砂砾矿床


包括沙子和砾石在内的骨料资源是用于建筑和道路维护,以及用于沿海抗灾项目(如海滩滋养)的重要材料。按照 2024 计算,弗吉尼亚联邦的沙子和砾石产量为 156 万美元,占开采的非燃料矿物总量的 15%。骨料可用于建造建筑物、维护道路、控制侵蚀、抬高低洼地区以及恢复栖息地(更多信息,请参阅我们的矿产资源网页)。骨料是一种高产量、低价值的商品,因此,如果材料来源地与需求地相距甚远,运输成本就会大幅增加。通过确定当地资源,潜在项目可以节省资金,并更有效、更公平地进行长期规划。


为什么是沿海平原?


Virginia海岸平原尚未广泛进行特定集料测绘;因此,我们的地质学家研究了其他集料资源测绘项目,以确定这些资源的标准测绘方法。一些现有的综合资源清单或地图产品包括美国的密歇根州、明尼苏达州(明尼苏达州)和Washington,以及加拿大的曼尼托巴省。现有地图通常描述表层地貌,其中许多地貌是更新世冰川活动的结果(MNDNR,2024a,2024b; WADNR,2024; MGS,2025 )。Virginia位于先前的最大冰川范围以南;因此,地表沉积物通常被绘制为河流、积层和风积层的起源。与Chesapeake湾演变和以前的海上海洋环境相关的其他沉积物也含有沙子和砾石。Southworth 等人 (1998) 绘制了大西洋中部 I-95 走廊沿线特定地质单元的综合资源潜力图,规模为1:250,000 。该产品展示了主要地质单元群和典型资源(Southworth 等人,1998 )。

弗吉尼亚州的沿海平原有成熟的沙石产业,还有其他非燃料矿产资源,例如粘土、泥灰、钛和锆。随着对当地采购的骨料和填充材料的需求不断增长,Virginia能源公司在 2023 中向Virginia沿海地区管理(CZM)计划提出了一项为期 3 年的聚合资源特征重点领域研究。这个机会得到了美国国家海洋与大气管理局的资助,Virginia CZM计划是资金管理的牵头机构(补助清单)。矿产资源是当地综合规划的重要考虑因素,并在《Virginia法典》§ 15 中得到认可。2-2224。掌握这些数据对市政当局、骨料生产商、潜在开发商和自然保护专业人员都有好处,可以有效地进行长期规划。该项目提供了一个机会,将沿海平原成熟的地质制图和汇编方法应用于因洪水灾害加剧而面临土地和基础设施重大损失威胁的地区。


当前工作(财政年度2025 ):


东海岸

弗吉尼亚能源公司的地质学家开始评估第三个也是最后一个研究区域,即Accomack-Northampton规划区,该区域包括弗吉尼亚州东海岸的两个县镇。我们预计这一阶段将于2026 。

疏浚材料特征描述


弗吉尼亚能源公司正在帮助支持来自Virginia州沿海浅潮汐溪和近海环境的疏浚材料的有益利用(BU)策略。我们正在通过与Virginia CZM计划和弗吉尼亚州沿海农村规划区委员会的合作来实现这一目标。这项工作正在进行中,包括对河道填充沉积物进行地球化学和矿物特征描述,以了解再利用的局限性、经济矿物潜力和矿区复垦潜力(图1 )。弗吉尼亚海洋科学研究所(VIMS)海岸线研究计划为该项目捐赠了存档的振动器,我们感谢他们的帮助和见解。VIMS 工作人员公布了中半岛优先潮汐溪流的河道形态、水深测量、沉积物成分以及化学和物理特征数据,以供处置和有益使用时考虑。有关 VIMS 评估的更多信息,请访问此处(浅层吃水疏浚报告)。这项工作将有助于汇集陆上和近海资源潜力的数据,征求行业利益相关者对 BU 矿物供应链和加工机会的反馈意见,并提供适用的筛选和测试程序,这些程序可扩展到未来的疏浚材料管理活动中。


图1 :正在开采的获准矿址的位置(摘自 Hawkins 和 Schmidt,2025 ),以及需要优先处理的高地溪流。这些小溪以1-、2- 和5- 英里为半径进行缓冲,以显示与潜在陆上矿址的距离。

