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清澗礦產資源之清澗石板

發布時間:2020年02月27日 點擊數: 【字體: 收藏 打印文章 作者:鄧世榮 來源:本站原創

 

清澗屬全國六處砂巖石基地之一。清澗青砂巖石材即清澗青砂巖石板和石料材的統稱。下同表面平整,色澤青藍,薄厚均勻,機構細膩,質地堅硬、無放射、無污染 。天然資源豐富,且易于開采、剝離,經濟適用;更由于民謠米脂的婆姨綏德的漢,清澗的石板瓦窯堡的炭”,使得清澗石板名揚四海,清澗便有了"之鄉"稱。

    進入新世紀以來,隨著各種挖掘、開鑿、吊裝、運輸、鋸切、研磨機械的出現,大大增加了可開發利用資源,更加豐富產品品種。目前,清澗石材開掘、加工已初具規模,全縣共有石材企業80余家,并涌現出一批石材開發龍頭企業。在生產建材產品的基礎上,石材產業向雕刻、裝飾等領域不斷延伸,開發出具有濃郁陜北文化特色的石材藝術品。清澗石制材料和工藝品遠銷延安、西安及北京、寧夏、內蒙等地,深受各地客商青睞。20世紀末至21世紀初,清澗石材產業漸已成為縣域主導產業之一。

一、分類

根據巖性特征、清澗石材的物理化學性能、裝飾性能、加工性能和適用性能等方面看,清澗石在其類別上屬環保石材(沉積砂巖型石材)??煞譃椋荷皫r類天然飾面板材(石板)、砂巖類飾面石材(塊狀石材, 兩類。具體分為如下幾種商業品種:

顏色分類

依據板材礦產巖石顏色特征分漢瓦(灰白 、油灰(深灰 、

青瓷(灰綠)、藍瓷(藍灰)、晚霞紋(紫紅斑狀花紋 、雪花青(灰綠斑狀花紋 。 

產態分類

依據材天然產出狀態分為:

劈分板,以砂巖自然紋理剝離或簡單工具解板 。

加工料,厚層的砂巖經機械鋸、切、磨等加工而成材。

花色分類

根據石自然花色可將清澗分為以下兩類:

純色  色澤相對均一砂巖,精加工型材相對純色 。

斑狀  斑狀長石砂巖,經加工而成的板材,具花紋等圖案。

用途分類

建筑石:用于建筑物結構中,既有結構作用,兼有裝飾作用的石材。

裝飾石材:用于建筑物飾面的石材。

工藝板:用于進行藝術加工創作(鐫刻、打磨、雕刻、塑性等)的石材。

 二、材產出的地層層位

礦點地質概況

清澗縣境內已知的大部分石產地,查明該縣境內可供開采選擇的石板產地有14處,主要分布沿清澗河(秀延河)、無定河、黃河及其支溝河谷兩岸,其余地段因埋藏較深,開采,暫不作為石板產地。

清澗石板均賦存于三疊系上統永坪組(T3y)、胡家村組(T3h)和銅川組(T3t)中。其中,產于永坪組中板材主要分布于清澗河中上游各溝谷中;產于胡家村組的板材則主要分布于清澗河中游縣城(秀延鎮)附近;產于銅川組中的板材礦點主要分布于無定河中下游。

巖性主要為三類:即,灰~深灰色薄層狀中細粒長石砂巖、薄層細粒含泥質砂巖、粉砂巖;淺灰色~灰綠色中厚—厚層狀細—中粒長石砂巖、細粒斑點狀長石砂巖及灰綠~藍灰色粉砂巖;灰綠色、淺紫紅色中厚—厚層狀細粒長石砂巖、斑點狀長石砂巖。

