大別山斑竹園地區(qū)地質(zhì)特征及開(kāi)采利用條件

房 玉，王 莎

（1.合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局三二七地質(zhì)隊(duì)，安徽 合肥 233000；3.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局三一二地質(zhì)隊(duì)，安徽 蚌埠 233040）

大別山地區(qū)蘊(yùn)藏鉛鋅、鐵、水泥灰?guī)r、花崗巖、玉石、鉬等十幾種礦藏，其中飾面用石材被國(guó)內(nèi)20多個(gè)大中城市的70多家施工單位所采用。飾面用花崗石從商業(yè)意義來(lái)說(shuō)，既包括巖漿巖也包括變質(zhì)巖。飾面用花崗巖（片麻巖）具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐磨耐蝕、對(duì)外界溫度變化不敏感、不易變形等使用上的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，受到建筑師們的青睞。以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，優(yōu)質(zhì)的飾面用花崗石需求量日益增強(qiáng)，出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面加快對(duì)斑竹園地區(qū)飾面用花崗石的勘查和開(kāi)采利用，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于秦嶺-大別造山帶，大別-闞集印支構(gòu)造亞帶北部；區(qū)域地層位于華南地層大區(qū)大別山地層分區(qū)；區(qū)域巖漿帶位于大別山-張八嶺構(gòu)造巖漿帶[1]。

1.1 區(qū)域地層

斷裂構(gòu)造以近東西向和北東向兩組最為發(fā)育。近東西向斷裂有明港—六安斷裂、信陽(yáng)—舒城斷裂和桐柏—桐城斷裂；北東向斷裂有商城—麻城斷裂和泗河—湯匯斷裂。區(qū)域巖漿巖分布非常廣泛，基性—中性—酸性—堿性都有。侵入巖中新元古代以片麻巖為主，為斑竹園巖套，中生代巖漿巖主要為花崗巖；噴出巖為毛坦廠(chǎng)組，分布在北淮陽(yáng)構(gòu)造帶中。變質(zhì)相為高角閃巖相和麻粒巖相，壓力類(lèi)型為中壓，巖性以斜長(zhǎng)角閃巖和片麻巖為主。區(qū)域地球物理特征花崗巖體、華北陸塊磁性基底主要是正磁異常。中、新生界凹陷和副變質(zhì)地層引起負(fù)磁異常[1]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

斑竹園礦區(qū)出露的地層有晚太古代-古元古代大別雜巖、中元古代宿松巖群、變質(zhì)表殼巖、第四系。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于北淮陽(yáng)構(gòu)造帶南側(cè)，區(qū)內(nèi)斷裂不甚發(fā)育，主要為小規(guī)模斷層，按其延伸方向分為四組：①北西西向斷裂,包括凳子上-丁家塆斷裂、古樓-金家塆斷裂、牛食畈斷裂和彭家塆斷裂；②北北西斷裂，包括李集-老鴰巖斷裂；③北北東向斷裂，包括老棚塆斷裂、老塆斷裂；④北東向斷裂，包括門(mén)前-白果樹(shù)塆斷裂、小金溝斷裂。其力學(xué)性質(zhì)多為張性、扭性和張扭性、壓性和壓扭性較少。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)出露的巖漿巖有古元古代變質(zhì)（超）鎂鐵質(zhì)巖、中元古代變形變質(zhì)侵入巖、中生代花崗巖類(lèi)。

2.3.1古元古代變質(zhì)（超）鎂鐵質(zhì)巖

分布范圍小，巖性多為角閃巖、透輝角閃巖、二輝角閃巖、斜長(zhǎng)角閃透輝巖、斜長(zhǎng)角閃二輝巖等。

2.3.2元古代變形變質(zhì)侵入巖

礦區(qū)內(nèi)片麻巖具變余花崗結(jié)構(gòu)，普遍見(jiàn)到變質(zhì)表殼巖組合的巖石捕虜體，且與圍巖界限清楚，顯示出巖漿成因花崗巖特點(diǎn)。

2.3.3中生代侵入巖

礦區(qū)二長(zhǎng)花崗巖未發(fā)生明顯的結(jié)構(gòu)改變，宏觀上巖石裂紋，鏡下可見(jiàn)顯微碎裂，輕微碎裂化。礦區(qū)二長(zhǎng)花崗巖大面積出露，可以作為紅色飾面用花崗石礦的代表巖石[2]。

2.4 變質(zhì)巖

片巖（云母石英片巖、斜長(zhǎng)角閃片巖）、石英巖、淺粒巖、片麻巖（二長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)片麻巖）。變質(zhì)相為高角閃巖相-麻粒巖相，壓力類(lèi)型為中壓。

