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清涧矿产资源之清涧石板

发布时间:王者荣耀投注 02月27日 点击数: 【字体: 收藏 打印文章 作者:邓世荣 来源:本站原创

 

清涧属全国六处砂岩石基地之一。清涧青砂岩石材即清涧青砂岩石板和石料材的统称。下同表面平整,色泽青蓝,薄厚均匀,机构细腻,质地坚硬、无放射、无污染 天然资源丰富,且易于开采、剥离,经济适用;更由于民谣米脂的婆姨绥德的汉,清涧的石板瓦窑堡的炭”,使得清涧石板名扬四海,清涧便有了"之乡"称。

    进入新世纪以来,随着各种挖掘、开凿、吊装、运输、锯切、研磨机械的出现,大大增加了可开发利用资源,更加丰富产品品种。目前,清涧石材开掘、加工已初具规模,全县共有石材企业80余家,并涌现出一批石材开发龙头企业。在生产建材产品的基础上,石材产业向雕刻、装饰等领域不断延伸,开发出具有浓郁陕北文化特色的石材艺术品。清涧石制材料和工艺品远销延安、西安及北京、宁夏、内蒙等地,深受各地客商青睐。20世纪末至21世纪初,清涧石材产业渐已成为县域主导产业之一。

一、分类

根据岩性特征、清涧石材的物理化学性能、装饰性能、加工性能和适用性能等方面看,清涧石在其类别上属环保石材(沉积砂岩型石材)。可分为:砂岩类天然饰面板材(石板)、砂岩类饰面石材(块状石材 两类。具体分为如下几种商业品种:

颜色分类

依据板材矿产岩石颜色特征分汉瓦(灰白 油灰(深灰 

青瓷(灰绿)、蓝瓷(蓝灰)晚霞纹(紫红斑状花纹 雪花青(灰绿斑状花纹  

产态分类

依据材天然产出状态分为:

劈分板,以砂岩自然纹理剥离或简单工具解板 

加工料,厚层的砂岩经机械锯、切、磨等加工而成材。

花色分类

根据石自然花色可将清涧分为以下两类:

纯色  色泽相对均一砂岩,精加工型材相对纯色 

斑状  斑状长石砂岩经加工而成的板材,具花纹等图案。

用途分类

建筑石:用于建筑物结构中,既有结构作用,兼有装饰作用的石材。

装饰石材:用于建筑物饰面的石材。

工艺板:用于进行艺术加工创作(镌刻、打磨、雕刻、塑性等)的石材。

 二、材产出的地层层位

矿点地质概况

清涧县境内已知的大部分石产地,查明该县境内可供开采选择的石板产地有14处,主要分布沿清涧河(秀延河)、无定河黄河及其支沟河谷两岸,其余地段因埋藏较深,开采暂不作为石板产地。

清涧石板均赋存于三叠系上统永坪组(T3y)、胡家村组(T3h)和铜川组(T3t)中。其中,产于永坪组中板材主要分布于清涧河中上游各沟谷中;产于胡家村组的板材则主要分布于清涧河中游县城(秀延镇)附近;产于铜川组中的板材矿点主要分布于无定河中下游。

岩性主要为三类:即,灰~深灰色薄层状中细粒长石砂岩、薄层细粒含泥质砂岩、粉砂岩;浅灰色~灰绿色中厚—厚层状细—中粒长石砂岩、细粒斑点状长石砂岩及灰绿~蓝灰色粉砂岩;灰绿色、浅紫红色中厚—厚层状细粒长石砂岩、斑点状长石砂岩。

产出地质特征

 永坪组  即本来意义的清涧石板。产出岩性是灰~深灰色薄层状中细粒长石砂岩、薄层状细粒含泥质砂岩、粉砂岩,它们可以自然纹理剥离成厚度均匀薄板。以覆盖物轻薄,易开采加工特点而历代被大量开采。自古就大量用其铺设房顶、地板、场院窑檐和道路,用做石床、石仓、隔板,碾子、石磨盘和墓碑、祭桌等。

主要出产于清涧河及其支沟,主要产地乐堂堡乡刘家河、折家坪镇滴水崖和宽州镇师家园则,下二十里铺赵家崖腰等。矿体基本裸露于沟谷底部。长度一般200~576m不等,宽度20~50m不等,采掘深度3~8米。矿体产状近于水平,倾角13°,倾向北西。

 胡家村组  矿产地主要分布于县境中部清涧河、无定河及其支沟两岸基岩裸露地带产出岩性为浅灰色~灰绿色中厚—厚层状细—中粒长石砂岩、细粒斑点状长石砂岩及灰绿~蓝灰色粉砂岩。主要产于三叠系中统胡家村组第二岩性段中,其次为该组第一岩性段,在该组第三岩性段中也有少量产出。该类石材可加工 手工打造或机械切割成任意形状统一规格型材,具有机械化批量生产保证速度等优点。 

