永吉縣北大湖飾面閃長巖礦床地質(zhì)特征

李忠水

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊，吉林 長春 130033）

吉林省永吉縣北大湖飾面閃長巖礦區(qū)位于永吉縣(口前鎮(zhèn))南東158°、直線距離22.5km，面積7.79km2。礦區(qū)為低山地貌，相對高差354m，屬北寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候。礦區(qū)交通方便，礦山開采條件優(yōu)越。為了滿足吉林市飾面石材工業(yè)發(fā)展對原料的需求，加大了對該飾面閃長巖礦床研究開發(fā)力度。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)所處的大地構(gòu)造單元為天山—興安地槽褶皺區(qū)、吉黑褶皺系、吉林優(yōu)地槽褶皺帶、吉林復(fù)向斜、蛟河—樺甸褶皺束的中部。

1.1 地層與巖漿巖

區(qū)內(nèi)出露的地層有下二疊統(tǒng)范家屯組和一拉溪組，上侏羅統(tǒng)蘇密溝組及新生界第四系。其中下二疊統(tǒng)范家屯組分布于區(qū)域的西部頭道溝，一拉溪組主要分布于區(qū)域的北部的官馬山、大石頭溝、歪頭砬子、小東山和西部的三家子，上侏羅統(tǒng)蘇密溝組主要分布于區(qū)域南部的南倒木溝、白馬虎山、摩天嶺和北部的永吉縣城外，第四系主要分布于區(qū)域的北部蘭旗屯和大春燈河及五里河兩岸階地處。

區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，主要有燕山中期花崗巖和花崗閃長巖、晚期花崗巖和閃長巖，華力西晚期花崗巖、花崗閃長巖、橄欖巖、輝橄巖。以燕山中期花崗巖為主，主要分布于區(qū)域的中部和西南部，面積在125～130km2。燕山晚期閃長巖體北部呈北東南西向，南部呈迫于南北向分布于區(qū)域的中南部的西家五社至南倒木溝村，出露長度約3.4km，寬度在0.7～1.40km，面積約3.75km2，為本次工作的主要對象，礦體賦存于其中。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，以北西向為主，為壓扭性斷裂。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露的地層為第四系全新統(tǒng)：現(xiàn)代沖積物，主要由卵石、礫石、砂和粘土組成。主要分布于礦區(qū)的西部山坡下部的洼地和溝谷中，厚度一般在3.5～6.0m。

2.2 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要有燕山中期花崗巖和燕山晚期閃長巖。燕山中期花崗巖主要分布于礦區(qū)西側(cè)的邊部和北部、南東部的山脊處，出露面積約3.5km2。燕山晚期閃長巖北部為北東向、南部呈近于南北向,總體呈長條狀，分布于礦區(qū)中部的山坡處，由中—粗粒閃長巖和細(xì)粒閃長巖組成，出露長度約3100m，寬度在320～860m，面積約1.95km2，礦體產(chǎn)于其中。

在閃長巖體中沿節(jié)理裂隙見有花崗巖脈侵入，使得圍巖發(fā)生蝕變，形成鉀化、硅化細(xì)粒石英閃長巖。

2.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)共揭露1條斷層：根據(jù)物探高密度電阻率測深成果，在09～05勘探線之間有一性質(zhì)不明斷裂構(gòu)造，破碎帶寬度在35～40m，表現(xiàn)為溝谷地貌，破壞了礦體的完整性。

礦區(qū)內(nèi)按其成因可劃分為原生節(jié)理、構(gòu)造節(jié)理和風(fēng)化節(jié)理。

對地表節(jié)理裂隙進(jìn)行了統(tǒng)計，可分為6組主要節(jié)理(見圖1、圖2)。第一組節(jié)理傾向235～265°，傾角一般在61～85°，走向325～355°。節(jié)理類型以剪節(jié)理為主。約占礦區(qū)節(jié)理總數(shù)的30%。常構(gòu)成節(jié)理密集區(qū)，對礦體的完整性破壞最大。

