保山复合破碎制砂机怎么使用_移动破碎制砂机

【摘要】本文概述了云南省“保山米黄”大理石资源分布情况，介绍了“保山米黄”的岩性及矿石特征；简述了白云岩破碎的原因为“白云岩砂化”，其实质为白云岩溶蚀、淋滤作用。查明白云岩破碎的成因及其形成机制，对于“保山米黄”找矿及资源评价、开发利用意义极大。

【关键词】“保山米黄”大理石 资源分布 白云岩砂化 开发利用

云南省保山市大理石资源丰富，尤其以“保山米黄”为优质大理石品种，在中国乃至世界大理石产品市场中拥有一席之地。业界流传“中国米黄大理石资源的一半在云南，云南的一半在保山”，目前“保山米黄”已远销美国、加拿大等发达国家。

“保山米黄”资源分布广泛，但多风化破碎，对成矿条件及资源评价影响极大。查明影响成矿的这一因素，有利于找矿及开发利用。

1 资源分布

1.1 矿体赋存层位

“保山米黄”赋存于三叠系中统河湾街组（T2h）中，岩性主要为浅灰黄—灰黄色白云岩，另有部分白云质灰岩。保山市境内河湾街组（T2h）分布面积广泛，主要位于隆阳区及施甸县，约占全部地层面积的四分之一。但该地层岩石总体风化强烈呈碎块状，仅少量风化微弱呈完整块状，在块度较好、开采技术条件理想时可形成矿体（照片1）。资源主要集中在保山市隆阳区杨柳乡、西邑乡、瓦渡乡及施甸县仁和镇、何元乡。风化破碎者无法作为饰面石材，本身较松散，稍加工即可作为人工机制砂，用作普通建筑石料（照片2）。

照片1 白云岩呈完整块状产出

照片2 碎块状白云岩可用作普通建筑石料

1.2 矿石特征

“保山米黄”矿石岩性主要为浅灰黄—灰黄色细晶白云岩。风化面呈灰黑色，表面溶蚀发育，形成刀砍状溶沟。断口粗糙，颗粒感较强，呈砂糖状，新鲜面为浅灰黄色、灰黄色、浅灰红色，可见杂乱分布之白色、浅灰黄色方解石细脉。

矿石体积密度2.70～2.85g/cm3，吸水率0.51%～1.14%，肖氏硬度29～64；耐磨度0.054～0.11g/cm2；抗压强度55～141MPa，抗折强度7.4～19.9MPa。各项物理力学性能及指标能满足饰面石材的要求。放射性低，属A类建筑装修材料，其产销与使用范围不受限制。

1.3 围岩及风化特征

含矿层位河湾街组（T2h）按风化程度可划分为微风化之完整块状白云岩与强风化之碎块状白云岩，前者形成矿体，矿石品种为“保山米黄”，后者则为围岩。

强风化碎块状白云岩的分布有两种方式，一是围绕完整块状白云岩，平面上将后者包围，后者直接裸露；二是覆盖于相对完整块状白云岩之上，向下渐变而有一定块度。表明白云岩风化溶蚀存在不均匀性，强风化碎块状与完整块状白云岩在地表同一高程相伴分布；而从垂直方向上看，风化有一定深度，且由上至下减弱。

白云岩受风化作用影响极大，多数强风化，呈碎块状、砂状，部分呈粉末状，风化节理密集，将岩石切割成大小1～5cm大小的碎块，碎块棱角清楚，锤击即散成砂状或粉末状。沿节理面及层面多有褐红色铁质浸染。碎块状白云岩分布地段，地表褐红色粘土较薄，一般厚20～30cm，粘土中含大量白云岩碎块，大小1～5cm，棱角明显（照片3）。据观察，地表风化深度最大可达20m以上，对饰面石材矿的开发利用极为不利。

照片3 碎块状白云岩细部特征（左）及表层粘土分布情况（右）

2 白云岩风化破碎原因

三叠系中统河湾街组（T2h）得名于保山市杨柳乡河湾街，岩性以一套稳定的白云岩为特征，风化后极破碎，故俗称“破灰岩”。它是继二叠纪沉积后海退遭受侵蚀，至中三叠世早期再次海侵而形成的一套潮上或泻湖相沉积。反映了当时气候干燥，年蒸发量大于降水量，海水周期性补给含盐量高的自然环境。

