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我国第一个天然沸石矿—老虎头沸石矿发现轶事

2013-06-03 15:23:00 来源:矿秘书网采编 评论(0)

 

我国第一个天然沸石矿—老虎头沸石矿发现轶事

沸石矿石

天然沸石首次在冰岛发现

1756年,瑞典矿物学家在冰岛发现了一种奇怪的石头。放在水里加热到200℃时,这种石头就会像水一样沸腾冒泡,于是人们给它取了一个名字"沸石"。这就是新兴的非金属矿产—沸石名称的由来。沸石是个庞大的家族,是由铝硅酸盐组成的各种格架状矿物的总称。世界上迄今发现的天然沸石有40种,人工合成的有150种。沸石的颜色一般为浅灰色,有时为肉红色。

 

 

 

 天然分子筛和"三废"的克星                

沸石的特性

钙沸石辉沸石

沸石比一般的石头轻,因为它的内部充满了微细的孔穴和通道,比蜂房都复杂得多。假如把沸石比作旅馆,那么一立方微米的这种"超级旅馆"内,竟有100万个"房间"!这些房间能根据"旅客"(分子和离子)的性别、高矮、胖瘦、嗜好的不同,自动开门或挡驾,绝不会让"胖子"误入"瘦子"房间,也不会使"高个子"与"矮个子"同住一室。根据沸石的这一特性,人们用它来筛选分子,从工业废液中回收铜、铅、锌、镉、镍、钼等金属微粒,成为上天赐予人类的"天然分子筛"。

很久以来,人们只把沸石作为一种特殊的玩石,放在博物馆里供人参观。直到20世纪60年代,才引起世人的重视而作为矿产开采。当时我国在这方面还是一项空白。1972年6月,一位地质技术员在浙江绍云县发现了中国的第一块沸石,由此引起了全国地质界的高度重视。随后,在全国21个省、自治区相继发现了140个沸石矿床(点)。世界上已有美国、日本等四十多个国家发现了沸石矿床,总数已达1000个以上,集中分布在环太平洋地区和地中海地区。

中国沸石储量浙江居首

浙江的沸石储量占全国第一,尤其是缙云县的沸石十分富集。1976年,浙江省某地质队在浙江缙云地区找矿时,发现一个奇怪的现象:当地农家鸡窝里的鸡粪都没有臭味。这是怎么回事呢?原来当地家家户户都往鸡窝里撒下一层矿石粉末。这种粉末不仅能吸收臭味,而且对空气有净化作用,能吸收空气中99%的二氧化硫。利用它来处理污水能吸收100%的氨离子,用它处理石油化工污水净化程度可达65%左右。因为沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能,因此而被世界各国广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂,以及气体的干燥、净化和污水处理等方面。因此,成为"三废"—废气、废水、废物的克星。

 老虎头沸石矿是如何问世的               

浙江缙云县老虎头沸石矿

缙云县老虎头沸石矿是我国首次发现的天然沸石矿床。矿区?于浙江省给云县城东北15.4公里处,面积5.66平方公里。络云至临海公路通过矿区,金华、温州也有公路通往绪云,交通便利。

缙云县城缙云县城

受马鞍山破火山构造控制,老虎头矿床矿体赋存于上白垩统塘上组火山岩中,由富含火山玻璃质的角砾、集块岩经过蚀变脱玻而成。其成因属于近火山机构的喷发—蚀变型矿床。全矿区包括老虎头、岱石、保华山三个块段,老虎头块段为主体。已经探明的总储量为1亿吨,暂时不能利用的储量为1824吨。矿石的矿物成分以斜法沸石和丝光沸石为主,两者占矿物总量的60-80%,其他成分为石英、蒙脱石等。按不同沸石矿物含量,矿石类型可分为斜发沸石型、丝光沸石型和混合型。按照原岩性质和机构特点,可分为集块型矿石、角砾型矿石、凝灰型矿石以及珍珠球泡型矿石等。

浙江缙云县老虎头沸石矿勘探记

老虎头沸石矿床于1972年6月由缙云县经济委员会的陈南奎首次发现。1972年第一期《科学试验》杂志上刊登了一篇题为《分子筛》的文章,陈南奎读了这篇文章后得到启示,认为缙云一带的火山岩与国外存在天然分子筛(天然沸石)的火山岩非常相似,于是到缙云靖岳山中采集了一些标本,送给浙江省第三地质大队张景刚鉴定。经张景刚鉴定,一块标本的裂隙中确有天然沸石存在。1972年6月,陈南奎再次采样,分送浙江大学、浙江省地质局实验室及《分子筛》作者的单位—中国科学院地质研究所。时逢中国科学院地质研究所为解决我国钾盐不足,正寻找沸石用来做海水提钾试验。1972年12月27日,经中国科学院地质研究所刘秉光、张兆忠、韩成、高浩中等专家多次化验,确定陈提供的矿石样本中发现大量沸石成分,并提交了鉴定报告。这些鉴定报告,为发现我国第一个沸石矿提供了技术支持和资料证据。

1975年7-8月,中国科学院地质研究所赵宗溥、苏明迪和浙江省地质局黄报章等十余名专家在陈南奎的陪同下,对该区进行了为期两个月的野外踏勘。他们采用半定量野外快速沸石矿物分析法,确定沸石矿物的存在及矿床远景,建议开展进一步的普查工作,并编有《浙江省缙云靖岳—岱石—带沸石矿踏勘检查报告》。

