中国建筑材料工业地质勘查中心黑龙江总队 黑龙江哈尔滨 15000
摘要：陶粒轻骨料是新型建筑材料、耐久耐火性能高、隔热保温性能好、抗冻抗渗性能优等特点，是一种具有良好应用前景的绿色建筑材料。
关键词：陶粒；陶砂；建筑材料
Abstract: It is a kind of green building material with good application prospect. It is a new type of building material, high durability, good heat insulation and excellent anti-permeability
Keywords: Ceramsite；Ceramic sand； Building materials
陶粒轻骨料是新型建筑材料，用其为主要原料生产的轻体砖是国家基本建设墙体改革用来代替红砖的重要原料制品。开采陶粒原料矿山、生产陶粒，具有占地少、烧成节能，是制造商品砼的轻骨料。陶粒具有体轻、隔音、保温等诸多优点。陶砂又是良好的水净化剂及屋面保温材料。
矿区地处张广才岭西坡丘陵区，西毗松辽平原，矿区地形变化比较大，相对高度约78米，地势自南向北逐渐增高，人工次生林茂密，地表覆盖较厚。区域大地构造位置属兴安岭——内蒙地槽褶皱区，小兴安岭——松嫩地块，滨东隆起带，玉泉断陷，帽儿山凹陷，玉泉——三道岗复式背斜西翼。
矿床地质简述如下矿区出露的地层较简单，主要为古生界二叠系下统土门岭组（P21tm）和新生界，四系全新统（Qh），分述如下：二叠系下统土门岭组（P21tm） 为矿区含矿层位，呈单斜层状产出，主要由泥质板岩、粉砂泥质板岩、粉砂质板岩组成。主要分布于矿区中部，占全区面积的二分之一以上，岩层走向北北东，倾向南东东，倾角45°—65°；及走向北北西，倾向南西西、北西西，倾角35°—62°；厚度大于430米。矿区变质岩为组成土门岭组（P12tm）层位的岩石，变质作用较弱，为一套以区域变质作用为主的浅变质绿片岩相，变质矿物主要是绿泥石、绢云母，呈隐晶质集合体或显微鳞片状变晶结构。变质作用对陶粒用板岩矿石的质量影响较小，但岩脉于矿体接触处的热液变质作用对矿石质量有一定影响，但影响范围很小，对矿体影响不大。 矿床由黑灰色泥质板岩、含粉砂泥质板岩、粉砂质板岩组成。
成陶主要组份
SiO2和Al2O3平均含量分别为65.37%，17.62%，含量在一般工业要求SiO250—70%，Al2O310—20%的范围内，在允许值范围内，且组份变化系数小于2.42—3.80%，利于成陶。
成陶熔剂组份CaO和MgO平均含量分别为0.57%，1.41%，两者含量为1.98%，均低于一般要求3—8%的下限值。K2O和Na2O平均含量分别为3.40%、1.58%，两者含量的合量4.98%，接近成陶一般要求1.5—5%的上限值。MgO、K2O、Na2O组份含量变化系数分别为4.42%，14.07%，36.4%以变化中等为主要特征，其中CaO的变化系数为59.6%，数值偏大，但对质量影响不大。成陶的发气组份综合化学分析和岩矿鉴定结果，成陶发气成份主要为Fe2O3、FeO、黄铁矿、有机质等，次为微量碳酸盐和含水矿物。
据化学分析结果Fe2O3平均含量为5.11%处于一般要求5—10%的下限值，FeO的平均含量为2.26%。因此，矿石中Fe2O3、FeO含量较高，有利于提高矿石的烧胀性能。为了解板岩陶粒的物理性能及其质量，采集矿体内最佳焙烧温度在1200℃，预测堆积密度等级在400—800级的陶粒样品，组合成陶粒测试样品1件。因在生产实践中所使用的陶粒皆为混合级别，所以本次工作未按预测堆积密度等级分别测试板岩陶粒筒压强度等物理性能，详见测试结果表
普通型板岩陶粒小试样测试结果表
