新疆博樂(lè)阿拉賽依一帶飾面用花崗巖礦床特征

文旭東，張小林

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊(duì),新疆 烏魯木齊 830000)

近十年來(lái)，新疆地區(qū)石材資源開(kāi)發(fā)利用增速較快，陸續(xù)對(duì)新疆南北疆等石材發(fā)育地區(qū)進(jìn)行了整裝勘查或調(diào)查評(píng)價(jià)，其中博樂(lè)地區(qū)為新疆8個(gè)重點(diǎn)石材園區(qū)之一。通過(guò)實(shí)施“新疆博樂(lè)市花崗巖礦產(chǎn)資源整裝勘查”項(xiàng)目，在阿拉賽依一帶新圈定出6個(gè)飾面石材礦區(qū)，探求飾面花崗巖礦荒料量2 333.39萬(wàn)m3，為大型礦床。通過(guò)系統(tǒng)對(duì)比研究，總結(jié)了飾面花崗巖礦的礦床特征，對(duì)進(jìn)一步地質(zhì)勘查起到指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于天山興蒙造山系之伊寧—中天山地塊之阿拉套晚古生代陸緣盆地東段[1]。晚石炭世，北天山海盆聚合封閉，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，阿拉山口深大斷裂也隨之發(fā)生強(qiáng)烈構(gòu)造活動(dòng)，地殼深部或上地幔出現(xiàn)了大陸玄武巖漿活動(dòng)，大陸玄武巖漿在上升分異過(guò)程中，產(chǎn)生鈣堿性中酸—酸性巖漿，在熔融硅質(zhì)巖、碎屑巖及碳酸鹽巖的過(guò)程中形成了2個(gè)巖漿活動(dòng)帶[2]，即中部巖漿活動(dòng)帶和東南部巖漿活動(dòng)帶，二者巖石組合均為石炭紀(jì)石英閃長(zhǎng)巖—英云閃長(zhǎng)巖—花崗閃長(zhǎng)巖—似斑狀二長(zhǎng)花崗巖—似斑狀花崗巖—鉀長(zhǎng)花崗巖—花崗斑巖混源巖漿演化序列，屬鈣堿性巖漿系列，堿度屬于強(qiáng)—正常太平洋型，形成溫度為650～820℃，早期以“S”型花崗巖類型為主，晚期則向“I”型花崗巖過(guò)渡，巖漿來(lái)源以幔源為主，少量殼源混入[3]。阿拉山口深大斷裂活動(dòng)具有長(zhǎng)性和多期性，從它控制的地層和侵入巖來(lái)看，早古生代之前即已形成，現(xiàn)在仍在活動(dòng)[4](圖1)。

圖1 阿拉賽依一帶飾面用花崗巖礦成礦地質(zhì)背景圖

2 成礦地質(zhì)條件

2.1 地層

阿拉賽依一帶主要出露地層為上泥盆統(tǒng)托斯庫(kù)爾他烏組[5]，其總體上主要為一套濱淺海相至半深海相的硅質(zhì)巖及碎屑巖沉積。第一段巖石組合以灰黑色中厚—巨厚層紋層網(wǎng)脈狀硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖及赭紅色碧玉巖為特征，以厚層狀赭紅色碧玉巖為其頂界，巖石板理、片理發(fā)育，裂隙多見(jiàn)石英、方解石脈穿插；第二段主要以薄—中層灰黑色和灰綠色紋層狀硅質(zhì)巖的互層巖系為其主要特征，局部夾有碧玉巖和砂巖的透鏡體[6]。

2.2 侵入巖

阿拉賽依一帶侵入巖侵位時(shí)代主要為石炭紀(jì)[7]，呈大巖基、小巖基、巖枝、小巖株產(chǎn)出。以酸性巖類為主，有部分中酸性巖類。區(qū)域內(nèi)侵入巖主體為石炭紀(jì)混源序列，劃分為8個(gè)侵入序次[3]。早期為中酸性，晚期則演變成酸性；早期侵入次以“S”型花崗巖為主，晚期侵入次則向“I”型花崗巖過(guò)渡[8]。在阿拉賽依一帶可見(jiàn)其中的6個(gè)侵入序次，第二序侵入次灰白色細(xì)粒英云閃長(zhǎng)巖(δoβcbH)、第三侵入序次淺肉紅色中細(xì)粒含黑云母角閃石花崗閃長(zhǎng)巖(γδccH)、第四侵入序次灰白色肉紅色似斑狀中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖(ηγCdH)、第五侵入序次肉紅色—淺黃色似斑狀中粗粒花崗巖(γceH)、第六侵入序次肉紅色似斑狀細(xì)?；◢弾r(γcfH)和第八侵入序次肉紅色花崗斑巖(γπchH)。第四序次和第五序次具有環(huán)帶套嵌結(jié)構(gòu)趨勢(shì)，有外老內(nèi)新的演化趨勢(shì)，其中第五侵入序次肉紅色—淺黃色似斑狀中粗粒花崗巖為阿拉賽依一帶飾面石材用花崗巖礦的成礦有利母巖。

