黑龍江省賓縣永豐陶粒用板巖礦地質(zhì)特征及開(kāi)發(fā)利用方向研究

PAGEPAGE1黑龍江省賓縣永豐陶粒用板巖礦地質(zhì)特征及開(kāi)發(fā)利用方向研究前言近年來(lái)隨著的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的不斷加快，市場(chǎng)對(duì)低能耗、綠色環(huán)保等新型墻體的需求日益增加，發(fā)展前景廣闊[1]、[2]。板巖陶粒以密度低、強(qiáng)度高、保溫、隔熱、隔音、耐火、耐腐、抗震、抗凍、抗?jié)B等性能受到行業(yè)的普遍贊譽(yù)和青睞，是當(dāng)下替代砂石和磚瓦粘土的理想新型建筑原和輕集骨料。賓縣永豐陶粒用板巖礦床是近年來(lái)探明的一處大型建筑用原材料資源基地，礦區(qū)便利，區(qū)位優(yōu)勢(shì)顯著，開(kāi)采技術(shù)條件簡(jiǎn)單，對(duì)破壞和影響程度低，開(kāi)發(fā)利用價(jià)值高，本文以該礦床詳查資料為基礎(chǔ)，對(duì)該礦床特征和開(kāi)發(fā)利用方向進(jìn)行初步探討，為礦山開(kāi)發(fā)建設(shè)提供依據(jù)。1.礦區(qū)地質(zhì)背景永豐陶粒用板巖礦床位于黑龍江省賓縣平坊鎮(zhèn)南3.5km處，礦區(qū)所處的大地構(gòu)造位置屬小興安嶺―松嫩地塊之濱東隆起帶與伊春―延壽地槽褶皺系接合部位的全孝―弓棚子背斜北西翼[3]。區(qū)內(nèi)出露古生界地層為二疊系土門嶺組，系一套淺海相泥質(zhì)、粉砂質(zhì)細(xì)碎屑沉積建造，具輕微區(qū)域變質(zhì)，其下部巖性為中細(xì)砂巖、粉砂巖為主夾含粉砂絹云母板巖；中部巖性為含粉砂絹云母板巖、條帶―條紋狀含粉砂絹云母板巖夾碳酸鹽巖透鏡體；上部巖性為含粉砂絹云母板巖、含粉砂泥質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖、砂巖，地層走向北東，傾向280°～310°，傾角35°～65°，陶粒用板巖礦床賦存于其上部層位。除此之外還出露有上三疊統(tǒng)鳳山屯組流紋巖、流紋質(zhì)凝灰熔巖、凝灰?guī)r、角礫凝灰熔巖和中侏羅統(tǒng)太安屯組、上侏羅統(tǒng)帽兒山組陸相酸性火山巖及碎屑巖，第三系始―漸新統(tǒng)丁山村組為河湖相、河流相細(xì)碎屑沉積，地貌上構(gòu)成了Ⅱ級(jí)階地，第四系中更新統(tǒng)上荒山組為河流相砂、亞粘土半松散堆積物，地貌上構(gòu)成了Ⅰ級(jí)階地，沿現(xiàn)代河床發(fā)育有第四系全新統(tǒng)沖洪積松散堆積物〔圖1〕。礦區(qū)出露的侵入巖主要為燕山中期花崗閃長(zhǎng)巖、堿長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖等，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，花崗閃長(zhǎng)巖具中―細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由鉀長(zhǎng)石〔10～15×10.-2〕、斜長(zhǎng)石〔45～60×10-2〕、石英〔20～30×10-2〕及暗色礦物黑云母和角閃石〔10～15×10-2〕組成。堿長(zhǎng)花崗巖具中―細(xì)?；??結(jié)構(gòu)，個(gè)別具晶洞構(gòu)造。由堿性長(zhǎng)石〔40～50×10-2〕、石英〔30～35×10-2〕、斜長(zhǎng)石〔15×20×10-2〕及暗色礦物〔50%〕、顯微鱗片狀礦物〔20%～40%〕和粉砂質(zhì)碎屑〔5%～25%〕組成，粉砂質(zhì)碎屑分布不均勻，局部達(dá)30%～40%。隱晶質(zhì)粘土礦物集合體為隱晶―片狀綠泥石、伊利石、絹云母集合體及少量殘余泥質(zhì)礦物，沿板理均勻分布；顯微鱗片礦物由鱗片狀的綠泥石〔1%～6%〕、高嶺石〔1%～2%〕、伊利石〔22%～33%〕和有機(jī)質(zhì)〔1%～2%〕組成；粉砂質(zhì)碎屑主要為長(zhǎng)英質(zhì)礦物，呈棱角狀、次棱角狀，粒徑小于0.06mm，局部有少量的0.06mm～0.25mm的細(xì)砂，成分為石英〔43%～64%〕、斜長(zhǎng)石〔8%～14%〕、鉀長(zhǎng)石〔4%〕及少量的巖屑。