我国珍珠岩资源概况及开发利用现状

杜 鹏

（中材地质工程勘查研究院有限公司，北京 100102）

【开发利用】

我国珍珠岩资源概况及开发利用现状

杜 鹏

（中材地质工程勘查研究院有限公司，北京 100102）

珍珠岩是我国宝贵的非金属矿产之一，具有突出的高温膨胀性能。集中分布于我国大兴安岭—燕山、东北北部—山东、东南沿海这三个地带。通过研究我国珍珠岩物理特性、分布特征、资源量等，总结现阶段我国珍珠岩的开发利用现状，以及未来的发展趋势。

珍珠岩；物理性能；分布及特征；开发利用；发展趋势

1 前言

珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，因其具有珍珠裂隙结构而得名。珍珠岩主要由酸性火山玻璃组成，95%为玻璃相，65%～75%为无定形石英。碱金属氧化物较高，可达8%～9%，铁着色氧化物较少。矿石中含有不等量的石英、透长石斑晶、微晶，并有针状、球状等各种形态的雏晶及隐晶质矿物，如角闪石、黑云母、赤铁矿等[1]。

珍珠岩的主要物理性质见表1，最突出的物理性能是膨胀性能，即一定粒度的珍珠岩在骤然高温(一般1 000～1 300℃)条件下，其体积可迅速膨胀4～30倍。珍珠岩一般化学成分为SiO268%～74%、Al2O312%、Fe2O30.5%～3.6%、CaO 0.7%～1.0%、K2O2%～3%、Na2O 4%～5%、MgO 0.3%和H2O 2.3%～6.4%。其化学性质属惰性，水中pH值大致为7。

表1 主要物理性质

2 我国珍珠岩资源概况

2.1 珍珠岩分布特征及资源量

我国珍珠岩矿床主要产于大陆地壳活动频繁的中生代，距今65～230Ma。中生代以来由于太平洋板块、印度洋板块和欧亚板块的拉张、挤压，地壳活动频繁，各类岩浆大量喷发，故在侏罗系、白垩系、古代—新近系、第四系内均有珍珠岩矿床发现。我国目前发现的大都属于巨大的喷溢熔岩流，它们沿断裂喷出地表，大致按火山岩、安山岩、玻璃质流纹岩的顺序喷出，矿体主要在玻璃质流纹岩中。

中生代火山岩形成了北起黑龙江，南达海南岛的火山岩带。此岩带可进一步划分为三个亚带：①第一个亚带为大兴安岭—燕山亚带，主要珍珠岩矿床有河北的宽城、平泉、张家口，辽宁的凌源、法库、建平，山西的灵丘，河南的信阳，内蒙古的多伦、太仆寺旗等；②第二个亚带为东北北部—山东亚带，主要珍珠岩矿床有吉林九台、黑龙江嫩江等；③第三个亚带为东南沿海亚带，主要矿床有浙江宁海松脂岩矿床等。已开发的较大的矿床有河南信阳上天梯、河南罗山、黑龙江嫩江、辽宁建平、浙江缙云、吉林九台、山西灵丘等处[2]。

据统计，截止2015年底全国已探明珍珠岩矿43处，查明资源储量3.9×108t左右，其中河南省资源储量最大，约占全国总资源量的26%，其他省区如山西、内蒙古储量均超过千万吨，我国珍珠岩矿床查明资源储量见表2。

表2 我国珍珠岩矿床资源储量(万t)

2.2 珍珠岩矿床分类

2.2.1 依据火山作用类型分类

根据熔岩溢流时火山作用类型，珍珠岩矿床可分为三类[3]。

(1) 喷溢型珍珠岩矿床。主要呈环形、扇形或岩流平缓层状分布在火山口外侧夹在流纹岩层之中。一般矿体长近百米至上千米，厚度10～40m，变化较大，矿石质量好。典型矿床如浙江缙云老虎头、天井珍珠岩矿床。

