建筑材料礦床

可供作建筑材料用的非金屬礦床。根據(jù)用途可以分為水泥原料礦床、粘合材料礦床、集料礦床、磚瓦原料礦床、建筑石材礦床、玻璃原料礦床、陶瓷原料礦床、輕質(zhì)隔音隔熱絕緣耐蝕材料礦床。

水泥原料礦床 水泥主要由碳酸鈣燒成,所以石灰?guī)r礦床或大理巖礦床是主要的水泥原料礦床。礦層是較純的海相石灰?guī)r或由石灰?guī)r受輕微變質(zhì)而成的大理巖。礦石質(zhì)量要求為CaO≥48%,MgO≤3.0%, K2O+Na2O≤0.6%，SO3≤1%,游離二氧化硅fSiO2≤4%。中國北方主要采用元古宙、寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)沉積的石灰?guī)r，南方主要采用泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)和三疊紀(jì)沉積的石灰?guī)r。燒制水泥還需要粘土質(zhì)配料。提供粘土質(zhì)配料的礦床主要有粘土礦床和頁巖礦床。礦石的質(zhì)量要求是 MgO ≤3%，Na2O+K2O≤4%，SO3≤2%，，。對(duì)n過低的礦床還需另找砂巖或石英砂巖礦床作為燒制水泥的硅質(zhì)配料。燒制水泥時(shí)鈣質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料的耗量比例為 8:2。燒制水泥, 還需石膏或硬石膏作為緩凝劑,其在水泥中的摻入量約為5%。石膏、硬石膏礦床有海相沉積與湖相沉積兩種。中國海相石膏、硬石膏礦床產(chǎn)于寒武系、奧陶系、石炭系與三疊系中，湖相石膏、硬石膏礦床產(chǎn)于第三系中，少數(shù)產(chǎn)于白堊系中。對(duì)礦石的質(zhì)量要求為CaSO4·2H2+CaSO4≥55%,可采礦層的厚度要求大于 2米。沸石礦床和火山灰礦床為水泥工業(yè)提供混合材料。混合材料是一種天然水硬性材料，不加煅燒即可磨制成粉末摻入水泥中，且不會(huì)降低水泥固結(jié)后的硬度，因此它們是一種使水泥工業(yè)節(jié)能增產(chǎn)的礦產(chǎn)原料。

粘合材料礦床 為建筑業(yè)提供粘合材料的礦床主要有石灰?guī)r礦床與石膏礦床。石灰?guī)r煅燒成石灰，石膏煅燒后制成灰泥。石灰?guī)r礦床與石膏礦床的地質(zhì)特征與礦石工業(yè)技術(shù)要求與水泥原料礦床相同。

集料礦床 現(xiàn)代建筑中需要大量的砂、卵石或碎石，它們與水泥、水混合硬化成為混凝土。這些砂、卵石和碎石稱為集料，又稱骨料。集料礦床一般是天然的第四系中河流相的砂、卵石礦床，要求各種粒度的砂和卵石有一定的比例，這種比例稱為顆粒級(jí)配。在沒有天然的砂與卵石礦床的地區(qū)也可開采石灰?guī)r或砂巖，破碎成一定粒度的碎石作為集料，因此某些石灰?guī)r與砂巖也可成為集料礦床。某些粘土或頁巖礦床可將礦石制成各種規(guī)格的球粒后經(jīng)高溫(1050~1300℃)快速焙燒，體積膨脹率大于 2，顆粒內(nèi)部具有均勻細(xì)小而又互不連通的孔洞，成為一種輕質(zhì)的人造集料，這種礦床稱為陶粒粘土礦床或陶粒頁巖礦床。

磚瓦粘土礦床 具一定質(zhì)量的粘土、黃土、膨潤(rùn)土、粘土巖、泥板巖、頁巖、碳質(zhì)頁巖(煤矸石)、千枚巖都可用來燒制磚瓦，成為磚瓦原料礦床。它們是沉積作用形成的層狀礦床，只有千枚巖是由頁巖變質(zhì)作用形成的。這些礦床在中國主要產(chǎn)于自志留紀(jì)到第四紀(jì)的各時(shí)代地層中。作為磚瓦粘土礦床，礦石要有足夠的可塑性，塑性指數(shù)>7，化學(xué)成分均勻，有害雜質(zhì)CaO3,粒度較細(xì)，粘土級(jí)(2,提供SiO2的石英砂礦床、石英砂巖礦床和石英巖礦床是主要的玻璃原料礦床。它們都是沉積作用形成的層狀礦床。石英砂礦床有海相及河湖相兩類，前者如福建東山石英砂礦床，后者如鄱陽湖松門島石英砂礦床。 中國的石英砂巖礦床和石英巖礦床主要產(chǎn)于元古界、震旦系、寒武系、泥盆系、侏羅系、白堊系和第三系中。制平板玻璃用的礦石要求含SiO2>96%,Al2O32O32>90%,Al2O32O32>99%,Al2O32O32溶液充填固結(jié)于變質(zhì)巖或花崗巖的裂隙中而成的，礦體呈脈狀或透鏡狀，儲(chǔ)量不大。霞石正長(zhǎng)巖石礦床也是一種提供SiO2的玻璃原料礦床，由于其礦石熔點(diǎn)低,有助熔能力,故在玻璃工業(yè)中是一種節(jié)能代堿原料。制造玻璃還需要純堿、長(zhǎng)石、石灰?guī)r、芒硝、螢石等輔助原料，所以天然堿礦床、長(zhǎng)石礦床、石灰?guī)r礦床、芒硝礦床、螢石礦床也是與玻璃原料有關(guān)的礦床。

