甘肃省永登县树屏镇邓家湾粘土矿普查报告.docx
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甘肃省永登县树屏镇邓家湾粘土矿普查报告
甘肃省永登县树屏镇
邓家湾粘土矿普查报告
（2007.10—2007.11）
报告提交单位:
永登县树屏永和建材厂
报告编制单位:
甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院
二〇〇七年十月
甘肃省永登县树屏镇
邓家湾粘土矿普查报告
报告提交单位:
永登县树屏永和建材厂
法定代表人:
李永和
报告编写单位：
甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院
项目负责：
张顺义
报告编写：
张顺义王进财
总工程师：
张翔
单位负责：
俞有峰
提交时间：
2007年10月20日
附图
编号图名比例尺
1．永登县树屏镇邓家湾粘土矿矿区地形地质草图（含工程布置）1：
2000
2．永登县树屏镇邓家湾粘土矿Ⅰ-Ⅰ′勘探线剖面图
3．永登县树屏镇邓家湾粘土矿Ⅱ-Ⅱ′勘探线剖面图
4．永登县树屏镇邓家湾粘土矿Ⅲ-Ⅲ′勘探线剖面图
5．永登县树屏镇邓家湾粘土矿Ⅳ-Ⅳ′勘探线剖面图
6．永登县树屏镇邓家湾粘土矿Ⅴ-Ⅴ′勘探线剖面图
1.前言
1.1任务来源
为了充分利用当地矿产资源，解决当地居民就业等，带动当地经济的快速发展，受永登树屏永和建材厂的委托，我院（甘肃省地勘局第二地质矿产勘查院）对永登县树屏镇邓家湾粘土矿进行勘查评价。
1.2目的任务
开展永登县树屏镇邓家湾粘土矿资源勘查的目的是查明区内粘土的工程适用性、地质资源量和开采条件。
主要任务有：
1．在已有资料的基础上，对现有资料进行综合研究分析，并结合路线踏勘，进行1：
2000地质测量工作；选择成矿有利地段，查明区内地层、构造分布情况及成矿的关系，圈定矿体。
2．通过较为系统的探矿工程控制，大致查明矿体规模、形态、产状、物质组分及质量变化情况等，并进行资源量计算。
3．对区内存在的粘土矿等矿产资源进行综合评价；
4．评价粘土矿的开采条件；
5．提交（221b）粘土矿等矿产相应的资源量。
1.3地理位置及社会经济
勘查区位于永登县树屏镇邓家湾，距离尹中高速1000m，该粘土矿有直接到达的道路，交通十分便利（图1—1）。
勘查区面积89311.3m2，为椭圆形。
各点坐标为：
XY
14016873.635373977.3
24016939.635373961.5
34016987.835373956.1
44017025.735373962.7
54017051.835373960.7
64017081.535373969.2
74017100.235373961.9
84017135.335373969.7
94017176.635373968.2
104017226.635373975.1
114017270.135373994.6
124017299.935373992.8
134017339.135373974.1
144017349.835374021.1
154017361.835374057.4
164017309.335374062.4
174017261.135374101.2
184017266.735374128.2
194017225.735374137.2
204017204.435374151.0
214017215.935374168.9
224017200.435374188.4
234017170.235374186.5
244017162.535374195.1
254017153.135374215.2
264017073.335374210.7
274017067.935374181.1