第二組節(jié)理傾向16～36°，傾角62～87°，走向286～306°。節(jié)理類型以剪節(jié)理為主。約占礦區(qū)節(jié)理總數(shù)的24%。

圖1 傾向玫瑰花圖

圖2 走向玫瑰花圖

第三組節(jié)理傾向135～170°，傾角60～88°，走向45～80°。節(jié)理類型以剪節(jié)理為主。約占礦區(qū)節(jié)理總數(shù)的14%。

第四組節(jié)理傾向77～114°，傾角60～85°，走向347～24°。節(jié)理類型以剪節(jié)理為主。約占礦區(qū)節(jié)理總數(shù)的12%。

第五組節(jié)理傾向300～340°，傾角60～85°，走向30～70°。節(jié)理類型以剪節(jié)理為主。約占礦區(qū)節(jié)理總數(shù)的11%。

第六組節(jié)理傾向約150°，傾角約9°，走向60°。比較平緩。節(jié)理類型為原生層節(jié)理。約占礦區(qū)節(jié)理總數(shù)的7%。

根據(jù)地表節(jié)理統(tǒng)計結(jié)果，采場中的節(jié)理統(tǒng)計點在水平方向上，節(jié)理密度最大為0.88條/m，最小0.40條/m，一般在0.55～0.75條/m；在垂直方向上節(jié)理密度最大0.55條/m，最小0.25條/m，一般在0.42條/m。其他節(jié)理裂隙統(tǒng)計點在水平方向上，節(jié)理密度最大為1.52條/m，最小0.43條/m，一般在0.54～1.44條/m；在垂直方向上節(jié)理密度最大0.75條/m，最小0.25條/m，一般在0.38～0.67條/m。詳見表1～表3。

表1 地表節(jié)理裂隙統(tǒng)計點節(jié)理密度統(tǒng)計

表2 鉆孔節(jié)理密度統(tǒng)計

表3 節(jié)理密集區(qū)特征

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦體產(chǎn)于燕山晚期閃長巖體之中，呈北東向長條狀分布礦區(qū)中部。依據(jù)工業(yè)指標(biāo)的要求圈出了南、北兩個礦段。兩個礦段長度分別為202m和920m，寬度在186～574m，平均厚度在35.0～61.33m，總面積約0.44km2。出露標(biāo)高約在450～610m，露頭很少，大部分被第四系所覆蓋，厚度一般為1.0～3.5m。風(fēng)化層平均厚度在12.5～19.8m。礦區(qū)附近最低地平面標(biāo)高約為420～430m。礦段特征詳見表4。礦體(層)標(biāo)高分布在540～732m。

3.2 礦石質(zhì)量

根據(jù)巖礦鑒定結(jié)果，礦石自然類型單一，為灰黑色粗粒閃長巖，呈灰黑色，中?！至＝Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分主要為灰白色斜長石(70%～75%)，次為黑色角閃石和黑云母(20%～25%)，含少量的石英和正長石(5%)。對礦石共做了9件多項分析，分析結(jié)果見表5。根據(jù)礦石中K2O、CaO、Na2O、Al2O3間的分子關(guān)系，說明礦區(qū)內(nèi)礦石屬于正常成分類型(CaO+Na2O+K2O＞Al2O3＞Na2O+K2O)。從扎氏巖石計算結(jié)果(見表6)和扎氏圖解(見圖3)中可以看出：兩個向量分別在兩個平面內(nèi)，堿性面內(nèi)箭頭向右傾，說明為正常成分類型；P1和P2靠下，表示暗色礦物較多；P1點向量向右，表示鐵鎂礦物中含鈣較高；P2點的向量陡，表示堿性長石中的鈉含量高。