2.1 白云岩砂化

据已有资料，相关论文对碎块状白云岩的形成机制进行有过分析，主要从工程勘察角度出发，偏重其对工程地质条件的影响。

2007年6月，成都理工大学王兰生、赵其华教授对四川省坪头水电站厂址区考察时，发现细晶白云岩溶蚀作用强烈，呈散体结构的砂夹白云岩块石，岩体强度较低，手捏即散成砂状，认为是白云岩溶蚀、淋滤作用的产物，将这种特殊的地质现象称为“白云岩的砂化”。

2.2 白云岩砂化机制及演化

1.白云岩砂化机制

白云岩砂化是白云岩岩溶作用的结果，其发育的基本条件包括可溶性岩石、岩石透水性、地下水特征（包括地下水循环交替特征和地下水化学特征）。

细晶白云岩常含有方解石等其他易溶性矿物，由于方解石等其他易溶性矿物在细晶白云岩中分散分布，地下水首先将这些易溶性物质溶解形成许多孔隙，水不断渗入孔隙并循环，使岩石孔隙不断增大，体积不断减小，岩石强度不断降低，最终生成散粒状的白云石粉，形似粉细砂。这一特殊溶蚀现象就是白云岩的砂化机制。

一般情况下，细晶白云岩的“砂化”首先沿着易于地下水渗入和流通的岩体中的各种结构面（尤其是地质运动过程中受到扰动的结构面）进行，形成规模不等的“砂化”条带网络，随着地下水的溶蚀、淋滤作用的不断进行，岩溶的不断发展，“砂化”条带逐渐向结构面两侧扩张，最终使细晶白云岩出现整体溶蚀，围绕滞后溶蚀的白云岩块体构成“砂土包块石核”状，可简称“砂包石”状。

2.白云岩砂化过程

随着白云岩岩溶砂化作用的发展，白云岩砂化物质结构演化特征为：白云岩母岩—白云岩砂—白云岩粉—粘土。砂化物质具较明显垂直分带特征，前述结构在溶蚀作用过程中由弱到强，由下至上依次分布。

白云岩砂化发育分布受气候水文条件、地貌条件、地质构造条件影响较大，平面上表现为不均一性，而垂向上则表现为明显的分层特征。

白云岩砂化作用发展伴随的地球化学演化过程表现为：易溶物质 CaO、MgO 的不断溶蚀淋失；在由白云岩转变成粘土的过程中，Fe2O3、Al2O3主要通过沉淀、交代等作用与SiO2结合形成次生粘土矿物，SiO2、Fe2O3、Al2O3变化幅度大，明显富集，含量增加到原来几倍乃至十几倍。

3 白云岩砂化对“保山米黄”开发利用的影响

白云岩“砂化”是一种极为特殊的岩溶现象。岩溶会降低岩石强度、破坏岩体完整性、形成各种洞隙，岩溶发育区除存在工程地质问题外，还会对石材开发利用造成各种不利影响。

3.1 “保山米黄”的白云岩砂化

“保山米黄”的白云岩砂化特征明显，细晶白云岩溶蚀“砂化”机制是水在岩石孔隙中循环，将胶结物方解石先溶解掉，使岩石孔隙度增高、强度降低，最后残留散粒的白云石粉（砂）（照片4）。

照片4 砂化之白云岩

对河湾街组（T2h）微风化完整块状与强风化碎块状白云岩采样，对比主要化学成分及矿物成分，查看二者的差异性：

1.化学成分

岩性主要为白云岩，另有少量白云质灰岩。从表1可看出，主要化学成分为CaO、MgO、Loss（烧失量，主要为CO2），其总量占了绝大部分，TFe2O3、Al2O3、SO3含量轻微，而SiO2仅在白云质灰岩中含量较高。

