建筑材料矿产

2024-11-18 17:34:31
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深圳市的非金属建筑材料矿产资源较丰富,分布范围广。按其用途主要可分为建筑石料、饰面材料和建材工业原料。

一、建筑石料

建筑石料是深圳市的优势矿产资源,储量丰富。主要石料矿种为花岗岩、混合花岗岩、变质杂岩(混合岩、片麻岩、变质砂岩等)以及火山岩等硬质岩石。

(一)石料的分布、勘查与开发现状

可供利用的石料资源主要分布在低山和丘陵地貌区。从矿种及分布地区而言,最主要的矿种为中生代花岗岩石料,在特区内及宝安、龙岗区均大面积出露。在特区内,主要分布于蛇口及梅沙尖一带,以中粗粒及粗粒花岗岩为主,少量细粒花岗岩;在宝安区,主要分布于西乡、石岩,龙华3个街道办辖区并以羊台山为中心的低山地带,其中以中粗粒及粗粒花岗岩为主,仅在公明大头岗以及观澜南部地区分布有少量细粒花岗岩;在龙岗区,主要分布于布吉、平湖两侧山脉,横岗坪山南部山脉,大鹏半岛西部沿岸山脉,坪山及坑梓交界处以及坪地西北龙西山脉等,以中粗粒及细粒花岗岩为主。混合花岗岩主要分布于特区内的小南山、安托山一带以及宝安区的大茅山、庙仔顶、目坑顶、大眼山等地段。变质杂岩主要分布于宝安区西北部的光明、公明、松岗地区以龙岗区东部的田心山玉坪(山)葵(涌)公路以北地带。火山岩主要分布于梧桐山及七娘山一带,岩性主要为凝灰熔岩及流纹岩、石英斑岩等。

另外,龙岗区平湖新南大塘山芙蓉石场为深圳市唯一的辉绿岩石料场。

深圳特区成立后,由于城乡建设的迅猛发展,催生了对建筑石料的巨量需求,也由于开采条件较好,因此,大量的石料场都是在完成普查工作后即进行开采。采石场曾经是遍地开花,最多曾有过600间石场。但随着深圳市社会经济的发展,对城市环境保护及景观要求的不断提高,遍布深圳城乡、小而多的石料采场已经不能适应城乡建设发展的需要。因此,到2006年底,深圳市已经关闭了绝大部分的采石场,并进行了全面整治和复垦绿化。根据深圳市矿产资源总体规划(2002~2010),全市建筑石料开采应严格限定在12个石矿限采区。国土管理部门对全市的采石场进行重新规划布局,拟定禁采区和限采区。2007年开始,只保留了限采区内的12家采石场(目前实际开采9家),规模必须达到50×104m3/a以上,储量均在300×104m3以上。到2010年,每年的石料开采总量控制在2000×104m3

限采区内现有石场情况见表1-9-4

表1-9-4 深圳市限采区内现有石场情况表

(二)石料的赋存条件及基本特征

深圳市石料场主要分布于风化剥蚀地貌区,大部分为出露地表或浅埋状态,一般风化壳厚度5~12m,但不同岩性会有些差异。各主要石料的基本特征见表1-9-5。

表1-9-5 石料基本特征表

(三)石料的用途分类

深圳石料的主要用途为以下几个方面。

1)填筑材料:主要使用大小混杂的开山石或废渣,用于填海造陆,场地堆填平整等。

2)砌筑材料:主要使用符合一定规格的角石、片石,用于码头、堤岸、挡墙等砌体构筑场。

3)路(地)基铺垫材料:主要使用小于5cm的碎石料及小于05cm或大于05cm的石粉,用于道路路基垫层及建筑基础垫层或换填材料。

4)混凝土骨料:主要使用05~3cm的碎石料,用于预拌混凝土及预应力混凝土管桩材料。

5)饰面材料:对于岩体较完整、结构较均匀,色泽纹理较美丽的花岗岩与大理岩,可以作为铺面板料和石柱的原料。

另外,平湖芙蓉石场生产的辉绿岩石料,可作为高级(高速公路)路面材料,已为多项省、市优质重点工程使用,并填补了广东、深圳SM A路面用料的空白。

(四)石料储量计算

石场的石料储量计算是以划定的开采区红线边界作为计算边界,以开采设计的终止界面标高作为计算底界。计算方法采用垂直断面法,划分计算块段,按楔形体或梯形体的体积计算公式进行计算。

(五)石料的开采技术与方法

深圳市的石场以露天开采为主,采用先剥离后开采,分台阶爆破等的开采方式。台阶设置高度一般为20~40 m;平台宽度为30~55 m,开采到的临时边坡坡角控制在40°~70°之间。目前,石场均已采用机械化科学开采,拥有较完备的生产线,年产量达到了30×104m3以上

