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凹凸棒石,又名坡缕石,是一种2:1型链层状结构含水镁铝硅酸盐矿物,少有的天然一维纳米材料,晶体呈针状、棒状或纤维状。
 
由于其特殊的成分、链层状晶体结构和纤维状形貌,凹凸棒石具有良好的吸附、催化、脱色、热稳定及胶体等性能,在矿物学、材料科学、土壤科学以及环境科学等诸多领域都受到了高度的关注,是一种具有广泛应用前景的非金属矿物。
 
工业意义的凹凸棒石矿床主要分布于中国、美国、西班牙、法国、土耳其、澳大利亚等国,其中凹凸棒石在中国的储量占60%。
 
1、国外凹凸棒石资源概况
 
国外凹凸棒石黏土探明储量约为4000多万t,凹凸棒石矿床主要形成于整个白垩纪和第三纪。
 
(1)美国
 
美国的凹凸棒石矿床主要分布在佐治亚州与佛罗里达州的边境地区,该地区矿床形成于半咸水泻湖和潮汐环境,属于典型的陆相矿床。佛罗里达州为富凹凸棒石的漂白土矿床,而佐治亚州北部漂白土中的凹凸棒石含量较低,蒙脱石含量较多,表现为含凹凸棒石的膨润土。另外,在其他11个州也分布有约29个矿点。
 
(2)西班牙
 
位于西班牙西部的托雷洪盆地是西班牙主要的凹凸棒石产地,属于典型的湖相沉积型矿床,无论是从规模、质量,还是历史、经济意义来说,各个方面均闻名于世。
 
除此之外,位于塞维利亚省西南部的莱夫里哈凹凸棒石矿床,靠近瓜达尔基维尔河的入海口,形成于海洋向陆地变化的过度沉积环境下,是西班牙第二大凹凸棒石产地。
 
(3)法国
 
法国的主要凹凸棒石产地是博胡-罗滨矿床,位于奎索伊渐新世盆地的北部,是直接沉积形成于浅海、边缘海或靠近热带且风化强烈的湖泊中的。
 
(4)土耳其
 
土耳其的主要凹凸棒石产地位于安纳托利亚高原上的厄斯基色希尔地区,伴有规模较大的海泡石矿。
 
(5)澳大利亚
 
澳大利亚的凹凸棒石资源非常丰富,已在五个州发现了具有较高经济价值的凹凸棒石矿床或矿点,其中以西澳大利亚省的莱克内拉梅恩凹凸棒石矿床规模最大,整个矿床长达23km,宽5km,矿层厚约4-9m,为澳大利亚主要的凹凸棒石产地。
 
2、国内凹凸棒石资源概况
 
我国的凹凸棒石资源储量约占全球储量的60%,约为6000多万t,属优势非金属矿产,是非常重要的战略资源,主要分布在苏皖地区、西北及中部的一些地区。
 
(1)盱眙等苏皖地区
 
苏皖交界处的明光、来安、盱眙以及六合等县区是我国凹凸棒石最为重要的矿带,目前,苏皖地区凹凸棒石资源丰富,产量最多的是江苏和安徽两省。
 
江苏盱眙以及六合地区矿产呈水平层状,大小矿点有30余处,其中以盱眙的龙山、雍小山和六合的小盘山规模较大,质量较好。该地区矿层为第三系玄武质火山沉积岩系,产于玄武岩夹层中,为火山-沉积型矿床,矿层稳定,规模较大,出露地表,厚度一般为数米,最厚可达10m以上,沿水平方向延展,长、宽分别可达数百米甚至上千米。
 
明光官山及盱眙龙山的凹凸棒石为河湖相碎屑沉积型,以单斜晶系为主,品位与白度较高。盱眙龙山凹凸棒石的类质同象替代现象较少,结晶度较低,晶粒径较小,显微形态呈絮状团聚体。相比之下,明光官山的凹凸棒石结构中类质同象现象突出,结晶度较高,晶粒径大,电子显微镜下呈短柱状团聚体。这两个地区的凹凸棒石都有较好的脱色吸附性能,可广泛应用于农业、环境治理行业等。
 
(2)甘肃临泽
 
河西走廊的甘肃临泽县也是我国非常重要的凹凸棒石矿带,主要为含较多白云石的碳酸盐型凹凸棒石矿,品位较低,为富镁碱性介质中结晶析出的沉积型矿床。
 
该地区所产凹凸棒石富含动植物所需的19种微量元素,其中碘、铯、锶、硼等元素的含量较为突出,被广泛应用于土壤改良、修复、畜牧业饲料添加剂等。
 
(3)内蒙古杭锦旗地区
 
凹凸棒石在内蒙古杭锦旗地区也有大量分布,主要是低品位凹凸棒石矿床。
 
(4)河南南阳
 
河南南阳盆地中发现了富含白云石的凹凸棒石矿带,位于东秦岭褶皱带中部,南阳盆地凹陷的北西部边缘,矿体呈层状,矿石矿物以白云石为主,其次是凹凸棒石、石英和蒙脱石,但下部矿层中凹凸棒石和蒙脱石的含量相对增加,并存在凹凸棒石和蒙脱石相对富有的层位。
 
该地区白云质凹凸棒石有非常良好的补强性能,适合用作塑料、橡胶的填料,尤其是作聚氯乙烯的填料。
 
(5)湖北随州
 
湖北随州境内也分布有凹凸棒石矿床,主要产于隐晶质白云岩中,伴生白云石、石英、褐铁矿等矿物,该矿区凹凸棒石大多是由白云石风化蚀变而成。
 
国内其他地区也有零散的凹凸棒石矿区,各矿点资源各有特色。