比较完整块状之白云岩母岩与砂化的碎块状白云岩，化学成分基本相近，无明显不同，表明“砂化”过程以物理风化为主，化学成分变化较小。

表1 白云岩化学分析结果表

编号

成 分 分 析 ω（B）（×10-2）

岩石名称

地 点

CaO

MgO

SiO2

TFe2O3

Al2O3

SO3

Loss

合计

H2-2

32.55

19.89

0.44

0.077

0.081

0.017

46.42

99.48

碎块状白云岩

施甸县仁和镇大水井

H2-3

30.51

21.50

0.34

0.081

0.092

0.015

46.77

99.31

完整块状白云岩

H3-1

42.23

7.06

7.21

0.59

0.97

0.048

40.91

99.02

完整块状白云质灰岩

隆阳区西邑乡下乌马

H3-2

45.17

4.11

8.15

0.68

0.99

0.067

39.96

99.13

碎块状白云质灰岩

H4-4

31.87

20.53

0.63

0.14

0.15

0.011

46.59

99.92

碎块状白云岩

隆阳区杨柳乡高检槽

H4-7

33.17

18.95

0.28

0.072

0.11

0.016

46.56

99.16

完整块状白云岩

隆阳区杨柳乡高检槽

H4-5

31.14

20.76

0.72

0.18

0.24

0.014

46.67

99.72

碎块状白云岩

隆阳区瓦渡乡券桥河

H4-6

33.81

18.80

0.44

0.11

0.16

0.012

46.50

99.83

完整块状白云岩

隆阳区瓦渡乡券桥河

备注

矿石品种均为米黄大理石

2.矿物成分

保山市境内白云岩结构、构造相近，完整块状白云岩显微镜下鉴定结果（照片5）：白云岩多具细晶结构，矿物成分主要为白云石，呈他形—半自形—自形粒状，大小0.1～0.25～0.5mm，含量90％～95％；次为方解石，呈不规则粒状，大小0.075～0.25～0.5～2～3mm不等，含量3％～5％；另有少量铁质，呈黑褐色、黄褐色细小斑点状、尘点状。白云石粒度大小总体以0.15～0.25mm细晶为主，颗粒表面普遍有黄褐色细小尘点状铁质分布，显得不洁净。方解石表面较干净，形态不规则，部分呈细脉状出现，分布不甚均匀，局部呈团块状。

碎块状白云岩与完整块状白云岩结构、构造、矿物成分及含量等基本一致，区别主要在于其显微裂隙较发育，其宽度0.015～0.075mm，另有部分尚未完全裂开的裂纹存在（照片6）。

照片5 白云岩（完整块状）

1.白云石2.方解石3.小孔洞

照片6 白云岩（碎块状）

1.白云石2.铁质3.裂纹

总体看来，完整与破碎之白云岩化学成分相近，矿物组成及结构、构造变化不大，基本无差异。本区构造不发育，造成破碎的原因，可能是“白云岩砂化”及应力作用等多种因素叠加的结果。

3.2 白云岩砂化对“保山米黄”的影响

“保山米黄”属沉积型大理石，影响其荒料大小的因素主要有单层厚度，节理发育情况（包括节理组数及间距），以及风化溶蚀等。单层厚度取决于原始沉积环境，有充足的物质来源，地壳稳定者沉积厚度较大；节理发育情况受构造控制，构造不发育则节理间距一般较大，相应地有大块度石材；而风化溶蚀与水介质、岩石及其透水性有关。

“保山米黄”分布层位及其主要岩性，决定了其溶蚀受白云岩砂化影响明显，岩体结构面（如节理裂隙面、层理面）是白云岩砂化发育的主要通道，白云岩砂化的空间分布具体表现为平面上的不均一性和垂向上的成层分布性。

从“保山米黄”矿山开发利用角度分析，白云岩砂化的影响主要表现在两个方面：一方面岩体结构类型为碎裂—散体结构，岩体质量类别为Ⅳ—Ⅴ类，构造裂隙及风化裂隙密集，强度极低，“不堪一击”，影响边坡稳定性；另一方面影响矿体与围岩界线的圈定。考虑开采技术条件，矿体圈定时如碎块状白云岩剥离量较大，可直接排除在外，矿体边界线即为完整块状白云岩与碎块状白云岩的界线，碎块状白云岩构成矿体围岩。

“保山米黄”矿山总体地质程度较低，一般以地表调查为主，仅有少数矿山因采矿权人重视，布置了少量钻孔对矿体深部情况进行控制，了解矿石块度、花色品种变化、风化层厚度及岩溶发育深度等，对矿山剥离及开采成本也有一定了解。

个别矿山将风化破碎之白云岩盖层剥离后，开采相对完整的白云岩，因隐裂隙发育，虽然荒料块度较大，但切割板材时易碎裂，因此多以注浆方式对荒料进行预处理，对切割的板材采取背网等措施，以提高板材率。后期措施可对石材荒料本身缺陷进行弥补，但增加了加工成本，影响市场竞争力（照片7、8）。

