納米比亞卡里比布礦區(qū)飾面大理巖礦礦床地質(zhì)特征及成礦分析

張燕揮

（山東省物化探勘查院， 山東濟南 250013）

飾面石材是可以用來加工成用做建筑物的內(nèi)外墻、地面、柱面、臺面等的石材，隨著國內(nèi)外建筑裝飾業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，建筑用石材產(chǎn)品市場形勢非常看好［1-2］。我國大理石資源豐富，但是經(jīng)過一千多年的開采，老礦山已枯竭，新礦床也未發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量好的礦山更寥寥無幾，且開采條件比較惡劣，導(dǎo)致市場上飾面用大理巖石材供不應(yīng)求。

納米比亞飾面大理巖礦資源豐富、品種齊全、品級高，勘查、開發(fā)條件簡單，經(jīng)過兩年的勘查工作在礦區(qū)內(nèi)估算資源總量3000 萬m3，為大型大理巖礦床，投產(chǎn)后可以有效緩解國內(nèi)市場飾面用大理巖供不應(yīng)求的局面。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)內(nèi)的地層主要為新元古代達馬拉系哈考斯統(tǒng)上階和第四系，見圖1。

1.1.1 達馬拉系哈考斯統(tǒng)上階

達馬拉系哈考斯統(tǒng)上階呈帶狀從礦區(qū)中部穿過，主要為白色、灰白色大理巖，灰色變質(zhì)石英砂巖、灰色石英片巖等，走向北東—北北西，傾向南東-北東，傾角42°～75°。根據(jù)巖性變化特征，將測區(qū)內(nèi)出露的該巖組劃分為四個巖性段，分別為：

圖1 礦區(qū)地質(zhì)簡圖

1 段（Dlu）1：為白色大理巖層，層內(nèi)夾少量片巖及砂巖，厚度小于80m；2 段（Dlu2）：為白色白云石大理巖夾灰色二云石英片巖、灰黑色黑云斜長片麻巖、變質(zhì)砂巖等，局部夾片麻狀斜長角閃巖，厚度小于110m；3 段（Dlu3）：為白色白云石大理巖，含白色透閃石細脈，厚度500m～1500m，是主要賦礦層位；4 段（Dlu4）：灰黑色大理巖夾黑云石英片巖、片麻狀斜長角閃巖等，厚度300m～1000m。

1.1.2 第四系

第四系（Q）主要分布于礦區(qū)北、西、南邊部，主要為殘坡積砂土層、砂礫石層，厚度一般0.2m～1m，最厚不大于2m。

1.2 構(gòu)造

1.2.1 褶皺構(gòu)造

發(fā)育于達馬拉系哈考斯統(tǒng)上階中，為一背斜褶皺，軸線近東西方向，并向東傾。南西翼地層傾向145°～150°，傾角45°～65°；北東翼地層傾向50°左右，傾角45°～60°。

1.2.2 斷裂構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育兩條近平行的斷裂構(gòu)造，走向北東-南北向，分別編為F1、F2，見圖1，均發(fā)育在上達馬拉巖組3 段白色大理巖中，屬于順層斷層，上下兩盤均為白云石大理巖，近似環(huán)形，傾向南東，傾角46°～65°，形成寬5m～10m 破碎帶，多被安山玢巖充填。F1 向南西延伸至礦區(qū)外圍，長達2.00km 以上，F(xiàn)2 長約0.8 km。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有二長花崗巖和閃長玢巖，見圖1。

1.3.1 黑云二長花崗巖

大面積分布于礦區(qū)西北部，呈巖株狀產(chǎn)出。巖性為中粗粒二長花崗巖，未風(fēng)化的巖石為肉紅-淺褐色，微風(fēng)化的巖石為淺棕黃色、棕黃色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造、弱片麻狀構(gòu)造。斑晶主要為鉀長石，基質(zhì)主要由斜長石、鉀長石、石英及黑云母組成。

