凝灰岩的简介及应用.pdfVIP

凝灰岩简介及其开发利用 凝灰岩是一种分布最广泛、最常见的细粒火山碎屑岩。碎屑主要表现为岩屑、晶屑、玻 屑和火山灰，其碎屑粒径一般小于 2.0mm 。它是由火山爆发而抛入空中的火山物质经长距 离的搬运， 散落于盆地， 再经压结和水化学胶结固结成岩。 目前，凝灰岩的研究还比较薄弱， 凝灰岩的开发应用在我国尚未引起重视， 迄今还未形成产业。 丰富的凝灰岩资源如能得到开 发应用，它将成为一种新型和重要的非金属矿产资源，不但在国民经济中发挥重要的作用， 而且还大大有利于非金属矿产资源的可持续开发与利用。 1、地质简况 我国凝灰岩主要分布于中国东部， 尤其是东南沿海地区的中生代火山岩带中， 为环太平 洋火山带的一部分，主要产于上侏罗统南园组、磨石山群 ,中白垩统帽石山群；华北板块北 缘中生代凝灰岩分布也较为广泛， 岩层主要产于上侏罗统后城组、 张家口组和下白垩统义县 组。我国凝灰岩以酸性凝灰岩为典型，以流纹质和流纹英安质为主，属钙碱性系列火山岩。 2 、凝炭岩物相及化学成分特征 凝灰岩具有凝灰或沉凝灰等结构。岩石主要由晶屑、玻屑、岩屑、角砾和火山灰等火山 物质组成，晶玻屑常具多种形态，如火焰状、鸡骨状、撕裂状和弧面状等。据计算 ,我国东 南沿海含叶蜡石凝灰岩建造的 CIPW标准矿物含量， 主要由石英 ( Q)、钾长石 (or)和钠长石 (ab) 等矿物组成，其含量 (%)分别为 38.55 、27.39 、22.63 ，三者之和一般大于 90% ，另外还含 有少量钙长石，平均 3.56%；其它矿物，尤其是铁镁矿物含量很少。此外，凝灰岩常不同程 度地伴生有沸石、蒙脱石、伊利石或高岭石、埃洛石等蚀变矿物。 由表 1 可知我国酸性凝灰岩化学成分主要为 SiO 2 、Al2O3 、K2O 和 Na2O，次要成分为 CaO、 2 2 3 2 2 3 2 2 MgO 、SiO 、FeO和 Fe O 等。酸性凝灰岩一般 SiO 70%、Al O 13%；通常 K O+ Na O 5% ， 且一般 K O Na O；一般 F e O 0.7%、FeO0.9%，且通常 FeO FeO ，二者之和一般 3.80%； 2 2 2 3 2 3 其它成分均很低。由此可知酸性凝灰岩化学成分具有高硅、富铝、 丰碱和贫铁等特征， 属钙 碱系列、铝过饱和岩石。 3 、凝灰岩物理化学性质 认识凝灰岩的物理化学性质是开发利用凝灰岩的前提条件， 笔者等人专题研究和综合前 人的研究成果，认为我国凝灰岩具有下列的一些物理化学特性： （1）化学成分特性 如前所述，凝灰岩具有高硅 (一般 70%)、富铝 (13%)、丰碱 (钾、钠一般 5%)和低铁 (全 铁一般 3.8%)等，此外它还具有多种有益的微量元素和稀土元素， 如对水稻增产有利的 Mo 、 Zn、 B 等，矿物饲料添加剂的有益元素 Cu、Mg 、Zn 等。 （2 ）化学活性 与火山灰质材料、 粉煤灰等的化学活性相类似。 将凝灰岩磨细成粉， 与石灰或石灰与石 膏混合后， 在常温下发生化学作用， 生成具有凝胶性的水化物。具化学活性的混合材料，往 往是在低温和压力骤然释放条件下形成的固体非晶态物质。 在常温下这些非晶态物质不稳定， 极易向熵增加的