一、大理石矿
大理石矿在陇西东部四十里铺东南约2公里渭河东岸,由于矿藏岩层恰在河边,坡陡基岩易于剥露,深层经钻探测出岩体和围岩露头的空间位置,圈定了岩体范围,鉴定岩质较好,西北部可称良好。东南部岩体未勘探,但依露头所处位置及其岩性与西北部的协调和一致性,作为完整的一个岩体,看来不会有大的问题。
岩体宽度最大近200米,一般多在100米以上,长420米,以方格法测算岩体面积为5.5万平方米。
沿岩体中轴在地形上恰构成向北西缓倾斜的小梁脊,南北两侧均可作采掘时废渣运堆场地。从地表以上至132米高差(由导线最低点的17点至最高点的10点之间的高差)之间的块段中,平均截取30米厚作为有效开采地段,在现在小型开采的情况下,也是较为可靠的。据此计算出,可供初步开采的储量为165万吨(1.26万立方米)。
肉眼观察岩石露头可明显分为灰黑色、浅灰色及两者的过渡深灰色等3种类型,均为致密块状、隐晶及微粒结构。灰黑色者尚可见杆栏石残余小粒。地表受风化、铁染呈黄褐色,裂隙多而破碎。但风化较重的地带,似并不太深,因露头上多为能见到裂隙及石英方解石脉不甚发育的新鲜岩石,硬度多在5.5度以下,系全蛇纹大理石化纯杆岩、含辉纯杆岩以及蛇纹岩或碳酸块化蛇纹岩。
镜下观察:灰黑色者为交代残留结构及网状结构,即蛇纹石岩杆栏石裂隙交代,使杆栏石呈大小不等的残留体,含有部分辉石次闪石化,不均匀分布。饰变析出尘状微粒磁铁矿呈网状排列,原岩应为含辉纯杆岩。浅灰色者全为后期蛇纹石、碳酸块取代,原生矿物无残留痕迹。深灰色者蚀变程度介于两者之间,为碳酸块化全蛇纹石化纯杆岩。
经磨光,深灰色者呈乌黑油亮;浅灰色者为泛油脂光泽略带绿色的青灰色。有的还出现中国山水画样的花纹,深色者最受人喜爱。
试验样品出材率达80%,成板面积最大可达40×60厘米;一般为40×40厘米。
二、石灰石矿
石灰石矿位于县境内东南21公里处石门,属宝凤乡桦林村。地理坐标东经104°35'8"~104°36'4",北纬35°51'10"~34°51'4"。
矿区可修筑公路沿蓼西河于孙家坪接定天公路。矿区属中高山区,海拔最高2610.09米,最低2295米,相对高差315米,切割较强烈,地形较复杂。蓼西河上游(石门沟)贯流矿区中部,形成陡壁悬崖。矿区东、西部黄土覆盖广泛,灌木荆棘丛生,石灰岩出露甚少,给地质评价工作造成较大困难。
矿区于1968~1970年由陕西省区测队(武功)勘测过一次,1985年又经甘肃省地矿局第一地质队进行勘测。
1.矿体特征
矿体规模、产状分布及形态 矿区石灰岩矿呈层状产出,分布于矿区中部,东西伸延较稳定,经工程控制的长度达500米,向东800米仍见此石灰岩;石门西300米小圆井中也见有同类石灰岩残积块,矿体剖面平均厚42.3米。
在石门西矿体石灰岩走向为290°~310°,石门东略向北扭转,变为近东西向,整个矿体均向南西倾斜。北界倾角受断裂控制为70°,南界面倾角为60°,矿体中有少数压性和张性断裂,因断距小,对矿体的完整性无大的破坏。
矿石类型、结构构造、物质组成及质量变化 整个矿体由3种自然矿石类型组成:
灰色厚层石灰岩矿石,单层厚0.5~1米,微粒结构,以0.05毫米左右粒径的方解石为主,少数重结晶为较粗的颗粒,含量90%以上,白云石交代较普遍,含量小于10%,另有微量细粒石英。后期的方解石脉发育,结晶粗大。