1.3.2 安山玢巖

安山玢巖分布于礦區(qū)中部的Dlu3段大理巖中，呈脈狀產(chǎn)出，走向走向北東-北北東，傾角45°～58°。淺灰色、褐色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，見杏仁構(gòu)造?；|(zhì)為微晶結(jié)構(gòu)，斑晶為斜長石。表面泥化、絹云母化。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

考慮到礦體分布、礦石質(zhì)量、農(nóng)場邊界及開采條件等因素，本次工作劃分東、西兩個礦段,見圖1。

西礦段位于礦區(qū)西南部，呈北東向展布。礦石類型為透閃石條紋白云石大理巖和白色白云石大理巖。礦體總長約2000m，厚度480m～600m。礦體總體走向為北東向，傾向南東，傾角43°～52°。

東礦段呈北西向展布，面積較大。礦體長1600m，厚度較大，產(chǎn)狀116°～143°∠45°～65°，礦體呈近梯型。礦石類型主要為透閃石條紋白云石大理巖和白色白云石大理巖，小規(guī)模分布淺綠色透閃石大理巖。

2.2 礦石特征

礦石為大理巖，為碳酸鹽巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用和接觸變質(zhì)作用形成，屬中低溫變質(zhì)作用的產(chǎn)物。巖石主要礦物有白云石和方解石，此外含有透閃石、透輝石、鎂橄欖石、蛇紋石等。巖石結(jié)構(gòu)以粒狀變晶結(jié)構(gòu)為主、夾有變余結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

2.2.1 礦物成分和化學(xué)成分

礦層巖石類型有兩種，為透閃石白云石大理巖、白云石大理巖。

表1 化學(xué)樣品分析結(jié)果登記表/%

透閃石白云石大理巖，巖石具細粒變晶結(jié)構(gòu)，主要礦物含量白云石50%～85%，方解石5%～15%，透閃石6%～40%。

白云石大理巖，巖石具細粒變晶結(jié)構(gòu)，主要礦物白云石90%～99%，少量方解石和透閃石。

通過對采集的樣品進行化學(xué)成分分析，結(jié)果如表1所示，由表可知，K2O、Na2O、CaO、MgO 等成分無明顯變化，但透閃石大理巖樣品SiO2含量明顯較高，原因是透閃石屬硅酸鹽礦物。

2.2.2 物性特征

飾面石材作為天然的裝飾材料，其物理特性是一個重要的評價參數(shù)，在相當(dāng)程度上物性決定了其裝飾性能。為了解礦區(qū)大理巖裝飾性能，為礦床技術(shù)經(jīng)濟評價和開發(fā)利用提供基本依據(jù)，勘查工作采集5組樣品進行了物性參數(shù)測試和放射性測試，其分析結(jié)果如表2和表3所示。

礦石物理性能均超過裝飾飾面板物理性能工業(yè)要求，其中抗壓強度遠遠超過工業(yè)要求。

表2 礦體物性特征分析結(jié)果登記表

放射性強度遠小于A級量標準，屬超A級產(chǎn)品［4-6］。

表3 放射性強度分析數(shù)據(jù)登記表

2.2.3 礦石顏色與花紋

礦石顏色是飾面石材礦石質(zhì)量的重要內(nèi)容之一，石材礦石的顏色、光澤、表面花紋與礦石內(nèi)部所含礦物組分及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等密切相關(guān)。本區(qū)礦層厚度大，延伸穩(wěn)定，是淺海陸棚沉積巨厚碳酸巖遭受區(qū)域變質(zhì)和接觸熱變質(zhì)形成，礦體巖石保留了原巖的層理特征。礦石中變質(zhì)礦物為白云石、方解石和透閃石，這三種礦物一般情況下呈白色。透閃石呈條帶狀分布，且顏色與白云石、方解石有區(qū)別，部分透閃石呈淺綠色，透明，玉化強。

2.3 礦石類型

根據(jù)野外調(diào)查及鉆孔驗證，對比鄰區(qū)礦山，確定本礦區(qū)礦體礦石類型有三類：

Ⅰ類，白色條紋狀透閃石白云石大理巖，礦區(qū)主要礦石品種，兩個礦段均有分布。礦石底色為白色、純白色，透閃石條帶分布均勻，條紋粗細均勻，具有方向性的定向排列（紋理），礦體切割成板材后花紋較好。