產出地質特征

 永坪組  即本來意義的清澗石板。產出巖性是灰~深灰色薄層狀中細粒長石砂巖、薄層狀細粒含泥質砂巖、粉砂巖,它們可以自然紋理剝離成厚度均勻薄板。以覆蓋物輕薄,易開采加工特點而歷代被大量開采。自古就大量用其鋪設房頂、地板、場院、窯檐和道路,用做石床、石倉、隔板,碾子、石磨盤和墓碑、祭桌等。

主要出產于清澗河及其支溝,主要產地樂堂堡鄉劉家河、折家坪鎮滴水崖和寬州鎮師家園則,下二十里鋪趙家崖腰等。礦體基本裸露于溝谷底部。長度一般200~576m不等,寬度20~50m不等,采掘深度3~8米。礦體產狀近于水平,傾角13°,傾向北西。

 胡家村組  礦產地主要分布于縣境中部清澗河、無定河及其支溝兩岸基巖裸露地帶。產出巖性為淺灰色~灰綠色中厚—厚層狀細—中粒長石砂巖、細粒斑點狀長石砂巖及灰綠~藍灰色粉砂巖。主要產于三疊系中統胡家村組第二巖性段中,其次為該組第一巖性段,在該組第三巖性段中也有少量產出。該類石材可加工 手工打造或機械切割成任意形狀統一規格型材,具有機械化批量生產保證速度等優點。 

    截止2011年,共有寬州鎮、下二十里鋪鄉、店則溝鎮、李家塔鎮、雙廟河鄉5個開采礦點,以寬州鎮下七里灣 、下二十里鋪鄉營田等采石場規模較大,主要產地。

銅川組 產地在縣分布較廣,主要分布于中東部無定河、黃河及其支溝兩岸基巖裸露地帶,以無定河兩岸產出條件優越、成礦巖層厚度大。成材巖性為灰綠色、淺紫紅色中厚厚層狀細粒長石砂巖、斑點狀長石砂巖。其中以淺紫紅色中厚—厚層狀斑點狀長石砂巖為主,加工成型材 花紋、顏色美觀 。

目前有主要為店則溝鎮、解家溝鎮、高杰村鎮和玉家河鎮等6個礦產地存在,以店則溝鎮李家洼村、解家溝鎮張家川村、雙廟鄉前河一帶出露較好,開采條件較佳,應屬主要產地。沿河岸可開采長度一般145~820米,可用巖層厚度6.8~10.6米,平均8.7米??砷_采寬度一般20~50米。

一、 材礦石特征

(一)節理裂隙與色線(斑)

材礦的節理裂隙和色線(斑)是決定礦與非礦、礦石的荒料率、材規格等的重要因素。清澗境內各礦點礦層內節理裂隙和色線(斑)的發育程度因其產出部位、暴露時間長短、巖性及組成物質的不同而有較大的差異。

永坪組  灰~深灰色薄層板狀中,細粒長石砂巖、薄層板狀細粒含泥質砂巖、粉砂巖。露于溝谷底部陡崖處的巖層,因卸荷作用的影響,節理裂隙較發育,形成多種方向且無規律的卸荷裂隙(風化裂隙),基本破壞了巖層的完整性。加之風化作用的影響,巖層強度大大降低,失去作為板材的意義。其深度一般自表面向內1~3米。處于河道內,第四系覆蓋及少量風化蓋層之下的新鮮基巖內,卸荷裂隙消失,構造節理裂隙不發育。野外調查,新鮮基巖內發育一對共軛節理,將巖層切割成大小不等的塊體,該節理密度為1條/2.5~5米,平均1條/3.8米。并且具有大致等間距、棋盤格子狀的特征。

色線(斑)的發育程度較低,為砂巖細層表面泥質成分相對較多的極細層剝離時的遺留,一般表現為板材表面上淺色底色中的較深色(深灰)色塊或色條,對比不甚強烈,板材的整體美觀性未破壞,有較好的板材的品質、實用性和其它指標。