3 礦石質(zhì)量

通過(guò)調(diào)查，斑竹園地區(qū)及周邊飾面用花崗石材礦石種類(lèi)主要有三類(lèi)：①花崗巖類(lèi)②片麻巖類(lèi)③角閃巖類(lèi)，巖石結(jié)構(gòu)致密塊狀，厚層至巨厚層狀，裂隙不發(fā)育，構(gòu)造簡(jiǎn)單，品質(zhì)優(yōu)良，花色均勻連續(xù)，產(chǎn)量穩(wěn)定，是飾面石材較好的原料，開(kāi)發(fā)前景較好。

表1 斑竹園地區(qū)及周邊花崗巖飾面石材品種

圖1 顆粒度與山花紅品質(zhì)對(duì)比

山花紅品種巖性為粗粒二長(zhǎng)花崗巖，因鉀長(zhǎng)石顆粒較大，形似大別山山花映山紅。大花紅品種巖性為中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖，硬度高，根據(jù)粒度與山花紅品種區(qū)別。浪花品種有角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖、二長(zhǎng)片麻巖，以片麻狀構(gòu)造為特征，照片如下。

通過(guò)鉆探取心、槽探取心等方式共取51個(gè)化學(xué)分析樣，經(jīng)分析礦石的主要化學(xué)組分平均含量為：SiO264.68%；Al2O316.45%；Fe2O34.66%；CaO 3.18%；MgO 1.36%。

經(jīng)取樣測(cè)試，礦石的內(nèi)、外照射指數(shù)最大值分別為0.134和0.575，為均滿(mǎn)足《飾面石材礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范（DZ/T 0291-2015）》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的A類(lèi)裝飾材料的要求。

經(jīng)過(guò)取樣測(cè)試，除一個(gè)鉆孔樣品抗壓強(qiáng)度低外，礦石的抗壓強(qiáng)度最高為209Mpa，最低為104Mpa，彎曲強(qiáng)度（抗剪斷強(qiáng)度）最高為30.1Mpa，最低為14.1Mpa。

根據(jù)《天然花崗石荒料（JC/T 204-2011）》中抗壓強(qiáng)度≥100Mpa 、彎曲強(qiáng)度（抗剪斷強(qiáng)度）≥8Mpa的要求，礦石抗壓強(qiáng)度平均值滿(mǎn)足了該標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4 開(kāi)發(fā)利用條件

（1）礦床多位于中低山區(qū)，地形有利于自然排水。

（2）地下水補(bǔ)逕排條件主要受地形控制，補(bǔ)給、逕流、排泄途經(jīng)很短，通常接受大氣降水的補(bǔ)給，向下運(yùn)移過(guò)程中沿溝谷排泄，溝谷源頭地下水常以下降泉（溝頭滳水）的形式出露地表，沿途流量不斷增加。

（3）礦體及圍巖富水性弱，構(gòu)造破碎帶富水性弱，礦坑主要充水水源來(lái)自大氣降水。

（4）礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)以上，地形有利于自然排水，充水巖層富水性弱，構(gòu)造破碎帶富水性弱，地下水主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水，礦床是以裂隙水直接充水為主，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的礦床。

5 水工環(huán)地質(zhì)條件

5.1 工程地質(zhì)

（1）風(fēng)化帶完整性、穩(wěn)定性很差，但總體厚度不大，對(duì)礦山開(kāi)采影響有限。礦體頂?shù)装鍘r體完整性、穩(wěn)定性較好。

（2）礦體及圍巖均為變質(zhì)巖及巖漿巖，堅(jiān)硬塊狀，構(gòu)造破碎帶規(guī)模不大，礦體圍巖完整性穩(wěn)定性良好。礦床工程地質(zhì)勘探類(lèi)型為塊狀巖類(lèi)礦床。初步認(rèn)為礦床工程地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類(lèi)型。

5.2 環(huán)境地質(zhì)

（1）礦區(qū)淺層水環(huán)境質(zhì)良好，區(qū)內(nèi)無(wú)重大污染源。地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。礦坑排水對(duì)環(huán)境有一定污染，但礦坑排水量小，污染有限。

（2）礦石和廢石化學(xué)成份基本穩(wěn)定[3]。

（3）初步認(rèn)為礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境屬簡(jiǎn)單類(lèi)型。

6 結(jié)論

本次調(diào)查工作全面收集區(qū)域地質(zhì)資料和礦產(chǎn)分布情況以及當(dāng)?shù)丶庸ぁ㈤_(kāi)采資料，通過(guò)野外實(shí)地調(diào)查、地質(zhì)測(cè)量、少量探礦工程，樣品采集，初步了解查區(qū)飾面用花崗巖賦存特征、分布規(guī)模、礦石品質(zhì)、品級(jí)，類(lèi)比了加工技術(shù)性能，評(píng)價(jià)了其開(kāi)發(fā)利用前景。研究成果對(duì)大別山斑竹園地區(qū)拓展到桐柏—大別山花崗巖基底具有一定意義。