粘土岩工业指标论证报告.docx

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粘土岩工业指标论证报告

****自治区********矿区

陶粒用粘土岩矿详查

工业指标论证报告

********************

二〇一九年七月

****自治区********矿区

陶粒用粘土岩矿详查

工业指标论证报告

提交单位：

法定代表人：

编制单位：

法定代表人：

项目负责人：

编制时间：

二〇一九年七月

附件目录

1、工程设计证书

2、编制人员名单

第一章概述

第一节项目简介

********************于2010年8月首次获得****自治区国土资源厅颁发的“****自治区*****************铁矿普查”勘查许可证，后经两次延续变更，现勘查许可证有效期限为2017年8月20日至2019年8月19日。

因该该探矿权有效期将截止，面临探矿权延续、保留等情况，********************委托********************对矿区进行地质综合分析研究，提出经济合理、对比可靠，能够满足探矿权保留所需的相应地质勘查阶段可行性论证报告。

********************经过对该探矿权所处区域地质资料及以往地质资料的分析，结合邻区探、采矿权的矿产信息，分析认为探矿权内的粘土岩矿具有一定的勘查前景。

并于2019年7月编制完成了《****自治区********矿区陶粒用粘土岩矿详查报告》。

为了科学、可靠、经济、合理的圈定矿产资源，********************委托************************编制《****自治区********矿区陶粒用粘土岩矿详查工业指标论证报告》（以下简称《工业指标论证报告》）。

第二节矿区概况

一、探矿权设置

证号：

********************。

探矿权人：

********************。

探矿权人地址：

****自治区********************。

勘查项目名称：

****自治区************************铁矿勘探。

地理位置：

************************。

图幅号：

J48E014014。

勘查面积：

21.32平方公里。

有效期限：

2017年8月20日至2019年8月19日。

勘查单位：

********************。

勘查单位地址：

********************。

发证机关为：

****自治区国土资源厅。

探矿权首次设立时间为2010年8月31日，初始登记的勘查面积为28.50km2。

至2015年8月20日延续探矿权证书时，变更为21.32km2，探矿权面积缩小7.18km2，缩减比例25.19%，详见表1-1。

******孪井滩移民示范区****铁矿勘查证沿革一览表表1-1

项目名称

勘查许可证号

有效期限

发证

单位

矿种

面积（km2）

变化原因

探矿权范围及拐点坐标见表1-2。

探矿权范围坐标一览表表1-2

1980西安坐标系

点号

B

L

X

Y

1

2

3

4

5

6

2000国家大地坐标系

点号

B

L

X

Y

1

2

3

4

5

6

二、位置及交通

勘查区位于****自治区******南部，北距******约120km，行政区划隶属于****自治区****管辖。

勘查许可证地理坐标为（2000国家大地坐标系）：

东经：

105°23′32″～105°27′02″

北纬：

37°45′34″～37°48′01″

勘查许可证中心点直角坐标为（2000国家大地坐标系）：

X=4182997.94；Y=18537300.15

勘查区内地形平坦，便道纵横，且有Y004乡道（沥青路面）从勘查区内南北向穿过。

勘查区经Y004向南约40km可达中卫市；北东经G06高速或G110国道约120km可达宁夏回族自治区银川市；向北经S218省道约120km可达****巴彦浩特镇；包兰铁路从勘查区外围经过，且在中卫市、青铜峡市和银川市均设有进出口及客货运站。

银川市及****等地均有机场运营。

因此，勘查区内外交通条件较为便利。

三、自然地理

1、地形地貌

勘查区地势平坦，略显东北高逐渐向西南变低之势。

海拔为1405米～1430米之间，相对高差25米，属低山丘陵地形，为典型的戈壁荒滩地貌，地势较平坦，植被发育稀疏，第四系覆盖层厚度不大，附近无大小山体存在，因此发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害可能性很小。

