滨海砂矿作业

滨海砂矿报告

姓名：陈璐

学号：21130411045

专业年级：地球探测与信息技术2013级

指导老师：吴建政

完成时间：2014年1月4日

千万年来，由各种途径进入海洋的泥沙和尘埃中包含有各种不同的元素。不同成分的尘埃颗粒，密度、比重不同，粒径大小不同，扁、圆形状也有差别。这些特征各异的矿物碎屑，在波浪、海流作用下，分别聚集沉积在一起，就形成了海滨砂矿床。

海滨砂矿最为大宗的是建筑用砂和砾石。这是因为它们是由常见的普通岩石碎屑生成的。较为稀少而价值甚高的海滨砂矿有：金红石、钻石、独居石、石榴石、钛铁砂、铌铁砂、钽铁砂、磁铁砂、铬铁砂、锡砂、磷钇砂、金砂、铂砂、琥珀砂、金刚砂、石英砂等等，真是琳琅满目，多不胜数。大海就像一个粉碎机和分选机，日夜不停地加工制造富含各种金属和非金属的细砂，并把它们按种类聚集在一起，形成可供人类开发利用的矿体。

一、滨海砂矿的成因

滨海砂矿是富集于现代海岸带和古海岸带松散沉积物中的砂矿，多为表层沉积矿产。在定义上有别于集于浅海海底松散沉积物中的表层沉积矿产和埋藏于近代沉积物之下的古沉积砂矿的浅海砂矿。

海滨砂矿的主要成矿过程可以分为5个阶段：原生赋存阶段、活化阶段、搬运阶段、富集成矿阶段和砂矿的后生变化阶段。

（1）原生赋存阶段：该阶段工业矿物呈分散的或富集的状态赋存于岩浆岩、变质岩和沉积岩等各大岩类或原生矿体中。岩石中所含工业矿物的丰度对砂矿物质的供给至关重要，是工业砂矿床形成的先决条件。岩石中含工业矿物的丰度越高，出露面积越大，则越有可能形成规模较大的砂矿床。

（2）活化阶段：由于岩石的风化剥蚀，而形成不同厚度的风化壳，从而使工业矿物松动。风化壳的厚度往往因岩性、地质构造发育程度的差异及所处的气候不同而不同，风化壳的形成即标志着砂矿形成的开始，有时在岩石表面或斜坡上形成残积和残坡积砂矿，其形成往往需要足够的切割深度，而构造隆起是风化壳形成的必要前提，气候条件是这类砂矿形成的必要条件，基岩性质决定着风化作用的强度。

（3）搬运阶段：物质的搬运和分异与地表水系作用密切相关。河流是向滨海地带输送风化产物的主要途径；而分异作用取决于动力条件的强度；被搬运的距离取决于地形的坡度和重矿物的比重、硬度和水力学、粒径等特性。比重较大的金和锡石等矿物在最初的搬运阶段首先析出和沉积，而较轻的重矿物如锆石、独居石等则可搬运较远，而耐磨性很强的金则石则可搬运数百公里，此阶段可在滨海区形成一些冲积型砂矿床。

（4）富集成矿阶段：砂矿的原始碎屑经长时间的崩解和分异，使重矿物数量不断增加，并由河流将其输送入滨海地带，因受海岸类型、地貌形态的制约，海洋水动力条件和沉积机制的作用，当其各种成矿因素相匹配时，即可形成有工业价值的堆积体。此时期对于比重较小的钛铁矿、锆石、独居石、金红石、磷钇矿和磁铁矿等的形成极为有利，它们一般富集于分选好的细(砂)粒级的沉积物中；对于那些比重较大的重矿物金、锡石等则往往需要在较大的风暴和平静水动力条件经常交替的情况下才可成矿。

（5）后生变化阶段：该阶段指砂矿形成之后的变化。这种变化表现在由于海岸变迁而使已成砂矿抬升或下降形成抬升和沉溺或埋藏砂矿；亦可因大风暴潮作用破坏已成砂矿在新的水动力平衡条件下再次富集成矿。

图1 滨海砂矿成矿模式图

当然滨海砂矿的形成远没有我们所说的那么简单，每个阶段都在受到来自周围环境的各种影响，母岩类型、气候与水动力条件、海岸类型和地貌特征、构造运动和海平面变化、第四纪沉积作用其中每一个因素都至关重要称为成矿控制因素，同蝴蝶效应一般，就算是一个很小的变化会也许将改变它最后的成矿类型和分布规律。

二、滨海砂矿的分布

世界各国的海岸带均能见到砂矿靓丽的身影，滨海砂矿地理分布不仅范围广，而且具有显著的地域性差别。

如美国西北太平洋——钛铁矿、铬铁矿和锆石；澳大利亚和新西兰——金红石、锆石、独居石和钛铁矿等；西南非洲——金刚石砂矿床，伴生金、铂、铬铁矿等；东南亚南部，印尼、泰国、马来西亚——砂锡矿床；印度、斯里兰卡——金红石、锆石、独居石、钛铁矿等矿床，并伴生稀有金属砂矿西北太平洋沿岸，特别是日本列岛——磁铁矿砂矿床；我国以广东沿海最多，集中了滨海金属砂矿的90％，非金属砂矿的82.7％，其次为台湾、山东、福建、广西。