图1 :正在开采的获准矿址的位置(摘自 Hawkins 和 Schmidt,2025 ),以及需要优先处理的高地溪流。这些小溪以1-、2- 和5- 英里为半径进行缓冲,以显示与潜在陆上矿址的距离。


已完成的工作

中半岛(财政年度2023 ):

The Middle Peninsula Planning District was the pilot phase for the sand, gravel, and clay resource potential assessment. The Middle Peninsula encompasses almost 900 thousand acres, with over 1,000 miles of shoreline. Virginia Energy staff conducted a multiparameter analysis for resource potential using EsriTM ArcGIS software by synthesizing various geologic datasets including geologic borehole logs, mine site commodity data, 1-meter lidar, sediment textural data, soil survey data, and the national wetland inventory data. Staff characterized overburden and mineable deposit materials from active sites across the Middle Peninsula and incorporated new grain size and geochemical data into the analysis. The analysis was completed by converting geologic and soil data to overlay raster datasets and then using the cell statistics geoprocessing tool to create a cumulative sum raster. The final output raster was classified into three classes representing higher, lower, and unlikely potential for sand and gravel deposits. These classes represent grid cell values that are either greater than 75% (higher), between 25% and 75% (lower), or less than 25% (unlikely) of the maximum value of the output raster.

The majority of potential sand and gravel deposits identified in the Middle Peninsula are within Pleistocene fluvial-estuarine terraces, extending into older Pliocene units. Clay resources are typically limited to Miocene Chesapeake Group marine units. These data can support resilience initiatives that were identified in the 2021 Virginia Coastal Resilience Master Plan, which include efforts to mitigate widespread habitat loss, impacts to critical infrastructure, and potential residential displacement due to increased coastal flooding. Planners and contractors who are interested in materials for elevating roads, shoring up existing structures, providing shoreline protection, and restoring wetland habitats can utilize the data to understand where potential resources may occur.

Deliverables for FY23 are available in a zip folder for download and include a technical summary report, 1:100,000-scale map showing sand and gravel potential (Figure 2), and Geologic Map Schema (GeMS) Level-3 compliant geodatabase with resources and associated metadata. Users should consult the report for details on methodology and criteria used for the resource potential analysis. Additional information is available within the report appendices including a field log of site visits, lithologic and geochemical data for samples, and a summary of project coordination activities throughout the grant. The final product deliverables can be downloaded from our Maps and Publications store here »


图2 : 1 : 100 , 000比例尺的中半岛砂砾石潜力图,包含在技术摘要报告中的图版1 ,于 2 月2025定稿

图2 :1 :100 ,000--中半岛砂石潜力图,作为图版1 纳入 2 月定稿的技术摘要报告2025 。

Northern Neck(财政年度2024 ):

第二阶段工作的研究区域是北颈规划区。Northern Neck 规划区占地近 480,000 英亩,沿 Chesapeake 湾、Rappahannock 河和波托马克河有大约 1,370 英里的海岸线。该项目采用的方法与中半岛地区采用的方法类似(Hawkins 和 Schmidt,2025 )。图3 显示了应用于北内克规划区的 GIS 地理处理模式。与中南半岛采用的方法不同,该产品采用了四个量级,以便为25-75% 的四分位数间范围提供更多背景信息。如果网格单元值大于75% (较高)、介于50% 和75% (中等)、介于25% 和50% (较低)或小于25% (不可能)输出栅格的最大值,则可划分为不同等级。


图3 :单元统计求和工具中使用的七个输入栅格(左),用于创建具有唯一网格单元值的最终输出栅格(右)。在将输出栅格重新划分为四个量级之前,应用了湿地掩蔽栅格(右上角)。

图3 :单元统计求和工具中使用的七个输入栅格(左),用于创建具有唯一网格单元值的最终输出栅格(右)。在将输出栅格重新划分为四个量级之前,应用了湿地掩蔽栅格(右上角)。


根据评估结果,更新世温莎地层(Qw)和塔布地层的砂石潜力排名高于其他地质单元。切萨皮克群的更新世培根城堡(Qbc)和雪莉地层以及上新世部分显示出可开采矿床的潜力。

