吉安市東固飾面用花崗巖礦的地質(zhì)特征及成因分析

摘要：吉安市東固飾面用花崗巖礦賦存于燕山早期第一階段第一次侵入巖中。分析該區(qū)飾面用花崗巖礦體的裂隙、色斑及色線發(fā)育程度，探討影響節(jié)理、裂隙發(fā)育的原因及荒料率的影響因素。根據(jù)目前市場行情，礦區(qū)飾面用花崗巖屬于中高檔飾面石材，具有開發(fā)利用價值。

關(guān)鍵詞：飾面板材；礦體地質(zhì)特征；花崗巖；荒料率

中圖分類號：P619.222 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）08-00-05

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.08.015

Geological Characteristics and Genesis Analysis of Donggu Decorative Granite Mine in Ji’an City

LAI Jinghuan， ZHANG Xing， ZHOU Yang， XIAO Zhiyong， XI Xianhong

（Ji’an Mineral Resource Reserve Evaluation and Geological Disaster Prevention Center， Ji’an 343000， China）

Abstract： The granite ore used for the decoration of Donggu in Ji’an city is located in the first intrusive rock of the early Yanshan period. Analyze the degree of development of cracks， color spots， and color lines in the granite ore body used for decorative purposes in the area， and explore the reasons that affect the development of joints and cracks， as well as the factors that affect the rate of waste materials. According to the current market situation， granite used for decorative purposes in mining areas belongs to the mid to high end decorative stone material category and has development and utilization value.

Keywords： decorative panels; geological characteristics of the ore body; granite; raw material rate

花崗巖因具有不含有碳酸鹽、吸水率小、抗風(fēng)化能力強等優(yōu)勢，已成為美麗鄉(xiāng)村庭院室內(nèi)外裝飾的首選石材[1-3]?；诖?，分析吉安市東固飾面用花崗巖礦的地質(zhì)特征及成因。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

從大地構(gòu)造位置來看，吉安市東固飾面用花崗巖礦位于遂川—德興深大斷裂的中南段，次級構(gòu)造東固大斷裂的西側(cè)。在加里東期受南北向壓應(yīng)力作用，構(gòu)造活動以褶皺作用為主，并伴有巖體侵入，奠定了本區(qū)的基本構(gòu)造輪廓[4-5]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層不發(fā)育，僅見第四系洪沖積和殘坡積浮土層，主要為灰褐色亞黏土層、夾砂礫層等，分布于礦區(qū)外圍低洼地帶，厚度為3～5 m。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造主要表現(xiàn)為近北東向的斷裂構(gòu)造及受斷裂構(gòu)造應(yīng)力影響的節(jié)理裂隙構(gòu)造。

2.2.1 斷裂構(gòu)造

斷裂位于礦區(qū)的西部，斷裂規(guī)模較大，呈北東向延伸，橫貫礦區(qū)，西部延伸出區(qū)外，并切穿礦體。斷層傾向東南，傾角為70°～80°，會破壞礦體，其表現(xiàn)形式為斷層兩側(cè)花崗巖破碎，節(jié)理發(fā)育，由構(gòu)造角礫巖和碎裂巖組成。局部沿裂隙有石英脈侵入，通過鉆孔見強蝕變輝綠巖、構(gòu)造角礫巖、斷層角礫巖及硅化石英巖[6-7]。

2.2.2 節(jié)理裂隙構(gòu)造

區(qū)內(nèi)巖石因受到區(qū)域北東向斷裂構(gòu)造應(yīng)力影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，主要發(fā)育北東、近南北（傾向東）、北東（傾向南東）及北西向4組節(jié)理裂隙，以北東向為主。裂隙普遍產(chǎn)狀穩(wěn)定，裂隙面平直光滑，性質(zhì)以剪節(jié)理為主，少數(shù)張節(jié)理。礦區(qū)節(jié)理裂隙特征統(tǒng)計如表1所示。

南西向裂隙最早發(fā)育，普遍為北東向（傾向北西）裂隙錯切，最后北東向（傾向南東）裂隙錯切前二者。近南北向裂隙為層節(jié)理，為巖漿成巖后期形成，沒有明顯的錯切特征。

