广东省封开县大排矿区地质特征及矿床成因浅探

刘 胜

（广东省核工业地质局二九三大队，广东广州510800）

1 区域地质概况

矿区位于华夏系构造带南西侧。出露地层有寒武系（∈）、奥陶系（O）、白垩系（K）和第四系（Q），岩浆岩主要为燕山期及印支期侵入体，区域性断裂主要为北东向的江山—渔涝—莲都断裂（F1），详见图1。

区域出露地层由老至新为：寒武系八村群（∈Bc）、奥陶系回龙群（O1Hl）、白垩系上统（K2）、第四系（Q）。其中寒武系八村群主要出露下亚群（∈Bca）与中亚群（∈Bcb），下亚群地层岩性为粉砂岩夹石英砂岩、板状页岩，底部为砾岩；中亚群地层岩性为云母片岩、石英片岩，底部为含细砾粗砂岩。奥陶系回龙群岩性为砾岩、石英砂岩、硅质岩及砂质页岩。白垩系上统岩性为含凝灰岩及花岗岩砾石的砂页岩、砂砾岩，上部凝灰质砂岩及粉砂岩。第四系主要为残坡积层、冲积、洪积层，由砂砾、砂质粘土、粘土等组成。

区域上为江南古陆华南板块的一部分，加里东构造运动，使得区域的下古生界型变为封开—德庆复式褶皱。于其东侧的上古生界受海西期的构造运动的影响不大，而受印支期的构造运动的影响较大，发生形变形成断褶构造带。区域构造主要为北东向的江山—渔涝—莲都断裂（F1），由江山横穿西江，经封川、白垢、渔涝至莲都等地，呈北东向延长，走向长度大于90km。局部切错燕山期花岗岩体，断层深度和宽度都较大，富存深层地下水。

区域岩浆岩主要为印支期花岗闪长岩（γδ51）及燕山三期花岗岩[γ52（3）]，局部有酸性岩脉及石英岩脉。印支期花岗闪长岩岩性主要由中粒斑状或中粒花岗闪长岩或二长花岗岩组成；燕山三期花岗岩岩性主要为中细粒黑云母花岗岩，局部可相变为中粒（斑状）角闪黑云母二长花岗岩，岩性稳定，分布较普遍。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露地层由老至新为：

（1）寒武系八村群（∈Bc）：下亚群（∈ Bca）：主要分布于矿区的南东部，呈捕虏体产出花岗岩中，局部出露地表。岩性主要为细砂岩、泥质粉砂岩夹石英砂岩、板状页岩，岩石变质现象明显。

（2）第四系（Q）：主要为第四系残坡积层（Qedl）和冲洪积层（Qapl）。

①残坡积层（Qedl）：主要分布于山间洼地及地表，岩性为棕红色、灰黄色砂质粘土、含岩石碎屑砂质粘土，厚度0～38.95m。

②冲洪积层（Qapl）：主要分布于山间洼地，主要呈灰黄色，成分以中粗砂为主，局部夹砾石。冲洪积层，厚约0～5m。

2.2 构造

矿区内未见明显的断裂构造。

花岗岩体的节理裂隙较为发育，间距0.02～1m不等，部分大于1m，主要包括2组节理：

（1）第一组：北西向节理裂隙，总体走向315°～355°，倾向45°～85°，倾角30°～85°，不同地段其产状有所变化，在岩体的上部强—中风化地段较为发育。主要分布在矿区的东部、中部及南部，节理裂隙间距0.02～1m，延伸大于30m，小部分被泥质充填。

（2）第二组：北东向节理裂隙，总体走向5°～50°，节理裂隙倾向275°～320°，倾角35°～85°，不同地段其产状有所变化，主要分布在矿区的东部及南部，节理裂隙间距0.1～1m，延伸大于20m，部分被泥质充填。

