廣西岑溪市三堡鎮雅煜礦區優質飾面用花崗巖礦床地質特征

李 偉, 宮 研, 韋守東, 陸春凱, 張 鵬, 李昌明

(1.中國—東盟地學合作中心(南寧),廣西 南寧 530023;2.廣西壯族自治區地質調查院,廣西 南寧 530023;3.廣西壯族自治區第四地質隊,廣西 南寧 530031)

0 引言

花崗巖以其美麗的花紋和優異的物理力學性能,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外的飾面板和室內地板磚[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基地。其生產的花崗巖主要有“岑溪紅”、“三堡紅”、“芝麻石”、“七彩石”等品種,主要分布在三堡鎮、糯垌鎮、岑城鎮和馬路鎮的“長崗頂花崗巖體”一帶。近年來,岑溪市石材產業經過迅猛發展,隨著“南部(岑溪)石材循環生態產業園”項目的推進,已形成極具規模的石材產業集群和石材加工貿易基地。岑溪市將加快建設面向“21世紀海上絲綢之路”和東盟的石材產業集群、石材加工貿易基地以及石材循環經濟產品生產基地,致力打造走向全國、走向東盟、走向世界的國際石都[6]。

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

1 區域地質背景

區域內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。區域地質構造復雜。NE斷裂十分發育,走向NE—SW,傾向SE(圖1)。

區域巖漿巖發育,主要有志留紀、三疊紀和侏羅紀花崗巖,其中,侏羅紀花崗巖為賦礦巖性。

區域內礦產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。

2 礦區地質特征

2.1 構造

礦區位于三堡斷裂東南部,無褶皺和斷層。節理、裂隙較發育,按性質可分為原生節理、裂隙和次生節理、裂隙。原生節理、裂隙有SE向、SW向、NE向和NW向四組,以SE向和NW向節理、裂隙為主。次生的風化節理裂隙隨深度加大逐漸減少,對礦體影響范圍有限。地質構造復雜程度屬簡單類型。

2.2 巖漿巖

礦區內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。

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構,塊狀構造。礦體形態規則,連續性好。礦體控制長約1 900 m,寬230～1 650 m(圖3、圖4)。礦體頂底板均為淺肉紅色中粗粒黑云鉀長花崗巖。礦體厚度與巖石的風化層厚度有關,即風化層厚度越大,礦體越薄;反之,則礦體越厚。據統計,礦體厚度15～152 m,厚度變化較大。

圖2 雅煜花崗巖礦區地質簡圖

飾面用花崗巖礦體經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 礦石質量特征

3.2.1 礦石品種及類型

通過標準樣與基本樣對比,確定礦區內礦石品種。經對比,礦區的礦石品種為“三堡紅”(圖5)。

3.2.2 礦石的物質組成

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 礦石化學成分

礦石的化學成分以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,屬堿性準鋁質系列[10]。

圖5 “三堡紅”礦石

圖6 花崗巖偏光顯微鏡下特征(+)

3.2.4 礦石結構、構造

礦石為中-粗粒黑云鉀長花崗巖。結構為中-粗?；◢徑Y構,構造為塊狀構造。

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)。滿足工業用途天然花崗石荒料物理性能一般工業指標要求。

花崗巖礦石的內照指數(IRa)0.2～0.5,外照指數(Iγ)0.6～1.1(表3)。均達到《飾面石材礦產地質勘查規范》(DZ/T 0291-2015)標準中一般要求規定的A類產品,即IRa≤1.0,Iγ≤1.3。

表1 飾面用花崗巖礦石化學成分一覽表 wB/%

表2 礦石物理機械性能試驗結果

表3 礦石放射性測試結果

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、黑云母及少量鐵質等。礦石顏色為淺肉紅色,顆粒為中-粗粒。礦石的色調均勻、穩定,花紋和諧,光澤度較高。礦石的抗壓強度、彎曲強度、小體重、吸水率均符合規范要求。礦石的耐磨性能好。礦石化學成分中未發現有害成分。礦石的放射性均符合規范中A類產品標準。

3.3 礦體節理、裂隙發育情況

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

表4 礦體深部節理、裂隙特征統計

根據統計各勘探線的深部節理、裂隙,礦區北部節理、裂隙不如礦區南部發育。根據鉆孔編錄情況,隨著勘探深度的增加,節理、裂隙發育程度減弱。

3.4 荒料率及影響因素

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

通過對礦區深部節理、裂隙統計表明,影響荒料率的主要因素為礦體中的節理、裂隙發育程度,節理裂隙越發育,荒料率越低。

4 結語

通過對雅煜礦區飾面用花崗巖的礦體特征、礦石質量特征、礦體節理、裂隙發育情況等方面的研究,得到如下認識:

表5 勘查區礦體荒料率計算

(1)礦床地質方面: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。礦體呈巖基狀產出,形態規則,連續性好。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。屬大型規模礦體。

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

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