284017042.035374181.6
294017026.735374144.7
304017000.835374135.8
314016897.435374114.8
324016867.335374102.8
334016839.935374077.2
344016812.735374002.4
354016853.935373993.4
364016867.135373976.2
矿区面积为：
0.089311km2，折合133.9亩。
开采深度：
1700—1724m标高。
勘查区所在图幅编号为：
1：
100万图号J48A001001
1：
5万图号J48E023008
1：
1万图号J48G090029
2006年，全县生产总值突破40亿元大关，达到41.31亿元，增长14.26％，高于“十五”前四年平均增速3.42个百分点，为1995年以来增幅最高的一年。
投资完成15.72亿元（不包括兰武二线投资10.2亿元），其中县属投资7.6亿元，增长3.26％。
社会消费品零售总额达到5.64亿元，增长11.18％。
地区财政收入和大口径财政收入分别完成4.58亿元和1.75亿元，增长60.91％和36％，一般预算收入上新台阶，达到1.13亿元，增长21.5％，均大大高于经济增长幅度，是历年来增长速度最高的一年。
财政支出达到3.75亿元，创历年最高水平。
城乡人民生活不断改善，农民人均纯收入突破2000元大关，达到2071元，增长5.72％；城镇居民人均可支配收入达到4370元。
农业结构调整创出新路子。
特色优势产业培育重点围绕发展以奶牛、肉羊为主的畜牧业，以高原夏菜为主的种植业和以红提葡萄为主的设施农业，着力推进产业化和市场化经营，扩展高原夏菜种植面积4.1万亩，新增红提葡萄温室600多座，实现了种植区域和规模上的新突破。
劳务经济发展取得了突破性进展，全年共输转农村富余劳动力10万人次，其中有组织输出1.5万人次，创劳务收入2.5亿元，农民人均增收582.5元，占农民人均纯收入的28.13％。
矿区原为荒地，目前，通过开发，已经成为该地区主要建筑用砖的生产基地。
1.4自然地理概况
勘查区地处陇西黄土高原的西部边缘与青藏高原的交接地带，区内地势特点是东部高，西部低，东部最高为1780m，西部为黄河谷地，海拔1520m左右。
勘查区地貌比较单一，主要为黄土覆盖的丘陵地貌，下部为新近系泥岩。
勘查区深居内陆，属温带半干旱气候，其气候特点是干燥寒冷，冬季长，温差大。
本区多风少雨，空气干燥，早晚寒冷，温差较大，气候变化剧烈，属大陆性气候。
年均气温8℃左右，最低气温在12、1月份，为—10℃左右。
最高日温35℃左右，最低日温-25℃左右。
冻土深度0.8—1.6m之间。
本区多北风，夏秋之交，风向稍偏东或西，月风速最大平均为33.9m/s。
本区全年降水量总计不足200mm，而又多集中在7、8、9月份，平均每月降水15mm左右，连旱日长达两月以上，冬季尤甚。
暴雨多在6—9月份，山洪多发生于暴雨后，历时一小时左右，矿区周围沟谷中，洪水深度多在1米以下，各沟谷中潜水量微，为苦水，生活及施工用水需从矿区北引大入秦架设管道引取，照明及施工用动力需自备，生活日用品、蔬菜、粮油等可从兰州市安宁区购取。
矿区周围劳动力充足，民工可就地征召。
由于干旱，基本无植被，距离最近居民点约300m，当地居民以农业为主牧业次之，经济较落后。
咸水河为黄河一级支流，位于永登县东部，大致与庄浪河平行，于西固区河沿村注入黄河，其上游有岔路沟和官路沟两条支沟，为季节性流水沟谷，只有在降雨时，才有地表径流，二者汇合后向南至土门川一带，接受泉水的补给，成为间歇性的溪流，流量可达6l/s。
市境内全长36km，汇水面积673km2，年径流量为3.38×106m3。
1.5以往工作评述
