纸面石膏板生产工艺技术资料-石膏矿的形成

1、姚恒昌 姚恒昌 第二章石膏矿的形成1.摘要石膏（硫酸钙二水化合物）和硬石膏（无水硫酸钙）是被称为蒸发 岩”的矿物质家族的成员。它们是由海水蒸发而形成的沉积岩，通常 J 还含有氯化钠、碳酸钙、硫酸镁等盐类。 当大量海水蒸发时，蒸发盐通常按溶解度增加的顺序析出。 当碳 酸钙的体积减小到原来体积的23%左右时，碳酸钙首先沉淀。在大 约20%的体积下，石膏沉淀，在大约10%的体积下，氯化钠沉淀，在大约5%的体积下，镁和钾盐沉淀（见图1）100959085 -80 - gypsum calcite halitecarnallitebischofitesylvite751.11.21.31.4Brine

2、density海水中蒸发岩的沉淀（图1）考虑到海水的典型总含盐量，需要蒸发 70米的水才能产生1米 的蒸发岩。产生1米石膏需要大约1800米的海水。当将海水的化学分析与实际蒸发岩矿床的数据进行比较时，发现了两大异常。首先，蒸发岩中硫酸钙和碳酸钙的比例高于氯化钠和钾 镁盐。其次，许多蒸发岩矿床的厚度很大（高达2500米），需要大量 深海海水的蒸发。（见图2）complete evaporationProportions of saltsof seawatercommonly found inInatural evaporites图2显然，世界范围内的蒸发岩矿床不可能来自古代海洋的一次性蒸发， 必

3、须寻求其他解释。两个主要的机制被认为是最能解释大多数蒸发岩 沉积的是 受限盆地”和盐沼”模式。.蒸发过程受限盆地”模型对于厚蒸发岩矿床的开发，显然必须蒸发大量的海水。受限制盆 地的概念为这种情况的发生提供了 一种解释。 这些盆地的基本特征是 横向收缩，并结合了一个入口槛（见图 3）a) deep basin, deep water modelb) deep basin, shallow water model图3这样的盆地和明显可以看出，水不断地从大海通过狭窄的海峡流 入泻湖，在那里发生蒸发和浓缩。目前，泻湖的浓度是这样的，一些 岩盐和石膏在炎热的季节沉淀。如果运河关闭，泻湖的水蒸发到干燥,

4、那么将会产生大约1.2米的盐沉积。然而，如果运河一直开放到咸水湖完全被盐类填满，其厚度将限 制在咸水湖的深度，目前咸水湖的深度在 15到18米之间，将产生 沉积物。另一个限制盆地蒸发岩形成的例子是，有片洼地被一系列断层和 附近火山熔岩的堆积与红海分隔开来，现在形成了 一个覆盖着石膏的 巨大的蒸发盘（第一沉积阶段）。石膏托盘的中心是20英里宽的岩盐沉积层，由硬石膏层构成。每个盐层都有相同的碟形，而且每个碟形 都比前一个小。钾盐（在60米深的地层中）位于洼地的中心。有的盆地的原始深度不太可能超过 300米，而这样的海水深度 产生的盐份不足5米。在坳陷处发现的蒸发岩厚度可以解释为盆地内 海水长期间歇

5、性补给的结果。2.2盐场和“盐沼”模式（见图四）advance directionAlgal matSabkhaAragoniteCalcite盐沼”模型的例子在有的海岸发现的一些蒸发岩沉积。10 kmSedimentary mineralsEvaporite mineralsHaliteGy psumAnhy driteDolomite盐沼”构成的截面图（图四）盐沼是一个宽（30公里）的沿海平原，其表面通常低于海平面 1 米。地表风蚀（风蚀）是由地下水位控制的。盐沼沉积物由碳酸盐和非 碳酸盐淤泥以及潮间带环境中海藻席上的风吹沙 /淤泥组成。由于地下水位接近地表，蒸发和毛细管抽水作用十分明显。

6、 流失 到大气中的水被替换为：海水向陆地流入盐沼和以下的地下水位大陆地下水向海流动。由于孔隙水通过蒸发越来越集中，石膏以晶体的形式沉积在沉积 物中，尺寸从小于1毫米到超过25厘米不等。如果蒸发足够强烈， 就像在暂停滑动那样，石膏晶体就可以被一团细硬石膏晶体所代替。（见图5）enterolithic anhydritenodular (chicken-w ire)anhydritealgal m at (strom atolites) +- gypsum pseudom orphsfenestral lim estonespelleted lim estonesoolitic, bioclast

7、ic lim estonesmarls, claystonesSupratidal (sabkha)IntertidalShallow subtidalDeeper-water subtidal一个典型的盐沼循环（图五）.世界石膏矿床的年龄和分布最有可能形成蒸发岩和具有重要商业价值的石膏矿床的环境包括以下部分或全部特征：?炎热干燥的气候提供高蒸发率?间歇性或连续向受限盆地提供海水? 区域沉降促进蒸发岩的持续形成?快速掩埋以保存可溶性蒸发岩。从寒武纪（5.7亿年）到现在的沉积物中都有石膏矿床部分商业性石膏矿床地质年龄(M years)新生代第四纪2Ethiopia, Australia第三纪65

8、Italy, France中生代白垩纪136USA侏罗纪白垩纪150Morocco侏罗纪190Canada(Manitoba), UK三叠纪225Germany, France, UK古生代二叠纪280CSR, Poland, Texas, New Mexico石炭纪345Canada (Nova Scotia)泥盆纪395USA (Montana, Wyoming)泥盆纪395Canada (British Columbia)志留纪435Canada (Ontario)寒武纪570Pakistan, CSR虽然全球石膏矿床丰富，但由于以下一项或多项因素，许多石膏 矿床在商业上是不可行的：.位

9、置：该矿床需要靠近对石膏有需求的地区，或者有合适的运输和基础设施的地区.开采成本：根据地点、地质条件、采矿方法、作业规模等的不同， 这些因素可能有很大的差别。.环境限制：有的地区无法开采.选择供应：替代的天然或合成石膏来源可能更具成本效益。世界上一些主要的蒸发岩矿床如下图所示。 较小的石膏矿床分布 更为广泛，因此很少有国家完全没有天然石膏矿床。Zechstein Basin(Permian)Elk Point BasinCheshire Basin3Vonian)。rias)Paradox Basin.Salina Basin(Carboniferous), (Silurian-Dev).4PGulf Coast BasinMediterraneanDelaware Basin(Jurassic)Basin (T ertiaiy)(Permian)二个).*-；T rucial Coast工一(Recent)1fAndes(Permian) 匕/ vQk大-J,/Siberian Salt(Cambrian)Moscow Basin(Devonian)Kara Bogaz(Recent) .McArthur Grou