表4 各礦段礦體特征

表6 礦石扎氏數(shù)值特征

圖3 北大湖閃長巖礦石扎氏圖解

礦石為黑云母閃長巖，風(fēng)化面呈灰、灰白、淺黃褐色，新鮮面呈灰綠—墨綠色，中?！写至０胱孕沃＝Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分：斜長石，呈半自形板狀，不規(guī)則分布為主，局部稍定向，粒徑2～7mm，為中長石，質(zhì)量分?jǐn)?shù)78%～82%；石英，呈他形粒狀，粒徑0.5～2.0mm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%～5%；黑云母，半自形—他形片狀，分布較均勻，片徑1～5mm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%～12%；角閃石，呈他形粒狀，一般較新鮮，是綠—黃綠色，個別見綠泥石化現(xiàn)象，質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%～5%；普通輝石，他形粒狀，呈黑—墨綠色，質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%～5%；副礦物為金屬礦物、磷灰石、榍石等，含量較少。

根據(jù)試采統(tǒng)計(50塊荒料)結(jié)果，Ⅰ類(≥3m3)共5塊，占10%；Ⅱ類(≥1m3)共35塊，占70%；Ⅲ類(≥0.5m3)共10塊，占20%。

通過兩個采場、一個剖面、一個平面的面積圖解荒料的素描統(tǒng)計和計算，得出面積圖解荒料率為35%～47%，而吉林市豐誼礦業(yè)有限責(zé)任公司在2號采場進(jìn)行了試采，采礦體積為396m3(12m×11m×3m)，采出Ⅰ～Ⅱ類荒料50塊，累計體積86.97m3。據(jù)此計算出試采荒料率為22%。

根據(jù)石材廠加工結(jié)果，表明金沙墨綠石材的鋸、磨、拋光、切的性能良好，光澤度達(dá)到80～85，板材率達(dá)到23m2/m3。

經(jīng)對抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、耐磨度、吸水率、放射性、小體重的測試結(jié)果表明，金沙墨綠石材完全符合國家對石材的質(zhì)量要求?？箟簭?qiáng)度為108.02MPa，抗折強(qiáng)度為24.57MPa，吸水率為0.34%，耐磨率為1.25g/cm2，小體重2.81g/cm3。放射性測量，貝勒值為零(Bg=0)，不含放射性元素，對人體健康無害。該石材礦質(zhì)地堅硬致密，強(qiáng)度高、抗風(fēng)化、耐磨蝕、耐磨損能力強(qiáng)。

通過金沙墨綠標(biāo)準(zhǔn)樣的測試，據(jù)吉林市豐誼礦業(yè)有限責(zé)任公司廈門石材廠加工的結(jié)果，金沙墨綠石材拋光面呈墨綠色，暗色礦物黑云母、角閃石、輝石等在光兩上呈黑綠色，斜長石呈灰綠色，兩種顏色相同均勻分布，拼接后構(gòu)成顏色純正，色澤明快，表面光亮，花紋和諧，莊重典雅，給人一種賞心悅目、富麗堂皇的感受。裝飾性能可達(dá)到中檔以上品級的飾面石材。

總之從板材的顏色、花紋、光澤度等物理性能看，板材品種獨(dú)特，質(zhì)量屬中—高檔飾面花崗石材，是理想的室內(nèi)、外裝飾材料。

3.3 礦體圍巖和夾石

圍巖為細(xì)粒閃長巖和花崗巖。圍巖的風(fēng)化層厚度一般在25.0～33.0m。節(jié)理密集區(qū)和細(xì)粒閃長巖節(jié)理發(fā)育，大部分形成不了荒料，作為夾層剔除。

3.4 覆蓋層

從鉆孔和采場對礦體風(fēng)化帶的控制和揭露情況及物探成果看，北礦段礦體上部的風(fēng)化帶平均在12.7～19.8m；南部礦段礦體上部的風(fēng)化帶平均厚度在12.5～16.1m。

3.5 礦床成因

北大湖飾面用閃長巖礦以析離體形式賦存于燕山晚期閃長巖中，其成因為典型的巖漿礦床。

4 結(jié)語

吉林省永吉縣北大湖飾面用石材礦床賦存于燕山晚期閃長巖體中。在該巖體中礦體厚大、礦床荒料體積大于380萬m3，潛在價值巨大，研究和開發(fā)該飾面用閃長巖礦具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會意義。