胡家村組  淺灰~灰綠色中厚厚層狀細中粒長石砂巖、細粒斑點狀長石砂巖及灰綠~藍灰色粉砂巖:溝谷底部陡崖處裸露基巖風化表面呈土黃色,具較多的卸荷節理。但均是在巖層中原有節理裂隙基礎上進一步發育而成的,卸荷作用加強了既有節理裂隙的規模(長度和寬度),增加了節理裂隙的密度,將巖層切割成大小不等的菱形塊體,破壞了巖層的完整性。其深度一般自表面向內0.6~2.1米。進入新鮮基巖卸荷節理裂隙消失,巖層中節理裂隙稀疏,一般發育三組,走向分別為北東東、北北西和近南北向。其中前兩組為共軛剪節理,節理密度小、間隔大,一般1條/0.5~3.0米,平均1條/1.8米。局部有集中出現現象,在1米長度內發育3~5條節理。

主要產于塊狀砂巖中,物質分選性較好,磨圓度中等。沉積構造不太發育,大多為水平層理,細層也是以礦物的顆粒粗細不同與含量等為主而顯示的,極少有物質分層現象,所以同層內少有較大規模的顏色差異層,則色線(斑)亦很不發育,對材的各項評價指標影響甚微。

銅川組  灰綠色、淺紫紅色中厚厚層狀細粒長石砂巖、斑點狀長石砂巖:風化基巖表面呈土黃色,發育明顯的卸荷節理,也是在巖層中原有節理裂隙基礎上進一步發育而成的。卸荷作用使節理密度增大,破裂面張開。一般將巖層切割成數十厘米至一米余大小不等、形狀各異的塊體,大大破壞了巖層的完整性。而新鮮基巖中,無卸荷作用發生,卸荷節理亦不存在,巖層中節理裂隙則極不發育,僅有三組稀疏的陡傾節理存在。走向分別為近南北向、北西西~南東東向、北西~南東向或北東~南西向。其中前兩組節理屬透入性節理,節理面一般平直呈鏡面狀,緊閉無張裂;第三組節理為非透入性節理,分布零星,僅在局部發育,其長度一般0.8~2.0米左右,節理縫亦很緊密。

色線(斑)的較發育,主要是該組巖層中在沉積形成時較多的灰色長石石英為主要成分的河流卵石(定石)、灰綠色長透鏡狀泥巖或泥質粉砂巖楔狀體等。無論從物質成分、巖石強度、顏色等方面都與主體巖層有極大區別,構成大型色斑,對材的荒料率及加工技術性能等均有較大影響。

(二)礦物成分與組構

可作為板材礦的巖層中礦物成分和巖石組構也因材產出層位不同而有較大差異。

永坪組  礦物成分以長石為主,約占60%以上,石英、泥質成分次之,巖屑少量,并含有極少量炭質。細粒、粉砂結構,顆粒支撐,砂質膠結;薄層狀(板狀)、中厚層狀構造,沉積構造主要為水平層理,以成分層出現,成分層厚度一般1~5厘米不等,個別較厚可達10厘米。

胡家村組  礦物成分以長石為主,約占50%以上,石英次之,可達20~30%,巖屑、泥質少量,各占10%左右,炭質成分極少量。長石、石英等碎屑成分粒度一般在0.1~0.2mm之間。分選性較好,磨圓度中等。粉砂、細~中粒(少量粗粒)砂質結構,大多數為顆粒支撐結構,雜基充填膠結,雜基為砂質。局部層位具斑點狀結構,斑點為長石集合體或長石為主的巖屑。徑長一般1~5毫米,個別10毫米左右。厚層塊狀構造為主,沉積構造不太發育,大多為水平層理,細層厚度1.5~50厘米不等。層序中下部具較多的大型板狀、緩波狀及單向收斂狀交錯層理,細層呈收斂狀或平行狀,厚0.4~3厘米,局部5厘米,細層與底界夾角15~30°,局部達40°左右。沉積構造對材的出板率、抗壓、抗剪和抗折強度均有一定的影響,同時對其美觀程度和實用性也有一定的影響。

