中国建材集团有限公司
中国建筑材料工业地质勘查中心
中国非金属矿工业协会
主办单位
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中国非金属矿工业协会
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双月刊
2021 年第 4 期(总第 148 期)
(1998 年创刊)
全国性非金属矿行业期刊
中国科技核心期刊
中国科技论文统计源期刊
中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊
中国核心期刊 ( 遴选 ) 数据库全文收录期刊
中国非金属矿工业导刊
ZHONGGUO FEIJINSHUKUANG GONGYE DAOKAN
目 次
开发利用
吉林白山地区低品级硅藻土利用现状及开发利用探讨 ……………
……………………………………… 李志威 代 宗 王 宏 (1)
磷石膏的综合利用探讨 … 国亚非 赵泽阳 张正虎 闫雅雯等 (4)
辉绿岩饰面石材矿废石利用探讨 …………………………… 谭 均 (8)
矿产资源
湖北麻城陈家洼地区脉石英矿流体特征研究 ………………………
…………………………………………王 翔 涂秉峰 敖明勇 (12)
内蒙古阿拉善盟饰面石材用花岗岩矿地质特征及开发利用 ………
…………………………………………………………… 郑建勋 (17)
山西左权县玄武岩开发利用探讨 ………………………… 陈 勇 (22)
湖北黄柿坪脉石英矿床地质特征及成因浅析 …………… 王书春 (25)
安康板岩资源特征及开发利用状况 …………… 陈 臣 韩 鑫 (29)
赣北舍背瓷石矿床地质特征及加工工艺性能 … 段振元 余牛奔 (32)
河南南召县绵羊沟石墨矿床地质特征及找矿前景分析 ……………
…………………………… 张道阔 徐卫东 程继锋 张 旭 (36)
河南凉水泉一带水泥用大理岩矿地质特征及找矿远景分析 ………
………………………… 方 荣 秦战营 徐 刚 英亚歌等 (39)
试验研究
吴忠市陶粒页岩烧胀性能影响因素的探讨 ……………… 牛改玲 (43)
一种定量表征海泡石气体吸附性能的检测方法研究 ……………
………………………… 欧阳东红 周清椿 喻浩然 杨靖源 (46)
透明母粒用纳米碳酸钙的制备及应用效果评价 ………… 刘亚雄 (50)
绿色矿山
矿山环境恢复治理中边坡支护方式探讨 ………………… 郭党生 (53)
厚层基材喷播技术在江南地区石灰岩矿山高陡岩质边坡生态修复
中的应用 …………… 邵 蔚 姚庆健 许 峰 胡殿坤等 (59)
技术方法
无人机航空摄影测量技术在石灰岩矿区测量中的应用 …………
………………………… 李蓬勃 马 强 黄德胜 陈传刚等 (63)
蒙脱石定量分析中 0.448nm 特征峰的应用研究 ………… 张 艳 (67)
钾长石中氧化钾含量测定方法探析 ……………………… 白 宁 (71)
其 他
信息 / 投稿须知 …………………………………………………… (16,74)
主 管 单 位 中国建筑材料联合会
主 办 单 位 中国建材集团有限公司
中国建筑材料工业地质勘查中心
中国非金属矿工业协会
承 办 单 位 中材地质工程勘查研究院有限公司
主 编 陈正国
副 主 编 李登科
编辑部副主任 杜 鹏
责 任 编 辑 杜 鹏
美 编 赵维佳
编 辑 出 版 《中国非金属矿工业导刊》编辑部
刊 号
发 行 范 围 国内外公开发行
国 内 发 行 北京报刊发行局
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出 版 日 期 2021 年 8 月 20 日
定 价 每册 10.00 元 . 全年 60.00 元
期刊基本参数 CN11-3924/TD*1998*b*16*78
*zh*P* ¥10.00*7000*19*2021-08
ISSN 1007-9386
CN11-3924/TD
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National Non-metallic Minerals Professional Periodical
CHINA NON-METALLIC
MINERALS INDUSTRY
No.4 2021 (Serial No.148)
(Bimonthly)
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中国非金属矿工业协会 ( 封三 )
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咸阳非金属矿研究设计院有限公司 ( 前彩二 )
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北京华星勘查新技术有限公司 ( 前彩四 )
中国建筑材料工业地质勘查中心陕西总队 ( 前彩五 )
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中国建筑材料工业地质勘查中心湖南总队 ( 后彩一 )
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开封市剑强磁选设备厂
MAIN CONTENTS
Utilization Status and Development of Low-Grade Diatomite in Baishan Area,
Jilin Province ……………………………………… LI Zhi-wei et al (1)
Study on Comprehensive Utilization of Phosphogypsum ………………
…………………………………………………… GUO Ya-fei et al (4)
Discussion on Waste Stone Use in Diabase Facing Stone Ore Development
……………………………………………………………… TAN Jun (8)
Fluid Characteristics of Vein Quartz Deposits in Chenjiawa Area, Macheng
in Hubei Province ……………………………… WANG Xiang et al (12)
Geological Characteristics and Development and Utilization of Granite Ore
for Facing Stone in Alxa League, Inner Mongolia ………………………
…………………………………………………… ZHENG Jian-xun (17)
Development and Utilization of Basalt in the Zuoquan County, Shanxi
Province ……………………………………………… CHEN Yong (22)
Geological Characteristics and Genesis of Huangshiping Vein Quartz Deposit
in Hubei ………………………………………… WANG Shu-chun (25)
Characteristics and Utilization of Slate Resources in Ankang …………