矿石自然类型较单一，主要以泥质板岩类型为主，少量粉砂质板岩类型，因此，矿石工业类型暂定为陶粒用板岩类型。矿石工业品级是以最佳烧胀温度1200℃时矿石烧胀成的陶粒预测堆积密度为≤800级的矿石，未细分。 矿体顶板为粉砂质板岩，呈灰色，风化后呈浅灰色，变余泥质粉砂结构，板状—块状构造，矿物成分主要为长石、石英，占量45—50﹪，水云母，少量高岭石，呈显微鳞片状，部分有弱重结晶现象，占量20—25﹪，次为绿泥石，少量绢云母、铁质、碳质矿物，占量20—25﹪±。板岩板理发育与其下的矿体呈整合接触关系，产状稳定矿体底板岩性与矿体岩性一致，因受地形因素和详查工作区限制而未被探矿工程和样品控制的部分，（泥质板岩，少量粉砂质板岩）划为矿体底板。矿体内脉（夹）层主要有14条，脉（夹）石层岩性主要为二种：脉岩为花岗斑岩岩脉，夹层为不符合工业指标要求的粉砂质板岩13条，其中三条隐伏夹石，脉（夹）石（层）形态、产状、规模及脉（夹）石体占率等其岩性特征如下：a、花岗斑岩脉：灰色，致密坚硬，斑状结构、块状构造，由斑晶矿物和基质矿物组成。斑晶矿物主要由斜长石和钾长石组成，少量黑云母，偶见石英含量15—20%，，钾长石浅褐色，半自形板状—他形粒状，有被熔蚀现象，粒径0.1—1.0×1.5mm，斜长石无色—浅褐色，半自形板状,粒径0.1—1.0×1.5mm，黑云母
已经暗化，绿泥石化。基质矿物含量80—85%，为钾长石、斜长石和石英，黑云母很少。长石、石英呈显微粒状，粒径＜0.1㎜，局部为显微嵌晶。黑云母呈暗化残片状，少量磁铁矿。b、粉砂质板岩：灰色—深灰色，变余粉砂质结构，块状或板状构造，主要矿物成分为变余碎屑，含量45—50%，由钾长石、斜长石、石英组成。变余泥质，由水云母，少量高岭石组成，含量20—25%，此外见少量绿泥石、绢云母、铁质、炭质矿物。
综合上述参考可知，粉砂质板岩经烧胀性能测试，表明岩石堆积密度（kg/m3）在1200℃时，为900级—不宜烧胀，由于粉砂质板岩与矿石属同地层沉积变质产物，故对矿石质量影响较小。夹石化学成分及烧胀性能统计结果如下： SiO2 65.89%,Al2O3 17.17%,Fe2O3 4.88%,CaO 0.40%,MgO 0.76%,K2O 3.330%,Na2O 1.55%,L．O．I 4.32%。经焙烧后得知，焙烧温度1200℃，预测堆积密度900级，不宜烧胀，故作为夹石予以剔除。
本矿床赋存于古生界二叠系下统土门岭组（P12tm）地层中，为厚层状泥质板岩、粉砂质板岩分布上受地层的控制，其含矿地层展布受玉泉——三道岗复式背斜构造的控制。原岩主要由水云母、高岭石、石英、长石等组成，受后期区域变质作用形成了浅变质岩—板岩，矿床成因类型为浅海相沉积—变质岩型矿床。根据区域地质资料分析研究及本次详查工作表明：该矿床为层控类型矿床。因此，古生界二叠系下统土门岭组（P12tm）地层是找寻同类型矿床的有利层位，尤其在该矿床矿体走向方向及沿玉泉——三道岗复式背斜两翼是找寻同类矿床的有利地段。 矿体呈层状赋存于二叠系下统土门岭组（P21tm）层位中，为玉泉——三道岗复式背斜西翼，呈单斜产出，产状较稳定。通过本次详查工作控制矿体分别为：Ⅰ号矿体南北长698米，东西平均宽206米，Ⅱ号矿体南北长252米，东西宽161米。依据矿石质量较稳定，含连续或不连续的夹石层，厚度变化较小，区内地质构造不发育，仅见一条花岗斑岩岩脉等特征，参照《冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范》DZ/T0213——2002中水泥原料要求，并于同类型矿床勘探类型对比，矿床属于第Ⅱ勘探类型。
本次详查工作是以钻探、槽探工程为主要手段，配合1∶2000比例尺地质填图及系统采样，分析测试工作，对矿床进行地质研究，通过地质填图对矿体分布的形态，厚度，空间位置和地质界线进行追索圈定。利用探槽，岩心钻探工程配合采样、测试对矿体厚度及质量空间变化特征、夹石分布等进行控制和基本查明，以达到对矿床基本控制和研究的目的。
经详查工作表明黑龙江省阿城市大岭乡小北屯西陶粒用板岩矿是生产新型建筑材料轻骨料制品陶粒、陶砂的重要原料，是国家墙体改革要求替代红砖，节省耕地的重要原料。陶粒是制造商品砼的轻骨料，具有烧成节能、体轻隔音、防寒保温等诸多优点，是高层建筑和民用建筑的基础材料。目前，黑龙江省城镇建设对陶粒轻骨料的用量逐年递增，其产品供不应求。因此，该矿的开发利用即符合国家环保政策，市场前景广阔。又具有较好的经济效益和社会效益。
论文作者:武捷
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/11
标签：板岩论文; 陶粒论文; 矿体论文; 矿床论文; 矿石论文; 矿物论文; 长石论文; 《基层建设》2017年第27期论文;