[科普中國]-斑脫石

斑脫石主要是由噴發(fā)的火成巖經(jīng)海解作用蝕變成的。斑脫石是一種以蒙脫石為主要礦物的黏土巖，質(zhì)純的斑脫石罕見，一般都含有不等量的雜質(zhì)，如石英、長石、云母、沸石等，其純度因產(chǎn)地而有所差異。

蒙脫石是含水的層狀鋁硅酸鹽，其晶胞結(jié)構(gòu)由二層硅氧四面體片和一層鋁氧八面體片構(gòu)成。1

世界上的斑脫石資源主要分布在中圍、美國和前蘇聯(lián)。中國儲量居世界首位，占世界總量的60%。中國最大的幾個斑脫石礦床依次位于廣西、新疆、內(nèi)蒙古。2

概念斑脫石又稱膨土巖或膨潤土，是指一類以蒙脫石為主要成分的粘土礦物。人們常說的斑脫石，實際上就是指蒙脫石，蒙脫石屬層狀硅酸鹽類礦物，具有陽離子交換性能。在粘土礦物中，以蒙脫石類的礦物種屬最多，成分變化也最復(fù)雜，而且有許多過渡型的礦物，但它們的晶體結(jié)構(gòu)基本相同。3

形成過程斑脫石的形成過程，一般認(rèn)為是火山噴發(fā)物質(zhì)(玻屑和灰?guī)r)經(jīng)脫玻和水解、蒙脫石結(jié)晶化而成礦，天然出產(chǎn)的斑脫石并不是純蒙脫石，還含有其他粘土礦物和少量非粘土礦物。斑脫石中所含的粘土礦物有伊利石、綠泥石和高嶺土等，它們可能與斑脫石混合在一起，也可能與蒙脫石一起構(gòu)成有規(guī)則和無規(guī)則的夾層。斑脫石中含有的非粘土礦物，如石英、方英石、長石和方解石等是斑脫石礦（膨潤土礦）的有害成分，在將斑脫石加工成各種工業(yè)產(chǎn)品時，首先應(yīng)將斑脫石礦物中所含有的非粘土礦物除去。

在天然出產(chǎn)的斑脫石礦物中還含有水溶性鹽類，如鉀、鈉、鈣、鎂的碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽和氧化物，在研究蒙脫石的陽離子交換反應(yīng)和膠體性質(zhì)時，必須考慮它們的影響。3

性質(zhì)從礦山開采的斑脫石礦石，一般含有30%～40%的水分，外觀呈蠟狀或脂狀，光澤滑膩，結(jié)構(gòu)致密，顏色多種多樣，以白色、黃綠色和粉紅色比較常見。斑脫石吸水膨脹和脫水干縮是其重要的特點(diǎn)，但脹縮的程度，不同產(chǎn)地出產(chǎn)的斑脫石差別很大。

斑脫石的組成及性質(zhì)與斑脫石成礦的條件有著密切的關(guān)系。地質(zhì)研究表明，斑脫石是火山玻璃在堿性水作用下的蝕變產(chǎn)物，其過程可以用下式表示：

火山玻璃+水→蒙脫石+沸石+氧化硅+溶液中的金屬離子

根據(jù)火山玻璃演變成蒙脫石的條件，可以將斑脫石礦床分為三種類型：

⑴海相層狀斑脫石礦床

海相層狀斑脫石礦床的特點(diǎn)是礦床穩(wěn)定，延伸廣，貯量大。世界上主要斑脫石土礦，即膨潤土礦，如美國的懷俄明膨潤土礦和中國的臨安平山膨潤土礦都屬于這類礦床。這種礦床出產(chǎn)的斑脫石礦石具有較高的品質(zhì)和較大的工業(yè)應(yīng)用價值。

⑵熱液蝕變膨潤土礦床

一般認(rèn)為這類礦床的斑脫石是火山玻璃在巖漿熱液作用下蝕變而成。礦體形態(tài)不規(guī)整，這類礦床分布比較廣泛，其礦石品質(zhì)及工業(yè)應(yīng)用價值僅次于海相層狀膨潤土礦床出產(chǎn)的斑脫石礦石。

⑶大陸湖相斑脫石礦床地質(zhì)

大陸湖相斑脫石礦床地質(zhì)的特征大致與海相層狀膨潤土礦床相似，礦床呈層狀產(chǎn)出且比較平緩。這一類膨潤土礦床比較少見，品質(zhì)雖然不及海相層狀膨潤土礦床出產(chǎn)的膨潤土，但也具有工業(yè)應(yīng)用價值。

綜上所述，斑脫石礦床成因可分為兩類：火山灰沉積在海水中成礦；或是凝灰?guī)r經(jīng)熱液作用而成礦。已知的斑脫石礦床，大多分布在第三系到侏羅系的巖層，在更老的巖層很少發(fā)現(xiàn)。斑脫石的性質(zhì)也與形成的地質(zhì)年代有關(guān)，較老巖層出產(chǎn)的斑脫石，其膠體分散性很差，不利于斑脫石礦石的加工。3

價值不同產(chǎn)地出產(chǎn)的斑脫石質(zhì)量差別很大，即使同一礦床中不同的礦層出產(chǎn)的斑脫石的組成和性質(zhì)也會有較大的差異。斑脫石的工業(yè)價值來自蒙脫石，因此了解和研究蒙脫石的結(jié)構(gòu)及其特性，是了解斑脫石的性質(zhì)和在工業(yè)上正確選擇及應(yīng)用斑脫石的關(guān)鍵。但并不是所有的斑脫石都具有工業(yè)應(yīng)用價值，選擇蒙脫石含量高、非粘土礦物含量低、陽離子交換容量高的鈉基膨潤土作生產(chǎn)有機(jī)斑脫石的原料，是選礦的重要指標(biāo)。

斑脫石除可開采貯量具有工業(yè)開采價值以外，還應(yīng)對斑脫石礦樣進(jìn)行較全面的礦物學(xué)性質(zhì)評價，包括蒙脫石及非粘土礦物含量測定、X射線衍射分析、差熱分析、可交換性陽離子類型及陽離子交換容量的測定等。3

產(chǎn)出地由于斑脫石具有良好的物化性能，諸如陽離子可交換性、膨脹性、粘結(jié)性、水分散性和耐熱性等，因而在工業(yè)和農(nóng)業(yè)上獲得了廣泛的應(yīng)用。世界出產(chǎn)斑脫石的主要國家有美國、中國、意大利、希臘、匈牙利、巴西、日本、西班牙、俄羅斯、墨西哥和羅馬尼亞等。

斑脫石資源分布很廣，基本上世界各地都有出產(chǎn)，如美國的懷俄明斑脫石，意大利龐扎島斑脫石，俄羅斯阿斯坎金斑脫石等均以斑脫石礦石質(zhì)量優(yōu)良而著稱。中國斑脫石資源分布極廣，幾乎各省都有出產(chǎn)，其中以遼寧黑山和法庫斑脫石、吉林九臺斑脫石、浙江臨安和仇山膨潤土、河北宣化斑脫石、河南信陽斑脫石、山東萊陽斑脫石、福建連城膨潤土、內(nèi)蒙白云鄂博斑脫石、新疆托克遜和石河子膨潤土和安徽屯溪斑脫石等的品質(zhì)較好。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

郝慶菊 - 副教授 - 西南大學(xué)