………………………………………………… CHEN Chen et al (29)
Geological Characteristics and Processing Technology Performance of Shebei
Porcelain Deposit in Northern Jiangxi ……… DUAN Zhen-yuan et al (32)
Geological Characteristics and Prospecting Prospect of Mianyanggou
Graphite Deposit in Nanzhao County, Henan Province ………………
…………………………………………… ZHANG Dao-kuo et al (36)
Geological Characteristics and Prospecting Analysis for Cement-used
Marble in Liangshuiquan Region, Henan Province …………………
…………………………………………………… FANG Rong et al (39)
Study on the Factors Affecting the Sintering and Expanding Property of
Haydite Shale in Wuzhong ………………………… NIU Gai-ling (43)
Study on the Test Method About the Adsorption Capacity of Sepiolite ……
………………………………………… OUYANG Dong-hong et al (46)
Preparation and Application Evaluation of Nano Calcium Carbonate for
Transparent Masterbatch …………………………… LIU Ya-xiong (50)
Discussion on Slope Support in Mine of Environment Restoration ……
………………………………………………… GUO Dang-sheng (53)
Application of Thick Substrate Spray Seeding Technology in Ecological
Restoration of High and Steep Rock Slope in Jiangnan Limestone Mines
…………………………………………………… SHAO Wei et al (59)
Application of UAV Aerial Photogrammetry Technology in Limestone
Mining Area Survey ……………………………… LI Peng-bo et al (63)
Study on the Application of 0.448nm Characteristic Peak in Quantitative
Analysis of Montmorillonite ……………………… ZHANG Yan (67)
Analysis on the Determination Method of Potassium Oxide Content in
Potassium Feldspar ……………………………………… BAI Ning (71)
敬告读者
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页变更为 80 页,刊期为双月刊,逢双月 20
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《中国非金属矿工业导刊》编辑部
12
2021 年第 4 期 中国非金属矿工业导刊 总第 148 期
【矿产资源】
湖北麻城陈家洼地区脉石英矿流体特征研究
王 翔,涂秉峰,敖明勇
( 中国建筑材料工业地质勘查中心湖北总队,湖北 武汉 430034)
【摘 要】麻城陈家洼地区脉石英矿分布于北西—南东向韧性剪切带两侧大别山岩群下岩组 (Ar3-Pt1D1
)、红安岩群黄
麦岭组 (Pt2h) 片麻岩及变粒岩中。脉石英矿体呈脉状、透镜状,矿体规模较小,矿石质量好。脉石英流体包裹体以 L-V 两
相包裹体为主,包裹体成分主要为 CO2 和 H2O,流体总体表现为中温、低盐度、低密度的特征。脉石英的成矿流体来源于
区内片麻岩建造经退变质作用形成大量富硅热液,是较为典型的变质热液型流体。
【关键词】脉石英;地质特征;流体特征;陈家洼
【中图分类号】P619.233 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9386(2021)04-0012-05
Fluid Characteristics of Vein Quartz Deposits in Chenjiawa Area, Macheng in Hubei
Province
WANG Xiang, TU Bing-feng, AO Ming-yong
(Hubei Branch of China National Geological Exploration Center of Building Materials Industry, Wuhan 430034, China)
Abstract: Based on the study of the geological characteristics of vein quartz deposits in Chenjiawa area, Macheng, it is believed
that vein quartz deposits in this area are distributed in the lower formation of the Dabieshan group and Huangmailing formation of
Hongangroup,which is distributed on both sides of the NW-SE trending ductile shear zone. The ore body is veined and lenticular, the
ore body is small in size and the ore is superior in quality. The fluid inclusions in this area are mainly L-V two-phase inclusions. The
inclusions are mainly composed of CO2 and H2O. The fluid is characterized by medium temperature, low salinity, and low density,
which is a typical metamorphic hydrothermal fluid. The fluid originates from the formation of a large amount of Si-rich hydrothermal
fluids from the retrogressive metamorphism of gneiss formation in the area.
