吉木乃县塔斯托别一带饰面石材（花岗岩）矿地质特征浅析

郭志云（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队　乌鲁木齐　830002）

吉木乃县塔斯托别一带饰面石材（花岗岩）矿地质特征浅析

郭志云
（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队乌鲁木齐830002）

本文介绍了新疆吉木乃县塔斯托别一带饰面石材（花岗岩）矿地质特征、矿体特征、矿体的节理与荒料率、矿石质量及有害地质体等。

塔斯托别花岗岩地质特征节理

1　区域地质

区域大地构造位置位于哈萨克斯坦-准噶尔板块（Ⅰ级），准噶尔微板块（Ⅱ级），萨吾尔-二台晚古生代岛弧带（Ⅲ级）的西北缘。

1.1地层

区域内出露的地层比较简单，地层由老至新依次为第三系、第四系上更新统和全新统。分述如下：

1.1.1第三系（R）

⑴下第三系始新-渐新统乌伦古河组（E2-3w）：分布于区域的北东部，不整合于华力西晚期花岗岩之上。岩性为一套灰色、灰白色、淡黄色泥岩、粉砂岩、粗砂岩及杂质泥岩。其下部以泥岩为主，上部则以砂岩、粗砂岩为主。可见厚度145.9m。

⑵上第三系上新统独山子组（N2d）：零星分布于区域的东部及南东角，岩性以灰白色石英砾岩和泥质粉砂岩为主，夹杂色泥岩和砂岩。可见厚度55m。

1.1.2第四系（Q）

1.1.2.1上更新统洪积物（Qp3pl）

分布于区域的南部，主要为未胶结的砾石、碎石、砂土。分选很差，层理不清。砾石成分主要为火山岩、各种变质岩、花岗岩和各种碎屑岩。砾石大小0.3～2 cm，少数3 cm。厚度变化较大，一般在数米至数十米之间。

1.1.2.2上更新统洪积物加风积物（Qp3pl+eol）

在区域内广泛分布，其物质成分是山前洪积和风成沙的混合物，为黄、土黄色细-粗粒沙、亚沙土和少量火山岩碎石。

1.1.2.3全新统现代河床冲积层（QhaL）

分布于区域的南部、北东角，其物质成分随河流上游基岩岩性而异，主要是近代河床之砾石，河漫滩和Ⅰ级阶地的泥质砂土。总厚度不超过5～10m。

1.1.2.4全新统现代洪积层（QhPL）

零星分布于区域的现代干河谷中，为砾石、碎石及砂土堆积。以砂砾为主，次为粗砂和亚砂土，砾石成分与附近基岩有关。厚度数米至十米。

1.1.2.5全新统现代风积层（QheoL）

主要分布于区域的南西、北西一带，在区域的中部也有零星分布，由连绵起伏的半月形沙丘、沙垅组成，沙丘和沙垅大小为长100～500m，宽20～50m，高10～50m。风积物成分为长石、石英和少量泥土。

1.1.2.6全新统洪积加风积层（Qhpl+eol）

分布于区域的中东部一带，是风成沙和现代洪积层的混合堆积物。由碎石、砾石、砂土组成。

1.1.2.7全新统现代沼泽沉积（Qhh）

主要分布于区域的南东部，在区域的西部也有零星分布，由黑色、灰黑色淤泥物质组成，底部有少量砂、砾石、砂屑和砂土。

1.1.2.8全新统现代化学沉积（Qhch）

分布面积很小，仅在区域的中部（托斯托别的南侧）的小湖四周有分布，由于地下水位很浅，外地搬运来的各种盐类，经水化学作用及太阳热的大量蒸发，经过浓缩很容易集聚成矿，形成了岩盐、芒硝、石膏、天然碱等化学沉积矿产。

1.2构造

本区位于阿尔泰褶皱系以南，东、西准噶尔褶皱带以北。是在华力西褶皱基底之上，受喜马拉雅旋回各次构造运动的作用，而形成的新生代拗陷。由喜马拉雅旋回构造层的三个亚构造层组成，为新生代陆相堆积。总的趋势是自西向东，拗陷深度愈来愈大，期间随基底构造亦有起伏。区域主要构造线方向为北西西向（300°左右）。

区内断裂构造较发育，见有两条近东西向断裂和一条北东向断裂，均为压扭性断裂。近东西向断裂延伸约13km，两端均被第四系掩盖；北东向断裂延伸约20km，两端也均被第四系掩盖。