2、气象与水文

该区属温带荒漠干旱区，为典型的大陆型气候，干旱少雨，风大沙多，冬寒夏热，四季气候特征明显，昼夜温差大。

腾格里东缘地下水资源储藏丰富，光热风能资源充足。

四季分明，冬季漫长寒冷，春季干旱多风，夏季温热短促，降水集中，雨热同季。

无霜期较长，降水量偏少，蒸发量大。

勘查区距宁夏中卫较近，据宁夏中卫气象站1971—2018年资料，最高气温36.50℃，最低气温为-27.10℃，日最大温差30.20℃；日最大降水量15mm，多年年降水量56.8～262.1mm，多年平均年降水量159.45mm，且多集中在7～8月份；而多年平均年蒸发量1192.3～1468.7mm；霜冻期通常在11月至翌年的4月，最大冻土深度为74cm；风多集中在春秋两季，东北风最多，西北、东南风次之，平均风速2.3～2.8m/s，最大可达22.5m/s。

主要气象灾害有干旱、高温、大风、霜冻、沙尘暴等，其中干旱是影响农牧业最主要的气象灾害。

勘查区及周边无常年性地表径流，仅有因季节性暴雨形成的冲沟，雨季水流大多流向戈壁边缘低凹盆地渗入地下或通过时令河汇入黄河。

区内从未发生洪涝灾害，地表冲沟亦能满足季节性暴雨形成的洪流排泄。

据访问及地表冲沟观测，该区最高洪水位一般小于1m。

3、地震

勘查区地处贺兰山（银川）地震带西部，根据《中国地震动参数区划图》（GB-18306-2015），本区地震动峰值加速度为0.15g，地震基本烈度为Ⅶ度。

四、矿山建设条件

1、交通运输条件

勘查区内地形平坦，便道纵横，且有Y004乡道（沥青路面）从勘查区内南北向穿过。

勘查区经Y004向南约40km可达中卫市；北东经G06高速或G110国道约120km可达宁夏回族自治区银川市；向北经S218省道约120km可达****巴彦浩特镇；包兰铁路从勘查区外围经过，且在中卫市、青铜峡市和银川市设有进出口及客货运站。

银川市及****等地均有机场运营，交通运输条件良好。

2、供电供水条件

勘查区内有高压线路横穿而过，矿山备用2台THK-200GF柴油发电机组作为预备电源，能够满足矿山生产和生活用电需要。

勘查区水资源比较可靠，通过引水工程从中卫市将黄河水已引至********，途经勘查区北部，引水渠道近东西向横穿北部而过，水质优良，符合饮用水标准，可满足未来矿山生产和生活用水需要。