Key words: vein quartz; geological characteristics; fluid characteristics; Chenjiawa
麻城陈家洼地区成矿区带位于东秦岭—大别山
脉石英成矿区带,是我国较为重要的脉石英成矿区
带之一,区内脉石英矿床成因类型多为中—低温岩
浆热液型和变质热液型 [1-2]。目前,该成矿区带内对
东秦岭及大别山东段地区脉石英矿的地质特征及矿
床成因有一定的认识 [3-7],但对于大别山西段脉石英
矿特别是变质热液型脉石英矿的研究较少。本文以
麻城陈家洼地区脉石英为研究对象,对该区脉石英
地质及流体特征进行研究,为总结大别山西段乃至
东秦岭—大别山脉石英成矿区带成矿规律提供依据。
1 区域成矿背景
1.1 地层
陈家洼地区大地构造位置位于秦岭—大别造山
带 ( Ⅱ ) 桐柏—大别构造带 ( Ⅱ 2) 卡房—大别构造亚
带(Ⅱ 2
1
)。地层分区属桐柏—大别山地层区桐柏地
层小区,大面积出露前寒武系变质岩系,主要为晚
太古代—早元古代大别山岩群、中元古代红安岩群
以及新生代第四系冲积物。
大别山群为一套中高级变质表壳岩,根据变质
变形和岩石组合特征为两个组。下岩组 (Ar3-Pt1D1
)
以黑云斜长片麻岩、变粒岩为主,似夹层状、透镜
状斜长角闪岩或榴闪岩;上岩组 (Ar3-Pt1D2
) 以二长
浅粒岩、变粒岩为主,夹黑云斜长片麻岩及斜长角
闪岩或榴闪岩透镜体,浅粒岩、片麻岩常见强烈条
带状构造。
红安岩群为一套中高压相系高绿片岩相变质岩,
原岩为一套陆源碎屑岩、中酸性火山碎屑岩,根据
构造—岩石组合特征分为黄麦岭组 (Pt2h) 及天台山
组 (Pt2t)。其中黄麦岭组 (Pt2h) 根据岩性特征分为两
段,下段 (Pt2h1
) 岩性主要为白云钠长变粒岩夹白云
钠长片麻岩、白云钠长石英片岩,局部地段夹含石
墨白云石英片岩;上段 (Pt2h2
) 岩性主要为白云钠长
【基金项目】中国建筑材料工业地质勘查中心 2019 年度地质找矿项目 ( 编号:建地矿 [2019]10 号 )。
【作者简介】王翔 (1990-),男,工程师,主要从事非金属矿地质勘查工作,E-mail:420369967@qq.com。
13
王翔等:湖北麻城陈家洼地区脉石英矿流体特征研究
片麻岩、白云钠长变粒岩,夹少量大理岩、含石墨
白云石英片岩、石英岩等。天台山组 (Pt2t) 为白云钠
长片麻岩、白云二长变粒岩夹少量钠长浅粒岩、含
榴钠长角闪岩。
1.2 构造
区内构造较为复杂,主要发育一系列韧性剪切
带、褶皱和断层。区内韧性剪切带主要为红安岩
群底剪切带 (f1),位于七里坪—张家河—赵家畈,
主要分布于红安岩群与大别山群的分界面上 ( 图
1)。韧性剪切带长约 40km,宽 50 ~ 500m,产状
190 ~ 250°∠ 20 ~ 40°。褶皱中元古代红安岩群
内较为发育,褶皱方向与韧性剪切带的方向基本一
致。区内断层较为发育,主要为北西向、近南北向
和北东向,区内较大的断裂主要有大石山断裂 ( 近
南北向 )、姜家湾—土门断裂 ( 近南北向 )。
1.3 岩浆岩
区域上岩浆岩较发育,主要为侵入岩和喷出
岩,成岩时代为晚太古代—早元古代、晚元古代和
中生代。晚太古代—早元古代侵入岩为大别山变质
杂岩的组成部分,根据接触关系和岩石学资料,划
分为英云闪长岩—奥长花岗岩 ( 桂家河片麻岩 (Ar3-
Pt1ggn)) 和碱性花岗岩 ( 西张店片麻岩 (Ar3-Pt1xgn))。
晚元古代为基性侵入岩,分布较少,为陶家塝片麻
