广东省封开县埇涝矿区建筑用变质砂岩、花岗岩矿地质特征

2023-09-20谢立钊

西部探矿工程 2023年8期

关键词：建筑用黑云母长石

谢立钊

（广东省有色金属地质局九三三队，广东肇庆526060）

1 矿区地质

1.1 矿区地层

矿区地层出露仅有寒武系上统水石组（∈s）及第四系（Q）。

水石组（∈s）：根据地质填图及钻孔揭露，该地层出露于矿区中部及北部，岩性主要为变质砂岩，局部夹角岩、变粒岩、片麻岩及黑云石英片岩。走向北东，倾向南东，倾角多为50°～70°；南面被晚侏罗世（J32ηγ）黑云母二长花岗岩侵入，岩石多发生不同程度的变质作用。

第四系（Q）：主要分布在山谷、冲沟处，岩性为多为粘性土、粉质粘土，泥质含量较高，厚度不一，整体上呈褐黄色、浅黄色等。根据地质填图及钻孔揭露，矿区内残坡积层一般厚度0.50～5.80m，平均约2.18m。

1.2 矿区构造

矿区内未见有大的断裂构造，周边未发现明显的断裂痕迹，但受区域断裂构造影响，岩矿体中节理裂隙发育。主要发育二组节理，第一组产状298°∠65°；第二组产状188°∠50°。据现场露头及对施工钻孔岩芯查看，发现节理面结合较紧密，局部略张开，其宽度约数毫米。节理裂隙对岩矿石无大的破坏作用，局部使岩矿石沿节理裂隙面破碎呈碎块状。

1.3 矿区岩浆岩

矿区南东部及北部出露晚侏罗世（J32ηγ）侵入岩，为广平岩体的一部分，岩性为黑云母二长花岗岩，局部岩石因接触变质作用的影响，而呈现不同程度的蚀变，主要有绿泥石化、硅化等，岩体呈岩脉、岩枝状产出，为广平岩体的一部分。根据地质填图及钻孔揭露情况，矿区内的地表岩石风化强烈，局部见黑云母二长花岗岩风化球出露，风化带的厚度一般几十米，分带性明显，顶部为强风化的黑云母二长花岗岩，为棕红色、黄褐色，呈砂土状，中风化黑云母二长花岗岩呈灰白色、浅紫红色等杂色，可见原岩结构。新鲜基岩以灰白色为主、局部呈现灰色，花岗结构，似斑状结构，块状构造，主要由钾长石、斜长石、石英、黑云母及少量白云母、微量磷灰石及绿帘石组成。

1.4 变质作用

矿区内变质作用主要为区域变质作用和热液接触变质作用，区域变质作用表现为一套浅变质岩系，岩性主要为砂岩、粉砂岩，其形成因素是受区域变质的影响，原岩所受的温度、压力等变化，从而使其发生重结晶、重组合等变质作用。原岩在区域变质作用下形成变粒岩、片麻岩、黑云石英片岩等变质岩，局部还表现为较强烈的硅化和黑云母化、黄铁矿化。热液接触变质岩产于侵入体接触带及附近的围岩，是在区域变质的基础上叠加后期的热接触变质作用而成的，岩性主要为变质砂岩、角岩，原岩为砂岩经热接触变质后，原岩发生重结晶，形成以石英、长石为主要成分的岩石。

矿区内围岩蚀变主要有：硅化、角岩化、黑云母化、绿泥石化及少量黄铁矿化。

2 矿体特征

根据野外地质调查、钻孔工程揭露及样品分析，在矿区中部、西部、北部和东部圈定了1个建筑用变质砂岩矿体(V1)，赋存于寒武系上统水石组（∈4s）地层中，其岩性主要以变质砂岩为主，其次为变粒岩、片麻岩、黑云石英片岩。在矿区北西部岩性主要以变质砂岩、变粒岩为主，在矿区中南部与花岗岩交接处岩性主要以变质砂岩、片麻岩为主，局部夹黑云石英片岩。根据实测剖面资料，自上而下可分为全风化变质砂岩、半风化变质砂岩、微—未风化变质砂岩。矿区范围内90m 标高以上的微—未风化变质砂岩均为建筑用变质砂岩矿体。矿体呈单斜状产出，产状为120°～170°∠50°～75°，平面上呈不规则多边形，面积为0.889km2，在矿区中南部接触带周边与建筑用花岗岩矿体交叉产出，未见构造破碎带，矿石质量稳定。

