甘肃青墩峡北十七区块饰面用花岗岩矿床地质特征及成因浅析

2022-09-29王海鹏

石材 2022年8期

王海鹏

（甘肃省有色金属地质勘查局天水矿产勘查院，甘肃天水 741020）

引文

敦煌市饰面用花岗岩矿资源丰富且分布较集中，区内共发现饰面石材用花岗岩矿产地 27 处，仅有3处矿产地勘查程度达到详查[1][2]。该地区详查及以上地质勘查程度较低，对区内饰面用花岗岩矿地质特征及矿床成因基本无研究。主要品种有“敦煌红”“飞天红”“飞天钻”等，次要品种有“西域红”“莫高金”等，饰面石材用花岗岩品种较多。石材资源主要分布在青墩峡-草湖、吊头泉和水晶滩等三个区域[2][3][4][5]，其分布区域比较集中。

青墩峡北十七区块饰面用花岗岩矿位于敦煌市351°方向，直距约110km处，是敦煌市近几年发现的大型饰面用花岗岩矿床之一。2020年，甘肃省有色金属地质勘查局天水矿产勘查院对该地区开展详查工作后，提交矿石量为1206.90万m3，荒料量458.50万m3。本文在野外工作基础上，总结青墩峡饰面用花岗岩矿床地质特征及矿床成因，希望对该地区或同类型矿床勘查工作有所帮助。

1 区域地质背景

矿区大地构造处于塔里木板块-塔里木盆地- 敦煌地块-柳园裂谷带上，地层属塔里木地层大区，塔里木盆地地层区，红柳园-帐房山地层分区。区内构造简单，岩浆活动强烈而频繁[2]。

矿区出露地层下石炭统红柳园组（C1hl）、上石炭统石板山组（C2s）、上二叠统方山口组（P3f）及第四系全新统（Qh3pl）等[2][6][7][8]。与成矿有关的地层为上二叠统方山口组（P3f），该地层分布于敦煌市北尖山南坡、瓜州县雷洞子红柳峡、野马井南等地。主要由一套巨厚中酸性为主的火山熔岩和火山碎屑岩组成，局部可见少量基性火山岩[9]。

区域内侵入岩发育，主要出露有二叠纪等时期的侵入岩及各类脉岩。岩浆侵入活动以印支期为主。

区域成矿地质背景独特，区域成矿作用广泛而强烈。本区属古亚洲成矿域、塔里木成矿省、敦煌（地块）铁－铜－镍－金－银－钨－锑－铅－锌－As－锰－钒－铀－磷－芒硝矿集区成矿带。

2 矿区地质特征

2.1 地层

出露地层主要为：第四系（Q）、石炭系下统红柳园组（C1hl），见图1。

图1 十七区块矿区地质简图

出露面积约占总面积的15%左右，地形地貌主要为低山丘陵，主要物质为残坡积物、冲洪积物，由二长花岗岩碎块和中细粒砂土等组成。厚度约0.5-3.0m。

红柳园组（C1hl）分布于勘查区西北部，呈不规则条带状展布，主要出露岩性为酸性凝灰熔岩、灰岩，呈深灰色，主要矿物成分为方解石。

2.2 构造

矿区内断裂、褶皱等大构造，局部地区节理裂隙较发育，剪节理为主要构造。

矿区主要发育两组节理，主节理产状：10°-30°∠50°～75°，节理间距一般在0.1～4m，延伸长度为30～50m，以剪节理为主；次节理产状：300°～330°∠62°～78°，延伸长度约20m，节理间距为0.5～5m，，主要为剪性节理，局部为张性节理。整体线裂隙率0.20～1.70条/m。

根据野外节理统计资料，绘制了节理倾角分布直方图、倾向、走向玫瑰花图，见图2、图3、图4。

图2 矿区节理倾角分布直方图

图3 矿区节理倾向玫瑰花

图4 矿区节理走向角分布直方图

2.3 岩浆岩

岩性主要有浅肉红色黑云二长花岗岩和浅黄色黑云二长花岗岩两种，两者之间呈渐变接触，岩性无规律交替变化，界线较模糊，二者除颜色不一致外，成分、结构、构造都一致，造成此种现象的原因是由于碱性长石中的正长石、条纹长石、微斜条纹长石含量不均造成颜色深浅不同。

矿区岩浆主要为华力西期，岩体明显受东西向构造带控制，呈东西向分布，出露的岩浆岩全部为二叠纪二长花岗岩（ηγPb），约占矿区总面积的90%。出露岩性为浅肉红色黑云二长花岗岩、浅黄色黑云二长花岗岩、花岗细晶岩脉（γι）、辉绿岩脉、辉绿玢岩脉（βμ）。

3 矿床地质特征

矿区出露的饰面用花岗岩矿体矿体产于华力西期青墩峡岩基二叠纪中粒黑云二长花岗岩中，该矿体为花岗岩岩体的一部分。矿区内圈定饰面用花岗岩矿体2条。矿体与围岩无明显界线，以节理密集程度区分矿与非矿界线。