    截止2011年,共有宽州镇、下二十里铺乡、店则沟镇、李家塔镇、双庙河乡5个开采矿点,以宽州镇下七里湾 、下二十里铺乡营田等采石场规模较大,主要产地。

铜川组 产地在县分布较广,主要分布于中东部无定河、黄河及其支沟两岸基岩裸露地带,以无定河两岸产出条件优越、成矿岩层厚度大。成材岩性为灰绿色、浅紫红色中厚厚层状细粒长石砂岩、斑点状长石砂岩。其中以浅紫红色中厚—厚层状斑点状长石砂岩为主,加工成型材 花纹、颜色美观 

目前有主要为店则沟镇、解家沟镇、高杰村镇和玉家河镇等6个矿产地存在,以店则沟镇李家洼村、解家沟镇张家川村、双庙乡前河一带出露较好,开采条件较佳,应属主要产地。沿河岸可开采长度一般145~820米,可用岩层厚度6.8~10.6米,平均8.7米。可开采宽度一般20~50米。


一、 
材矿石特征

(一)节理裂隙与色线(斑)

材矿的节理裂隙和色线(斑)是决定矿与非矿、矿石的荒料率、材规格等的重要因素。清涧境内各矿点矿层内节理裂隙和色线(斑)的发育程度因其产出部位、暴露时间长短、岩性及组成物质的不同而有较大的差异。

永坪组  灰~深灰色薄层板状中细粒长石砂岩、薄层板状细粒含泥质砂岩、粉砂岩。露于沟谷底部陡崖处的岩层,因卸荷作用的影响,节理裂隙较发育,形成多种方向且无规律的卸荷裂隙(风化裂隙),基本破坏了岩层的完整性加之风化作用的影响,岩层强度大大降低,失去作为板材的意义其深度一般自表面向内1~3米。处于河道内,第四系覆盖及少量风化盖层之下的新鲜基岩内,卸荷裂隙消失,构造节理裂隙不发育。野外调查,新鲜基岩内发育一对共轭节理,将岩层切割成大小不等的块体,该节理密度为1条/2.5~5米,平均1条/3.8米。并且具有大致等间距、棋盘格子状的特征。

色线(斑)的发育程度较低,为砂岩细层表面泥质成分相对较多的极细层剥离时的遗留,一般表现为板材表面上浅色底色中的较深色(深灰)色块或色条,对比不甚强烈,板材的整体美观性未破坏有较好的板材的品质、实用性和其它指标。

胡家村组  浅灰~灰绿色中厚厚层状细中粒长石砂岩、细粒斑点状长石砂岩及灰绿~蓝灰色粉砂岩:沟谷底部陡崖处裸露基岩风化表面呈土黄色,具较多的卸荷节理但均是在岩层中原有节理裂隙基础上进一步发育而成的,卸荷作用加强了既有节理裂隙的规模(长度和宽度),增加了节理裂隙的密度,将岩层切割成大小不等的菱形块体,破坏了岩层的完整性其深度一般自表面向内0.6~2.1米。进入新鲜基岩卸荷节理裂隙消失,岩层中节理裂隙稀疏,一般发育三组,走向分别为北东东、北北西和近南北向其中前两组为共轭剪节理,节理密度小、间隔大,一般1条/0.5~3.0米,平均1条/1.8米局部有集中出现现象,在1米长度内发育3~5条节理。

主要产于块状砂岩中,物质分选性较好,磨圆度中等。沉积构造不太发育,大多为水平层理,细层也是以矿物的颗粒粗细不同与含量等为主而显示的,极少有物质分层现象,所以同层内少有较大规模的颜色差异层,则色线(斑)亦很不发育,对材的各项评价指标影响甚微。

铜川组  灰绿色、浅紫红色中厚厚层状细粒长石砂岩、斑点状长石砂岩:风化基岩表面呈土黄色,发育明显的卸荷节理,也是在岩层中原有节理裂隙基础上进一步发育而成的。卸荷作用使节理密度增大,破裂面张开一般将岩层切割成数十厘米至一米余大小不等、形状各异的块体,大大破坏了岩层的完整性。而新鲜基岩中,无卸荷作用发生,卸荷节理亦不存在,岩层中节理裂隙则极不发育,仅有三组稀疏的陡倾节理存在走向分别为近南北向、北西西~南东东向、北西~南东向或北东~南西向。其中前两组节理属透入性节理,节理面一般平直呈镜面状,紧闭无张裂;第三组节理为非透入性节理,分布零星,仅在局部发育,其长度一般0.8~2.0米左右,节理缝亦很紧密。