2.3 岩浆岩

主要为燕山三期花岗岩[γ52（3）]，岩性主要为黑云母二长花岗岩，呈灰白色、浅肉红，局部具碎裂化结构，风化后呈褐黄色、灰黄色及见铁质侵染，局部相变为花岗闪长岩。

3 矿体地质

3.1 矿体地质特征

本次详查工作共圈定建筑用花岗岩主矿体1个，编号为KT1，控制长 2200m，宽402～1200m，厚度85～245m，赋存标高30～318.7m，规模属于大型；共生建筑用变质砂岩矿体3个，编号分别为G1、G2、G3，控制长不大于200m，宽1.3～101m，赋存标高30～267.5m之间，厚度变化大，规模属于小型。主矿体由燕山三期花岗岩体[γ52（3）]组成，呈巨块状产出，矿石类型为黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩，共生矿体为变质砂岩，以捕掳体形式产出。主矿体形态受拟设采矿权范围限制，平面上呈不规则的近似契形体沿北东—南西展布。主矿体除局部出露地表外，上部为残坡积、冲洪积土覆盖，向四周及深部延出矿区范围，覆盖层厚3～63.20m；主矿体底板为中粒黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩。主矿体未受断裂构造错断，局部节理裂隙发育，见硅化、绢云母化、绿泥石化。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石类型

矿区矿石工业类型单一，仅为建筑用花岗岩，自然类型有3种，以黑云母二长花岗岩为主，少量为花岗闪长岩和寒武系变质砂岩。

黑云母二长花岗岩：呈灰白色，浅肉红色，中—粗、中—细粒花岗结构，块状构造。岩石矿物组成主要为钾长石、斜长石和石英，其次为黑云母等。钾长石为正长石、条纹长石，粒径0.8～5.0mm，可见卡式双晶，弱泥化、绢云母化。斜长石为钠-更长石，呈半自形板状、粒状，粒径0.8～4.0mm，可见聚片双晶，弱绢云母化、泥化。石英呈他形粒状或不规则状，粒径大小0.8～4.5mm，少量可见碎裂细粒化重结晶现象，均匀呈充填状分布；黑云母呈片状，多已绿泥石化，片径0.05～1.0mm，较均匀分布。主要矿物及含量：石英27%，正长石22%～30%，条纹长石12%～14%，钠—更长石27%～28%，黑云母3%～5%，少量白云母、磷灰石、绿帘石等矿物。该类型矿石在矿区范围内广泛分布，赋存标高为30～318.7m。

花岗闪长岩：灰绿、灰黑色，细、中粒花岗结构，块状构造。岩石主要由钾长石、斜长石和石英组成，其次为黑云母等。钾长石为正长石，正长石呈半自形—他形板状、粒状，粒径1.4～1.8mm，部分发育简单双晶，部分微弱粘土化。斜长石为钠—更长石、中长石，斜长石为半自形板状，长径0.5～2.5mm，钠—更长石可见发育钠长石聚片双晶及卡钠复合双晶，中长石可见环带构造，局部弱泥化或绢云母化，与正长石镶嵌分布。石英呈他形粒状或不规则状，粒径0.3～1.0mm，不均匀分布在长石颗粒间。黑云母呈片状，少部分蚀变为绿泥石。主要矿物及含量：钠—更长石45%，正长石6%，中长石12%，石英25%，黑云母10%，少量绿泥石、绿帘石。该类型矿石主要分布于矿区中西部(3线和4线之间)，赋存标高为30～244.58m。

变质砂岩：灰黑色、灰绿色，变余砂状结构，变余层状构造、块状构造，原岩碎屑物主要为石英、长石，填隙物主要为泥质，已变质形成黑云母、绿泥石，碎屑物粒径主要为中细粒。主要矿物及含量：石英48%，长石40%，黑云母8%，少量锆石、磷灰石。根据岩石的矿物组合和结构特征认为，岩石原岩为长石砂岩，后期经历热变质作用发生角岩化。变质砂岩的厚度变化较大，厚度在1.3～101m之间。该类型矿石分布于矿区北东侧和南西侧（4线和5线之间），赋存标高30～267.5m。

3.2.2 矿石的化学特征

矿石以黑云母二长花岗岩为主，少量花岗闪长岩，经取样进行矿石化学分析。矿石化学成分见表1。

3.2.3 矿石的饱和抗压强度

根据钻孔取样测试结果，按建筑用花岗岩矿工业指标圈定为矿体的303个样品统计。矿石饱和抗压强度最低为80.1MPa，最高为257.0MPa，平均132.1MPa，一般83.7～183.2MPa。矿石在各勘探线的平均饱和抗压强度见表2。