北西向裂隙走向為100°～170°，傾向為190°～ 260°，傾角為30°～45°，閉合性較好，寬度為1～3 mm，用水澆后不吸水。北東（傾向北西）向裂隙走向為北東，傾向為300°～340°，傾角為30°～50°，閉合性較差，裂隙寬度為2～5 mm。沿裂隙走向有晚期充填物，用水澆后緩慢吸水，系構(gòu)造應(yīng)力形成的裂隙，近南北向裂隙面平直，產(chǎn)狀穩(wěn)定，延長普遍在12 m內(nèi)，延深在10 m內(nèi)，屬于巖漿冷卻收縮形成的張節(jié)理。北東向裂隙一般延長3～10 m，延深為2～6 m，間距為2～6 m。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖主要為燕山早期第一階段第一次侵入巖東固巖體，空間上呈巖株或巖瘤狀產(chǎn)出，長橢圓狀展布，巖性主要為灰白色、淺灰色、灰色中細(xì)粒斑狀黑云母二長花崗巖，斑狀花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分有石英、長石及黑云母，硬度較大，鋼針劃不動，莫氏硬度為6～7。粒度以1～4 mm為主，少量為2～6 mm，較大者一般為鉀長石，巖石總體屬中細(xì)粒范圍。鏡下鑒定呈它形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)。主要礦物石英呈不規(guī)則它形粒狀，常見弱波狀消光。斜長石呈半自形板狀，多為微紋長石，常見聚片雙晶。較早者一般粒度稍大且表面高嶺土化、弱絹云母化較為明顯；較晚者一般表面干凈，有時有后期交代成因的更長石補丁狀嵌于微斜長石大晶體。

斜長石多為更長石，世代較發(fā)育，具環(huán)帶結(jié)構(gòu)，一般表面略有少量零散的絹云母化，偶見個別中心部位表面較渾濁。磷灰石呈核狀粒狀，粒徑為0.1～0.2 mm，與黑云母密切共生，集中分布。另可見少量沿鉀長石粒間交代的糖粒狀鈉長石，屬后期巖石弱鈉交代產(chǎn)物。礦物裂隙中還分布有極少量的白云母，呈細(xì)脈狀。主要造巖礦物含量：石英為28%～30%，鉀長石為20%～37%，斜長石為27%～35%，黑云母為8%，磷灰石少量。黃金麻和白麻在偏光顯微鏡下的特征如圖1所示。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)飾面用花崗巖賦存于燕山早期第一階段東固巖體，巖性為灰白色、淺灰色和灰色中細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖，位于節(jié)理裂隙極不發(fā)育區(qū)段，礦體形態(tài)呈規(guī)則塊狀體，連續(xù)性較好，厚度變化穩(wěn)定。礦體整體走向東西，沿自然山體展布，沿山坡坡面向南北傾斜，傾斜坡度一般為40°～45°，局部達(dá)50°。礦體厚度與地形標(biāo)高呈正比關(guān)系，即山頂厚度大，向下逐漸小，礦體隨著深度的增加變大。

3.2 礦體覆蓋層及風(fēng)化層特征

礦體埋藏于覆蓋層與風(fēng)化層之下，位于山脊部分的礦體表層被殘坡積物覆蓋，厚度一般為2.0～22.8 m。

往下為半風(fēng)化層，礦體埋深較淺，表層出露不同程度的弱風(fēng)化。從全區(qū)來看，風(fēng)化層厚度為0.5～16.5 m。此外，一些緩坡和凹洼地段往往被殘積物、坡積物覆蓋，厚度一般為3～5 m。

3.3 礦石質(zhì)量特征

3.3.1 礦石品種及類型

通過對比，礦石品種劃分為黃金麻和白麻兩個品種。拋光后的黃金麻礦石和白麻礦石如圖1所示，黃金麻和白麻在偏光顯微鏡下的特征如圖2所示。

3.3.2 礦石的物質(zhì)組成

巖石為顯晶質(zhì)，主要由斑晶和基質(zhì)兩部分組成，斑晶石英呈粒狀，粒徑為1～4 mm，波狀消光。斜長石呈板狀，常見階梯狀斷口，粒徑為1～4 mm，可見聚片雙晶，多為更長石，弱絹云母化。基質(zhì)呈細(xì)?；◢弾r結(jié)構(gòu)，粒徑為0.1～0.3 mm。其中，石英呈它形粒狀，具波狀消光。斜長石呈半自形板狀，具弱泥化。黑云母呈片狀，具綠泥石化，部分呈集合體分布。磷灰石呈粒狀，粒徑為0.1 mm左右。

基質(zhì)成分為斜長石、鉀長石、黑云母及石英，有少量磷灰石。其中，斜長石約為27%，鉀長石約為20%，黑云母約為8%，石英約為30%，磷灰石少量。黑云母薄片呈綠褐色，為半自形或不規(guī)則片狀，含副礦物磷灰石等包體，多色性顯著，多為鐵黑云母。