化学组分:CaO51.93%~53.74%,平均52.83%,MgO平均1.31%,Fe2O3平均0.26%,Al2O3平均0.5%,SiO2平均2.19%,S和P低,为0.01%~0.02%。
此类矿石主要分布于石门两侧,由其向东西单层变薄,泥质成分渐次增多。
灰色薄层、中厚层含泥质及泥质石灰岩矿石层状产出,层单厚0.05米~0.03米,以中层厚为主,隐晶质——微粒结构,少数具砾状结构。矿石由隐晶质方解石(80%±)、泥质(20%±)和少量铁质组成,方解石脉体较少。
化学组分:一般CaO0.45%,MgO0.2%,Fe2O30.6%,A12O32%,SiO27%,S和P为0.01%~0.04%。
此类矿石分布于矿体中部。
灰色鲕状石灰岩矿石,矿石为中厚层状,具鲕状结构。矿石的鲕粒核心为生物碎屑、泥质等,包壳为同心圆状和放射状的隐晶状方解石,含量70%±;胶结物为泥晶和亮晶方解石,含量25%;另有5%±的白云石。矿石中后期方解石细脉较发育。
化学组分:CaO49%±,MgO2%±,Fe2O30.3%,Al2O31.5%±,SiO25%±,S和P均低,为0.02%±。
此类矿石多分布于矿体南部,向东西矿层变薄。
上述三类矿石组成总矿体,各剖面矿石化学组分平均品位见下页表。
矿体围岩及夹石 矿体下盘围岩部分为蛇纹岩,因两者为断裂接触,岩石较破碎。有的剖面探槽,因第四系覆盖深,均未挖到围岩,仅推测为蛇纹岩,有可能为白垩系之砂岩、砂砾岩。矿体上盘围岩为灰岩砾岩夹石英砂岩,部分剖面上盘为厚6.66米泥质粉砂岩,岩石较破碎。
矿体中部石门一带和东部探槽中,矿体中夹两层灰色粉砂质泥岩,分别厚0.39米和1.8米。
矿体及各剖面平均品位统计表
2.矿石利用及综合评价
矿石中CaO含量,平均为47.26%,各大块段多大于48%,有害成份MgO多小于2%。但部分地段或泥质灰岩中,CaO低于45%,MgO含量大于3%,故制作水泥时可搭配使用,其他化学组分均可满足水泥原料要求。
根据矿体化学成分计算,饱和系数(KH)为2.5。硅酸系数为3.0,铝氧系数为3.6,各系数均偏高,故需加粘士及铁矿原料。
经33个矿石化学样分析,S、P含量较低,符合电石灰岩要求,但CaO均偏低,其他均超过允许含量,难作电石原料。石门两侧厚层灰岩中CaO含量较高,为51%~53.74%,是否可作电石灰岩,尚需再作研究。
矿体、各剖面矿石化学成分系数表(www.xing528.com)
3.储量
通过计算,共求得D级矿石储量423.48万吨。
剥采比为0.63,因矿石储量较多,开采时可把最低开采线抬高,抛弃少量矿石,剥采比即可降为0.50以下。
经地表踏勘了解,矿体向石门东延长达800余米,向西约300米以上,远景储量300万吨以上。
关于矿区水文及开采技术条件,矿区中部沙河通过,但近源头,水量较小,矿层内及围岩中均不含水,灰岩中溶洞也不发育,只在矿体北部与蛇纹岩接触之断裂带有少量断层水渗出。开采时留通道,即可自然排出。矿体的最低开采面定为标高2300米,由于矿区地势陡峻,沙河水落差较大,矿体均高出区内侵蚀基准面,故具有自然排水的有利条件。
矿体裸露地表,形成陡壁悬崖,高出沙河水面0~70米,仅在凹陷处有黄土覆盖,易于露天开采。
陇西石灰石藏量丰富,渭河及各支流河谷均可采取。常年暴雨过后即随涨水冲流而下大量石灰石卵石,布层甚厚,可终年挖取,近年来石灰窑遍于各地区,建筑及民用石灰即仰给于此,年产已达数千吨。