(六)石料开采对环境和自然景观的影响

1.植被破坏和土壤侵蚀

深圳市的采石场均为露天开采,采场需要开挖山体,砍伐树木,剥离表土,产生的废料堆放也要占用一定的空间。同时,还要修建配套的道路,房屋等设施,这些都会直接破坏植被,通常一般采石场毁坏的植被覆盖面积大约是采坑面积的5~10倍。由于表土剥离,采坑形成边坡,在雨量充沛、暴雨较多且集中的气候条件下,极易发生土壤侵蚀(水土流失),据统计,石场造成明显土壤侵蚀的破坏面积约为坑口面积的1.8倍。

2.占用土地

采石场的生产建设均需占用一定的土地,甚至是耕地。包括石料开采面、石料生产堆放场地、废料弃置场、生产管理用建(构)筑物和运输道路和场地等都要占用不少土地。

3.环境污染

环境污染主要指开采爆破和碎石机生产造成噪声污染,开采和成品生产过程产生的粉尘污染,还有机械设备油污、生产生活垃圾对下游地表水体和地下水体的污染等。

4.对自然景观的影响

采石场破坏了山体的完整性,毁坏了植被,而且一般处于高处或路边附近,开采期间难于进行整治,因此,严重影响周围景观。

目前,深圳市国土、规划部门已经对采石场进行了全面规划整治,关闭了绝大部分采场,划定禁采区和限采区。对关闭的石场进行整治并复垦绿化,对限采区保留的有限数量的石场提出了严格的生产建设和环保要求。

(七)深圳市建筑用石料需求预测和供需平衡分析

1.采石场石料供应现状

通过勘察测绘单位现场调查访问,2006年以前12个限采区内17家采石场生产规模的计算(表1-9-6),深圳市石料限采区石料供应量大约为423×104m 3/a。此外,社会场平工程供应的石料量大约为514.53×104m3,2006年石料资源总供应量大约为937.53×104m3

表1-9-6 深圳市2006年前采石场生产状况表表1-9-7 深圳市2006~2010年石料需求量×104m3

2.石料市场供需分析

有关深圳市2006~2010年石料需求量的预测,“深圳市石料供应调查与策略研究”根据市房地产开发房屋建筑、市政基本建设、道路建设、填海工程等项目对石料的消耗,计算了对石料的年需求量(表1-9-7)。

表1-9-6 深圳市2006年前采石场生产状况表表1-9-7 深圳市2006~2010年石料需求量×104m3

从上表可以看出,2006年石料的需求量为796.65×104m3,如前所述,2006年石料的供应量为937.53×104m3,反映了该年度市场石料供应略大于需求或基本平衡。到了2010年,按照上述资料分析,则深圳市石料市场可能出现供应量大于需求量。不过,由于一些规模较大的新增项目的建设,如龙岗区世界大学生运动会场址工程建设、深圳大鹏半岛国家地质公园建设,以及其他一些自然保护区、生态园林等的建设和发展,对石料的需求量将有所增加。另外,随着深圳市土地利用方式的变化,如龙岗区平湖的2.2km2土地被列入深圳市金融区等等。这样,其中部分石料限采区由于功能的变化,而影响石料供应量可能减少200×104 m 3左右。这都将导致深圳市石料供应市场出现缺口,而需要从外地输入石料。

总之,到2010年,深圳市将要达到成为国家生态园林城市的目标,部分石料限采区将不能持续生产供应,而社会场平工程供应石料具有的不确定性,未来可能会出现石料供不应求的局面。因此,为了保证深圳城市建设、不能因为建筑石料资源欠缺而受到严重的影响,对今后的工作提出一些建议:

1)对深圳市石料市场进行科学的分析评估。包括市内建筑石料资源市场的分析评估、市外(邻近地区)石料市场的分析评估,并以上述内容为基础,制定可能因资源短缺发生石料供不应求的具体应变措施。

2)建立深圳市石料市场信息管理系统。包括石料限采区的生产供应准确量、社会场平工程供应准确量(含工程地点、施工性质、土石方性质和数量、用途等)等有关信息。

3)尽量提高市内石料资源的利用率。统一石料资源利用规划,在保证环境、资源得到充分保护的前提下,扩大一些采石场的开采规模、扩大某些限采区的范围或适当增加限采区。

4)在深圳市周边山地区,在不影响城市景观的地域,开展开采石场后备基地的普查、勘察、环境评估等工作。

5)广开渠道,深入进行市外(邻近地区)石料资源输入的可行性研究,建立相对较稳定的境外石料供应基地。

二、饰面材料

深圳市石料可作饰面材料的主要有大理石和花岗石。

饰面大理石:主要分布于坪山茜坑和横岗山仔吓。矿体呈层状、透镜状赋存于下石炭统石磴子组中,为第四纪河流冲积层覆盖,产状稳定。矿石以白色为主,部分为灰白色,局部夹灰黑-暗绿色条带、条纹。主要品种为“雪花”(又称“圳白”),次为“冬云”、“墨晶白”、“汉白玉”、“云花”等。矿石抗压强度为70~110MPa,抗折强度为6.2~7.1MPa,光泽度为110°~112°,成荒率大于50%。可制成大规格荒料。矿量丰富,预计荒料可达500×104m3以上。