岩 (Pt3tgn)。中生代主要为各类岩脉。
2 成矿地质特征
2.1 地质特征
陈家洼地区发育 7 条脉石英矿体,主要赋存于
大别山岩群下岩组 (Ar3-Pt1D1
) 及红安岩群黄麦岭组
(Pt2h),岩性主要为黑云斜长片麻岩、白云钠长片麻
岩、浅粒岩、变粒岩等。区内脉石英主要分布于北西—
南东向韧性剪切带两侧,为韧性剪切带与脆性断裂
转换位置。围岩基本无蚀变,仅个别矿体与围岩接
触部位发育云母片岩。
2.2 矿体特征
脉石英矿体主要呈透镜状、脉状、囊状等。
郑皮凹脉石英矿体走向近东西向,倾向北,倾
角 75 ~ 80 °, 最 大 延 伸 180m, 最 大 宽 度 2m;
陈家洼脉石英矿体走向近东西向,倾向北,倾角
55 ~ 60°,最大延伸 220m,最大宽度 1.2m;东皇
庙脉石英矿体走向北东—南西向,倾角 60 ~ 65°,
最大延伸 200m,最大宽度 2m。矿体产状总体与围
岩及裂隙产状一致 ( 表 1)。
2.3 矿石特征
矿石呈烟灰色或白色,透明至半透明,具油脂
1 第四系 2 陶家榜片麻岩 3 红安岩群天台山组 4 红
安岩群黄麦岭上段 5 红安岩群黄麦岭下段 6 大别山
岩群上岩组 7 大别山岩群下岩组 8 西张店片麻岩 9
桂家河片麻岩 10 花岗斑岩脉 11 煌斑岩脉 12 闪长
岩脉 13 石英脉 14 硅化角砾岩带 15 地质界线 16
性质不明断层 17 韧性剪切带及编号 18 矿体编号
图 1 陈家洼地区构造及地质简图
光泽和贝壳状断口 ( 图 2a)。矿石矿物成分简单,几
乎全由石英组成。矿石结构为粗粒粒状变晶结构,
镜下观察显示:石英呈不规则粒状,粒径为 0.01 ~
30.0mm 不等,石英表面光滑,受构造应力作用,
局部发育裂隙,少量铁质及泥质等沿石英微细裂隙
零星分布 ( 图 2b)。矿石构造主要为脉状构造、块状
构造等。矿石质量较好,SiO2 含量均高于 99.6%,
Fe2O3 平 均 含 量 0.01% ~ 0.05%,Al2O3 平均含量
0.03% ~ 0.13%,其他杂质元素含量均小于 0.01%。
3 流体包裹体特征
3.1 样品特征和研究方法
本次流体包裹体样品共 4 件,其中 b12 和 b14
取自郑皮凹 K12 和 K14 号矿体,b21 和 b24 取自陈
14
表 1 陈家洼地区脉石英矿体特征表
地理位置 编号 脉体产状 延伸 /m 宽度 /m SiO2/% 围岩特征
K11 356° /75° 60 2 99.63 下岩组 (Ar3-Pt1D1
) 片麻岩
郑皮凹 K12 13° /75° 180 1.2 99.76 下岩组 (Ar3-Pt1D1
) 片麻岩
K13 12° /80° 120 1.2 99.82 下岩组 (Ar3-Pt1D1
) 片麻岩
K14 11° /76° 40 1.2 99.89 下岩组 (Ar3-Pt1D1
) 片麻岩
陈家洼 K21 3° /55° 220 1.2 99.82 黄麦岭组下段 (Pt2h1
) 片麻岩
K22 8° /60° 70 1.2 99.84 黄麦岭组下段 (Pt2h2
) 片麻岩、变粒岩
东皇庙 K3 230° /61° 200 2 99.67 黄麦岭组下段 (Pt2h1
) 片麻岩
家洼 K21 和 K22 号矿体。
在流体包裹体岩相学研究基础上,对样品进行
成分分析和显微测温分析。流体包裹体岩相学观察
及显微测温研究和流体包裹体的显微激光拉曼光谱
分析分别在中国地质大学 ( 武汉 ) 资源学院流体包裹