1975年8-12月,丽水地区地质队汪士清等对该区进行以找沸石矿为主的1:5万地质填图,通过四个月的工作,他们在仙岩铺、马石桥、老虎头、岱石发现较好的沸石矿点,认为老虎头、岱石矿段成矿条件较好,可以优先开展工作。

1976年初,该队陈朝永等选择老虎头块段开展普查和详查工作,测制1:2000矿区地质图.采用地表以槽探、深部以钻探的方式对矿体进行控制。与此同时,浙江省非金属地质队在邻近的天并山矿区勘探珍珠岩时,也对沸石进行勘探。

1977年初,浙江省第三地质大队两个分队进人矿区,加速北段地质工作。1977年10月,陈朝永、王俊庆、何英才编写的《浙江省缙云县老虎头(北块段)沸石矿床地质特征及普查勘探工作方法》在全国沸石矿地质工作现场会议上做大会交流。是为全国第一篇关于沸石矿床及其工作方法的文章。此后,地质工作者在全国21个省市相继发现沸石矿。

1978年4月成立的浙江省丽水地质大队,继续开展岱石、保华山块段的详查工作,并于次年6月结束对老虎头一带的沸石矿详查工作。同年9月,陈朝永、陆浩正等编写提交《浙江省iff云县老虎头沸石矿详细普查地质报告》。矿区工作历时四年,完成1:2000地质填图5.66平方千米、槽探16891立方米、钻探1.046万米,提交了一个大型沸石矿床。

 

 

 老虎头沸石矿的矿床特征和成因               

沸石砂沸石砂

浙江缙云县沸石矿是我国于1972年首次发现的具工业价值的矿床,其储量、质量、新产品的?发,在全国始终处于领先地位。1997年12月,在王时麒教授和冯夏红研究员(美国达特茅斯学院)的指导下,对浙江缙云老虎头一带的沸石矿进行了为期10天的野外工作。野外期间,有关人员进行了沸石矿床的地表观察,矿床钻孔的岩芯观察,并分别对5个钻孔进行了系统地分段取样。结合现有资料,对缙云沸石矿的区域地质概况和矿床地质特征,进行了研究。

通过薄片观察鉴定、X射线粉晶衍射、红外吸收光谱、电子探针、扫描电镜等分析手段,对沸石矿石的矿物组合、结构构造、类型等进行了研究,并对丝光沸石和斜发沸石的物理化学性质进行了探讨。沸石与石英、玉髓、蒙脱石等杂质矿物密切地共生在一起,并且沸石的颗粒非常细小,沸石的表面积很大,所以沸石和粘土矿物的分离提纯是相当困难的。

经过长期的探索,最后采用多钨酸钠超声高速离心法取得了良好的效果。因为球泡中与沸石共生的石英晶体,是在成矿流体中结晶而成,这种流体和成矿流体有着某种成因上的联系,所以通过这些石英中的流体包裹体来研究成矿流体的温度、压力、盐度、成分等物理化学条件,并对沸石及其共生石英中的氢、氧同位进行了分析,最后得出结论:火山熔岩(珍珠岩、球粒球泡流纹岩)和火山碎屑岩(集块岩、凝灰角砾岩)在岩浆后期的热液作用下,在多阶段的火山活动、破火山构造等有利条件下,发生沸石矿化,从而形成了老虎头沸石矿床。

 

 沸石的应用前景               

 

沸石在我国是一个新矿种,利用尚处于探索阶段,目前主要用于水泥混合料、化学工业催化剂、吸附剂等。但沸石作为一种用途广泛的矿物资源,正越来越为人们所重视。

天然沸石复合载体 天然沸石复合载体

老虎头沸石矿被发现后,有关科研单位即多次试验其工业用途。浙江大学吴平东教授在美国与伍斯特工学院的马忆教授联袂攻关,经过多次试验,证明岱石块段的天然丝光沸石为大孔径的天然沸石,可用作沸石分子筛。20世纪70年代初,天津硅酸盐研究所等单位,利用绪云斜发沸石搞海水提钾试验,后来山东省也利用这里的沸石进行卤水提钾获得成功。70年代末,浙江大学利用络云岱石块段的天然丝光沸石提取化纤原料苯,杭州大学化学系则将沸石用作石化工业的催化剂载体,浙江省建材部门将沸石用于水泥混合材料。

此后,沸石就被化工部门广泛用于制作催化剂及催化载体、制备干燥化载体、制备干燥剂和洗涤剂,被农业及环保部门用于生产饲料添加剂、土壤改良、除氟改水、硬水软化剂,被轻工业部门作为造纸及皮革填料、陶瓷胚胎配料等。

当地沸石开采不科学

沸石净水剂沸石净水剂

目前,老虎头沸石矿床由当地村民露天开采,经手选后用作生产水泥的活性混合材料。年产量达10万吨以上,累计产量已经达100万吨以上。老虎头沸石矿的开采及加工产品,已发展成为丽水市主要的非金属矿产品之一,年产值千万元,开发利用的市场前景看好。但由于缺乏规划和管理,矿石资源的浪费也很大;给今后的规模开采带来一定困难。

—— 《中国矿藏大发现》张鲁府 庞和伟/文

责任编辑:[金筱维]

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