石英為它形粒狀，暗灰白色，玻璃光澤。它們（基質(zhì)）與半自形板狀的長石斑晶一起組成礦物集合體，形成斑晶與基質(zhì)，礦物與礦物之間緊密相嵌，構(gòu)成巖（礦）石結(jié)構(gòu)致密、機械力學(xué)強度高的塊狀體。

3.3.3 礦石化學(xué)成分

礦石的化學(xué)成分以SiO2和Al2O3為主，還含有少量的K2O、Na2O、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO及P2O5。其中，SiO2含量一般為72.85%～75.00%，平均為73.93%；Al2O3含量一般為12.93%～13.80%，平均為13.37%；K2O含量一般為4.52～4.58%，平均為4.55%；Na2O含量一般為1.00～1.37%，平均為1.19%；Fe2O3含量一般為1.59～1.76%，平均為1.68%；TiO2含量一般為0.12～0.14%，平均為0.13%；CaO含量一般為1.00～1.37%，平均為1.19%；MgO含量一般為0.45～0.89%，平均為0.67%；P2O5的平均含量約為0.09%；MnO2的平均含量約為0.04%。

3.3.4 礦石的物理裝飾性能

經(jīng)取樣測試，礦石化學(xué)成分未發(fā)現(xiàn)有害物質(zhì)，礦石的放射性均符合規(guī)范中的A類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。礦石物理機械性能測試結(jié)果如表2所示。

3.4 礦體節(jié)理、裂隙發(fā)育情況

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造以節(jié)理裂隙為主，加之?dāng)嗔淹ㄟ^，二者是礦體的主要破壞因素，會影響荒料塊度及荒料率。本次的主要工作是統(tǒng)計地表、深部節(jié)理及裂隙的特征。

3.4.1 地表節(jié)理、裂隙

通過填圖、采坑及剝土工程揭露，描述礦區(qū)內(nèi)的節(jié)理裂隙發(fā)育程度。統(tǒng)計結(jié)果顯示，礦體主要受F1斷層的壓性和壓扭性應(yīng)力影響，斷層兩側(cè)裂隙發(fā)育，斷層北西側(cè)裂隙發(fā)育帶寬度為2.0～9.0 m，呈帶狀分布。主要發(fā)育北東向和北西向兩組裂隙，該區(qū)帶裂隙率普遍為1.5～2.0條/m。該區(qū)帶裂隙率普遍為2.0～4.0條/m，主要為北東向和北西向兩組裂隙。該裂隙發(fā)育區(qū)帶對礦體破壞極大。礦體其余地段主要發(fā)育有北東向（傾向北西）、近南北向、北東向（傾向東南）和南西向4組節(jié)理，裂隙率小于0.5條/m，屬裂隙極不發(fā)育區(qū)，對礦體影響較小。

3.4.2 深部節(jié)理、裂隙

統(tǒng)計4個鉆孔的裂隙率，統(tǒng)計結(jié)果如下。礦體地段線裂隙率一般為0.16～0.40條/m，平均線裂隙率為0.24條/m，裂隙率小于0.5條/m，屬裂隙率極不發(fā)育區(qū)段。作夾石處理地段線裂隙率一般為1.62～2.99條/m，平均為2.51條/m，裂隙率大于1條/m，屬裂隙發(fā)育區(qū)段。礦體深部節(jié)理、裂隙率統(tǒng)計如表3所示。通過對比地表及鉆孔的裂隙發(fā)育情況，除因斷裂構(gòu)造原因影響外，一般越往深部節(jié)理裂隙會明顯減少，巖石的完整度明顯增高。經(jīng)鉆孔巖芯統(tǒng)計，礦區(qū)礦體巖芯的巖石質(zhì)量指標(biāo)（Rock Quality Designation，RQD）值均在95%以上。

4 荒料率及影響因素

全區(qū)礦體體圖解荒料率為22.09%～25.85%，采坑開采荒料率為25.02%，本次礦體荒料率取二者的平均值，為24.7%。采坑工程及剝土圖解荒料率如表4所示。

5 結(jié)論

通過分析礦區(qū)飾面用花崗巖礦的裂隙、色斑及色線發(fā)育情況等方面，得出以下結(jié)論：礦床地質(zhì)方面，發(fā)現(xiàn)該礦體賦存于燕山早期酸性侵入巖的東固巖體；板材質(zhì)量方面，品種為黃金麻和白麻兩種花色品種，礦石自然類型為斑狀中細(xì)粒黑云母二長花崗巖。通過檢測，礦石無有害物質(zhì)，放射性滿足A類裝飾材料，其產(chǎn)銷和使用不受限制。根據(jù)市場調(diào)查，礦區(qū)飾面用花崗巖屬于中高檔飾面石材，具有較高的開發(fā)利用價值。

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