3、产业环境准入条件

根据《****自治区人民政府关于印发自治区国家重点生态功能区产业准入负面清单（试行）的通知》（内政发〔2018〕11号），****地处*****生态功能区。

****国家重点生态功能区产业准入负面清单（限制类B采矿业）中非金属矿采选业（10）中的粘土及其他土砂石开采（1019）属现有一般产业，《产业结构调整指导目录》中类型为允许类。

管控要求为新建用于铺路和建筑材料的石料、石渣、砂的开采工程生产规模不低于6万吨/年，生产工艺、设备水平、清洁生产水平必须达到国内先进水平。

现有矿山开展资源整合和技术改造工作，生产工艺、设备水平、清洁生产水平必须提升至国内先进水平。

本矿山规划生产能力150万吨/年，矿山生产期应严格按照在工艺技术，设备条件、清洁化达到国内先进水平。

开采结束后，对采矿工业场地内的建筑进行拆除，对工业场地、排土场进行覆土、平整、恢复植被，选择适合当地气候及土质的草种进行种植。

矿山生产期产生的“三废”得到有效处理，故矿山开采对区域的主体功能定位影响较小，同时有利于促进当地经济发展。

按照该区域的主体功能定位实行“点上开发、面上保护”的政策，符合自治区主体功能区产业环境准入条件。

4、其他条件

矿山建设、生产所需材料、燃料及生活物资主要购于*****、*****，劳动力资源主要来自周边地区。

勘查区周边地区通讯较为畅通，矿山有线、无线通讯信号清晰，信息、数据交换方便，投资和建设环境良好。

第三节编制依据

1、2019年7月，********************提交的《****自治区********矿区陶粒用粘土岩矿详查报告》；

2、2019年6月，****自治区******提交的《****自治区********矿区陶粒用粘土岩矿石加工技术性能试验报告》；

3、国土资源部关于印发《矿产资源节约与综合利用鼓励、限制和淘汰技术目录（修订稿）》的通知（国土资发[2014]176号）；

4、《****自治区人民政府关于自治区主体功能区规划的实施意见》（内政发[2015]18号）；

5、《****自治区人民政府关于印发自治区国家重点生态功能区产业准入负面清单（试行）的通知》（内政发[2018]11号）；

6、****自治区人民政府关于印发自治区绿色矿山建设方案的通知（内政发[2017]111号）；

7、《高岭土、膨润土、耐火粘土矿产地质勘查规范》（DZ/T0206—2002）；

8、《矿产资源工业要求手册》（2014年修订本）；

9、委托方提供的其他相关资料。

第二章资源形势分析

第一节陶粒粘土的应用

陶粒粘土是一种陶瓷质地的人造颗粒。

以粘土、亚粘土等为主要原料，经加工制粒，烧胀而成的，粒径在5mm以上的轻粗集料称为陶粒粘土。

陶粒粘土其本质经济实用、节能环保，具有轻轻质、强度高、吸水率低、隔热保温、抗冻耐腐蚀等特点，大量应用于配制高层建筑结构砼、屋面找坡、保温隔热、污水处理、园林绿化、无土栽培等领域。

陶粒粘土在日常生活建筑中广泛应用普通建筑的屋顶找坡、保温隔热层，别墅、高档住宅楼盘的楼面，非承重墙体的隔音隔热，还用于书房，卫生间、娱乐场所等室内装潢装饰。

一些陶粒粘土把流行并成熟的陶粒层状蓄水型排水系统广泛应用于地下车库顶板绿化。

在园林绿化方面由于陶粒粘土由表及里有许多微孔，具有一定的机械强度，吸水、透气、持肥能力强。

小颗粒堆砌在一起形成许多空穴，透气利水，不会板结。

干燥状态下没有粉尘，泡水后不会解体，不产生泥水，这种基质远优于大自然中的泥土。

因为其透气利水性比泥土好，所以种花草成活率比泥土要高！

全营养陶粒种植土内含：

氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅、铁、硼、锰、锌、铜、钼等营养元素，使植物成活率更高，寿命更长。