1.3侵入岩

区域岩浆活动强烈，侵入岩较为发育，在区域的中部托斯托别一带出露有托斯托别岩体和塔斯托别岩体两个侵入岩岩体。侵入时代为华力西中期第一次侵入。岩石类型以中酸性花岗岩类为主，呈岩基状产出。

2　矿区地质

2.1地层

矿区出露地层简单，主要为第四系上更新统洪积物（Qp3pl）和全新统风积物（Qheol）。现分述如下：

2.1.1第四系上更新统洪积物（Qp3pl）

出露面积较大，广泛分布于矿区，洪积物为未胶结的灰色、棕灰色砾石、碎石、砂土，分选性差，层理不清。砾石成分主要为花岗岩。砾石大小0.3～2 cm，少数3 cm。厚度变化较大，一般在数米至数十米之间。

2.1.2全新统风积物（Qheol）

分布于矿区的北部，由连绵起伏的半月形沙丘、沙垅组成，沙丘和沙垅大小为长100～500m，宽20～50m，高10～50m。风积物成分为长石、石英和少量泥土。

2.2构造

矿区位于准噶尔盆地北缘，额尔齐斯河南岸的低山区。区内未见褶皱构造，构造形态简单，仅在塔斯托别岩体的南部见有一条北东向的正断层，断层延展长度约7.2km，断层面南倾，倾角达70°～80°，断层南侧（上盘）被第四系掩盖，偶见岩体出露，向下滑动；北侧（下盘）上升形成平直的花岗岩陡坎地貌特征。

2.3侵入岩

2.3.1托斯托别岩体

分布于矿区北部的托斯托别山处，岩体侵入时代为华力西中期第一次侵入。由于沙漠化的影响，该岩体仅出露了西部地势较高的一小部分，东部地势平缓一带均被沙漠所覆盖。

该岩体为一呈东西向展布的透镜体，东西出露长3.3km，南北出露宽0.3～1.2km，出露面积约2.56km2。岩性为浅灰色斑状、似斑状花岗岩，有黑云母花岗闪长岩析离体。岩体四周均被第四系掩盖，从少量的岩体露头看，节理裂隙密集发育，岩石不完整，色差变化较大，目估荒料率一般在5%以下，而且色斑、色线异常发育，分布无规律，故该岩体未找到有利于成矿的地段。

2.3.2塔斯托别岩体

分布于矿区中部的塔斯托别山处，岩体侵入时代为华力西中期第一次侵入。

该岩体呈北东向展布的不规则椭球体，出露长约10.8km，宽1.5～4.3km，出露面积约34km2。岩性为浅灰、灰白、浅黄白、浅肉红色似斑状花岗岩、粗中粒花岗岩，少量中细粒花岗岩。岩体南侧被第四系掩盖，偶尔见到岩体出露，岩体向北逐渐平缓，准平原化，被风积沙掩盖，在沙垅的陡坎中见似斑状花岗岩。说明与1号岩体构成一个岩基。

该岩体可划分为2个岩相：（1）西部为浅灰色似斑状花岗岩岩相，节理裂隙发育，岩石较破碎，色差变化较大，为非成矿地段；（2）东部为灰白色粗中粒花岗岩岩相，为本次工作的成矿有利地段。两者为相变过渡关系。