2.3 構(gòu)造

中部闊依塔斯—克孜勒扎依勞—阿拉薩依一帶，為斷裂束構(gòu)造域，發(fā)育北西向走滑斷裂束為特征[9]。走向315～340°，傾角多在70～90°，斷面比較平直。穿切的地層有上泥盆統(tǒng)托斯庫(kù)爾他烏組、下石炭統(tǒng)阿克沙克組、下二疊統(tǒng)烏郎組[10]，還穿切石炭紀(jì)混源序列侵入巖，其中F41、F42、F54斷層對(duì)阿拉賽依一帶的飾面石材用花崗巖礦有一定的控礦作用，沿著這組斷裂束出現(xiàn)了許多細(xì)長(zhǎng)而平直的花崗斑巖脈，且發(fā)生了一些蝕變和礦化。礦體走向與該斷裂走向基本一致，控制了礦體的延伸方向。沿?cái)鄬訋r石比較破碎，破碎帶寬10～20m，劈理發(fā)育。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦床特征

阿拉賽依一帶新發(fā)現(xiàn)了6個(gè)飾面用花崗巖礦區(qū)，均賦存于石炭紀(jì)第五侵入序次肉紅色—淺黃色似斑狀中粗粒花崗巖(γceH)中，其中4、6、8號(hào)的礦體規(guī)模為大型，2、3、7號(hào)礦體規(guī)模為中型。6個(gè)礦區(qū)飾面石材礦石資源總量為9 449.90萬(wàn)m3，荒料量2 333.39萬(wàn)m3。

3.2 礦體特征

礦區(qū)目前共圈定14個(gè)礦體(圖2、表1)，其中4-1、6-1、6-2號(hào)等3個(gè)礦體規(guī)模為大型；2-1、3-1、3-2、6-3、7-1、8-1號(hào)等6個(gè)礦體規(guī)模為中型；其余5個(gè)礦體規(guī)模為小型。從地表來(lái)看，“夏爾西里金”主要分布在礦體大部分地區(qū)，“夏爾西里紅”分布在2-1礦體、2-2號(hào)礦體及4-1礦體西側(cè)；從深部來(lái)看，“夏爾西里金”覆于“夏爾西里紅”上部，且自北向南呈現(xiàn)由淺變深的趨勢(shì)。

表1 阿拉賽依一帶飾面用花崗巖礦床各礦體特征

圖2 阿拉賽依一帶飾面用花崗巖礦礦化帶分布圖

較典型4-1號(hào)礦體的特征敘述如下。礦體位于四區(qū)的中西部，呈北西南東向展布。北西南東向長(zhǎng)2.0km，平均寬0.27km，面積0.546km2。礦體賦存于淺黃色中粗?；◢弾r及肉紅色中粗粒花崗巖中。礦體地表出露良好，僅局部見(jiàn)風(fēng)化層，覆蓋面積較小，且風(fēng)化層較薄(0～0.8m)。經(jīng)地表節(jié)理線、面統(tǒng)計(jì)，節(jié)理線密度小于1.5條/m，節(jié)理面密度小于1.5條/m2。

根據(jù)地表節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)結(jié)果，4-1號(hào)礦體內(nèi)主要發(fā)育有3組節(jié)理。近南北走向節(jié)理總體走向6°，傾角63～76°，節(jié)理間距0.80～3.50m，節(jié)理產(chǎn)狀基本穩(wěn)定，貫穿性和切割性強(qiáng)，屬剪切性節(jié)理，節(jié)理面平直光滑，閉合性較好，其內(nèi)無(wú)充填物。近東西走向節(jié)理總體走向276°，傾角67～76°，節(jié)理間距0.40～3.50m，節(jié)理傾向基本穩(wěn)定，局部?jī)A向相反，但傾角在小范圍內(nèi)變化較頻繁，其貫穿性和切割性較差，屬?gòu)埿怨?jié)理，節(jié)理面較粗糙且閉合性差，可見(jiàn)鈣質(zhì)和硅質(zhì)充填物，發(fā)育程度常受南北走向節(jié)理控制。緩傾斜(層)節(jié)理在礦體地表普遍發(fā)育，地表傾向一般與地形坡向一致，傾角8～30°，地表節(jié)理間距介于0.35～1.8m之間，受風(fēng)化作用，節(jié)理地表局部發(fā)育密集，節(jié)理面粗糙，其內(nèi)多充填泥質(zhì)物或沙土。根據(jù)各鉆孔節(jié)理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，0～30°節(jié)理主要分布在鉆孔深度35m以上，且節(jié)理間距隨深度增加節(jié)理間距有變大趨勢(shì)，30～60°節(jié)理較少，分布無(wú)規(guī)律，60～90°節(jié)理幾乎全孔可見(jiàn)，節(jié)理自地表至深部節(jié)理間距有變大趨勢(shì)。