我国地处太平洋西岸,有漫长的海岸线，宽阔的大陆架,岛屿众多，发育了各种不同的海岸地貌类型,有着利于滨海砂矿的成矿条件，蕴藏着丰富的滨海砂矿资源。加强对这些矿产资源的调查,对我国国民经济的发展,具有现实意义。我国滨海砂矿的分布如下：

1.黄海、渤海滨海砂矿成矿区

( 1 ) 辽东半岛东海岸金、钛铁矿、锆石成矿带：该区出露岩石主要为前寒武系片麻岩和花岗岩,有较多石英脉、含金破碎带, 是本区滨海砂矿物质来源。砂金矿在旅顺等处, 锆英石分布在庄河至金县沿海一带。区内还有金红石、磁铁矿、独居石等砂矿。

( 2 ) 辽东半岛西海岸金刚石、金、金红石成矿带: 在离海岸线数十公里处分布着我国著名的原生金刚石矿床, 沿复州河和岚崮河流域形成沟谷与河流阶地砂矿, 在两条河流入海口时有可能形成具有一定规模的金刚石滨海砂矿。该区成矿条件有利, 有找矿远景。

( 3 ) 三山岛——蓬莱砂金成矿带: 主要分布于招远、液县滨海地带。目前已发现三山岛、诸流河等砂金矿。砂金矿体赋存于河床、河漫滩、阶地海滩中。( 4 ) 成山角——岚山头锆英石、金红石、磁铁矿成矿带: 在山东半岛南部滨海带有滨海砂矿几十处。如荣成大型铅英石矿床、石臼所铁砂矿等。重砂矿物源于燕山期正长岩、花岗岩以及胶东群花岗片麻岩、变粒岩。

( 5 ) 纪姆角——成山角石英砂成矿带:分布于山东半岛东北部滨海带。

2.东海滨海砂矿成矿区

( 1 ) 闽中——闽南沿海独居石、锆英石、石英砂成矿带, 滨海砂矿多分布于滨

海平原一级阶地、潮间带及海岛附近。砂矿母岩为花岗岩、闪长岩和混合花岗岩等。

( 2 ) 闽北沿岸钛铁矿、独居石砂矿成矿带: 区内滨海砂矿以钛铁矿为主, 次为独居石, 分布在南镇到厦门沿海地带。也可见

锆英石砂矿, 但规模小。

( 3 ) 台湾沿岸钛铁矿、磁铁矿、锆英石、独居石成矿带: 分布在台湾的北部、西部和西南部沿岸的海滩中。重砂矿物来源于

更新世台东火山岩组的安山岩、安山凝灰集块岩等。钛铁矿砂储量4.4万吨、锆石2.4万吨、磁铁矿3.6万吨、独居石0.8万吨。

3.南海滨海砂矿成矿区

( 1 ) 粤东沿岸锆英石成矿带: 从饶平至海丰一带有以锆英石为主的滨海砂矿, 伴生钛铁矿、独居石。

( 2 ) 粤中沿岸锡石成矿带: 分布于珠江口以西至阳江北津港。

( 3 ) 粤西沿岸独居石、磷钇矿、钛铁矿、金红石成矿带:从北津港以西至吴阳的滨海砂矿以独居石、磷钇矿为主, 伴生锆英石、钛铁矿, 是广东省独居石、磷钇矿的主要生地。湛江以西的滨海砂矿主要是钛铁矿、金红石、次为锆英石。( 4 ) 海南岛沿岸钛铁矿、锆英石、独居石、石英砂成矿带: 是我国主要滨海砂矿产地之一。分布于海南岛东南岸和东岸。钛铁矿品位高、储量大, 已发现了几个大型砂矿床。

三、典型滨海砂矿

“原料巨人”石英砂矿------------滨海砂矿中含量最多的是石英矿物。它和说是唾手可得，取之不尽。石英可提取硅，硅是一种半导体材料，银灰色，性脆，熔点高达1420℃，从20世纪60年代起，硅就被广范应用于无线电技术、电子计算机、自动化技术和火箭导航方面，是整流元件和功率晶体管的理想材料。用硅制成的太阳能电池，能把13%～15%的太阳能直接转变为电能。这种电池，重量轻，供电时间长。我国发射的人造卫星就采用了这种电池。熔融石英则是制造紫外线灯管不可缺少的材料，因为一般玻璃会吸收紫外线，而石英却能让紫外线通行无阻。目前，石英正日益成为冶金、化工、电器部门的"原料巨人"。

“宝石之王”金刚石--------------滨海砂矿中的金刚石也很诱人，颗粒较大的金刚石又称钻石是当之无愧的"宝石之王"。金刚石常被琢磨成宝石。晶莹剔透的宝石，光华四射，灿烂夺目，非常珍贵。但是，金刚石最大的用途，是用于制造勘探和开采地下资源的钻头以及用于机械、光学仪器加工等方面，这与它是最坚硬的天然物质密不可分。近年，人们还发现金刚石是一种半导体，并已应用于电子工业和空间技术等方面。世界上产金刚石的滨海砂矿，主要分布在南非、纳米比亚。纳米比亚奥兰治河口以北长在１６００千米海岸带上，金曾被用做国际货币。

