内蒙古察右后旗宿黑蟆东矿区饰面石材用白云石大理岩矿地质特征的探讨

张龙　辛高怀　梁中华　李华伟

摘要：宿黑蟆东矿区通过详查工作共圈定出饰面石材用白云石大理岩矿体2条，并对其矿体特征做出了详细分析与评价。通过钻探工程，确定了矿体的产状与深部赋存状态；通过实验室测试，对矿石的物理性能及光泽度进行了测试；通过试采坑内荒料块度的统计计算，确定了矿体的荒料率；通过对矿石的各项指标分析与测试，基本确定了饰面石材用白云石大理岩矿的规模。

宿黑蟆东矿区位于内蒙古自治区乌兰察布市察哈尔右翼后旗白音查干镇西北35km，行政区划隶属察哈尔右翼后旗乌兰哈达苏木管辖。经过详查工作，对矿区内饰面石材用白云石大理岩矿体的规模、产状、厚度、形态特征；矿体中节理、裂隙、色斑、色线对荒料块度和荒料率的影响及荒料率等有了较全面的认识。

一、地质概况

1.区域地质背景。区域内出露的地层主要有：中太古界乌拉山（岩）群的大理岩组（Ar2w），新生界第三系中新统汉诺坝组（N1h），新生界上新统宝格达乌拉组（N26）及第四系全新统（Qh）。其中以新生界地层分布最广，且以第三系上新统宝格达乌拉组（N26）分布较广，中太古界乌拉山（岩）群（Ar2w）的地层呈捕露体零星分布。

区域范围内岩浆活动频繁，侵入岩十分发育，从志留纪、石炭纪到二叠纪，从酸性到中性均有分布。由老到新有志留纪斜长角闪岩、角闪片岩（S∑）；石炭纪暗绿色闪长岩（Cδ）；二叠纪肉红色中粒花岗岩（Pγ）、灰色中粒或似斑状花岗岩（Pγ）、灰白色细粒花岗岩（Pγ）、肉红色细粒正长岩（Pε）和浅黄色细粒花岗岩（Pγ）。

根据《内蒙古自治区区域地质志》，区域大地构造位置一级构造单元属华北地台（I）；二级构造单元为内蒙古台隆（I2）；三级构造单元为阴山断隆（I2），主要构造型式以乌拉山复背斜为主，位于断隆西段，呈东西向展布。

2.矿区地质特征。矿区内出露地层较为简单，岩性主要为中太古界乌拉山（岩）群（Ar2w）大理岩组的大理岩与黑云斜长角闪片岩。矿区内侵入岩较为发育，广泛分布于工作区的南、北部，约占矿区面积的1/2。主要以二叠纪肉红色中细粒花岗岩（Py）为主，呈岩株、岩基状产出。矿区内大的断裂、褶皱均不发育，一般多见乌拉山（岩）群的层间小褶皱、小褶曲及单斜构造。白云石大理岩地表节理、裂隙较为发育，发育规律的有4组节理。

二、矿体特征

矿区内饰面石材用白云石大理岩矿矿体与围岩均为乌拉山（岩）群大理岩组的青白色、淡绿色白云石大理岩，矿体与围岩无明显界线。区分矿体与非矿体的标准是：节理、裂隙分布规律且不太发育，微风化至无风化、无矿化蚀变现象，岩石金属氧化物和硫化物少、色线、色斑分布范围较少的、达到荒料块度要求的即可视为矿体，破碎、具风化者即为围岩（风化程度与块度为矿石与废石的主要分界指标）。由于矿区地表节理较为发育，岩石一般破碎强烈，在地表界定矿体边界时有一定困难，矿区只能根据详查工程揭露情况利用普查阶段取得成果圈定矿体范围。

矿区内圈定出饰面石材用白云石大理岩矿体2条，编号为I、II号矿体（详见下图1）矿体特征分述如下：

1.I号饰面石材用白云石大理岩矿体特征。I号矿体位于矿区的中部，分布于1线、0线、2线、4线勘查线间。地表由4条探槽深部由7个钻孔控制，矿体形态较规则，呈似层状产出。沿走向控制矿体长405m，沿倾向控制矿体最大斜深270m。矿体真厚度10.09m～70.29m，平均37.35m，厚度变化系数为59.84%，属较稳定型。赋矿标高1604m～1325m，走向为75°，倾向320°～345°，倾角较陡且变化较大为69°～81°之间，平均74°；主要矿石类型分布较规则，矿体节理、裂隙上部较下部发育，随着深度的增加，发育程度逐渐减弱。偶见色斑、色线分布（但装饰性能符合相关规范要求），矿层内部含不连续夹层，矿体内部结构复杂程度为中等型。