銅川組  礦物成分以長石、巖屑為主,含量約占65%以上,其次為石英,占20%左右,泥質成分占10%左右,炭質及生物碎屑微量。長石、石英等碎屑成分粒度在0.1~0.5毫米之間,斑點一般為長石集合體或長石為主的巖屑,徑長一般3~7毫米,個別10毫米左右。巖石因其細紋層顏色的不同,呈淺紫紅色或淺灰綠色。細~粗粒砂質結構,斑點狀、似斑狀結構,顆粒支撐,雜基充填膠結,雜基為泥質。厚層~巨厚層塊狀構造,沉積構造發育,層序中具大型板狀、緩波狀、槽狀及單向收斂狀交錯層理。細層呈收斂狀或平行狀,厚0.2~2.5厘米,局部4厘米,細層與底界夾角20~30°,局部達40°左右。少數巖層為水平層理,細層厚度2.5~10厘米不等。沉積構造對材的出板率、抗壓、抗剪和抗折強度均有一定的影響,同時對其美觀程度和實用性也有一定的影響。斑狀、似斑狀的長石集合體或巖屑均勻分布,使板材具有了美觀的花紋和顏色,增強了板材的審美程度,可提高板材的價值和市場適應性,但因是長石礦物,其抗風化能力相對較弱,較易退色。

(三)礦石物理力學性能

中國建材地質勘查中心陜西測試研究所,2007年對清澗石材進行了代表性分析,分析數據 3-2:

 

                 2007年陜西省放射性物質監督檢驗站

清澗石材巖石物理力學性能試驗結果表

  3-3-2

樣品編號

采樣位置

樣品名稱

單軸抗壓強度(MPa)

比重(g/cm3)

密度(g/cm3)

飽和吸水率(%)

抗剪強度

C   (Mpa)

φ       (°)

Y1

下七里灣

青灰色板

92.00

2.70

2.43

2.46

11.50

44.00

Y2

灰綠色板

83.70

2.72

2.49

2.32

12.50

41.30

Y3

滴水巖

青灰色薄板

90.33

2.70

2.42

2.96

10.90

42.10

Y4

前河村

肉紅雪花斑板

102.57

2.71

2.36

3.01

8.90

48.20

Y5

張家川

肉紅雪花斑板

69.25

2.69

2.38

3.05

7.10

47.80

平均值

 

87.57

2.70

2.42

2.76

10.18

44.68

 

表中各項數據表明,清澗石礦產完全符合GB/T 18600-2001天然花崗巖標準的指標要求,可以作為中下等飾面石材或建筑材料應用。 

2005年5月,銀川市建設工程綜合檢測站對清澗縣灰綠色砂巖石材在進入該市場用做道牙石時,對其彎曲強度進行了專項檢驗。經檢測,其干燥狀態下的彎曲強度值為13.0MPa,水飽和狀態下為13.1 MPa,符合GB/T 18600-2001天然花崗巖標準中彎曲強度≥10.0 MPa的天然板石的技術要求。

2007年,陜西省放射性物質監督檢驗站對清澗石天然放射性強度指標的測定,由表3-2知:清澗縣的粉紅色砂巖石經使用底本底伽瑪能譜儀KZ-G01B定量檢測,按照GB6566-2001標準判定,其放射性水平屬A類,產銷與使用范圍不受限制。

四、開采技術條件  

清澗縣石材開采場均位于各大河流、溝谷及其支溝兩岸,開采技術條件總體評價是一般、較好。

(一)水文地質

胡家村組和銅川組

礦(層)體屬于透水不含水層,大氣降水順地形坡降自然排泄。礦區范圍屬于黃河上游補給區。各礦區內地形兩側高、中間低,山體坡角在20~85°左右。

各礦區僅在礦層下部可見零星層間滲水泉,泉水流量甚微。第四系殘積物孔隙潛水含水層為區內主要含水層,構造裂隙潛水含水層為區內次要含水層,其富水性弱,流量小。礦區最低開采標高(1000米)以上無地下水,屬無水礦床,礦層的節理裂隙和巖溶均不發育。故礦區開采時不會造成地下水水害。但在河道中或低于河道高程開采時礦坑可能涌水。