虽然中半岛和北颈部规划区是独立评估的,但这两个地区具有相似的地质和地貌特征(如疤痕和阶地)。不过,中半岛的 Qbc 单元范围更大,横穿半岛的现代河流更多,可能与更多的河道沉积物有关,因此砂砾石也更粗。值得注意的是,在对这两个地区进行初步栅格分析时,Qw 单位一直排名靠前,砂石潜力较大。在中半岛和北内克地区,生产混凝土和沥青用砂的活跃场地一般仅限于较大的场地,这些场地能够筛选和分拣不同粒度的碎石。北部内克省的运营商表示,他们的材料的主要最终用途是用于填料、路基、建筑和海滩滋养。除了有利的地质条件之外,其他因素,如成熟的市场和临近城市地区,也很可能会影响选址。对中南半岛和北颈部地区的评估没有逐个考虑不同的经济效益。相反,评估采用标准化方法提供勘察数据,以便根据已证明的标准了解资源潜力。

24 财政年度的交付成果可在一个压缩文件夹中下载,其中包括一份技术总结报告、1:100 、显示砂石潜力的000 比例尺地图(图4 )以及符合地质图模式 (GeMS) 等级3 的地质数据库,其中包含资源和相关元数据。与中南半岛产品一样,用户应查阅报告,了解资源潜力分析所用方法和标准的详情。报告附录中还提供了更多信息,包括实地考察记录、样本的岩性和地球化学数据,以及整个拨款期间的项目协调活动摘要。最终产品可从我们的地图和出版物商店下载"。


图4.1:100 ,000-scale sand and gravel potential map for the Northern Neck Planning District, included as Plate1 in the technical summary report (OFR2026-16), finalized February2026 。

图4.1:100 ,000-scale sand and gravel potential map for the Northern Neck Planning District, included as Plate1 in the technical summary report (OFR2026-16), finalized February2026 。


其他链接:


弗吉尼亚海岸带管理计划
弗吉尼亚州 CZM 项目重点领域
弗吉尼亚州 CZM 计划 FY 2023拨款项目列表
弗吉尼亚州 CZM 计划 FY 2024拨款项目列表
弗吉尼亚州 CZM 计划 FY 2025拨款项目列表


参考文献:

DCR, 2021 ,弗吉尼亚州自然保护和娱乐部,弗吉尼亚州海岸恢复力总体规划,第一阶段,12 月2021 ,https://www.dcr.virginia.gov/crmp/plan。

Hawkins, DW 和 Schmidt, LN, 2025 ,弗吉尼亚州中部半岛总体资源潜力勘察测绘:弗吉尼亚州能源、地质和矿产资源部计划公开文件报告2024 - 19 、 34页、 1图版和4附录。

D.W. Hawkins 和 Schmidt,L.N.,2026 ,Virginia州 北颈地区的综合资源潜力侦察图:Virginia能源、地质和矿产资源部项目公开文件报告2026 -16 、33 p.、1 板和4 附录。

马尼托巴地质调查局 (MGS),2025 ,骨料资源出版索引网站,https://www.gov.mb.ca/iem/geo/surficial/aggregate.html。

明尼苏达州自然资源部 (MNDNR),2024a,骨料资源绘图计划网站,https://www.dnr.state.mn.us/lands_minerals/aggregate_maps/index.html。

明尼苏达州自然资源部 (MNDNR),2024b,骨料资源测绘计划地质过程概况介绍,https://files.dnr.state.mn.us/lands_minerals/geologic_processes.pdf。

C.S. Southworth、W.L. Newell、T.R. Armstrong 和 P. Hyde,1998,中大西洋地区巴尔的摩-华盛顿城市走廊聚合资源单位地质图:美国地质调查局,公开文件报告 98-349,Plate 1,https://doi.org/10。3133 /ofr 98349.

华盛顿州自然资源部(WADNR),2024,综合资源网站,https://www.dnr.wa.gov/aggregate-resources。

Witt, AC、Heller, MJ、Occhi, ME、Spears, DB、Lang, KE、Berquist, CR Jr. 和 Prince, PS 编辑, 2021 ,弗吉尼亚州全州地质图数据库:弗吉尼亚州能源、地质和矿产资源计划,公开文件报告2021 - 12 ,比例1 : 250 , 000 。