陶瓷原料礦床 陶瓷分日用陶瓷,建筑衛(wèi)生陶瓷,技術(shù)陶瓷(如電器用陶瓷直到火箭噴嘴、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件等高技術(shù)用瓷)。大量用料的是建筑衛(wèi)生陶瓷和日用陶瓷。傳統(tǒng)的陶瓷原料礦床有高嶺石礦床、細(xì)晶巖礦床、伊利石礦床、葉蠟石礦床和滑石礦床。它們的礦石都可成為制瓷的主原料，成品分別稱為高嶺石質(zhì)瓷、長(zhǎng)石質(zhì)瓷、絹云母質(zhì)瓷、葉蠟石質(zhì)瓷和滑石質(zhì)瓷。中國是陶瓷古國,英文china的另一涵義即為陶瓷。學(xué)術(shù)名詞高嶺石和高嶺土即以發(fā)現(xiàn)最早的中國高嶺土產(chǎn)地江西景德鎮(zhèn)高嶺村命名。中國高嶺土礦床有風(fēng)化作用、沉積作用、蝕變作用形成的礦床類型，礦體有層狀、脈狀、囊狀。礦石類型也很多，質(zhì)量各不相同。陶瓷用高嶺土礦石的一般質(zhì)量要求是 Al2O3>18%，F(xiàn)e2O3+TiO232O+Na2O2O3>18%，F(xiàn)e2O32O+Na2O2O3+TiO22O+Na2O277~81%,Al2O314~15%,Fe2O30.2~0.5。變質(zhì)作用形成的硅灰石礦床、透輝石礦床、透閃石礦床是一組節(jié)能增產(chǎn)的陶瓷原料礦床。用傳統(tǒng)陶瓷原料燒制陶瓷一般要80小時(shí)左右，改用硅灰石、透輝石或透閃石燒制陶瓷幾小時(shí)即可燒成。另外在制瓷工藝中還要用石英作料以降低主原料的過高的塑性并起骨架作用，用長(zhǎng)石作助熔劑，作釉料。所以石英砂礦床、長(zhǎng)石礦床也是與陶瓷原料有關(guān)的礦床。

輕質(zhì)隔音隔熱絕緣耐蝕材料礦床 在建筑工程中需要大量輕質(zhì)隔音隔熱絕緣耐蝕材料。與這些材料有關(guān)的礦床有珍珠巖礦床、硅藻土礦床、浮石和火山灰礦床、蛭石礦床、石膏礦床、玄武巖輝綠巖礦床、石棉礦床等。珍珠巖礦床由珍珠巖、松脂巖或黑曜巖組成，它們都是酸性火山玻璃質(zhì)熔巖，似層狀產(chǎn)于中國的侏羅紀(jì)或白堊紀(jì)火山巖系中。礦石經(jīng)煅燒后體積膨脹5~25倍,形成潔白、輕質(zhì)具蜂窩狀結(jié)構(gòu)的松散顆粒。這些顆粒具容重輕、隔音、絕熱、不燃的特點(diǎn)、大量用作混凝土集料或用水玻璃、瀝青、磷酸鹽作為膠結(jié)劑生產(chǎn)各種規(guī)格的隔熱、保冷、防潮、吸音、防輻射制件。對(duì)礦石的質(zhì)量要求為膨脹倍數(shù)>5。硅藻土礦床是由硅藻生物遺體組成的層狀湖相沉積礦床,礦層形成在玄武質(zhì)火山噴發(fā)的間歇期,所以與玄武巖伴生。硅藻土質(zhì)輕、孔隙度大、隔熱、熔點(diǎn)高、熱穩(wěn)定性好，不溶于酸(氫氟酸除外)，與水泥、灰泥混合后可制成輕質(zhì)建筑磚及防火建材。礦石質(zhì)量要求SiO2>65%,Al2O3+Fe2O315%或含礦率 >100千克/立方米,可采厚度0.5米。巖棉是一種由巖石熔融絮化而成的輕質(zhì)人造硅酸鹽絮狀纖維材料，具質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、不燃、隔音、化學(xué)性能穩(wěn)定、耐老化等特點(diǎn)，是一種優(yōu)良的建材。玄武巖礦床、輝綠巖礦床、鈉長(zhǎng)石陽起石片巖礦床的礦石均可用來制巖棉。玄武巖礦床、輝綠巖礦床的礦石還可熔制成各種形狀與規(guī)格的石質(zhì)鑄石構(gòu)件。如管狀鑄石構(gòu)件在廠礦建設(shè)中代替無縫鋼管作礦漿運(yùn)輸管道，其耐磨耐蝕性強(qiáng)于鋼管，不但可以節(jié)約鋼材，且價(jià)格亦低。作為建筑材料的石棉是由纖蛇紋石或水鎂石組成的一種天然纖維狀礦物集合體。由纖蛇紋石組成的石棉稱蛇紋石石棉或溫石棉，由水鎂石組成的石棉稱水鎂石石棉。石棉礦床產(chǎn)在超基性巖中或變質(zhì)白云巖中。石棉產(chǎn)在寬幾毫米或幾厘米的巖石裂隙中形成棉脈，礦體則由群集的棉脈組成。建筑業(yè)用的石棉主要是用來做石棉水泥制品或石棉紙。一般對(duì)石棉的質(zhì)量要求是抗拉強(qiáng)度≥300千克/平方毫米,建筑用的石棉纖維長(zhǎng)度要求較低，一般用5~7級(jí)棉。因石棉污染環(huán)境，正在積極找尋代用品。

參考書目

陶維屏主編:《中國工業(yè)礦物和巖石》(上冊(cè))，地質(zhì)出版社，北京，1987。