色线(斑)的较发育,主要是该组岩层中在沉积形成时较多的灰色长石石英为主要成分的河流卵石(定石)、灰绿色长透镜状泥岩或泥质粉砂岩楔状体等。无论从物质成分、岩石强度、颜色等方面都与主体岩层有极大区别,构成大型色斑,对材的荒料率及加工技术性能等均有较大影响。

(二)矿物成分与组构

可作为板材矿的岩层中矿物成分和岩石组构也因材产出层位不同而有较大差异。

永坪组  矿物成分以长石为主,约占60%以上,石英、泥质成分次之,岩屑少量,并含有极少量炭质。细粒、粉砂结构,颗粒支撑,砂质胶结;薄层状(板状)、中厚层状构造,沉积构造主要为水平层理,以成分层出现,成分层厚度一般1~5厘米不等,个别较厚可达10厘米。

胡家村组  矿物成分以长石为主,约占50%以上,石英次之,可达20~30%,岩屑、泥质少量,各占10%左右,炭质成分极少量。长石、石英等碎屑成分粒度一般在0.1~0.2mm之间。分选性较好,磨圆度中等。粉砂、细~中粒(少量粗粒)砂质结构,大多数为颗粒支撑结构,杂基充填胶结,杂基为砂质。局部层位具斑点状结构,斑点为长石集合体或长石为主的岩屑径长一般1~5毫米,个别10毫米左右。厚层块状构造为主,沉积构造不太发育,大多为水平层理,细层厚度1.5~50厘米不等。层序中下部具较多的大型板状、缓波状及单向收敛状交错层理,细层呈收敛状或平行状,厚0.4~3厘米,局部5厘米,细层与底界夹角15~30°,局部达40°左右。沉积构造对材的出板率、抗压、抗剪和抗折强度均有一定的影响,同时对其美观程度和实用性也有一定的影响。

铜川组  矿物成分以长石、岩屑为主,含量约占65%以上,其次为石英,占20%左右,泥质成分占10%左右,炭质及生物碎屑微量。长石、石英等碎屑成分粒度在0.1~0.5毫米之间,斑点一般为长石集合体或长石为主的岩屑,径长一般3~7毫米,个别10毫米左右岩石因其细纹层颜色的不同呈浅紫红色或浅灰绿色。细~粗粒砂质结构,斑点状、似斑状结构,颗粒支撑,杂基充填胶结,杂基为泥质。厚层~巨厚层块状构造,沉积构造发育,层序中具大型板状、缓波状、槽状及单向收敛状交错层理细层呈收敛状或平行状,厚0.2~2.5厘米,局部4厘米,细层与底界夹角20~30°,局部达40°左右。少数岩层为水平层理,细层厚度2.5~10厘米不等。沉积构造对材的出板率、抗压、抗剪和抗折强度均有一定的影响,同时对其美观程度和实用性也有一定的影响。斑状、似斑状的长石集合体或岩屑均匀分布,使板材具有了美观的花纹和颜色,增强了板材的审美程度,可提高板材的价值和市场适应性,但因是长石矿物,其抗风化能力相对较弱,较易退色。

(三)矿石物理力学性能

中国建材地质勘查中心陕西测试研究所,2007年对清涧石材进行了代表性分析,分析数据 3-2:

 

                 2007年陕西省放射性物质监督检验站

清涧石材岩石物理力学性能试验结果表

  3-3-2

样品编号

采样位置

样品名称

单轴抗压强度(MPa)

比重(g/cm3)

密度(g/cm3)

饱和吸水率(%)

抗剪强度

C   (Mpa)

φ       (°)

Y1

下七里湾

青灰色板

92.00

2.70

2.43

2.46

11.50

44.00

Y2

灰绿色板

83.70

2.72

2.49

2.32

12.50

41.30

Y3

滴水岩

青灰色薄板

90.33

2.70

2.42

2.96

10.90

42.10

Y4

前河村

肉红雪花斑板

102.57

2.71

2.36

3.01

8.90

48.20

Y5

张家川

肉红雪花斑板

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

 

表中各项数据表明,清涧石矿产完全符合GB/T 18600-2001天然花岗岩标准的指标要求,可以作为中下等饰面石材或建筑材料应用。 

2005年5月,银川市建设工程综合检测站对清涧县灰绿色砂岩石材在进入该市场用做道牙石时,对其弯曲强度进行了专项检验。经检测,其干燥状态下的弯曲强度值为13.0MPa,水饱和状态下为13.1 MPa,符合GB/T 18600-2001天然花岗岩标准中弯曲强度≥10.0 MPa的天然板石的技术要求。