测区地质调查工作始于1913年，先后有陈梦熊、路兆洽、谢家荣、侯德封、孙建初、叶连俊、关士聪等人在测区进行过地质调查，自50年代中期以来，有计划的区调、科研和普查工作才相继开展起来，先后有地质部641队、定西局地质队、甘肃区调队、冶金部白银地质六队、甘肃物探队、甘肃水文队、甘肃化探队、中科院矿产地质研究院、地质部矿产地质研究所、西北地研所、省地震局、省科学院自然灾害所协调中心、中科院兰州沙漠所及有关院校和个人在本区开展工作。
1∶20万区域地质调查工作已全面完成，1∶5万区域地质调查城市地质调查已完成《兰州市》、《西固城》等。
1∶20万化探扫面工作已全面完成，1∶20万区域水文地质调查已完成景泰幅、永登幅，在兰州－永登－皋兰地区进行了1∶20万区域水文地质普查。
已完成兰州地区地震地质报告及兰州地区地震基本烈度普查报告。
在皋兰地区进行了1∶5万地质普查及遥感地质调查。
开展了兰州市遥感图像应用研究，黄河流域环境地质调查研究，兰州地区土壤重金属污染研究，兰州地区滑坡、泥石流调查研究，测区各县区均进行了土壤类型调查工作。
综上所述，测区资料较为全面、丰富，遥感解译程度较好，但仅现于局部地区，地质、物化探调查成果，多侧重于地质找矿，采用技术、方法和成果表达形式单一，环境地质方面资料薄弱。
1.5工作概况
在接到永登县树屏永和建材厂的委托书后，我院立即组成项目组，于10月15—20日，对勘查区进行实地勘查，进行1：
2000地质填图，完成填图面积89311m2，1：
2000地质剖面测量2条，计730m，岩矿采样2组，完成工作量见表1—4。
工作量一览表
表1—4
序号
项目
单位
工作量
1
1：
2000地质测量
km2
0.12
2
1：
2000实测剖面
m/条
730/5
3
岩矿样品
组
2
4
岩矿分析
组
2
2007年10月21日—26日，进行岩矿试验、资料分析研究和勘查报告的编写。
整个工作满足委托书要求，达到了预期目的。
2.区域地质
2.1地层岩性
矿区位于华北地层大区、秦祁昆地层区的祁连—北秦岭地层分区，涉及北祁连地层小区和中祁连地层小区。
测区构造变形复杂，各种不同环境的海相与陆相岩石地层均有出露，地质演化可追溯到元古代。
自震旦纪开始，在古陆壳解体的基础上、测区进入早古生代造山旋回，加里东构造运动末期为主造山期，形成测区复杂的地质构造背景，并奠定测区构造格架。
矿区内出露有新生代地层；地层系统见（表2—1）。
测区岩石地层系统表
表2—1
地层时代
岩石地层单位及代号
岩石地层单位及代号
黄河阶地
次级阶地
新生代
晚全新世
冲洪积层
Qh2al－pl
矿渣堆
Qs
河漫滩T0
河漫滩T01-1
早全新世
冲洪积层
Qh1al－pl
风成黄土
Qh1eol
T1
T21
晚更新世
冲洪积层
Qp3al－pl
马兰黄土
Qp3eol
T2—T3
T31
中更新世
冲洪积层
Qp2al－pl
离石黄土
Qp2eol
T4—T5
早更新世
五泉砾石层
Qw
午城黄土
Qp1eol
T6—T7
地层年代
岩石地层
代号
接触关系
代
纪
世
群
组
段
新
生
代
新近纪
中—上新世
甘肃群
二组
NG2
角度不整合
一组
NG1
古近纪
渐新世
野狐城组
Ey
古—始新世
西柳沟组
Ex
区内分布有大面积的新近纪泥岩，是本次勘查的重点。
2.2地质构造
本地区处祁吕贺兰山字型构造前弧西翼与河西系武威-兰州构造带的复合部位,同时受到陇西旋扭构造对上述构造的进一步改造,不同构造体系的相互干扰或改造,使构造形迹甚为复杂。
2.1.3岩浆岩
区内未见有较大的岩体产出，局部有印支期中酸性的岩脉。
2.1.4区域矿产
测区地处祁连造山带，经历多期次构造作用、岩浆作用、火山作用和沉积作用，形成了丰富的矿产资源。
在过去的几十年中，先后发现铜、铅、锌、金等几十种金属矿产和煤等非金属矿产，特别是白银厂矿田的发现和开发利用大大促进了国民经济的发展。