三、砂 卵石
细砂和各种卵石为建筑用材料,随着建设的发展,用量极大。大小卵石各河流均可挖取。细砂以蓼西河的质量为最佳,蓼西河流域距县城5公里~15公里以上,两旁山岩全系红砂岩层,覆盖百米以上,雨后即随流水冲刷而下,由当地农民农闲时随时淘洗堆积沿岸,累累如丘,购运甚便,经检定技术指标:
细砂质地坚硬,大多为石英砂。
比重:2.63~2.67之间(克/立方厘米或吨/立方米)
容重:1.50~1.58之间(同上)
空隙率:37%~41%之间
含泥量:5%~2%之间(雨、洪除外)
细度模量:M=2.8~3.2之间,属中砂,级配良好。
文峰区至城区之间渭河段卵石技术指标:
比重:2.6~2.65之间(克/立方厘米或吨/立方米)
容重:1.49~1.57之间(同上)
空隙率:39%~43%之间
含泥量3%~1%之间(洪水后除外)
此外云田乡大咸河细砂,也由当地农民淘筛大量内销外运,乡设立砂厂集中经售。因铁路通过这里,转运兰州便利,每年运量甚大。年外运量比蓼西河产量高。
再县境东部距城20公里峡口有大小片石可供建筑用材料,并为修筑铁路时铺路面及修筑桥梁涵洞的主要原料。
四、煤 矿
据调查1945年福星乡之高家山及申家湾山谷中曾发现煤层,色深灰,味臊臭,燃之起蓝烟。厚约30厘米,夹于红砂土中,且含有枯枝败叶。附近居民初以锄锹掘取代柴薪做饭。渐深崖壁陷落,遂再未挖取。
五、粘 土
主要由占30%以上的颗粒直径小于0.005毫米的细小分散的矿物细粒所组成。也是一种重要的建筑材料。土性紧密,粘结性强,透水、通气差。分为硬粘性土、一般粘性土、软弱粘性土及红粘土四类。红粘土是一种碳酸盐岩石风化后的残坡积堆积,在河浦及首阳部分地区有零星分布。其他粘性土县境内也有零星分布。这类土可以烧制花盆及一般家用瓦器,并为烧制建筑用砖、瓦的主要原料,每年用量极大。
六、土 盐
产于渭北各地,以扫来的盐土盛于大容器内加水充分搅拌,俟溶解澄清后取水注入蒸锅内大火熬煮,水分蒸发,锅底白色沉淀物即是土盐。冷凝后用手捏成盐角儿或以散盐出售,味极苦。但解放前人民生活贫苦,直至民国20年(1931年)左右还有少数穷苦人民购食。
七、硝(火硝、芒硝)
硝土为含有钾、钠、钙、镁等硝酸盐类的泥土。主要由土壤中的含氮有机物经微生物,特别是硝化细菌而形成。分述如下:
火硝(KNO3)原料常用老土墙脚下的陈墙土,人畜便溺所在的地皮土等。主要取自于人烟稠密的城区古老房屋和古庙宇塌墙残垣处。制法先取硝土盛在约80厘米高的无底木桶内,下有禾秆编织成的甑子,搁在锅上蒸至气满时,即抬下加水过滤,先滤下者为头水,其次为二水至三水。盛酽水的盆内第二天早晨遇奇冷天气,盆边即厚结一层白色冰状物,称为火硝。二水、三水再掺入新土蒸后如上法套制。旧志载抗战中盐务局奉令收购外销,并给予硝户缓役的奖励,于是从事此业者日有所增,全年产量约计12万斤。解放后城区农户继续搭硝者也甚多。
芒硝(Na2SO4)产于渭北咸河流域各沟涧中。当地居民先选择地段辟为畦状,引涧中咸水灌畦,用耙翻搅后,经日光蒸发,移时即留无数柱状结晶体于地表,白若积雪,愈旱气温高则品质愈佳。产物做鞣皮用,以海原、固原为销售地。
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