体实验室和地质过程与矿产资源国家重点实验室内
完成。所测包裹体多为气液两相,采用卢焕章等 [8-9]
提出的 NaCl-H2O 体系计算公式计算盐度,采用刘
斌等 [10] 提出的水盐体系包裹体密度计算公式计算流
体密度。
3.2 流体包裹体岩相学特征
陈家洼地区脉石英中原生包裹体及次生包裹体
均较为发育。本次岩相学观察对象为原生包裹体,
包裹体呈孤立、状面状分布 ( 图 3),包裹体大小一
般在 6 ~ 10μm,形态多样,以椭圆形和不规则形为
主。各种类型的包裹体均可见,以气液两相包裹体
居多 ( 图 4a、c);还有含 CO2 三相包裹体 ( 图 4b)、
纯气相包裹体 ( 图 4d) 及纯液相包裹体 ( 图 4e),偶
见含子矿物的包裹体。
3.3 流体成分
激光拉曼光谱是一种研究物质分子结构的微观
分析技术,是作为流体包裹体成分分析的重要手
段,可以快速方便地对单个包裹体进行定性、半定
量分析 [11]。陈家洼地区流体包裹体激光拉曼测试结
果显示:石英中的气液两相包裹体的气相成分多为
CO2( 特征峰位移为 1 386cm-1,1 281cm-1)( 图 5a),
液相为 H2O( 特征峰位移为 3 421 ~ 3 450cm-1)( 图
5b);石英中纯气相包裹体的成分为 CO2( 图 5c),纯
液相包裹体的成分为 H2O( 图 5d)。
1 石英颗粒界线 2 富液两相包裹体 3 富气两相包裹体
4 含 CO2 三相包裹体 5 纯液相包裹体 6 纯气相包裹体
图 3 陈家洼流体包裹体镜下素描图
a 面状分布的富液两相包裹体 b 孤立状分布的含 CO2
三相包裹体 c 孤立状分布的富气两相包裹体 d 孤立
状分布的纯气相包裹体 e 孤立状分布的纯液相包裹体
图 4 陈家洼地区脉石英流体包裹体特征
a b c
d e
3.4 流体包裹体显微测温
对陈家洼地区 4 件测温片进行显微测温,主
要测定气液两相包裹体冰点温度和均一温度,并
计算盐度。石英中包裹体加热至均一液相,获得
的均一温度范围分别为 164.8 ~ 342.3℃,峰值位
于 250 ~ 290 ℃ 之 间 ( 图 6a), 均 值 为 256.6 ℃;
冰点温度范围为 -13.4 ~ -1.4℃,对应盐度为
2.41%NaCl ~ 17.26%NaCl,峰值位于 6%NaCl ~
12%NaCl 之间 ( 图 6b),均值为 9.51%NaCl;流体
密度为 0.70 ~ 1.02g/cm3
。
图 2 陈家洼地区脉石英矿石特征及矿物镜下特征
a b
1000μm
2021 年第 4 期 中国非金属矿工业导刊 总第 148 期
15
a 气液两相包裹体气相成分激光拉曼图谱 b 气液两相包裹体液相成分激
光拉曼图谱 c 纯气相包裹体激光拉曼图谱 d 纯液相包裹体激光拉曼图谱
图 5 陈家洼地区脉石英流体包裹体激光拉曼图谱
a
c d
b
4 讨论
4.1 流体特征
通过对陈家洼地区流体包裹体岩相学、流体成
分及显微测温分析研究认为:陈家洼地区脉石英中
的包裹体以气液两相包裹体为主,包裹体成分主要
为 CO2 和 H2O,流体总体表现为中温、低盐度、低
密度的特征,与颜玲亚等 [12] 总结的变质热液型脉石
英成矿流体特征一致。流体包裹体主要为 L-V 两相,
无子晶,低盐度,富 CO2 的流体包裹体是变质热液
型矿床区别于其他类型矿床的重要标志 [13-14]。因此
认为,陈家洼地区脉石英流体特征是较为典型的变
质热液型流体特征。
4.2 流体来源
该地区有关流体来源的研究较少,仅李一良等 [15]