礦體內(nèi)部脈巖為淺灰白色細(xì)晶長(zhǎng)英巖脈，出露3條，位于礦體的北部，脈巖近于直立，脈寬0.1～0.3m，長(zhǎng)30～70m，脈巖引起其兩側(cè)0.3m內(nèi)礦石顏色、荒料率的變化和暗色礦物富集，但其影響寬度與脈巖寬度的總和小于2m，不夠夾石剔除厚度。

3.3 礦石特征

3.3.1 礦石自然類型及品種

根據(jù)礦石的顏色劃為淺黃色中粗?；◢弾r、肉紅色中粗粒花崗巖兩個(gè)自然類型。其礦石花紋由寬板狀、粒狀的鉀長(zhǎng)石富集形成淡黃色、淺黃色底色或淺肉紅色、肉紅色底色，煙灰色石英顆粒富集形成不規(guī)則環(huán)狀、蠕蟲(chóng)狀鑲嵌其中，形成不同形狀的淺黃色花斑，礦石顆粒及花紋無(wú)定向分布，拼接性好，其中淺黃色中粗?；◢弾r為“夏爾西里金”(圖3a)；肉紅色中粗?；◢弾r花紋，為“夏爾西里紅”(圖3b)。礦石礦物顆粒大小均勻，拼接性好，光澤度及機(jī)械強(qiáng)度較高，具有良好的裝飾性能。

圖3 阿拉賽位飾面花崗巖品種

阿拉賽依礦區(qū)位于東南部巖漿活動(dòng)帶的東部邊緣相內(nèi)，環(huán)帶內(nèi)部第五侵入次的巖漿處于低溫高壓環(huán)境，鉀長(zhǎng)石有利于形成較穩(wěn)定的Fe2+，礦石顏色近蛋白—淺黃色，因此礦石品種以“夏爾西里金”為主；石炭紀(jì)后期，受斷層束影響，阿拉賽依礦區(qū)在此期構(gòu)造作用下，F(xiàn)42斷層兩側(cè)，沿構(gòu)造通道，在高溫作用下4-1礦體下部至西部及2-1號(hào)礦體、2-2號(hào)礦體中鉀長(zhǎng)石中的Fe2+氧化為Fe3+，礦石顏色因此也過(guò)渡成淺肉紅色，形成了局部礦石品種“夏爾西里紅”。

3.3.2 色斑、色線分布情況

礦石中色斑主要為暗色礦物集合體，在地表未見(jiàn)，深部鉆孔中有少量出現(xiàn)，多為花崗巖中黑云母等暗色礦物的集合體，大小(1×2～2×3)cm，無(wú)密集發(fā)育區(qū)，其對(duì)荒料塊度及荒料率基本無(wú)影響。礦石中色線一般發(fā)育在兩個(gè)品種的界線過(guò)渡帶上，過(guò)渡帶寬度2～5m，影響范圍較小。

3.3.3 礦石的物理技術(shù)性能

(1)機(jī)械強(qiáng)度。礦石單軸抗壓強(qiáng)度(干燥) 101.38～144.16MPa，單軸抗壓強(qiáng)度(飽和)100.62～ 110.46MPa，抗折強(qiáng)度(干燥)最高14.06MPa、最低10.56MPa，抗折強(qiáng)度(飽和)最高11.55MPa、最低9.68MPa，符合規(guī)范要求。

(2)礦石的吸水率。礦石吸水率最高0.60%，最低0.21%，平均值為0.44%，滿足規(guī)范吸水率≤0.6%的要求。

(3)礦石的體積密度。礦石的體積密度最高2.61g/cm3，最低2.58g/cm3，平均值為2.59g/cm3，滿足規(guī)范體積密度≥2.56g/cm3的要求。

(4)礦石的放射性。2件代表性礦石樣品進(jìn)行了放射性核素的比活度測(cè)定(表2)，“夏爾西里金”和“夏爾西里紅”礦石的內(nèi)照射指數(shù)(IRa)平均值為0.185，礦石的外照射指數(shù)(Iγ)平均值為0.625，其滿足規(guī)范中A類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(IRa≤1.0和Iγ≤1.3)的要求，使用范圍不受限制。

表2 放射性核素的比活度樣品測(cè)定結(jié)果表

4 結(jié)論和建議

區(qū)域第五侵入序次肉紅色—淺黃色似斑狀中粗?；◢弾r為阿拉賽依一帶飾面花崗巖礦的成礦有利母巖，環(huán)帶結(jié)構(gòu)提供了良好的成礦場(chǎng)所，斷裂構(gòu)造控制了各礦床礦體的規(guī)模及礦石的完整性，形成了沿F42斷層?xùn)|西兩側(cè)分布的6個(gè)飾面花崗巖礦區(qū)。

根據(jù)已知礦體的分布情況和礦床特征，阿拉賽依礦區(qū)東南部及南部第四系覆蓋處丘陵的半坡至山前平緩地帶具有較好的資源潛力，建議進(jìn)行進(jìn)一步地質(zhì)勘查工作。