我国非金属矿产地质工作的主要成就

如题所述

我国幅员广阔,矿产丰富,利用非金属矿产的历史也较早。但在旧中国,地质勘查力量薄弱,只对磷、黄铁矿、食盐、石墨、金刚石、玉石、萤石、高岭石和耐火粘土等十几种非金属矿产作过一些调查,研究程度较低,为后继工作也提供了有益的信息。20世纪20~30年代,刘季辰、谢家荣、张初还等人曾先后对江苏海州磷矿进行过地质调查,对沉积变质磷矿的形成条件做过研究;1939年程裕淇、黄汉秋在云南首次发现了著名的昆阳磷矿;1947年谢家荣在调查、研究国内磷矿基础上,发表了《古地理是探矿之指南针》一文(英文),根据岩相古地理研究,首次预测了“康滇地轴”北段的某些地区存在早寒武世磷矿,并被后人的实践所证实,是对非金属矿床成功地进行成矿规律和成矿预测研究的首例。

新中国成立前,对膏盐矿床的地质工作做得较多,1925~1948年谢家荣、田奇隽、谭锡畴、李春昱、李悦言、袁见齐等对鄂、湘、川、滇、新疆等地盐矿曾进行过地质研究;谭锡畴、李春昱等对四川自贡盐矿的成因提出“渗滤说”,认为该盐矿属后生矿床;1944年李悦言、李贲认为,自贡盐矿有一定层位,应属同生矿床,此论点为在该区发现新的盐田提供了理论依据。

总之,新中国成立前老一辈地质学家在极困难条件下,进行的基础研究对我国非金属矿产地质工作的开展奠定了基础。

新中国成立后,地质事业有很大发展。几十年来,通过全国范围普查找矿和勘探,发现许多非金属矿产基地。目前,全国已探明储量的非金属矿产约100多种,产地4300多处。其中,硫铁矿、石墨、石棉、滑石、石膏、菱镁矿、萤石、明矾石、砷矿、岩盐等矿产的探明储量已居世界前列;磷矿、高岭石、硅藻土、重晶石、芒硝、膨润土、珍珠岩、沸石、石灰岩、耐火粘土、大理石、花岗岩等探明的储量在世界上也居重要地位。总的说来,我国的非金属矿产是世界上少数比较齐全的国家之一。此外,在成矿理论和矿床类型方面我国地质学家也有所建树,例如:

第一,20世纪60年代中期,从中国实际情况出发,对国内的重要非金属矿床工业类型进行了划分,由长春地质学院编写和出版了《矿床工业类型》(下册,非金属工业类型)。至80年代中期,又进行重编,出版了《非金属矿床》,其作为全国通用教材,对从事非金属找矿、勘探及科研人员都有重要的参考价值。20世纪80年代末出版了由陶维屏和张培元主编(1987)的《中国工业矿物和岩石》(上、下册)。该书是对新中国成立30多年来工业矿物和岩石的经济地质工作的总结,对40余种工业矿物或岩石的定义、用途、地质工作概况、矿石特性、矿床类型及实例、矿床分布规律、工业技术要求、找矿勘探要点、矿床经济评价、资源现状和发展趋势分别作了概要的论述。该书内容丰富,资料齐全,可供从事资源勘查、非金属矿床研究的地质人员作为重要参考手册。

第二,磷块岩矿床“多因素、多阶段成矿和物理成矿说”的建立。中国磷矿资源丰富,并以震旦纪、寒武纪、泥盆纪的海相沉积磷块岩矿床最为重要,叶连俊教授等用几十年时间对中国70多个磷块岩矿床(点)进行了深入、系统研究,查明矿床的沉积背景、沉积环境、含磷建造、岩相、矿石岩石学以及分布规律等特点的基础上,论证了矿床的形成过程,提出“工业磷块岩矿床多因素、多阶段成矿和物理成矿”新学说,并指出磷的物质来源与陆源汲取及生物富集有关(叶连俊等,1989),修正了过去“单一因素、一次成矿”观点。

第三,建立了“高山深盆”新的成盐模式。“沙洲说”统治盐类矿床成因理论长达一个世纪。但是,我国的大量实际资料表明,潟湖成盐的古老模式忽视了成盐区的构造环境和地貌条件,不利于指导找矿实践,因而矿床学家们开始对盐类矿床成因理论进行了新的探索。袁见齐等(1995)通过研究察尔汗盐湖钾盐矿床和我国西南、东部白垩世—第三纪的盐类沉积特点,提出一个新的成盐模式,即盐类矿床的形成环境主要是高山深盆,它受裂谷、堑沟构造控制,为成盐作用创造了气候、水文、植被以及物质来源和演变的有利条件,是现代和古代成盐盆地相当普遍的地貌特征。这一新的成盐模式,无论对海相或陆相盐类矿床的形成都具有重要的理论意义,是对盐类成矿理论的重要补充和发展。