与此同时，其他金属矿产如铁、锰等和非金属矿产如煤、石灰石、粘土、石膏、石英岩等矿产的开发和利用也有了可喜的进展。
区内的矿产资源主要表现出以下特点：
一是人们生活所需矿种较多，有利于扶贫开发。
二是分布广泛，矿产资源潜在价值高。
三是大中型矿床相对集中且矿石质量好，有利于大规模开发。
四是区域地质成矿条件较好，具有一定的找矿前景。
3.矿区（床）地质
本区位于兰州断陷盆地中北部，主要为新近系形成的泥岩，地表出露厚度5—15m，下部为底色纳西砂岩，上覆黄土、黄土状土。
矿区出露的地层为新近系和第四系黄土，现由老至新分述如下：
新近系（N）：
其岩性为桔红色、紫红色泥岩、砂质泥岩夹少量砂岩和脉状石膏，具层状、块状结构，质地较软弱，遇水易软化。
据新近系砂质泥岩X衍射测试表明：
原样矿物成分为石英、长石、方解石及粘土矿物；称取0.1mm筛下之原样土50g，提取<2μ粘粒矿物8g（1μ=0.001mm），其中蒙脱石含量1.4%、伊利石含量85.4%、高岭石含量3.3%、绿泥石含量9.9%。
中更新统（Q2）：
风积黄土，分布于调查区中部地区。
岩性为浅黄褐色粉土，结构致密，含石膏结核，夹9—23层桔红色古土壤，厚度88—193m，河谷区Ⅴ、Ⅵ级阶地分布同期的亚砂土及碎石土。
上更新统（Q3）：
风积黄土，披覆于一切老地层之上。
岩性为浅黄色粉土，疏松，具大孔隙，垂直节理发育，厚20—30m，河谷区Ⅲ—Ⅳ级阶地分布有同期的粉土及砂砾卵石。
全新统（Q4）：
风积黄土，分布于表层及沟道中。
其岩性为浅黄色粉土，厚度1—4m，河谷区Ⅰ、Ⅱ级阶地分布有亚砂土及碎石土，厚度7—28m。
4.矿体地质
组成该矿体的岩石类型为新近系泥岩，与上覆黄土呈不整合接触，岩性以紫红或砖红色砂质粘土岩、含砾粘土岩为主，并夹有少量砾岩、砂砾岩、砂岩，底部普遍有一层厚度不等的底砾岩，上部砂质粘土岩中含或夹灰质团块或条带，顶部普遍有一套厚度不同的灰白色－白色含砾屑微－泥晶灰岩。
岩石结构松散、胶结差、弱固结、成岩程度低，不显层理，风化强烈，多以残－坡积形式分布于地形较高处。
5.矿床开采技术条件
5.1水文地质
矿区西侧为咸水河，是黄河一级支流，位于永登县东部，大致与庄浪河平行，于西固区河沿村注入黄河，其上游有岔路沟和官路沟两条支沟，为季节性流水沟谷，只有在降雨时，才有地表径流，二者汇合后向南至土门川一带，接受泉水的补给，成为间歇性的溪流，流量可达6l/s。
市境内全长36km，汇水面积673km2，年径流量为3.38×106m3。
矿区内地势平缓，局部地段存在积水的现象，需要及时处理。
采矿区内，地下水不发育，未见地下含水层及地下水出露等现象。
有利于露天开采。
5.2工程地质
1．矿石及顶底板岩层的技术物理性质
矿体的顶底板岩为新近系泥岩，物理力学性能较差，抗压、抗剪强度小，易于变形滑动。
为此露天开采时应适当的减小采矿场的边坡角的角度，确保开采面的安全稳定。
2．矿床露天开采的地形条件
开采地段内地形条件简单，山坡平缓，没有大的冲沟，矿体出露点高差较小，最高点海拔1724m，最低点海拔1700m，相对高差24m。
上覆黄土结构松散，易于剥离。
岩（矿）层与地形坡角之间的夹角很小，剥采比值一般在1以下，因此本矿进行露天开采是最适宜的。
根据矿层及顶底板岩层的稳定性、开采深度、地下水特点等因素，采矿场的边坡角以50°为宜，该矿的剥采比小于0.1。
6.资源量评价
6.1工程适用性评价
6.1.1概况
砖瓦用粘土是粘土按其用途划分的一种矿产资源，是颗粒较细（直径＜0.039mm）的各种矿物、岩石碎屑组成的土状沉积物。
按其成因可分为残余粘土（原生粘土）和次生粘土。
是外生沉积作用或铝硅酸盐类岩石长期风化而成，有些是低温热液对围岩蚀变的产物。
矿物成分：
