廣西岑溪市三堡鎮(zhèn)雅煜礦區(qū)優(yōu)質(zhì)飾面用花崗巖礦床地質(zhì)特征

李 偉, 宮 研, 韋守東, 陸春凱, 張 鵬, 李昌明

(1.中國—東盟地學(xué)合作中心(南寧),廣西 南寧 530023;2.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院,廣西 南寧 530023;3.廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊,廣西 南寧 530031)

0 引言

花崗巖以其美麗的花紋和優(yōu)異的物理力學(xué)性能,獨特的裝飾效果和特性受到人們青睞,被廣泛用于高級建筑物墻體內(nèi)外的飾面板和室內(nèi)地板磚[1-5]。

享有“中國花崗巖之都”的岑溪市,是全國最大的花崗巖生產(chǎn)基地。其生產(chǎn)的花崗巖主要有“岑溪紅”、“三堡紅”、“芝麻石”、“七彩石”等品種,主要分布在三堡鎮(zhèn)、糯垌鎮(zhèn)、岑城鎮(zhèn)和馬路鎮(zhèn)的“長崗頂花崗巖體”一帶。近年來,岑溪市石材產(chǎn)業(yè)經(jīng)過迅猛發(fā)展,隨著“南部(岑溪)石材循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園”項目的推進,已形成極具規(guī)模的石材產(chǎn)業(yè)集群和石材加工貿(mào)易基地。岑溪市將加快建設(shè)面向“21世紀(jì)海上絲綢之路”和東盟的石材產(chǎn)業(yè)集群、石材加工貿(mào)易基地以及石材循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)品生產(chǎn)基地,致力打造走向全國、走向東盟、走向世界的國際石都[6]。

三堡鎮(zhèn)雅煜飾面用花崗巖礦區(qū)位于岑溪市三堡鎮(zhèn)NE 150°方位、直距1.2 km的三合村附近,2020—2022年廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊對該地區(qū)開展詳查工作,基本查明礦床地質(zhì)特征[7-9]。本文將根據(jù)本次勘查成果,歸納總結(jié)該礦區(qū)飾面用花崗巖礦床地質(zhì)特征,以期為尋找同類型礦床提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)域內(nèi)出露地層主要有奧陶系(O)、泥盆系(D)、白堊系(K)、古近系(E)、第四系(Q)。

大地構(gòu)造位置位于羌塘—揚子—華南板塊西南端,屬于羅霄—云開弧盆系。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。NE斷裂十分發(fā)育,走向NE—SW,傾向SE(圖1)。

區(qū)域巖漿巖發(fā)育,主要有志留紀(jì)、三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)花崗巖,其中,侏羅紀(jì)花崗巖為賦礦巖性。

區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)以飾面用花崗巖為主,伴有稀土礦、鉛鋅礦、鉀長石、水晶、高嶺土等礦產(chǎn)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 構(gòu)造

礦區(qū)位于三堡斷裂東南部,無褶皺和斷層。節(jié)理、裂隙較發(fā)育,按性質(zhì)可分為原生節(jié)理、裂隙和次生節(jié)理、裂隙。原生節(jié)理、裂隙有SE向、SW向、NE向和NW向四組,以SE向和NW向節(jié)理、裂隙為主。次生的風(fēng)化節(jié)理裂隙隨深度加大逐漸減少,對礦體影響范圍有限。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡單類型。

2.2 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖為晚侏羅世一期肉紅色、淺肉紅色中粗粒黑云鉀長花崗巖(ξγJ31),即為礦體(圖2)。礦物成分:鉀長石(40%～50%)、斜長石(20%～27%)、石英(22%～33%)、黑云母(4%～8%)及少量鐵質(zhì)。