在欧州陶粒粘土广泛应用在屋顶花园、观赏花园、儿童游乐园、广场花园，高尔夫草坪果岭排水，足球草坪中用陶粒种植土代替传统沙土。

第二节陶粒粘土的特点

陶粒粘土的筒压强度在0.7-3.5MP，陶粒粘土容重在210-600Kg/m3，导热系数0.23-0.55W/MK，吸水率小于10%，耐火度大于500。

吸声系数在0.53-0.88。

陶粒的外观颜色因所采用的原料和工艺不同而各异。

焙烧陶粒的颜色大多为暗红色、赭红色，也有一些特殊品种为灰黄色、灰黑色、灰白色、青灰色等。

因为生产陶粒的原料很多，陶粒的品种也很多，因而颜色也就很多。

陶粒粘土滤料滤池在同样条件下滤速可达16m/h。

陶粒粘土工作周期24h以上，周期产水量达（800-1000）实践经验表明；陶粒滤料的截污能力强，是石英砂滤料的1.5-2倍。

陶粒粘土滤料在加工制作过程中在生产的各个环节中，严格从粒径、均匀度级配、密度、酸可溶率、粒子形状、孔隙率、比表面积、耐磨擦等各个方面进行严格把关，确保质量。

目前已广泛应用于市政污水、各种工业废水及污水深度处理方面。

陶粒粘土因其优越的性能广泛应用于基础建设、园林绿化等各个领域，其社会需求量大，具有显著的社会效益和经济效益，市场前景广阔。

第三章矿产资源概述

第一节勘查区地质概况

一、地层

勘查区内出露的地层有石炭系土坡组（C2t）、白垩系下统庙山湖组（K1ms），其它各处被第四系上更新统风积黄土（Qp3-2eol）所覆盖；钻探工程均揭穿矿层后终孔，终孔层位多为矿层底板的一层含砂泥岩或含泥砂岩，未揭穿白垩系下统庙山湖组（K1ms）。

现将勘查区地层的岩性、厚度、接触关系按由老到新的顺序叙述如下：

1、石炭系上统土坡组（C2t）

根据普查阶段钻探资料可知，其探矿权内该段地层厚度一般207.82～685.84m，平均503.54m。

详查工作通过地质填图，石炭系上统土坡组仅在勘查区北西小范围出露，而本次工作的目标矿体是白垩系庙山湖组粘土岩，故未有钻孔布设。

2、白垩系下统庙山湖组（K1ms）

根据普查阶段钻探资料可知，其探矿权内该段地层厚度一般0.00～413.95m，平均95.56m。

本次详查工作勘查区内所见及的该段地层厚度一般15.90～86.40m（未揭穿），岩性主要为红棕色（局部砖红色、灰绿色、紫红色）粘土岩、含砂泥岩、含泥砂岩、含砾砂岩等，与上覆地层呈不整合接触。

该段地层是本次工作的重点含矿地层。

3、第四系上更新统风积黄土（Qp3-2eol）

根据详查工作钻孔揭露情况，勘查区内第四系上更新统风积黄土（Qp3-2eol）其厚度一般0.60～3.30m，平均2.74m，岩性主要为风积砂、砂土、粉土组成，含少量冲洪积的杂色变质砾岩，松散，未胶结。

二、构造

前期普查工作着重对探矿权内古生代石炭系的构造形态进行了研究，探矿权内石炭系总体构造形态为位于北部的一向斜及位于南部的一背斜构造，其走向均为近东西向展布。

根据普查钻孔揭露，中生代白垩系庙山湖组地层不整合沉积于石炭系土坡组地层之上，其构造形态基本与石炭系一致。

受背斜隆起影响，白垩系地层于背斜轴部逐渐变薄至缺失，不连续。

本次地质工作选择的勘查区位于探矿权内南部背斜之南冀，勘查区总体构造形态为一走向近东西、倾向南的单斜构造；区内未发现断裂、褶曲等构造。

因此，勘查区构造类型属于简单型。

三、岩浆岩

根据详查地质填图及钻探工作成果，勘查区内无岩浆岩侵入，岩浆活动对粘土岩矿及含矿地层无影响。

第二节矿床特征

一、矿体（层）特征

勘查区内大面积被第四系风积黄土所覆盖，仅勘查区西部有小范围白垩系地层出露，出露岩层均为粘土岩矿体，矿体出露不全，其上部直接为第四系风积黄土所覆盖，出露点未见其底板。

经过对一处因季节性河流冲刷导致矿体出露点的测量，矿体走向近东西向，倾向南偏西，矿体倾角在5～15°之间。

本次选择的勘查区面积2.41km2，根据施工的18钻孔揭露，勘查区内矿体大部分布，分布范围2.16km2，占勘查区的89.63%；可采（矿体厚度≥6m）面积2.00km2，占矿体分布范围的92.59%。