照片7 开采平台（地表为风化破碎之白云岩盖层）

照片8 开采现状（地表为风化破碎之白云岩盖层）

一个好的饰面石材矿山，需要满足剥采比小、块度大、荒料率及板材率高等条件。相比较而言，花色品种还处于次要位置。在圈定矿体时，应有意识避让白云岩砂化严重地段。

碳酸盐地区溶蚀发育，“保山米黄”矿山节理裂隙溶蚀后常形成大的孔洞或宽度0.5m以上的缝隙，溶蚀影响深度超过20m。在这20m范围内大的荒料较少，但岩石总体完整。而风化破碎的白云岩（“砂化”的结果）剥采比大，开采价值较低。

4 “保山米黄”的开发利用

石材矿山资源的诸多评价因素最终都是为了以较低成本和较少投入取得较大的经济效益。根据矿山资源实际情况，通过对各要素深入细致研究、分析和多方案比较，依照石材品种的市场价格、需求及生产消费趋势，结合矿山资源量，合理确定投资规模，同时满足政策对石材行业准入条件的规定。对拟开发石材品种、数量、质量、价格及产品竞争力进行分析研究和预测，评估投资回报和经济效益。

从资源角度来看，避开风化破碎砂化严重地段，围绕含矿层位圈定完整块状白云岩作为目标矿体。选择开采技术条件较好、块度较大、荒料率及板材率均能满足要求的地段，利用地表及深部工程对矿体进行控制，了解花色品种及块度变化，明确溶蚀对矿山的影响及剥采比大小。在此基础上进行开发，才能做到有的放矢，将资源优势转换为经济优势。

据《石材》（2017年第6期）资料，2016年世界最大的6个石材生产国（排序为中国、印度、土耳其、巴西、伊朗、意大利）的石材开采量占世界总量的71％，其中中国开采量达4600万t，仍占世界第一位，占世界大理石、石材总量的1/3。

中国是世界石材大国，但不是石材强国。中国石材量大价低，经济效益差。虽有不少好的石材品种，但对资源的把握不足，推广受限，因此缺乏国际认可的石材品牌。

“保山米黄”开采、加工多集中在保山市隆阳区杨柳乡及施甸县何元乡一带。对“保山米黄”产品在市场发展中存在的问题，曾有文章分析认为“保山米黄”的储量及综合品质等并不比西欧米黄差，却未能有大发展的原因主要有六条：1.矿山资源未充分利用，没有形成覆盖市场的大批量供货；2.对品种分类及市场定位不明确；3.加工设备简陋、加工技术落后、产品精度不够，达不到预期市场效果；4.以往主要出售荒料，运到福建水头和广东云浮去加工，大规格板材加工产量跟不上，经销商无法下大定单；5.未建立代表“保山米黄”特色的石材市场分销网络，未能打出自身响亮品牌；6.当地政府对石材产业的重视及支持度不够。

时过境迁，保山市政府对石材产业大力扶持，出台相关政策，石材产业园区配套矿权，开采加工一条龙；随着有实力投资商的进入，矿山开采规范，板材生产线日趋先进，加工质量已不可同日而语；“保山米黄”的市场推广良好，已形成品牌。矿山资源是第一位的，拥有大型优质矿山、有良好加工及供应链，才能有效控制成本、增大利润，占领市场，在石材产业中有较大话语权。

鉴于储量大、质地优、品种多、开采条件好、交通方便、气候适宜等优势，保山可能成为中国最大的米黄大理石石材产业基地。

本文分析了“保山米黄”含矿地层的“白云岩砂化”现象。加强对影响石材开发利用因素的地质研究，有利于找矿工作的开展以及矿山资源的切实掌握，这对企业做大、做强与“保山米黄”的推广有较大意义。

参考文献

[1] 云南省地质局.1:20万《保山幅》区域地质调查报告[R]. 1981.

[2] 中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队. 云南省保山—施甸地区石材资源调查评价报告[R]. 2016.

[3] 何文秀.美姑河坪头水电站厂址区白云岩砂化成因及其对工程影响研究［D］.成都:成都理工大学,2008.

[4] 张良喜,张海泉,赵其华,何文秀.四川坪头水电站白云岩砂化特征及发育分布规律[J] .人民长江, 2012年10月,第43卷第19期,42-44.

[5] 邹子南,王湘锋.浅谈细晶白云岩“砂化”机制及工程实例[J] .中国新技术新产品,2012.08,91-92.

本文首发于2018年2期《石材》，经原创作者授权，转载。

原创作者马文昆，中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队地质勘察院院长，教授级高级工程师。