饰面花岗石:市内花岗岩广布的部分地区岩体裂隙稀少、色泽均匀美观,适宜制作板材的花岗石仅见于西部白芒长坑、黄京坑等地早白垩世白芒花岗岩体内。岩性为中细粒黑云母花岗岩。岩石呈浅肉红色,理论荒料率达60%以上,可锯切任何大规格荒料。岩石机械强度高、抗压强度为140~200MPa,光泽度大于110°。矿体分布于丘陵山地,开采技术条件简单,估算矿石蕴藏量可达1000×104m3以上。是深圳名产“西丽红”板材产地。

三、建材工业原料

建材工业原料主要有水泥原料石灰岩、大理岩,陶瓷原料高岭土、黏土矿以及石英砂。

(一)石灰岩、大理岩

石灰岩和大理岩主要分布于龙岗区横岗、龙岗、坪山碧岭、葵涌等谷地。矿体赋存于下石炭统石磴子组碳酸盐岩层内,呈层状产出,厚度大,矿石质量良好,化学成分中CaO含量为48%~53%,M gO含量为0.7%~3.5%,Fe2O3含量为0.06%~0.3%。矿石品级石灰岩矿石多为Ⅱ级,大理岩矿多为Ⅰ级。资源总量为(15~1.8)×108t,矿床规模一般为中型。部分水泥石灰岩及大理岩矿储量基本情况见表1-9-8。

表1-9-8 部分石灰岩和大理岩储量基本情况表

(二)高岭土、黏土矿

1.高岭土

主要为花岗斑岩、石英斑岩、霏细岩等脉岩的风化淋滤产物,属砂质高岭土,此外尚有伟晶花岗岩风化后形成的高岭土。矿点分布在石岩、龙华、横岗一带。脉岩矿体宽一般为4~20 m,风化深度约15m以上,矿石呈白色土状,矿物以高岭土为主,含少量石英,化学成分为:SiO270%~74%,Al2O318%~20%,Fe2O30.65%~1.0%。这些高岭土矿适合于用作日用陶瓷及白水泥的原料。

主要矿点为横岗沙岭高岭土矿和民乐高岭土矿,均为矿点。

横岗沙岭高岭土矿位于深圳断裂带的南东侧,狮子石岩体北部,勘探结果表明,矿体呈透镜状,已发现大小矿体有9个。矿物组合主要为高岭石、水云母及少量石英和暗色矿物。矿石储量××.××kt,矿床规模小。

民乐高岭土矿位于白芒岩体的伟晶岩中,属于岩石的风化产物。见有2个矿体,呈透镜状,长度可达50~60m,厚度2~15m。

2.黏土矿

黏土矿可分为河流冲积型黏土矿和风化残余型黏土矿。主要有2个矿点。

1)下梅林黏土矿点:下梅林黏土矿点位于深圳市北西约7km。矿体均产于第四系全新统河流相冲积的黏土层中,共有矿体9个。矿石光谱半定量分析结果,微量元素含量低微。估算地质储量××.×××104t。其中黑色黏土可作瓷土,灰白色黏土仅可作砖瓦原料,可供地方小规模开采。

2)南澳黏土矿点:南澳黏土矿点位于南澳北西约2km。黏土矿产于七娘山群下部泥岩风化层中。矿体1个,呈层状,长600m,宽25~30m,厚17.1~17.5m。矿体底板为紫红色粉砂质泥岩,顶板为紫红色流纹质晶屑凝灰岩。黏土矿呈褐灰、紫灰、灰白、砖红色,土状光泽,变余泥质、变余凝灰质泥质结构,主要成分为黏土矿物(一般为85%,最高达99%),次为石英(一般<10%)、铁质、绢云母及微量的金红石、电气石。据组合样分析,黏土的耐火度为1614~1630℃,烧失量为5.19%~6.79%,吸蓝量4.89%~5.46%。地质储量××.×××104t,为矿点,矿体埋藏浅,厚度较稳定,但质量较差,仅能作砖瓦黏土。

(三)石英砂

深圳市石英砂赋存在沿海砂堤及潟湖沉积层中,主要分布在上洞、溪冲、大梅沙、小梅沙、水沥-屯洋、西冲、后海等地。砂矿常呈不规则形状,长300~800m,宽300~600m,厚度沿横向及纵向变化不大,多向海面倾斜。石英砂的底板多见砂质黏土、黏土,偶含黏土质砂,顶板见腐殖土或淤泥质土,分布在砂堤的石英矿则常裸露于地表。砂矿来源于入海河流沿岸的花岗岩中。

石英砂矿由灰白、灰黄色中粗粒石英组成。石英含量常大于90%,粒径0.1~3mm,最大达5mm。石英呈次棱角状、次圆状。石英砂矿的粒度与化学组分见表1-9-9,各矿点估算的石英砂储量见表1-9-10。

表1-9-9 石英砂粒度与化学组分含量表%

表1-9-10 石英砂地质储量表