2007年,陕西省放射性物质监督检验站对清涧石天然放射性强度指标的测定,由表3-2知:清涧县的粉红色砂岩石经使用底本底伽玛能谱仪KZ-G01B定量检测,按照GB6566-2001标准判定,其放射性水平属A类,产销与使用范围不受限制。

四、开采技术条件  

清涧县石材开采场均位于各大河流、沟谷及其支沟两岸,开采技术条件总体评价是一般、较好。

(一)水文地质

胡家村组和铜川组

矿(层)体属于透水不含水层,大气降水顺地形坡降自然排泄。矿区范围属于黄河上游补给区。各矿区内地形两侧高、中间低,山体坡角在20~85°左右。

各矿区仅在矿层下部可见零星层间渗水泉,泉水流量甚微。第四系残积物孔隙潜水含水层为区内主要含水层,构造裂隙潜水含水层为区内次要含水层,其富水性弱,流量小。矿区最低开采标高(1000米)以上无地下水,属无水矿床,矿层的节理裂隙和岩溶均不发育。故矿区开采时不会造成地下水水害。但在河道中或低于河道高程开采时矿坑可能涌水。

矿区地质构造简单,岩层单斜产出,均处于大沟岸边,地形有利于自然排水。

总之,除产生于永坪组的砂岩材外,赋存于另外两组岩层中的砂岩材采场均位于当地最低侵蚀基准面之上,场地毗邻河道,无水露天开采,自然排水,矿床水文地质类型属以孔隙、裂隙充水为主的水文地质条件简单型。即水文地质条件属二类一型。

永坪组

现存采场均位于河道内,属将河道水用围堰阻隔、改道或于无水河道部分开采,采用分段蚕食的步骤,循序向前推进。只能在旱季枯水季节开采,并且具有较多的排水设施;雨季因河道涨水无法开采;矿坑涌水量较大,属水文地质条件较复杂型。

(二)工程地质

矿体以厚层、中厚层致密块状矿石为主,节理、裂隙不发育,坚硬稳固。矿石氧化程度差,地表矿体少量风化岩层,属软弱岩层一般在开采之先即已剥离,形成露天采场,边坡角为45~50°,较为稳定。其后即进入赋矿地层,一般均为新鲜基岩,其完整性、稳定性均好,砂岩与泥岩的可爆性亦好,岩层一般均为厚层块状构造,无断层破坏,节理裂隙不发育。内部岩溶不发育,对开采无影响。

矿层顶板:为第四系上更新统马兰组黄土。呈灰黄色,疏松、多孔、垂直节理发育,有较高的稳定性。夹一至数层古土壤。呈褐黄色、淡褐黄色。底部含钙质结核和灰岩碎块,直接覆于含矿层基岩之上。厚0~35米。露天开采时对其进行了剥离。矿层一坡出露时,开采根据规范黄土边坡角为45°。

矿区内以大致相当的层位作为矿层底板,岩性以砂岩、砂质泥岩为主。岩性稳定,岩石坚硬、致密,节理、裂隙均不发育。岩石强度较高。岩体的完整性和稳定性较好,抗风化能力亦较强。开采时不需支护。矿坑底部平整,无鼓底现象发生。

(三)其它开采技术条件

岩层属河湖相沉积而成,在开采过程中矿体及围岩无有害气体、地温、放射性及其它有毒有害物质的污染。唯爆破声响,及其引起的烟尘对周围居民及空气有小的影响。

五、清涧石开采加工现状

清涧石材矿可分为上述二大类六个品种,从目前状况来看,成品、工艺品及其它产品的开发已初具规模。 2011年底,石材开发企业10家,各种机械设备已初步配套、成形,也取得了相应的成果和一定的经济效果。

截止2011年底,全县石材加工企业10户,规模以上2个,注册商标企业1个(青涧石板),石材雕刻、石子加工等个体户50多户,年生产石材达4万方、石子56万方、总产值达2亿元,增加值达8000万元。主要石子产品有广场板、工艺品、公民用建筑石材等。现已开发出了200多个品种的新型石材艺术品。产品主要销往宁夏、内蒙、西安、延安、榆林等地,供不应求。

企业大多以建筑石料(砼骨料和基石)生产为主,其开采和开发仍处大储量的小范围开采和初级产品种的加工,产品比较单一,大多数产品附加值不高,比较容易受到市场波动的影响市场主要集中在本县及周边省市县,市场容量有限,竞争力不强,单纯的低端建材。 

清涧2011青砂岩产量统计                

3-3-3                                            单位: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

合计

2200

2800

3200

4800

5500

7800

6000

4500

7100

6600

4100

1200

4800