新型建筑材料砂岩资源特征与开发建议

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摘要：恩施地区砂岩石材资源丰富，品种多、质量好，主要赋存于侏罗系中统沙溪庙组上段和三叠系上统九里岗组地层中，潜在矿产资源约32.7亿m3，具有较大开发利用前景。本文在阐述恩施地区砂岩石材资源特征和开发利用现状的基础上，分析了恩施地区开发利用砂岩石材资源具备的优势，提出了开发利用建议。

关键词：新型建筑材料；砂岩；开发利用；恩施

1.引言

砂岩石材作为一种新型建筑装饰材料［1］，具有美观的天然色彩和独特的纹理、优异的物理性能、超长的使用寿命和耐久性，被广泛地应用在建筑和装饰装修等多个领域。在我国西部大开发的持续深入推进和长江经济带战略深入实施的大背景下，新型城镇化建设的进程加快、国家基础设施投资的拉动和城镇居民消费的升级等诸多决定性因素的影响和推动下，绿色环保的新型建筑材料砂岩石材产品仍然有着国内巨大的消费市场和广阔的发展空间［2］。恩施地区属于沉积岩分布区，域内沉积型矿产资源丰富，特别是砂岩资源，属优势矿产资源，蕴藏量较大。随着我国中西部经济快速发展，新型城镇化发展的空间已向中西部地区扩展，从而石材产业重心也从沿海发达地区向中西部地区转移［3］，这为恩施地区砂岩石材产业的发展带来了巨大的机遇。

2.恩施地区砂岩石材资源开发利用现状及存在的主要问题

2.1开发利用现状。恩施地区砂岩石材开发利用起步晚，2007年2家砂岩石材生产加工企业在恩施州咸丰县白水坝工业园区注册成立，从而拉开了恩施地区砂岩石材开发利用的序幕。截至目前，恩施地区开发利用的是咸丰县大寨坪地段三叠系上统九里岗组中的砂岩资源，设置采矿权2处。分别是两家砂岩石材企业咸丰县磊源石业有限公司和咸丰县建塬石材有限责任公司。上述两家砂岩石材企业矿山开采、加工设备较为先进，矿山开采设备为串珠绳锯，加工设备有上升式框架排锯、红外线自动切石机、桥式修边机等；两家企业设计年产80万m2，但实际生产能力不足20万m2，生产规模均为小型。主导产品为“黄木纹”“米白”砂岩板材，出厂销售价格一般为260元/m2。“黄木纹”砂岩板材是恩施地区优势砂岩产品，该产品是一种暖色调的装饰用材，“木纹”纹路清晰，品质在同类产品中居上等，已发展成为国内外较知名的建筑装饰材料。当前，恩施地区砂岩石材产品已从单一的板材扩展到了石材建筑构件、石材异形、石雕石刻、拼花、园林景观雕塑等多种产品，销售范围已覆盖全国25个大中城市。咸丰县砂岩装饰板材发展成为“澳砂”的重要替代品，咸丰县磊源石业有限公司是国内知名地产企业的长期供货商。2.2存在的主要问题。（1）恩施地区砂岩石材资源保障程度低、品质不明，制约了产业的发展壮大和产品升级。（2）恩施地区的砂岩石材企业生产规模普遍较小。目前恩施地区砂岩石材产业发展仍处于初级阶段，经济发展方式属粗放型，产业链条短，产业层次低，产品附加值不高，资源的浪费严重。（3）缺少管理和技术型人才。目前砂岩石材企业中，技术工人、销售管理人员学历普遍不高，能力较差，缺少拥有高学历的技术型和销售管理人才。