勘查工作见矿点厚度为13.30～50.00m，平均28.97m，矿体在走向上自西向东逐渐变薄，无夹石赋存，规律明显；倾向上厚度变化不大。

根据对露头点的观测及钻孔揭露，粘土岩矿呈红棕色，局部砖红色、紫红色等，巨厚层状，泥质结构，平坦状断口，遇水后具粘滞感及滑腻感，有一定的粘性及可塑性，松软。

二、矿石质量

1、矿物成份及含量

主要矿物成份为外生沉积作用或铝硅酸盐类岩石长期风化而成的次生粘土。

为准确了解岩石矿物组成成分、含量及其产状等，经X-射线衍射分析和扫描电子显微镜分析，矿石成分主要为蒙脱石和伊利石，高岭石次之。

蒙脱石含量约34.3～43.6%，平均39.7%，颗粒细小，约0.2～1μm，呈现蜂窝状、丝絮状等，具胶体分散特性，通常都呈块状或土状集合体产出，在电子显微镜下可见到片状的晶体，颜色或白灰，或浅蓝或浅红色。

伊利石含量占3.1～12.7%，平均8.9%。

呈白色，因杂质而染成黄﹑绿﹑褐等色；底面解理完全，硬度1～2，比重2.6～2.9；呈极细小的鳞片状晶体，透射电子显微镜下呈不规则的或带棱角的薄片状，有时也呈不完整的六边形和板条状形态，其片状或条状的晶体非常细小，通常呈土状集合体产出。

高岭石含量占3.4～9.4%，平均7.0%。

具极完全解理，硬度2.0~3.5，比重2.60~2.63。

呈书页状、蠕虫状、手风琴状，多以孔隙充填的形式存在于粒间孔隙。

其晶间结构比较松，集合体光泽暗淡或呈蜡状。

2、矿石化学成份及其质量

地质工作在勘查区内共布设了6条勘探线18个钻孔，采集劈芯样248组（件），样品采集规格为2m/组；揭露矿体出露点1处，共采集刻槽样3组（件）。

样品送****自治区第四地质矿产勘查开发院测试中心进行了化学分析，其分析结果汇总如下表3-1：

粘土岩样化学分析结果表表3-1

分析项目

ω（SiO2）

/10-2

ω（Al2O3）

/10-2

ω（Fe2O3）

/10-2

ω（CaO+MgO）

/10-2

ω（K2O+Na2O）

/10-2

ω（有机质）/10-2

ω（烧失量）/10-2

最大值

60.89

20.71

6.39

4.61

3.45

1.95

13.20

最小值

51.61

10.05

2.88

3.86

2.65

1.03

6.91

平均值

56.48

18.16

4.35

4.24

2.87

1.38

8.99

变化系数

6.27

8.03

10.85

6.29

10.45

30.52

6.63

经检测，勘查工作采集的粘土岩矿石品位较稳定，矿石化学成分基本符合《矿产资源工业要求手册》（2014年修订本）中对陶粒粘土岩类要求的化学成分允许波动范围。

通过对各采样点及见矿点平均品位的对照，勘查区内的粘土岩质量在走向及倾向上均无明显变化，略呈矿体赋存越浅矿石化学成分变小之势，说明风氧化对矿体的化学成份有一定的作用。

经计算分析，矿石的总体变化系数不大，仅有机质含量的变化系数为30.52%，其它各类化学指标的变化系数分别为SiO2：

6.27%；Al2O3：

8.03%；Fe2O3：

10.85%；CaO+MgO：

6.29%；K2O+Na2O：

6.27%；烧失量：

6.63%，均小于15%。

结合勘查工程对矿层的分层鉴定，粘土层内无明显夹石赋存，区内粘土岩矿石质量稳定，变化有规律，内部结构简单。

3、矿石物理性能及其质量

经检测勘查区内陶粒粘土岩矿比重在2.14～2.99g/cm3之间，平均值2.70g/cm3，依据《矿产资源工业要求手册》（2014年修订本），比重值大于400kg/m3，为一般陶粒。

为了解陶粒粘土物理性能参数，详查工作在见矿钻孔中进行了系统组合采样，样品质量为10kg，共采集物理性能测试样17组（件），根据其工业要求，检测项目为颗粒度、膨胀性能、可塑性指数、耐火度、膨胀率、粘土熔融温度、吸水率、软化系数等。