Ⅱ類，白色白云石大理巖，兩個礦段中均有分布，礦石為純白色、白色大理巖，條紋不發(fā)育，其中白云石、方解石顆粒較細，磨光效果較好。

Ⅲ類，淺綠色透閃石大理巖，為玉質(zhì)大理石。主要分布在西礦段西南部，礦石中透閃石呈淡黃綠色、淺綠色，白云石、方解石均呈白色，且透閃石分布不均勻，呈團塊狀、條帶狀分布，玉感好。

2.4 礦石品級、品種與分布

依據(jù)白色度、顆粒度、質(zhì)感、花紋、致密細膩程度將礦區(qū)內(nèi)三個礦石類型劃分為三個品級：透閃石條紋白云石大理巖和白色白云石大理巖：白色，硬度較大，分布廣泛，是主要開采目標。優(yōu)質(zhì)白云石大理巖：裂隙不發(fā)育，硬度大，白色白云石大理巖。淺綠色透閃大理巖：淺綠色，玉感好，品質(zhì)高，主要分布于西礦段西南部。

2.5 礦體夾石

礦體中共有兩種夾石，分別是構(gòu)造破碎巖和安山玢巖巖脈。構(gòu)造破碎巖主要分布在西礦段中部的構(gòu)造帶內(nèi)，走向北東-北北東，傾角28°～55°，長約1km，寬度5m～10m，裂隙發(fā)育，巖石破碎；安山玢巖巖脈主要分布在西礦段中部，地表出露3 條巖脈，走向與構(gòu)造破碎帶相近，傾角45°～58°，寬度30m～50m，長度280m～950m，巖性為安山玢巖。

3 礦床成因和找礦標志

大理石礦體產(chǎn)于7.0 億年～6.6 億年前淺海陸棚環(huán)境下沉積形成的哈里斯統(tǒng)巨厚碳酸巖，從1 段開始就有碳酸巖出現(xiàn)，到2 段逐步增多，3 段全部為碳酸巖，4 段又以碳酸巖和碎屑巖互層。該地層在達馬拉運動中遭受達馬拉期的區(qū)域變質(zhì)作用形成區(qū)域變質(zhì)巖，即包括片巖、變質(zhì)砂巖、大理巖形成。這些變質(zhì)巖具各種變晶結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)變質(zhì)礦物有綠簾石、綠泥石、白云石、方解石、滑石、蛇紋石等。該地層遭受區(qū)域變質(zhì)作用的同時該區(qū)發(fā)生寒武-奧陶紀侵入巖體侵入作用，導(dǎo)致地層接觸熱變質(zhì)現(xiàn)象也十分明顯，出現(xiàn)角巖、矽卡巖等，與圍巖接觸部位可見偉晶巖殼，變質(zhì)礦物中常見白云石、透閃石、陽起石、透輝石等熱變質(zhì)礦物。從成因上看，本區(qū)大理巖礦層是特定條件下區(qū)域變質(zhì)和接觸熱變質(zhì)作用的結(jié)果。

對于尋找該類大理石礦床，初步總結(jié)找礦主要標志有一下幾點：①找層位，要找哈考斯統(tǒng)上階3 段白色厚層-塊狀大理巖；②找?guī)r體，寒武紀-奧陶紀侵入巖體發(fā)育的地方大理巖因接觸熱變質(zhì)作用變質(zhì)作用更強烈，礦石品級更高；③注意構(gòu)造復(fù)合部位，地層出露較寬地方；④注意礦物顆粒，一般白度較高顏色較好的品種大理石，主要礦物白云石和方解石等顆粒一般在0.1mm～0.6mm 之間。

4 結(jié)論

納米比亞卡里比布礦區(qū)大理巖礦體呈層狀賦存于哈里斯統(tǒng)地層中，礦床成因與區(qū)域變質(zhì)作用、接觸熱變質(zhì)作用關(guān)系密切。礦床規(guī)模為大型，礦石各項指標均滿足飾面大理巖規(guī)范要求，具有良好的開采開發(fā)利用價值。