属塑性粘土质的矿物有高岭石、绢云母、白云母；属无塑性杂质的有石英、褐铁矿、方解石及白云母等。
化学成分：
有Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、水分、有机质等。
成分较为复杂。
性质：
与水拌合后具有粘性，干燥后能保持原来的形状，焙烧后具有岩石般的坚硬性。
主要用途是用于制造砖瓦。
粘土中常见的矿物或杂质及其影响：
石英：
在粘土中呈松散的颗粒状，或形成夹层、透镜体，石英能降低粘土的可塑性，减少干燥收缩。
氧化铝：
常以铝酸盐矿物形式存在，Al2O3含量多，粘土焙烧温度高，耐火度高。
氧化铁：
常见矿物为褐铁矿、含水赤铁矿、含水菱铁矿。
它们是一种助熔剂，也是粘土的着色剂。
当氧化铁在氧化条件下焙烧其制品呈红色，在还原条件下焙烧其制品呈灰黑到黑色。
氧化钙、氧化镁：
以碳酸盐（方解石、白云石）矿物赋存与粘土中，呈粉末或碎屑，结核团块状。
分散的碳酸盐能降低粘土的耐火度，增大烧成收缩，减少铁的着色力。
若呈碎块或结核状存在，焙烧后生成石灰吸湿后变成消石灰，从而使产品体积膨胀而炸裂。
氧化钾、氧化钠：
常以微粒状长石赋存于粘土中。
长石可视为溶剂，能降低粘土的耐火度。
有机质：
主要由植物腐烂形成，它能使粘土染色，增加烧成制品的气孔。
6.1.2工业要求
1．制砖瓦用粘土化学成分及其允许波动范围见下表：
砖瓦粘土化学成分要求表6—1
化学成分
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
波动范围（％）
55—80
7—12
3—15
0—15
化学成分
MgO
K2O+Na2O
SO3
有机质及化合水
波动范围（％）
0—3
1—5
0—3
3—15
2．对于粘土颗粒的要求
粘土的颗粒组成，对粘土的成型、干燥有较大的影响。
一般细颗粒多的肥粘土和粘土适宜于制瓦和薄壁空心制品，砂质粘土适宜制作普通砖。
国内对粘土的颗粒组成一般分为三级：
粘土级：
颗粒粒径＜0.005mm
尘土或粉尘级：
颗粒粒径介于0.005—0.05mm
粉砂或砂土级：
颗粒粒径＞0.05mm
各种砖瓦粘土粒级要求见表6—2。
砖瓦粘土粒级要求表6—2
名称
颗粒含量（％）
＜0.005mm（粘土）
＞0.005mm（尘土及粉砂）
肥粘土
＞60
＜40
粘土
30—60
70—40
砂质粘土
10—30
90—70
砂土
5—10
95—90
砂
0—5
100—95
一般砖瓦粘土的颗粒组成范围及含量见表6—3。
一般砖瓦粘土的颗粒要求表6—3
颗粒级别
粘土级
＜0.005mm
尘土粒级
0.005—0.05mm
砂土级
＞0.05mm
波动范围（％）
9—38
10—55
2—26（其中＞0.25mm的不多于2％
3．砖瓦粘土的可塑性指标
可塑性是粘土的基本性能，主要取决于其固相和液相的性质，如固相的化学性质、分散度、颗粒的含量和形状等。
对于同一种粘土可塑性的高低则取决掺合液体的种类和数量。
根据塑性指数大小，将砖瓦粘土分为三类：
高可塑性粘土（塑性指数＞15）；中等可塑性性粘土（塑性指数7—15）；低可塑性粘土（塑性指数＜7）。
一般制砖用粘土和砂质粘土，塑性指数应大于7，制瓦粘土比制砖粘土要求要高，塑性指数相应要高些。
6.1.3适用性评价
根据同区域同时代同成因同矿种的化学分析可知，矿石中Al2O3含量12.74％，Fe2O3含量5.06％，CaO含量8.39％，灼失量11.93％；测试可塑性：
流限31.5％。
塑限20.85％，塑性指数10.30；干燥诸项：
敏感系数0.99、临界水分13.21％、干燥收缩4.95%。
将该矿石与“大白土”掺合试产的成品砖质检，烧结砖强度平均值19.3MPa，吸收水率平均值8％，平均饱和系数0.19％，泛霜无，石灰爆裂无，质量合格，属优等品。