矿区内建筑用花岗岩矿石绝大多数的饱和抗压强度均大于80MPa，满足抗压强度工业指标要求，个别矿石饱和抗压强度偏低，主要是因为样品裂隙发育，沿裂隙面破坏造成。

3.2.4 矿石的密度

矿区中矿石的小体积质量样，采自于钻孔的新鲜岩石样，进行小体重测试，矿石小体积质量平均为2.70g/cm3，矿石湿度平均为0.23%。统计结果见表3。

3.2.5 矿石放射性特征

表1 矿石化学成分表

表2 矿石在各勘探线的平均饱和抗压强度

表3 矿石小体积质量成果统计表

在钻孔中采集代表性矿石试块6件，进行天然放射性核素钾-40（40K）、镭-226（226Ra）、钍-232（232Th）的放射性比活度测定。其内照射指数IRa为（＜0.1）～0.4，外照射指数Ir为0.2～0.9。依据《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）的规定，该矿区矿石中天然放射性核素钾-40（40K）、镭-226（226Ra）、钍-232（232Th）的放射性比活度同时满足IRa≤1.0和Ir≤1.0，可作为建筑主体材料。矿石放射性比活度统计结果见表4。

第一，在预算管理的决策层面。决策层主要由领导班子和各部门负责人构成，职责是制定各部门年度发展目标，根据一定原则、方法和程序，审议并批准调整预算。作为预算工作整体的把控者，在协调各方工作的同时要确保预算编制的合理性和科学性，这就需要有相关的制度进行规范，才能使得预算目标更加符合财政税收的要求，以保证国土资源单位的长远发展。

表4 矿石放射性比活度统计表

3.2.6 矿石工业利用性能评价

矿区内矿石的饱和抗压强度基本在80MPa以上，符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）中建筑用碎石标准，矿石按岩石强度分类属硬质岩石，可达到一般民用建筑用石料的要求。矿石的放射性符合《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）的要求，可作为建筑主体材料。

3.3 矿体的覆盖层、底板特征

（1）覆盖层特征。矿体覆盖层主要由第四系残坡积、冲洪积土和强、中风化花岗岩组成，分布于自然坡体表层，覆盖层底界由地形及风化程度控制，厚度3～63.20m，平均22.92m，局部厚度变化较大。

根据钻探及露头揭露资料，各覆盖层的主要特征为：

①第四系残坡积土：分布于自然坡体表层，局部地段缺失，主要为灰黄、棕红色砂质粘土，厚度0～38.95m，平均8.46m，可塑—坚硬状态。

②第四系冲洪积土：主要分布于山间洼地，主要呈灰黄色，成分以中粗砂为主，局部夹砾石，厚约0～5m。

④中风化花岗岩：灰白色、浅肉红色，岩石风化变色，节理裂隙发育，节理裂隙多为铁锰质浸染，岩芯多呈块状，岩石质量指标RQD低于50%，整体岩石质量较差，岩石较坚硬-坚硬。下伏于第四系残坡积层或强风化岩，局部出露地表，厚0.60～20.80m，平均为7.80m。根据26个中风化花岗岩样的抗压测试结果，其抗压强度 33.7～79.9MPa，平均 62.5MPa，一般为39.5～73.7MPa。

（2）底板特征。矿区拟设置最低开采标高30m，详查阶段中钻孔揭露最低标高为27.90m，矿体的底板为中粒黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩。

4 矿床成因

矿床的成因类型属于岩浆岩侵入结晶型，主要为燕山三期侵入的岩浆，原地结晶形成岩基或岩株，区域岩体出露面积大于63km2，矿区位于燕山三期侵入岩体的西南部。

5 矿区内共（伴）生矿产综合评价

为了查明矿区内共（伴）生矿产情况，依据矿区的成矿类型采集了11个微风化变质砂岩样抗压测试结果，其抗压强度最低为71.9MPa，最高为158.6MPa（硅化强烈），平均105.7MPa，一般为83.5～123.5MPa，符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）中建筑用碎石的标准，矿石按岩石强度分类属硬质岩石，可达到一般民用建筑用石料的要求。为了解变质砂岩中放射性核素情况，在ZK002采集了1个样品进行钾-40（40K）、镭-226（226Ra）、钍-232（232Th）的放射性比活度测试，测试结果为：226Ra=45.4Bq/Kg，232Th=89.5Bq/Kg，40K=862.7 Bq/Kg，内照射指数IRa=0.2，外照射指数Ir=0.7，依据《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）的规定，该变质砂岩中天然放射性核素钾-40（40K）、镭-226（226Ra）、钍-232（232Th）的放射性比活度同时满足IRa≤1.0和Ir≤1.0，可作为建筑主体材料。

因此，矿区内的变质砂岩矿抗压强度及放射性核素均满足建筑用砂岩工业指标要求，可作为共生矿产综合利用。