2.II号饰面石材用白云石大理岩矿体特征。I号矿体位于矿区的中部，紧邻I号矿体。分布于1线、0线、2线、4线勘查线间。地表由4条探槽深部由7个钻孔控制，矿体形态较规则，呈似层状产出。沿走向控制矿体长400m，沿倾向控制矿体最大斜深350m。矿体真厚度24.03m～62.84m，平均42.51m，厚度变化系数为40.44%，属较稳定型。赋矿标高1596m-1245m，走向为70°，倾向320°～345°，倾角较陡且变化较大为69°～81°之间，平均75°。主要矿石类型分布较规则，矿体节理、裂隙上部较下部发育，随着深度的增加，发育程度逐渐减弱。偶见色斑、色线分布，矿层内部含不连续夹层，矿体内部结构复杂程度为中等型。

三、矿石质量

矿区内饰面石材用白云石大理岩矿石为淡绿色、青白色白云石大理岩，具弱蛇纹石化，饰面石材分类属大理石类。饰面石材用白云石大理岩矿石风化面为灰白色、灰绿色，新鲜面淡绿色、青白色等。粒状变晶结构，厚层状、块状构造，矿物成份主要白云石，次之为方解石、透闪石及不透明矿物等组成。

经测试矿石的干燥压缩强度、干燥弯曲强度、水饱和弯曲强度、体积密度、吸水率及耐磨度等物理性能指标均符合规范要求。

四、节理、裂隙发育程度

根据统计资料，矿床地表发育规律的有4组节理：第1组，节理走向60°～90°之间，节理倾向北西向，倾角一般在63°～80°之间，裂隙间距一般为20cm～50cm；第2组，节理走向110°～160°之间，节理倾向北东向，倾角一般在60°～75°之间，裂隙间距一般为10cm～40cm；第3组，节理走向310°～340°之间，节理倾向北西向，倾角一般在65°～80°之间，裂隙间距一般为30cm～70cm；第4组，产状近于水平，节理倾向北西向，倾角一般在，70°～75°之间，裂隙间距一般为50cm～100cm。由于矿床地表节理、裂隙间距较小，4组节理较为发育，把饰面石材用白云石大理岩矿体切割成正方体、长方体、菱形块体等，对矿石的块度有一定的破坏。

五、荒料率的确定

通过试采坑内最底层水平平台进行了试采荒料率的统计计算，水平平台长37.4m、宽11.2m、高1.1m，面积418.88m2，体积460.77m3。取大于0.5m3以上的块度进行理论荒料率测定为66.57%。同时对该部位进行试采荒料率测定，采出较大块度的荒料68块，荒料合计112.37m3，试采荒料率24.39%，试采荒料率可以满足于《饰面石材矿产地质勘查规范》（DZ/T0219-2015）中规定的荒料率不小于20%的要求。

六、矿石颜色、命名及花纹

矿石具弱蛇纹石化，外观颜色主要为淡绿色、白色。颜色变化无一定规律性，沿纵向及横向其变化基本稳定。颜色不均一的原因主要是原始沉积物质的差异和沉积环境的波动，后来遭受区域变质作用影响而产生的差异性变化所致。矿石光泽度63°～98°，硬度中等，强度中等，耐磨损，不易变色。

根据区内近几年建有的大理石矿山对其矿石的命名并结合本区矿石特征，暂定本区内淡绿色的饰面石材用白云石大理岩商业命名为“孔雀绿”，青白色的饰面石材用白云石大理岩商业命名为“雪花白”。

白云石大理岩矿石花纹为“雪花状”。“雪花”对径1mm～3mm左右，“雪花”在阳光照射下闪闪发光，矿石抛光面鲜艳美丽，晶莹剔透，是中高级建筑装饰材料。若用在现代化房屋建筑的外表，则建筑物显得十分雄伟、高大，既洁白而又大方。若配合其他色调的大理石装饰内厅或房间，那么大厅、房间则使人有明亮、舒适之感觉，这些特点更是其他建筑材料在建筑工艺上所无法媲美的。

六、矿床成因类型

根据研究及与同类型矿床对比分析，确定该矿床类型属变质型碳酸盐岩白云石大理岩矿床类型，矿石为纤维状变晶结构，厚层状、块状构造。矿层历经多次构造的影响，又受区域变质作用及岩浆活动的影响，矿石矿物均已发生重结晶现象，产生了不同程度的变质。

七、结论

中太古界乌拉山岩群的大理岩组由于地表风化特别严重，在地表界定饰面石材用白云石大理岩矿体有一定难度，故而根据钻探工程揭露确定矿体的风化程度及风化深度；根据标准样与基本样的采集，可以确定饰面石材的颜色、花纹、光泽度等；通过观察确定矿石的节理、裂隙、缺陷、色线、色斑等发育情况；通过实验室测试确定矿石的物理性能及光泽度等；通过矿区水文地质测绘、水文地质、工程地质钻探基本查明矿床开采技术条件；通过试采荒料率的统计计算，确定荒料的块度及荒料率，估算其资源量。