以上均符合GB/T2542—2003、GB/T5101—2003。
6.2资源量估算方法的选择及其依据
该矿为块体矿，矿的勘探是按勘探线进行的，各条勘探线又相互平行，故采用平行剖面法进行储量计算。
相邻两断面面积之差小于40％时，用梯形公式计算块断体积，若相邻两断面面积之差大于40％时，用截面角锥公式计算块段体积，储量计算块段作楔形尖灭时，采用楔形公式计算体积。
6.3估算参数的确定
1．厚度：
储量计算采用的矿体最小厚度标准，根据设计部门的要求为2m，对于独立矿体凡厚度在2m以下者，均不予单独计算储量，但矿体内各品级厚度不受此限制。
2．物理力学性质：
该矿各个样品的物理力学性质较稳定，单项工程断面物理力学性质经算术平均法和加权平均法验算结果相差无几，质量均符合标准。
3．面积：
在勘探线剖面图上用MapGis程序测定，常数为0.5。
6.4矿体圈定原则
勘探的工业矿体是地表剖面连续捡块化学样品控制的，深部无工程控制，具体圈定原则如下：
1.单项工程矿石中个别样品（连续厚度低于最低可采厚度）与上下样品品级不同，对应的相邻工程同一层位又无此品级，则与上下邻近样品合并计算，按其平均品位结果确定品级重新圈定。
2.相邻工程同一层位见矿为同一品级时，只要有一工程中矿石真厚度大于2m时，则直接相连。
3.相对应的邻近工程，同一层位品级不同时，用对角线相接。
4.单项工程主要品级内出现另一次主要品级，对应的相邻工程又无此品级时，则主矿体以实际位置连接，次矿体采用中间尖灭法；真厚度小于5m时尖灭，大于5m时2/3尖灭。
5.凡夹石真厚度大于2m时，均在储量计算图上划出，不测入储量计算剖面图以内，夹石真厚度小于2m时，将夹石合并邻近矿石中，以其平均品位确定品级。
6.5资源分类
本矿属第Ⅲ勘探类型矿，地表勘探线间距50—100m，符合规范要求，勘探地段内矿层厚度、矿石质量的变化均很稳定，根据上述特点，为便于露天开采，以考虑开采段为主，参考有关规范，采用自矿层顶底板分别沿倾斜下推斜距离来划分资源量类型，其各类资源量具备条件如下：
本次资源量估算对象为1个矿体，矿体上按系统勘探工程网度进行控制，勘探线间距50—100m，向深部自地表矿层顶底板沿倾斜下推40～50m，但矿综合研究程度不够，未编写开发利用方案或矿山设计，故估算资源量类别为（221b）。
推断的内蕴经济资源量（221b）：
是指在勘查程度只达到普查工作阶段要求的地段，地质可靠程度为推断的，资源量只根据有限的数据计算的，其可信度低。
可行性评价仅做了概略研究，经济意义介于经济至次边际经济的范围。
6.6估算结果
6.6.1前期开采量
该矿矿区尚未设立过《采矿许可证》,多年来一直属于无权开采状态，开采方式为露天开采，开拓方法采用公路开拓法，主要运输工具有汽车、装载机等。
年生产能力不详，累计开采量在30000方左右。
6.6.2估算结果
经过评价，该矿内蕴经济资源量（221b）总体积为1164857m3。
根据勘查区岩石的分布特点和开发利用条件，在对全区资源量评价计算结果见表6—4。
平行断面法储量计算表
表6—4
块段标号
储量级别
矿石品级
相邻断面
相邻断面间的间距（m）
地段体积计算公式
地段体积（m3）
孔隙率（%）
地段矿石体积（m3）
备注
编号
面积（m2）
1
2
3
4
5
6
7
9
11
1
221b
S1、S2
3840
100
183805
5
174615
2
221b
S2、S3
6310
100
631000
5
599450
3
221b
S3、S4
5520
100
273100
5
259445
4
221b
S4、S5
3120
56
85760
5
81472
5
221b
S5
1050
50
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