3 礦體特征

3.1 礦體特征

礦體賦存于晚侏羅世一期(ξγJ31)花崗巖體中,含礦巖性為中粗粒黑云鉀長花崗巖,肉紅色、淺肉紅色,中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。礦體形態(tài)規(guī)則,連續(xù)性好。礦體控制長約1 900 m,寬230～1 650 m(圖3、圖4)。礦體頂?shù)装寰鶠闇\肉紅色中粗粒黑云鉀長花崗巖。礦體厚度與巖石的風(fēng)化層厚度有關(guān),即風(fēng)化層厚度越大,礦體越薄;反之,則礦體越厚。據(jù)統(tǒng)計,礦體厚度15～152 m,厚度變化較大。

圖2 雅煜花崗巖礦區(qū)地質(zhì)簡圖

飾面用花崗巖礦體經(jīng)5條勘探線,16個鉆孔和1個淺孔控制,在資源量估算范圍內(nèi)估算控制的資源量6 220.1萬m3,荒料量1 331.7萬m3;推斷的資源量3 596.8萬m3,荒料量770.1萬m3。估算范圍外巖石類型與礦體基本一致,該區(qū)域仍有較大找礦潛力。

圖3 04號勘查線剖面圖

圖4 巖心礦石特征照片

3.2 礦石質(zhì)量特征

3.2.1 礦石品種及類型

通過標(biāo)準(zhǔn)樣與基本樣對比,確定礦區(qū)內(nèi)礦石品種。經(jīng)對比,礦區(qū)的礦石品種為“三堡紅”(圖5)。

3.2.2 礦石的物質(zhì)組成

淺肉紅中粗粒黑云鉀長花崗巖礦石礦物成分:鉀長石以條紋長石、微斜條紋長石為主,多呈自形、半自形板狀,粒度以3～10 mm為主,卡式雙晶,含量40%～50%;斜長石多呈自形、半自形板狀,粒度以4～11 mm為主,聚片雙晶,含量20%～27%;石英呈他形粒狀,粒度以2～10 mm為主,偶見微裂隙波狀消光,含量22%～33%;黑云母呈片狀,粒度0.5～5.0 mm,含量4%～8%(圖6)。

3.2.3 礦石化學(xué)成分

礦石的化學(xué)成分以SiO2和Al2O3為主。SiO2含量64.45%～68.61%,平均65.86%;Al2O3含量15.23%～17.77%,平均16.34%;K2O含量4.71%～6.57%,平均5.91%;Na2O含量3.64%～4.33%,平均3.97%;TFe2O3含量2.05%～5.14%,平均3.59%;CaO含量1.64%～2.63%,平均1.93%;TiO2含量0.18%～0.52%,平均0.33%;MgO含量0.11%～0.74%,平均0.30%;P2O5含量0.053%～0.223%,平均0.105%;Cl-含量0.014%～0.027%,平均0.021%(表1)。分析結(jié)果表明,晚侏羅世一期(ξγJ31)花崗巖為富堿、高鉀、貧鎂特征,屬堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)系列[10]。

圖5 “三堡紅”礦石

圖6 花崗巖偏光顯微鏡下特征(+)

3.2.4 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石為中-粗粒黑云鉀長花崗巖。結(jié)構(gòu)為中-粗?；◢徑Y(jié)構(gòu),構(gòu)造為塊狀構(gòu)造。

3.2.5 礦石物理性能

礦石體積密度為2.62～2.79 g/cm3,平均2.66 g/cm3,均≥2.56 g/cm3;吸水率為0.32%～0.60%,平均0.46%,均≤0.60%;水飽和抗壓強度106～116 MPa,平均107 MPa;干燥抗壓強度109～130 MPa,平均115 MPa,均≥100 MPa;水飽和抗折強度16.5～20.8 MPa,平均18.7 MPa;干燥抗折強度16.7～21.3 MPa,平均19 MPa,均≥8 MPa;耐磨性61～68 cm-3,平均63 cm-3,平均≥25 cm-3。光澤度77.9～89.1 GU,平均80.1 GU,光澤度較高(表2)。滿足工業(yè)用途天然花崗石荒料物理性能一般工業(yè)指標(biāo)要求。