通过对麻城四道河、杉树湾地区榴辉岩中的石英脉
氧同位素研究认为四道河石英脉为同变质石英脉,
形成于板块折返早期的压力降低环境,成脉流体可
能同时来自于榴辉岩和其围岩高压片麻岩;杉树湾
石英脉形成于角闪岩相退变质阶段,流体来自围岩
花岗片麻岩。颜玲亚等 [12] 认为变质热液型脉石英主
要成矿物质来源为富含硅质成分的片麻岩建造在经
历榴辉岩相退变质及角闪岩相退变质过程中形成的
大量富硅热液。综合前人研究成果及陈家洼地区脉
石英地质特征、流体特征等初步认为:该区流体主
要来源于区内富硅的片麻岩建造,经退变质作用形
成大量富硅热液。
4.3 成矿机制
陈家洼地区大地构造位置属于华南板块南秦
岭—大别造山带大别高压变质折返带,富硅地层在
板块俯冲过程中遭受高压—超高压变质作用,尔后
快速折返,在退变质过程中产生 SiO2 热液,这些变
质热液受构造应力作用沿韧性剪切带运移,在韧性
剪切带与脆性断裂转换位置,由于温压条件的变化
使得 SiO2 结晶形成脉石英。
5 结论
(1) 陈家洼地区脉石英矿主要分布于区内北西—
南东向韧性剪切带两侧,韧性剪切带与脆性断裂转
换位置,赋矿围岩为大别山岩群下岩组 (Ar3-Pt1D1
)
及红安岩群黄麦岭组 (Pt2h) 富硅片麻岩、变粒岩等。
图 6 陈家洼地区脉石英流体包裹体均一温度、盐度直方图频数 / 个
均一温度 /℃ 盐度 /%NaCl频数 / 个
a b
王翔等:湖北麻城陈家洼地区脉石英矿流体特征研究
16
矿体规模较小,质量较高,为高纯石英的优质原料。
(2) 陈家洼地区脉石英成矿流体为典型的变质热
液型流体特征,包裹体以气液两相包裹体为主,包
裹体成分主要为 CO2 和 H2O,流体总体表现为中温、
低盐度、低密度的特征,流体来源于区内片麻岩建
造经退变质作用形成的富硅热液。
(3) 陈家洼地区脉石英矿与东秦岭—大别山脉石
英成矿区带内脉石英矿 ( 如蕲春灵虬山、商洛竹林
关等 ) 地质特征及流体特征明显不同,通过研究陈
家洼地区脉石英矿地质特征及流体特征,有助于总
结大别山地区乃至成矿区带内脉石英成矿规律,为
后期建立找矿模型指导找矿提供依据。
【参考文献】
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【收稿日期】2021-04-29
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隔声、隔热、保温、轻质、节能、电绝缘等特性 ),
资源是珍贵的,随着科技进步、生产技术水平的不
断提高,其产品领域会进一步拓宽。开采辉绿岩饰
面石材矿的“废石”一定要分类堆放 ( 不要与围岩
混杂 ),以备综合利用,避免过度分散致资源价值灭失。
矿产资源是不可再生的,要树立科学发展、新
发展、持续发展的理念,节约矿产资源,采矿方式
必须由粗放式转变为集约式,切实执行矿产资源利
用“三率” 最低指标 [20] 要求。要物尽其用,提高
矿产资源综合利用能力。应当把此作为矿产开发中
政府指导、监督和干预的一项重要责任。
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【收稿日期】2021-04-12
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2021 年第 4 期 中国非金属矿工业导刊 总第 148 期
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