“金属之王”滨海砂金-----------滨海砂金展现的前景也很引人注目。它具有分布广、储量大和开采方便等优点。砂金常呈短片状或颗粒状，富集于海底的砂层中，常与钒铁砂、磁铁砂、钛铁砂、独居石等矿物相伴产出，开采砂金时，还可以兼得这些宝藏。金是一种贵重金属。有史以来，金矿已开采了6000多年。金被人们称为"金属之王"它通常不溶解于普通的化学药品里，永不生锈，易于分成不等的重量、体积小而价值大，因而被当作货币的材料，社会财富的象征。金还是一种很好的导体，可以应用在电工和无线电技术等方面。

“空间金属”钛矿床-----从海砂里，还可以分选出金红石、钛铁矿等物质。金红石是一种红褐色的矿物，形状好似四方的小柱子，又硬又脆，呈金刚光泽；钛铁矿则多呈黑色，粒状，性脆，具有强烈的金属光泽。它们是提取金属钛的重要原料。钛是比铁强韧得多的金属，比重只有铁的一半多一点，且不会生锈，熔点高达1725℃。钛合金既能经受住500℃以上高温的锻炼，又能抗得起-100℃低温下的考验。因此，钛和钛合金已经成为制造超音速飞机、火箭、导弹等现代武器不可缺少的材料，有"空间金属"之称。

在海砂中，还可以分选出锡矿、锆矿石、磁铁矿、黑钨砂、钶钽铁矿、石榴石、磷灰石等矿物。

锡是制作金、焊锡的重要工业原料，它的矿石８５％来自滨海砂矿。印度尼西亚、马来西亚、泰国在巽它陆架上的锡砂矿是世界上最重要的锡矿产地。从锆石中取的锆，是一种耐高温、抗腐蚀、可用以制造原子反应堆和核潜艇等到材料。从独居石提取的钍，是原子能工业的原料。这几种砂矿主要产于美国、澳大利亚、印度和独联体国家，其产量占世界总产量的９０％。铂则是优良的耐高温、抗腐

蚀材料。美国俄勒冈州海岸的金和铂砂矿已有１００多年的开采历史。美国阿拉斯加诺姆砂金矿世界闻名，矿体长５千米，宽９０米，厚０.３－０.９米，品位高达５.２－５０克／吨。

四、滨海砂矿的地质特征

1.地貌:砂矿形成主要受地貌的制约。地貌形成与地壳运动、岩性、气候、水系等因素有关。控制滨海砂矿富集的主要地貌单元有:

(1)折曲的海岸及弧形海湾,常形成巨大的富集砂矿体,平直海岸矿体窄狭零散；

(2)海成平原。广阔的海成平原是生成砂矿床前提之一。许多矿区普查结果表明,大型砂矿床所在地海成平原一般宽达数至十余公里,顺海岸连续长达百公里,窄狭长条状海岸线很少有工业砂矿存在。海成平原中控制砂矿生成的次一级地貌单元有。

砂坝:主要发育一层砂坝,部份地段有2至3层者,长一般在2000米,高一般2至3米,宽达数十米,均为黄色细沙层组成。砂矿体生成、富集、形状均受

砂坝的制约。有一层良好的砂坝,就可能相应的有一个砂矿体存在。b.阶地,沿海地带普遍发育有二级阶地,第一阶地高出海平面2至3米,第二阶地高出海

平面7至8米,在阶地上有古滨海砂矿体存在。

2.地层与岩性:地层(岩性)分布与地貌新构造运动有关。矿体多暴露地表无剥离层。海岸狭窄或泻湖区沉积岩性主要是粘土相:下部是粘土夹薄层或扁豆状砂层,上部盖复巨厚粘土层,矿体多埋藏于深部,剥离层厚,矿体薄,少有工业矿体。有的地段地貌复杂,其岩性是砂层与粘土层交替频繁,致使矿体分散零乱,工业价值不大。沉积岩性特征,标志着地壳升降和海水的进退。海退况积层序对砂矿生成是有利的,而海进层序及升降频繁地段对砂矿生成是不利的。

3.水系:大型砂矿体均位于大河流出海口地段,由于从河流上游携带大量的松散物质,经河流与海岸流水不断分选淘洗,形成重砂矿物的自然富集。水系愈发育,携带松散物质愈多,就可能斌存成巨大矿体。

五、总结

海滨砂矿是除石油和天然气以外位居第二的海洋矿产资源宝库，它的工业价值和艺术价值可想而知，抱着对海滨砂矿浓厚的兴趣，我通过查阅资料从它的地

理分布、成矿过程和典型的几种滨海砂矿3个方面进行阐述，并特别的以金刚石为例介绍了其来源和分布，最后简单了解一下我国海滨砂矿的开采现状。通过做这份读书报告对滨海砂矿有了更全面的了解。