礦區地質構造簡單,巖層單斜產出,均處于大溝岸邊,地形有利于自然排水。

總之,除產生于永坪組的砂巖材外,賦存于另外兩組巖層中的砂巖材采場均位于當地最低侵蝕基準面之上,場地毗鄰河道,無水露天開采,自然排水,礦床水文地質類型屬以孔隙、裂隙充水為主的水文地質條件簡單型。即水文地質條件屬二類一型。

永坪組

現存采場均位于河道內,屬將河道水用圍堰阻隔、改道或于無水河道部分開采,采用分段蠶食的步驟,循序向前推進。只能在旱季枯水季節開采,并且具有較多的排水設施;雨季因河道漲水無法開采;礦坑涌水量較大,屬水文地質條件較復雜型。

(二)工程地質

礦體以厚層、中厚層致密塊狀礦石為主,節理、裂隙不發育,堅硬穩固。礦石氧化程度差,地表礦體少量風化巖層,屬軟弱巖層。一般在開采之先即已剝離,形成露天采場,邊坡角為45~50°,較為穩定。其后即進入賦礦地層,一般均為新鮮基巖,其完整性、穩定性均好,砂巖與泥巖的可爆性亦好,巖層一般均為厚層塊狀構造,無斷層破壞,節理裂隙不發育。內部巖溶不發育,對開采無影響。

礦層頂板:為第四系上更新統馬蘭組黃土。呈灰黃色,疏松、多孔、垂直節理發育,有較高的穩定性。夾一至數層古土壤。呈褐黃色、淡褐黃色。底部含鈣質結核和灰巖碎塊,直接覆于含礦層基巖之上。厚0~35米。露天開采時對其進行了剝離。礦層一坡出露時,開采根據規范黃土邊坡角為45°。

礦區內以大致相當的層位作為礦層底板,巖性以砂巖、砂質泥巖為主。巖性穩定,巖石堅硬、致密,節理、裂隙均不發育。巖石強度較高。巖體的完整性和穩定性較好,抗風化能力亦較強。開采時不需支護。礦坑底部平整,無鼓底現象發生。

(三)其它開采技術條件

巖層屬河湖相沉積而成,在開采過程中礦體及圍巖無有害氣體、地溫、放射性及其它有毒有害物質的污染。唯爆破聲響,及其引起的煙塵對周圍居民及空氣有小的影響。

五、清澗石開采加工現狀

清澗石材礦可分為上述二大類六個品種,從目前狀況來看,成品、工藝品及其它產品的開發已初具規模。 2011年底,石材開發企業10家,各種機械設備已初步配套、成形,也取得了相應的成果和一定的經濟效果。

截止2011年底,全縣石材加工企業10戶,規模以上2個,注冊商標企業1個(青澗石板),石材雕刻、石子加工等個體戶50多戶,年生產石材達4萬方、石子56萬方、總產值達2億元,增加值達8000萬元。主要石子產品有廣場板、工藝品、公民用建筑石材等。現已開發出了200多個品種的新型石材藝術品。產品主要銷往寧夏、內蒙、西安、延安、榆林等地,供不應求。

企業大多以建筑石料(砼骨料和基石)生產為主,其開采和開發仍處大儲量的小范圍開采和初級產品種的加工,產品比較單一,大多數產品附加值不高,比較容易受到市場波動的影響。市場主要集中在本縣及周邊省市縣,市場容量有限,競爭力不強,單純的低端建材。 

清澗2011青砂巖產量統計                

3-3-3                                            單位:方米 

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

合計

2200

2800

3200

4800

5500

7800

6000

4500

7100

6600

4100

1200

4800

 

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