3.1 矿体地质特征

花岗岩矿体与岩体边缘节理密集带为界，较为明显，接触带产状外倾，倾角为40～70°,节理裂隙较发育，基岩局部裸露。Ⅰ号矿体分布于矿区南部，长约1000m、宽350～580m，走向110°，呈不规则状。Ⅱ号矿体分布于矿区中部，矿体长约370m、宽230m，走向105°，呈椭圆状。矿体主要特征见表1。

表1 青墩峡北十七区块矿体特征一览表

3.2 矿石特征

矿区有两种类型的矿石，分别是浅黄色中粒黑云二长花岗岩和浅肉红色中粒黑云二长花岗岩，二者颜色的差别是由矿物含量的不同所导致。

3.2.1 矿石矿物成分

浅肉红色中粒黑云二长花岗岩，见图5，呈肉红色，中粒半自形结构，块状构造。矿物成分主要由中粒钾长石、斜长石、石英，少量黑云母等组成[2][6][10]14]。副矿物有锆石、榍石、磁铁矿、钛铁矿、磷灰石等。

图5 浅肉红色中粒黑云二长花岗岩

钾长石：无色透明，负低突起，表面因风化较脏，多呈浅褐色，他形粒状-半自形板状，d=2.0～4.0mm，最大d=7.0mm，内部有钠长石条纹分布，卡斯巴简单双晶发育，有高岭土化及绢云母化现象，45%。

斜长石：无色透明，正低突起，表面常因风化呈浅灰色-浅褐色，半自形板状，d=1.0～4.0mm，最大d=5.0mm，可见环带构造，聚片双晶发育，双晶带细密平直，有绢云母化现象，22%。

石英：无色透明，他形粒状，d=1.0～3.0mm，最大d=5.0mm，一级灰干涉色，30%。

黑云母：黄绿色，细鳞片状，d=0.50～1.0mm，有绿泥石化现象，3%。

浅黄色中粗粒黑云二长花岗岩，见图6，呈浅黄色。钾长石：无色透明，负低突起，表面因风化较脏，多呈浅褐色，他形粒状—半自形板状，d=2.0～4.0mm，最大d=6.0mm，内部有钠长石条纹分布，卡斯巴简单双晶发育，有高岭土化及绢云母化现象，44%。

图6 浅黄色中粒黑云二长花岗岩

斜长石：无色透明，正低突起，表面常因风化呈浅灰色～浅褐色，半自形板状，d=1.0～4.0mm，最大d=6.0mm，聚片双晶发育，双晶带细密平直，有绢云母化现象，20%。

石英：无色透明，他形粒状，d=1.0～2.0mm，最大d=4.0mm，一级灰干涉色，30%。

黑云母：黄褐色，细鳞片状，d=0.50～1.0mm，平行消光，有绿泥石化现象，5%。

角闪石：黄绿色，半自形柱状，d=0.50～1.0mm，斜消光，有绿泥石化现象，1%。

3.2.2 矿石化学成分

本次工作共采取6件化学全分析样品，通过分析测试，化学成分以SiO2为主，为73.75%，A12O3、K2O、N2O次之，约占19.79%。各组分含量及变化情况详见表2。

表2 矿石化学成分一览表

3.2.3 矿石物理力学性能及放射性

饰面用花岗岩矿的物理性能中体积质量、压缩强度、弯曲强度、吸水率、耐磨率等关键性指标决定能否成为饰面用花岗岩矿及饰面用的不同用途[15]。经测试分析可知，该矿区矿石主要物理机械性能较好，质量优良，符合优质饰面石材要求[16][17]。矿石物理力学性能详见表3。

表3 矿石理化性能一览表

通过对矿区4件样品进行放射性比活度测试（表4），根据《饰面石材矿产地质勘查规范》（DZ/T0291-2015）附录C天然石材产品放射防护分类控制标准及饰面石材矿床勘查中放射性水平的预评价的要求，该矿石完全达到石质建筑材料中放射性比活度为A类产品的要求，其产销与使用范围不受限制[6]，见表4。

表4 矿石放射性比活度检测成果表

3.2.4 矿体节理裂隙及荒料率

Ⅰ号矿体（主矿体）主要发育两组节理：第一组节理，走向40°～80°，平均倾角59°，该组节理性质为剪节理，一般间距0.1～6m，延伸长度一般在30～50m，线密度在3条/m，节理面平直光滑、无充填。第二组节理，走向290°～330°，平均倾角61°，为矿区的主要节理，延伸长度大于20m，间距0.4～2m，以剪节理为主，张节理次之，张开度小于0.5cm，节理贯通性好，局部节理间有2～10cm宽的花岗细晶岩脉充填，地表及深部岩石颜色较均匀。

矿区共选取10个露头点进行体图解荒料率的测定，统计面积787m2。图解荒料率平均值为38.76%，通过收集邻区矿山数据，校正系数为0.98。