3.恩施地区砂岩石材资源特征

恩施地区砂岩石材资源，全州八县（市）均有分布，但主要集中分布在咸丰县和利川市，从赋存层位上看，主要赋存于中侏罗统沙溪庙组上段和上三叠统九里岗组地层中。现将上述地层中砂岩石材资源特征作简要叙述。3.1中侏罗系沙溪庙组上段中砂岩石材资源特征。该类砂岩石材资源主要分布于利川市忠路—元堡一带，潜在资源约2.5亿m3。砂岩石材主要赋存于中侏罗统沙溪庙组上段中部，岩性主要为灰绿色厚层状、巨厚层状岩屑石英砂岩，局部地段夹少量薄层、中层状砂岩。直接顶板为灰黄色薄夹中层状砂岩，直接底板为灰白色中层状砂岩。在利川市忠路—元堡一带，矿层总体走向为北东向，倾向135°~319°，倾角5°~21°，走向延长大于12.0km，倾向延伸约200m~400m左右，厚65.3m~74.5m。空间上呈层状与围岩整合产出。本组砂岩石材矿石类型主要为岩屑石英砂岩，具中~细粒砂状结构和块状构造。矿石主要由石英砂屑组成，含少量岩屑和长石砂屑等，其中石英砂屑含量65%~72%，长石砂屑含量≤6%，岩屑含量9%~15%。主要化学成分及含量（%）为：SiO265.44~71.86%；Al2O312.42~14.70%；Fe2O33.16~5.26%；CaO0.62~0.83%；MgO1.52~2.46%；K2O2.24~2.76%；Na2O3.02~3.49%；含泥量0.91%~1.13%。物理性能指标：天然密度2.51g/cm3~2.68g/cm3；吸水率1.51%~3.04%；干燥压缩强度53.0MPa~62.1MPa，饱和压缩强度32.6MPa~37.8MPa；干燥弯曲强度3.4MPa~8.4MPa，饱和弯曲强度2.6MPa~5.6MPa；耐磨性27l/cm3~34l/cm3。本组砂岩石材主要花色品种为“绿砂”，产品主要为装饰板材、壁画、雕刻、浮雕、家具、园林制品等。3.2三叠系上统九里岗组中砂岩石材资源特征。该类砂岩石材资源主要分布于咸丰县落马滩—大寨坪、利川市建南—谋道、新建—寨坡和泡木—九渡一带，潜在资源约30.2亿m3。砂岩石材层主要赋存于三叠系上统九里岗组中下部，赋存层位和厚度较稳定，岩性主要为灰白色厚层状、块状岩屑石英砂岩、岩屑石英岩状砂岩，一般单层厚0.60m~1.50m。在咸丰县大寨坪地段砂岩石材层为灰黄色砂岩，见由不同颜色相间出现显示水平纹层状、波状纹层状构造（“木纹”构造）。在咸丰县落马滩—大寨坪一带，矿层总体走向为北东向，倾向110°~331°，倾角6°~45°，走向延长约21.0km，倾向延伸大于200m，厚68.1m~83.4m；在利川市建南—谋道一带，矿层总体走向为北东向，倾向305°~346°，倾角50°~62°，走向延长约10.0km~15.0km，倾向延伸大于300.0m，厚71.3m~90.5m；在利川市新建—寨坡一带，矿层总体走向为南东向，倾向58°~356°，倾角12°~37°，走向延长可达16.0km，倾向延伸大于200.0m，厚62.9m~88.3m；在利川市泡木—九渡一带，矿层总体走向为北东向，倾向273°~322°，倾角28°~42°，走向延长大于23km，倾向延伸大于300m，厚73.1m~79.7m。空间上呈层状与围岩整合产出。本组砂岩石材矿石类型主要为岩屑石英砂岩和岩屑石英岩状砂岩，具中—细粒砂状结构和块状构造。矿石主要由石英砂屑组成，含少量岩屑和长石砂屑等，其中石英砂屑含量64%~73%，长石砂屑含量1%~8%，岩屑含量8%~17%。主要化学成分及含量（%）为：SiO283.16~86.33%；Al2O38.28~9.42%；Fe2O30.51~0.88%；CaO0.09~0.28%；MgO0.05~0.23%；K2O0.24~0.54%；Na2O0.15~0.23%；含泥量0.31%~7.8%。物理性能指标：天然密度2.63g/cm3~2.65g/cm3；吸水率1.13%~2.43%；干燥压缩强度58.4MPa~85.2MPa，饱和压缩强度30.1MPa~34.8MPa；干燥弯曲强度2.3MPa~3.9MPa，饱和弯曲强度1.4MPa~1.8MPa；耐磨性19l/cm3~32l/cm3。本组砂岩石材主要花色品种为“米白”“黄木纹”“咖啡木纹”等，产品主要为装饰板材、浮雕、雕刻等。