石英呈它形粒狀，少量沿板理拉長(zhǎng)生長(zhǎng)，部分具波狀消光，斜長(zhǎng)石半自形板條狀、粒狀，可見(jiàn)聚片雙晶，部分具絹云母化，鉀長(zhǎng)石它形粒狀，具格子雙晶，部分具明顯土化，巖屑多呈次棱角狀，多為酸性火山巖巖屑。2.2.2礦石化學(xué)組份成陶的化學(xué)組組份：SiO2：64.28%～69.04%、Al2O3：17.05%～18.70%，二者均在工業(yè)要求SiO2：50%～70%、Al2O3：10%～20%的范圍內(nèi)，屬中等偏高，變化系數(shù)2%～3%〔表1〕。成陶的熔劑組份：CaO+MgO：0.98%～1.64%，低于工業(yè)要求3%～8%的下限值；K2O+Na2O：3.49%～5.65%，接近或略高于工業(yè)要求1.5%～5%的上限值，CaO+MgO+K2O+Na2O：4.47%～7.29%，較工業(yè)要求4.5%～13%中等偏低〔表1〕。成陶的發(fā)氣組份：礦石成陶的發(fā)氣組分主要有Fe2O3、FeO、黃鐵礦、有機(jī)物、微量碳酸鹽和含水礦物。其中Fe2O3：2.94%～4.95%；FeO：0.41%～1.19%；燒失量〔Los〕：3.84%～5.02%；紅外光譜分析有機(jī)質(zhì)含量1%～2%；差熱分析熱失重量3.5%～4.1%〔表1〕。礦石放射性成份：放射性照射量率最大值788fA/kg，最小值501fA/kg，表明礦石放射性強(qiáng)度低，變化穩(wěn)定。Ra226、Th232、K40比活度測(cè)定結(jié)果ARa/200=0.0815≤1.0，ARa/350+AT1/260+AK/4000=0.5385≤1.0，符合(GB6566-86建筑材料放射性衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)〕[4]、要求，無(wú)放射性污染問(wèn)題〔表2〕。2.2.3礦石焙燒性能對(duì)257件基本分析樣品進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室焙燒試驗(yàn)測(cè)試〔表3〕，結(jié)果表明礦石焙燒溫度范圍：40℃～60℃，占樣品總數(shù)85.26×10-2，其中40℃占樣品總數(shù)33.75×10-2、60℃占樣品總數(shù)51.5×10-2；礦石最佳焙燒溫度：1200℃占樣品總數(shù)18.73×10-2；陶粒顆粒表觀密度：0.75g/cm3～0.94g/cm3占樣品總數(shù)39.04×10-2、0.95g/cm3～1.12g/cm3占樣品總數(shù)55.78×10-2、1.13g/cm3～1.31g/cm3占樣品總數(shù)5.18×10-2；陶粒堆積密度：變化范圍420kg/cm3～605kg/cm3，變化系數(shù)4.80×10-2，500級(jí)占樣品總數(shù)38.25×10-2、600級(jí)占樣品總數(shù)58.96×10-2，二者合計(jì)占樣品總數(shù)97.21×10-2?？梢?jiàn)，陶粒的堆積密度以600級(jí)為主，焙燒溫度范圍變化小，最佳焙燒溫度適中，顆粒表觀密度、堆積密度穩(wěn)定，表明礦石焙燒性能良好，利于生產(chǎn)工藝的選擇。2.2.4礦石類型和品級(jí)礦石自然類型單一，為深灰―灰黑色含粉砂泥質(zhì)板巖型，礦石工業(yè)類型為陶粒用板巖型。礦石工業(yè)品級(jí)以陶粒堆積密度為依據(jù)進(jìn)行劃分，從樣品測(cè)試結(jié)果可知礦石品級(jí)屬500級(jí)～600級(jí)混合型，以600級(jí)為主，其占比58.96×10-2，500級(jí)占38.25×10-2，700級(jí)占2.79×10-2。經(jīng)基本分析樣焙燒試驗(yàn)可知，礦石類型單一，堆積密度變化范圍較小〔500級(jí)～600級(jí)〕。3.礦石加工技術(shù)性能〔半工業(yè)試驗(yàn)〕3.1樣品加工將原礦石采用錘式破碎機(jī)進(jìn)行一次破碎，使之全部通過(guò)φ20mm圓孔篩后進(jìn)入φ2.5mm滾筒式圓篩。一次破碎后>2.5mm粒級(jí)的礦石重量占總礦石量83.5%，小于2.5mm的礦石粉渣占16.5%，符合工業(yè)要求。3.2設(shè)備及工藝參數(shù)采用非造球法生產(chǎn)工藝將礦石破碎―