花崗巖礦石的內(nèi)照指數(shù)(IRa)0.2～0.5,外照指數(shù)(Iγ)0.6～1.1(表3)。均達到《飾面石材礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T 0291-2015)標(biāo)準(zhǔn)中一般要求規(guī)定的A類產(chǎn)品,即IRa≤1.0,Iγ≤1.3。

表1 飾面用花崗巖礦石化學(xué)成分一覽表 wB/%

表2 礦石物理機械性能試驗結(jié)果

表3 礦石放射性測試結(jié)果

3.2.6 礦石的裝飾性能

礦石的主要礦物成分為鉀長石、斜長石、石英、黑云母及少量鐵質(zhì)等。礦石顏色為淺肉紅色,顆粒為中-粗粒。礦石的色調(diào)均勻、穩(wěn)定,花紋和諧,光澤度較高。礦石的抗壓強度、彎曲強度、小體重、吸水率均符合規(guī)范要求。礦石的耐磨性能好。礦石化學(xué)成分中未發(fā)現(xiàn)有害成分。礦石的放射性均符合規(guī)范中A類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 礦體節(jié)理、裂隙發(fā)育情況

本次勘查工作調(diào)查礦體深部節(jié)理、裂隙的特征。深部節(jié)理、裂隙主要通過編錄鉆探工程統(tǒng)計。對16個鉆孔中飾面用花崗巖礦體中節(jié)理、裂隙進行統(tǒng)計。礦體中節(jié)理、裂隙最發(fā)育的鉆孔為ZK0801,裂隙率為0.89 條/m;鉆孔ZK0004礦體中無節(jié)理、裂隙。各勘探線中,00線和04線礦體的節(jié)理、裂隙率較低,03線和08線節(jié)理、裂隙率較高?？辈閰^(qū)深部礦體的節(jié)理、裂隙率平均為0.36 條/m。統(tǒng)計結(jié)果見表4。

表4 礦體深部節(jié)理、裂隙特征統(tǒng)計

根據(jù)統(tǒng)計各勘探線的深部節(jié)理、裂隙,礦區(qū)北部節(jié)理、裂隙不如礦區(qū)南部發(fā)育。根據(jù)鉆孔編錄情況,隨著勘探深度的增加,節(jié)理、裂隙發(fā)育程度減弱。

3.4 荒料率及影響因素

全區(qū)礦體體圖解荒料率最高為25.55%,最低為18.42%,體積加權(quán)平均后為22.82%(表5)。周邊礦區(qū)礦體荒料率為20%,本次礦體荒料率取兩者平均值,即為21.41%。

通過對礦區(qū)深部節(jié)理、裂隙統(tǒng)計表明,影響荒料率的主要因素為礦體中的節(jié)理、裂隙發(fā)育程度,節(jié)理裂隙越發(fā)育,荒料率越低。

4 結(jié)語

通過對雅煜礦區(qū)飾面用花崗巖的礦體特征、礦石質(zhì)量特征、礦體節(jié)理、裂隙發(fā)育情況等方面的研究,得到如下認(rèn)識:

表5 勘查區(qū)礦體荒料率計算

(1)礦床地質(zhì)方面:礦體賦存于晚侏羅世一期(ξγJ31)中粗粒黑云鉀長花崗巖巖體中。礦體呈巖基狀產(chǎn)出,形態(tài)規(guī)則,連續(xù)性好。礦體控制長約1 900 m,寬230～1 650 m。在資源量估算范圍內(nèi)估算控制的資源量6 220.1 萬m3,荒料量1 331.7萬m3;推斷的資源量3 596.8萬m3,荒料量770.1萬m3。屬大型規(guī)模礦體。

(2)石材質(zhì)量方面:礦石結(jié)構(gòu)簡單,中-粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造;礦石物理機械性能均滿足飾面石材一般工業(yè)指標(biāo)要求;礦石花色品種為“三堡紅”。

(3)礦體荒料率為21.41%。礦體荒料率與礦區(qū)節(jié)理、裂隙發(fā)育程度成反比,而礦體主要節(jié)理、裂隙的發(fā)育程度隨著巖體深度的增加減弱。