3　矿体地质

3.1矿体特征

通过2013年的地质勘查工作在塔斯托别一带的两个花岗岩岩体中共圈定了6个矿体，编号依次为①号、②号、③号、④号、⑤号、⑥号矿体。现将各矿体的主要特征叙述如下：

①号矿体：分布于成矿有利区的南西部。其形态为北东向的似椭圆形态，长约2.12km，宽约0.54km，面积约1.13km2。

②号矿体：分布于成矿有利区的北中部。其形态为北东东向的长条形，长约1.62km，宽约0.40km，面积约0.65km2。

③号矿体：分布于成矿有利区的东部。其形态为近东西向的“凹”字形，长约1.86km，宽约0.69km，面积约1.28km2。

④号矿体：分布于成矿有利区的中部。其形态为北东向的不规则多边形，长约0.36km，宽约0.17km，面积约0.06km2。

⑤号矿体：分布于成矿有利区的中部。其形态为北东向的椭圆形，长约0.30km，宽约0.08km，面积约0.02km2。

⑥号矿体：分布于成矿有利区的中部。其形态为近东西向的不规则形，长约0.68km，宽约0.28km，面积约0.19km2。

3.2矿体的节理与荒料率

①号矿体：地表节理主要有3组，其中南北向节理在矿体内普遍发育，为矿体中的主要节理且发育程度变化较大，产状为264°～287°∠77°～86°，节理间距一般为0.5～1.3m，个别1.8m；东西向节理发育程度不高，局部可见次生石英细脉或细粒花岗岩脉充填，产状为331°～353°∠72°～82°，节理间距一般为0.8～1.8m，个别达3.0m；层节理（缓倾斜节理）在地势较高处发育，倾向多与地形坡向基本一致，倾角为5～18°，节理间距一般为0.3～1.0m，个别1.5m。通过节理裂隙线（面）统计计算，该矿体理论荒料率为33.61%～45.44%之间，平均为39.86%。

②号矿体：地表节理主要有2组，其中南北向节理在矿体内较发育，为矿体中的主要节理且发育程度变化较大，产状为75°～97°∠70°～74°，节理间距一般为0.8～2.0m，个别4.0m；东西向节理发育程度不高，局部被细粒花岗岩脉充填，产状为169°～184° ∠72°～78°，节理间距一般为1.5～3.5m，个别达6.0m。通过节理裂隙线（面）统计计算，该矿体理论荒料率在44.69%～48.35%之间，平均为46.52%。

③号矿体：地表节理主要有3组，其中南北向节理在矿体内普遍发育，为矿体中的主要节理且发育程度变化较大，产状为68°～85°∠72°～86°，节理间距一般为0.5～1.0m，个别2.5m；东西向节理发育程度较低，产状为332°～356°∠66°～79°，节理间距一般为0.5～1.6m，个别达3.0m；层节理（缓倾斜节理）仅在矿体西段较发育，倾向多与地形坡向基本一致，倾角为8～25°，节理间距一般为0.4～1.0m，个别1.5m。通过节理裂隙线（面）统计计算，该矿体理论荒料率在29.79%～43.31%之间，平均为35.99%。

④号矿体：地表节理主要有2组，其中南北向节理在矿体内较发育，产状为270°～296°∠69°～81°，节理间距一般为0.6～1.5m，个别2.5m；东西向节理发育程度不高，产状为331°～353°∠72°～82°，节理间距一般为0.5～1.0m，个别达3.5m。通过节理裂隙线（面）统计计算，该矿体理论荒料率为47.30%。

⑤号矿体：地表节理主要有2组，其中南北向节理在矿体内较发育，产状为70°～86°∠73°～85°，节理间距一般为0.5～1.0m，个别2.0m；东西向节理发育程度不高，产状为329°～355°∠73°～84°，节理间距一般为0.5～1.2m，个别达3.0m。通过节理裂隙线（面）统计计算，该矿体理论荒料率为43.60%。

⑥号矿体：地表节理主要有3组，其中以南北向节理较发育，为矿体中的主要节理，产状为70°～92° ∠73°～81°，节理间距一般为0.5～1.3m，个别2.0m；东西向节理发育程度较低，局部被细粒花岗岩脉充填，产状为333°～350°∠70°～78°，节理间距一般为0.5～1.6m，个别达2.8m；层节理在地势较高处发育，倾向多与地形坡向基本一致，倾角为5～20°，节理间距一般为0.4～1.0m，个别1.3m。通过节理裂隙线（面）统计计算，该矿体理论荒料率在44.22%～47.85%之间，平均为46.04%。

3.3矿石质量

3.3.1矿石自然类型及品种

根据矿石主体颜色、外观特征和矿物成分，将矿石自然类型确定为浅黄白色粗中粒花岗岩和灰白色粗中粒花岗岩两种。①、②、④号矿体岩性以浅黄白色粗中粒花岗岩为主，③、⑤、⑥号矿体岩性以灰白色粗中粒花岗岩为主。主要矿物成分有钾长石、斜长石、石英及黑云母等组成。通过进行标准样、基本样、抛光样的对比，矿石商业名称暂定为“吉木乃浅黄白”和“吉木乃白”。