4.恩施地区砂岩石材资源开发利用优势分析

4.1区位优势明显。恩施州位于湖北省西南部的渝、湘、鄂三省（市）交汇处，属国家西部大开发范围的地区，是我国中、西部地区经济、政治、文化交流的重要桥梁，区位优势明显。随着国家西部大开发、长江经济带、新型城镇化建设和中部崛起等规划或战略的深入实施，石材产业在恩施及周边地区的加快发展已是大势所趋。恩施州交通基础设施趋于完善，形成了以宜万、黔张常、渝利铁路和沪渝、恩黔、恩来、沪蓉等高速公路为骨架，以国道、省道为主干线，以空运、水运为补充的多种运输方式协调发展的综合性交通运输体系，形成了内畅外达、便捷高效、四通八达的交通网络枢纽，成为武陵山区综合交通枢纽中心。4.2砂岩石材资源丰富，产品特色明显。恩施地区属沉积岩分布区，砂岩石材资源丰富，属优势矿产资源，潜在矿产资源约32.7亿m3。“黄木纹”“米白”砂岩石材产品特色明显，品质在国内外市场中位居上等，被誉为是中国的“澳砂”，成为进口产品的替代品，具备了知名品牌的潜质。4.3当地政府政策支持。恩施州政府积极推进新型建材产业，将石材产业列入为六大支柱产业之一，《恩施州国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》提出“推动石材加工技术装备与关键工艺突破，加快石材文化创意设计和定制产品研发能力建设，支持利川、咸丰石材开发与综合利用”［4］。咸丰县政府将石材石化、绿色食品、林木产品确定的新兴支柱产业，要求举全县之力建设“武陵石材城”，其中，砂岩装饰材料是这一支柱产业的重点，将为地方经济做出重大贡献。4.4具备基础设施建设条件。恩施州各县（市）均建有不同规模的工业园区，基础设施完善，具备了石材开发有利的基础条件。如咸丰县建设有白水坝工业园区，园区水、电、路等基础设施建设完备，企业入园抱团发展，产业链条不断拓展，产品综合附加值不断提升，形成了以洁净能源、建筑饰材、绿色食品加工为主的“三大主导产业”。4.5当地劳动力资源丰富。据2019年统计，恩施州内总人口数约402万人，外出务工人员约64.22万人，劳动力资源丰富，而且恩施地区劳动力成本相对东部沿海发达地区较低，具有很强的市场竞争力。

5.恩施地区砂岩石材资源开发利用对策和建议

（1）立足长远，统筹规划，确保恩施地区砂岩资源得到优化配置、合理利用。建议恩施州政府有关管理部门根据国家新的产业政策，高标准制定出台《恩施州砂岩石材产业发展规划》和《砂岩矿绿色矿山建设标准》，充分发挥好规划、标准引领作用，按恩施地区砂岩石材产业发展目标和定位，优化矿业权设置，严格控制矿业权投放，推行砂岩石材矿山开采和加工准入制度，推行有序化、集约化开发加工模式。（2）加大砂岩资源的地质勘查投入和力度，为本地区砂岩石材产业可持续发展提供可靠的保障。砂岩资源储量不清，已成为制约恩施地区砂岩石材产业做强做大的瓶颈。建议以咸丰县落马滩—大寨坪为重点进行砂岩资源地质勘查，查明资源储量，同时还应对利川市建南—谋道、新建—寨坡和泡木—九渡一带进行必要的调查评价工作，圈定一批找矿靶区，为砂岩石材产业长远发展提供资源储备基地。（3）以咸丰县白水坝工业园区为基地，扩大砂岩石材生产规模。以咸丰县白水坝工业园区为基地，依托咸丰县落马滩—大寨坪一带砂岩资源为重点的资源支撑，重点开发以“米白”“黄木纹”砂岩为主导的特色品种，建成年生产加工100万m2以上天然砂岩板材产品基地。（4）加大推进对矿山生产和加工的废弃尾料资源的综合利用，实现“变废为宝”，力求对砂岩资源“吃干榨尽”。对废弃尾料和板材生产剩余的石料、边角废料进行再加工，可生产铺路石、地面砖、马赛克产品等新产品。利用砂岩矿山加工废弃尾料，通过粉碎分级，采用无机固化、抽真空等工艺生产人工合成砂岩、海绵砖等新型产品。（5）加大宣传，提升产品竞争力。恩施地区生产的“黄木纹”“咖啡木纹”“米白”等砂岩石材品种，品质优良，与澳大利亚生产的“澳砂”媲美，具备了知名品牌的潜质。建议充分利用各类媒体、互联网对恩施砂岩产品加大宣传，积极参加国内外产品推荐、展览展销等活动，提升品牌知名度，打造恩施砂岩石材驰名商标和国家地理标志，从网络推广方面扩大恩施砂岩石材知名度和影响力，从而全面提升产品竞争力。（6）加大对龙头企业扶持的力度。鼓励和支持恩施地区现有的砂岩石材企业加强交流和合作，加强技术改造，创新和完善企业管理，提升产品附加值，提高砂岩石材产品市场占有率，大力扶持一批带动作用大、市场占有率高、竞争力强、综合效益好的骨干企业，如咸丰县磊源石材有限公司、咸丰县建塬石材有限公司。

参考文献：

［1］黄新友,高春华.新型建筑材料及其应用[M].北京:化学工业出版社.2015.

［2］石材行业“十三五”发展规划[J].石材,2016（12）:1-11.

［3］杨静,苏桂军,李俊松.湖北麻城石材产业发展意义及外部环境[J].石材,2015（01）:42-46.

［4］冉红芳,田敏.民族团结进步州创建的文化机理研究——以恩施土家族苗族自治州为例[J].广西民族大学学报（哲学社会科学版）,2018,40（06）:44-50.

作者:黄 强 方喜林 刘洪林 孔繁河 单位:湖北省地质局第二地质大队