检测结果见表3-2。

依据上述分析结果，陶粒粘土各项物理性能分别为：

颗粒度小于0.005mm的含量为25.4～40.1%，平均34.5%，颗粒度介于0.005～0.05mm的含量为37.3～54.3%，平均45.5%，颗粒度介于0.05～2mm的含量为8.6～21.6%，平均14.7%，颗粒度大于2mm的含量为1.4～9.4%，平均5.4%。

根据《矿产资源工业要求手册》（2014年修订本）中对陶粒粘土颗粒度的要求，粒度愈细对膨胀愈有利，但过细会增加陶粒烧制成本，一般以每平方米通过4900孔筛的筛余为10～25%为宜，本次检测通过4900孔筛的筛余约为11.9～26.4%，平均20%，符合的10%～25%的经济工业指标；膨胀性能为0.67～1.1g/cm3，平均0.86g/cm3；膨胀率为2.8～4.4，平均3.6；可塑性指数为19.9～29.7，平均24.8，均大于15，为一般陶粒粘土；矿体耐火度介于1150～1215℃之间，符合陶粒用粘土生产加工要求的1100～1230℃；粘土熔融温度为1180～1260℃之间，烧结温度范围125～141℃之间。

因此，矿体的加工工艺性能较好，便于操作，能有效控制生产成本。

粘土岩样物理性能测试结果表表3-2

采样编号

颗粒度（%）

膨胀性能（g/cm3）

可塑性指数

耐火度（℃）

膨胀率

粘土熔融温度（℃）

吸水率（%）

软化系数

粒型系数

烧结温度（℃）

＜0.005mm

0.005～0.05mm

0.05～2mm

＞2mm

孪1-102组

35.9

45.2

10.6

8.3

0.85

22.8

1150

3.1

1200

21.4

0.28

1.26

125

孪1-103组

35.7

41.1

13.8

9.4

0.77

25.1

1150

2.8

1180

16.7

0.35

1.33

129

孪1-104组

29.8

52.3

13.5

4.4

0.82

28.7

1180

3.6

1235

19.1

0.37

1.19

131

孪1-201组

39.5

38.6

18.8

3.1

0.69

21.3

1165

3.3

1215

23.4

0.22

1.26

132

孪1-202组

32.7

44.3

21.6

1.4

0.87

29.7

1195

4.1

1240

17.5

0.36

1.30

138

孪1-203组

27.9

46.0

21.3

4.8

0.96

27.5

1200

3.9

1250

17.2

0.42

1.37

130

孪1-301组

40.1

37.3

16.9

5.7

1.05

22.2

1165

4.4

1220

20.3

0.41

1.28

133

孪1-302组

37.6

50.5

8.6

3.3

0.88

26.3

1175

2.9

1225

16.0

0.38

1.39

141

孪1-303组

25.4

54.3

11.4

8.9

1.00

28.7

1180

3.5

1230

18.4

0.47

1.41

127

孪1-401组

39.1

44.4

14.0

2.5

0.74

24.5

1170

4.0

1255

22.5

0.33

1.37

135

孪1-402组

33.8

51.1

10.2

4.9

0.82

19.9

1215

4.3

1260

16.6

0.30

1.34

139

孪1-403组

39.9

40.3

13.4

6.4

0.67

23.3

1195

3.6

1230

19.8

0.35

1.30

131

孪1-501组

28.8

54.3

13.3

3.6

0.91

25.7

1155

3.9

1200

20.1

0.44

1.28

128

孪1-501组

33.7

42.2

17.1

7.0

0.77

25.1

1180

3.1

1230

17.0

0.48

1.32

130

孪1-503组

31.9

50.6

15.5

2.0

1.10

25.0

1185

3.6

1230

15.3

0.41

1.40

133

孪1-601组

38.4

43.4

11.7

6.5

0.88