3.3.2矿石外观特征及矿物成分

该矿石外观特征：以浅黄白色为主，夹灰白色，粗中粒结构，块状构造，岩性为浅黄白色粗中粒花岗岩。其矿物成分：斜长石12%，呈半自形板状，粒径2.8mm×1.2mm～1.2mm×0.8mm，发育聚片双晶，见环带构造，轻微隐晶帘石化。钾长石60%，呈它形板状，粒径＞10.0～2.8mm，发育条纹结构和格子双晶，为条纹微斜长石，轻微泥化，内包有斜长石小颗粒。石英25%，呈它形粒状，粒径4.0～1.2mm，具波状消光，表面较新鲜干净。黑云母3%，呈半自形片状，片径1.0～0.4mm，具褐-浅黄色多色性。

3.3.3矿石色泽变化及装饰性能

从地表所取基本样和标准样对矿石的颜色控制对比观察，矿石颜色及结构基本稳定且无明显变化。矿石的矿物颗粒大小均匀，各矿物之间互相镶嵌紧密且无定向性分布特征，拼接性好，光泽度及机械强度较高，具有良好的装饰性能。

3.3.4矿石化学成分

矿石的化学成分为：SiO272.09%～74.53%，平均值73.35%；Al2O313.45%～14.42%，平均值13.91%；Fe2O31.33%～2.08%，平均值1.78%；CaO 0.83%～0.92%，平均值0.88%；MgO 0.20%～0.31%，平均值0.25%；K2O 4.93%～5.98%，平均值5.49%；Na2O 3.73%～3.95%，平均值3.86%；SO30.017%～0.026%，平均值0.021%。由上述化学分析成果表明，矿石的化学成分以SiO2、Al2O3为主，K2O、Na2O次之。属酸性岩类。

3.3.5矿体的荒料率

矿体的荒料率是由试采荒料率结合理论荒料率确定，通过对校正后的矿体理论荒料率的计算，求得矿体的荒料率为25%～33%。

3.3.6矿石的物理性能

为了解矿石的物理性能，在矿体中采集具代表性的小体重和抗压、抗折强度和吸水率实验样，通过对样品的测试分析，其结果为：矿体的块体密度为2.54～2.61g/cm3，平均为2.56g/cm3；抗压强度为64～173mPa，平均为126mPa；弯曲强度为6.28～14.00mPa，平均为9.53mPa；吸水率为0.16%～0.60%，平均为0.33%，均满足行业标准（JC/T 204—2001）的要求。

3.3.7矿石的放射性

矿石的放射性核素的比活度测试结果：镭-226 （226Ra）为 1.49 Bq/kg；钍-232（232Th）为 204.60～219.43 Bq/kg；钾-40（40K）为1123.36～1161.99 Bq/kg。按照矿产地质勘查规范（DZ/T 0207—2002）附录C《天然石材产品放射防护分类控制标准》中定义的镭当量浓度aRae=aRa+1.35aTh+0.088ak的公式进行计算，矿体的镭当量浓度aRae为324.67～399.98 Bq/kg，故本花岗岩矿可以满足B类产品标准。

3.4有害地质体

矿体中的有害地质体主要是脉岩、色斑及色差。脉岩多为花岗岩细脉，沿节理充填形成的，规模很小，对矿石荒料影响不大。

色斑主要为黑云母富集形成，在矿体中零星分布形态为圆形或椭圆形，直径一般在0.4～3.0cm之间，个别直径达8cm；色差主要表现在矿石中矿物颗粒的局部富集所形成的颜色变化（如矿石中长石颗粒富集，颜色泛白、浅黄或浅肉红色，石英颗粒富集颜色则发青），分布稀疏且无规律，对矿石的颜色花纹及拼接性影响不大。

4　市场形势分析

矿区位于吉木乃县城北1°方位，直线距离34km处。行政区划隶属于吉木乃县管辖。县城至矿区的公路运距约39km，其中由县城出发沿S229省道行驶约35km至209里程碑，再沿简易土路往西北前行不足4km即到，交通极为方便。

该花岗岩矿属大型矿床，质量较好，运距短，具有开发利用的资源优势。“灰白色”和“浅黄白色”花岗石矿是自然界广泛分布的花岗石品种之一，矿石加工抛光后颜色相对均匀、纯正、协调，色泽一般，拼接、装饰性一般，属于中低档花岗岩产品。既可以用于大规模装饰的园林、街区饰面材料，也可作为室内装修材料。如果大批量开采加工，以低廉价格走向市场，具有一定市场前景。

收稿：2016-06-05

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.05.020