(2) 爆发型珍珠岩矿床。矿层分布在火山穹窿及其外围地区，夹于熔结凝灰岩、角砾凝灰岩和流纹岩中。矿层规模一般长百米至数千米，宽几十至几百米，厚10～15m，沿一定层位断续成带状分布。典型矿床如福建政和香炉山珍珠岩矿床。

(3) 侵入侵出型珍珠岩矿床。矿体分布于火山口附近，受构造裂隙的控制，呈脉状、岩墙状产出。矿体规模不等，长几十至几百米，宽几十至几百米。矿石类型主要为松脂岩，其次为珍珠岩，质量较差。典型矿床如江苏溧阳珍珠岩矿。

2.2.2 依据珍珠岩用途分类

根据用途珍珠岩同样可划分为三类，见表3。

表3 根据用途珍珠岩分类

3 珍珠岩开发利用

3.1 应用领域

珍珠岩性脆、质轻，在加热条件下能迅速膨胀，具有隔音、隔热、耐高温、吸附性强、容量小、化学性质稳定、耐酸碱等特点，因此用途广泛。目前我国膨胀珍珠岩是国内使用最广泛的一类轻质保温材料。据有关部门统计，目前我国膨胀珍珠岩在市场上的应用比例为：建筑工程约60%、热管道保温约30%、装饰材料约10%[4]。近年来珍珠岩的应用发展较快，主要用于以下三个行业。

3.1.1 在建筑工业上的应用

目前，膨胀珍珠岩在建筑工业上的用量最大，主要是利用它容重轻、隔音、绝热的特点，大量用作混凝土和灰浆的骨料。一般珍珠岩混凝土的吸音性能比普通的混凝土强20倍左右。珍珠岩的容重仅为砂子的1/10～1/15，因此用膨胀珍珠岩配制的灰浆比砂浆要轻60%左右。在现代建筑中，每年大约有80%的膨胀珍珠岩散料生产300万m3的制品，用于各类建筑工程，提高了应用水平[4]，同时也提高了建筑物的保温、隔音、承重等性能，降低了钢材消耗量和节约了建设成本。

3.1.2 在加工制造业中的应用

珍珠岩在工业生产中用作助滤剂；还可作为热工窑炉和管道的隔热、保温、防辐射、防水、防潮、隔蒸汽、吸音的防护材料，这种材料被广泛应用于石油、电力、化工、造船、冶金、建筑、交通和国防工业中；珍珠岩还可作为填充料，用于橡胶、油漆、搪瓷、塑料工业中；珍珠岩作为过滤剂和去污材料，用于水、饮料、有机液体的加工处理中。

3.1.3 在农业中的应用

珍珠岩还在农业中用作保肥剂、土壤改良剂，调节土壤板结，防止农作物倒伏，控制肥效和肥度，以及作为杀虫剂和除草剂的稀释剂和载体[5]。

3.2 开发利用现状

我国珍珠岩矿山开采已经打破了过去一地垄断的局面，除了中原地区，东北、华北、西北地区十几个省区都陆续发现了珍珠岩矿藏，100多个采矿点进入开采阶段，形成了四大采矿基地，即河南信阳、朝阳赤峰基地、山西灵丘和黑龙江嫩江，形成的矿砂生产能力每年达60万t左右。国内规模以上各类膨胀珍珠岩及制品企业(不包含砂浆企业)约有300多家，根据我国矿砂总产量，估计全国膨胀珍珠岩年产量达700万m3左右[6]。

国内外珍珠岩矿占主导地位的用途是生产膨胀珍珠岩及其制品，尽管珍珠岩广泛地应用于各个领域，是一个方兴末艾的工业，但它在某些领域已面临严峻的挑战，不久的将来，许多材料将取代珍珠岩。

(1) 在代用材料方面：用作灰浆和建筑领域的隔热材料，片状蛭石是一种最有竞争性的材料。轻质骨料如：浮石、膨胀粘土、页岩和火山灰岩、火山灰渣或泡沫水泥，它们成本低、结构强度高，超过珍珠岩。