第四,在国内开展了超大型矿床的寻找和理论研究。涂光炽(1989,1994)率先主持该项工作的进行,对一些超大型非金属矿床(如菱镁矿、硼、蛭石等)的形成机制和找矿方向的理论问题做了总结;翟裕生等(1997)论述了我国大型-超大型矿床形成的构造背景;裴荣富等(1996)探讨了超大型矿床形成和产出的偏在性的原因。这些研究推动了我国成矿理论的研究。

第五,对青藏高原盐湖开展广泛、深入的考察和研究。郑绵平等(1989)以该区五大盐湖为例,对高原全区的自然地理、湖盆成因、盐湖演化、成矿作用等进行了深入研究,建立了青藏高盐湖成盐模式,概分为多级盐湖次盆地和孤单成盐盆地两类,而前者成盐规模较大和形成不同的成矿系列,其中有的为富含K、Li、B、Cs、Rb、Br等组分的盐湖。他们的研究不但提出了新的理论认识,同时为盐湖的综合开发利用提供了重要依据。

第六,某些非金属热水成矿成因模式的建立。据现代与古代热水沉积矿床资料,总结了热水沉积成矿作用模式。涂光炽多次强调热水沉积对大型、超大型矿床形成的重大意义,并被近年来的研究结果所证实:①陈先沛等(1987~1988)总结了广西中部来宾—武宣—象州地区泥盆系中赋存的多金属—重晶石脉矿床和层状重晶石矿床的特点:产矿盆地的火山活动;脉状矿体与同沉积构造的关系、层状矿床与厚层硅质岩的关系;矿石的同生组构以及矿石中闪锌矿、重晶石、萤石等的包裹体内氢、氧同位素组成等,说明本区多金属—重晶石矿床为典型的热水沉积矿床;②李士勤等(1983,1987)对内蒙古四子王旗二叠系萤石矿床研究后,查明其赋存于下二叠统酸性火山岩所夹板岩、灰岩中;层状矿体为主,有一定层位;矿石由细晶(0.01~0.64mm)萤石组成,具条纹、条带状构造,矿层中夹有硅岩(SiO2>90%);均一法测定成矿温度85~270℃等特点。从而确定矿床可能是火山间歇期形成的热水沉积;③张秋生(1984)、冯本智(1998)、姜春潮等(1987)研究辽吉地区古元古代大型—超大型硼矿床,确定形成于元古宙裂谷构造环境,深断裂控制成矿,由壳幔长期作用,使深部大量成矿物质以3种方式带入热卤水盆地,在一定的自然地理和物理化学条件下沉积,形成大型 超大型矿床,建立了热水沉积硼矿床成因模式。

第七,勘查金刚石矿床的重大突破。1965年,在贵州首次发现含金刚石的金伯利岩,揭开我国找寻金刚石矿床的新的一页。从此,先后在华北地台发现山东蒙阴(1965)、辽南复州(1971)等含金刚石的金伯利岩区。它们分别位于郯庐断裂带的东、西两侧约40~70km处,均受次一级断裂控制;其母岩浆于457~462Ma侵位。此外,在扬子准地台发现两个含金刚石的钾镁煌斑岩-钾质煌斑岩区,即贵州镇远和麻江岩区与湖南宁乡岩区,都分布于中新元古代活动带边缘,母岩浆于古生代侵位。上述原生金刚石的发现,是我国找矿工作的重大突破,证明我国有金刚石矿床的远景。

第八,建立了中国非金属矿床成矿系列。陶维屏等(1994)在分析中国1950~1992年以来非金属矿床地质勘查和科研成果的基础上,对非金属矿床形成和分布规律进行总结,提出非金属矿床的含矿建造、成矿系列及其成矿构造环境,并讨论了非金属矿形成与中国大陆地壳演化的关系。这一成矿系列的研究必然能提高非金属矿床的找矿与勘查水平。

第九,其他对中国非金属矿床研究作出贡献的地质学家。对我国变质磷矿(张秋生,1958)、高岭土(郑直,1986、陶维屏,1982,1984)、滑石(李驭亚,1981)、石棉(许仲华,1989)、石墨(莫如爵,1989)、玻璃硅质原料(刘绍斌,1988)、硫(闫俊峰,1982)、硅灰石(曲元贵,1983;戴长禄,1986)、膨润土(王鸿禧,1980)、凹凸棒石(许冀泉等,1980)、海泡石(陈民苏,1985)、自然硫(卢炳,1984)、重晶石(李文炎等,1991)、萤石(吴自强等,1989;韩文彬等,1991)、东南沿海非金属矿床(陈鹤年等,1988)等的研究中都取得显著成果,推动了非金属矿床的成矿理论与实用开发的研究。

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