、连续性差,品位也低,但这一成矿期对缺膏的东北地区具有重要意义。中奥陶世石膏矿较集中的分布于山西和河北南部,在河南、陕西、山东等地也有发现,属海积碳酸盐建造石膏、硬石膏矿床,矿层厚度大,连续性较好,质量也好,是华北地区主要的开采对象。早石炭世石膏矿在北方为滨海堆积碳酸盐岩碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,主要分布于新疆、青海、甘肃、宁夏及内蒙古,含膏岩系呈带状分布,矿层厚度大,质量好,是西北地区主要开采对象;在南方早石炭世沉积的为海积碳酸盐建造石膏、硬石膏矿床,主要分布于江西西部、湖南、贵州、广西北部及云南东部。早、中三叠世是重要的成矿期,石膏矿形成于当时华北大陆的陆缘海中,在江苏、安徽、湖北、湖南、贵州、四川、云南、西藏连续分布有海积碳酸盐岩建造含膏岩系,矿床多,矿层厚,质量较好,但在陆缘海的边缘,如青海西部、四川南部、云南西部、湖北西部、湖南西北部则形成滨海堆积碳酸盐岩碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,其工业价值较小。白垩纪—古近纪也是重要的成矿期,湖相沉积石膏矿分布十分广泛,几乎所有产石膏的省份多有该期形成的矿点,但集中分布于中国东部和西北地区。石膏矿产于内陆小型湖盆中,属湖积碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,大部分成膏的断陷湖盆受北北东向分布的郯庐、大兴安太行雪峰、银昆3条深大断裂带的控制。郯庐断裂带西侧分布有大汶口、枣庄、定远、浏阳、邵东、衡阳等含膏盆地;大兴安太行雪峰断裂带分布着三门峡、泌阳、淅川、均县、房县、枣阳、余庆、黄平等一系列含膏盆地;银昆断裂带分布有杭锦、同心、大邑、邛崃、眉山、天全、新津、喜德、弥勒、红河等含膏盆地,这些含膏盆地都是位于断裂带内或靠近断裂带,含膏岩系下部基本上都有火山岩,而离断裂带较远的大型盆地中则不含膏。此外,还有一些含膏盆地为受褶皱带控制的山前断陷或断拗盆地,如荆门、应城云梦、三水等分布较星散的含膏盆地。白垩—古近纪石膏的成矿特点是:矿床规模相差悬殊,矿石类型复杂,质量变化较大,矿层厚度较小,由于矿体埋藏不深,因而是中国中、东部地区的主要开采对象。

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