(2) 在隔热方面：玻璃纤维、矿棉、硅藻土、石棉、纤维和塑料泡沫也是有力的竞争对手。由于膨胀珍珠岩质量稳定，颗粒强度高，从根本上保证了BN (AG)型珍珠岩助滤剂的产品质量。膨胀珍珠岩用于过滤材料时，虽然也使用硅石砂、有机纤维和其他材料，但硅藻土是主要的代用材料。

(3) 用作填料和添加剂的还有粉状滑石、硅石砂、粘土、硅藻土和石灰石。

(4) 在农业上，与珍珠岩相抗衡的有蛭石、泥灰和锯末。

(5) 珍珠岩作吸附剂、磨料和添加剂时最容易受到各种矿物制品的挑战。

(6) 在冷冻工程上，不透明气溶胶和一种由铝和玻璃布组成的薄膜可取代珍珠岩。

4 发展趋势

珍珠岩是一种具有优异特性的非金属矿产，具有较大的开发价值和潜力，并且市场需求不断增加。目前珍珠岩在建筑工程方面的使用占有重要地位，但随着科技进步和现代工业的发展，珍珠岩的产品结构和应用有了一些改变。一方面传统用途珍珠岩的消耗比例降低，技术指标不断提高；另一方面，珍珠岩的许多新用途被开发出来，其市场价格高出传统产品几倍到几十倍。珍珠岩新用途的开发主要表现为：

(1) 表面处理的膨胀珍珠岩产品，珍珠岩经细粉碎和超细粉碎及表面化学改性后，成为具有一定功能的矿物填料，可用于橡胶和塑料等行业。可以通过表面改性剂，使珍珠岩具有不同的功能，如使珍珠岩具有良好的憎水性；用仿釉处理后的珍珠岩具有耐热性、防水性。

(2) 珍珠岩在溶液培养水果、蔬菜和鲜花方面的应用正在扩大，对珍珠岩来说是个增长领域[7]。

近年来，随着建筑节能事业的不断发展，利用珍珠岩的膨化特性所生产的膨胀珍珠岩和膨胀玻化微珠已被广泛应用于建筑领域。今后，随着经济建设的发展，对珍珠岩的需求也会更大，珍珠岩的发展将以矿产资源综合利用、复合改性和深加工技术作为研究重点，加强对珍珠岩应用新领域的开发利用研究，将会使我国的珍珠岩工业跃上新的台阶。

[1]余祖球，梁爱莲.珍珠岩的特性与应用[J].陶瓷科学与艺术，2002 (4)：28-31.

[2]珍珠岩的介绍[EB/OL].(2012-02-15)[2016-08-06] http://www. docin.com/p-342527056.html.

[3]章少华，陶维屏.中国矿产地质志——建材非金属矿卷(普及版) [M].北京：地质出版社，2015.

[4]李从典.我国珍珠岩行业现状及发展[J].新型建筑材料，1999 (8)：36-38.

[5]耿东伟.膨胀珍珠岩缓冲衬垫的开发研究[D].北京：北京印刷学院，2005.

[6]王耀.珍珠岩行业方兴未艾[N].中国建材报，2013-02-25(005).

[7]管俊芳，陆琦，于吉顺.珍珠岩的加工和综合利用[J].化工矿物与加工，2003(4)：6-9.

Present Situation of Exploitation and Utilization of Perlite Resources in China

DU Peng
(Sinoma Geological Engineering Exploration Academy Co., Ltd., Beijing 100102, China)

Perlite is one of the precious non-metallic mineral resources in China, with the expansion of heat outstanding performances. Widely distributed in China's Greater Higgnan mountains - Yanshan, north of Northeast region-Shandong, southeast coast of the three sub zones. The mineral characteristics, the distribution area of perlite, the amount of resources, summarize the present status of perlite development and utilization in China, as well as the future trend of development.

perlite; physical property; distribution and characteristics; exploitation and utilization; trend of development

P619.279；TD985

A

1007-9386(2016)04-0006-03

2016-10-10