在矿区内南部、南东部、东部共圈定了7 个建筑用花岗岩矿体(V2-V8)，赋存于晚侏罗世（J32ηγ）花岗岩中，岩性主要为黑云母二长花岗岩。根据实测剖面资料，自上而下可分为全风化花岗岩、半风化花岗岩、微—未风化花岗岩，矿区范围内90m 标高以上的微—未风化花岗岩均为建筑用花岗岩矿体。矿区南部呈岩株产出，局部在变质砂岩中呈岩脉、岩枝状产出，面积为0.212km2，岩体接触带附近和建筑用变质砂岩矿体交叉产出，未见构造破碎带，矿石质量稳定。

2.1 矿体产出位置、形态、产状与规模

2.1.1 变质砂岩矿体

变质砂岩矿体主要分布于矿区的中部、北部，在中南部接触带周边与建筑用花岗岩矿体交叉产出。矿体呈单斜层状产出，产状为120°～170°∠50°～75°，平面上呈不规则多边形，矿体总体走向NE，沿走向长约500～1105m，平面分布宽238～1035m，矿体在平面及延伸方向的厚度变化小，矿石质量稳定，矿体连续，未见夹石。根据地表调查及钻孔揭露情况，矿体赋存标高312～90m，垂直厚度36～166m，向北、西、东面及深部延伸至矿区外。矿体的上部多为全—半风化变质砂岩，四周及下部的围岩为花岗岩等。

矿体上部覆盖层较厚，覆盖层总厚5.00～47.00m，残坡积层厚0.00～5.80m，平均约2.11m；全风化层厚2.90～40.50m，平均18.70m；半风化层厚0.50～16.40m，平均5.11m。

2.1.2 花岗岩矿体

建筑用花岗岩矿体赋存于晚侏罗世（J32ηγ）黑云母二长花岗岩中，在矿区南部呈岩株产出，局部在变质砂岩中呈岩脉、岩枝状产出。岩体由南东往向北东方向侵入，总体呈南西厚，北东薄。

矿体在中南部岩体接触带附近和建筑用变质砂岩矿体交叉产出，受矿区边界的限制，平面上呈不规则多边形，空间上总体呈岩株状。矿体总体走向NE，沿走向长约789m，平面分布宽81～254m，矿体在平面及延伸方向的厚度变化小，矿石质量稳定，矿体连续，未见夹石。根据地表调查和钻孔揭露情况，矿体赋存标高211～90m，垂直厚度20～121m，向走向南端及南东向均有向矿区外延伸的趋势；矿体最小埋深0.20m（地表），最大埋深为32.40m。矿体的上部为全—半风化花岗岩，四周及下部的围岩为花岗岩、变质砂岩。

矿区花岗岩矿体上部覆盖层较厚，覆盖层总厚8.00～49.00m，平均约23.40m。其中，残坡积层厚0.00～5.60m，平均约2.42m；全风化层厚3.50～48.00m，平均18.48m；半风化层厚0.30～9.20m，平均2.50m。

2.2 矿石特征及矿物组合

（1）变质长石石英砂岩，岩石呈灰色、灰黑色，局部浅灰绿色，粒状变晶结构，块状构造。矿石主要矿物有：石英48%～52%、斜长石10%～15%、钾长石8%～10%、透辉石20%～23%、少量不透明矿物。

矿石结构：粒状变晶结构；

矿石构造：块状构造。

经标本观察和薄片鉴定，岩石主要矿物特征如下：

石英，他形粒状变晶，粒径0.03～0.52mm，洁净明亮，石英间以及石英和长石颗粒间呈不规则镶嵌状，均匀分布。

斜长石和钾长石也均为他形粒状变晶，斜长石主要为钠—更长石，钾长石为正长石，粒径0.04～0.32mm，斜长石发育聚片双晶，长石局部见轻微泥化。

透辉石呈粒状、柱状变晶，正高突起，二级鲜艳干涉色，大小0.03～0.1mm，不均匀分布。

不透明矿物他形—半自形粒状，粒径大小0.03～0.15mm，局部不均匀浸染状分布。

（2）中细粒黑云母二长花岗岩，矿石呈浅灰白色，中细粒花岗结构，块状构造。矿石主要矿物有：钾长石35%～38%、斜长石25%～30%、石英25%～28%、黑云母3%～4%、少量磷灰石、绿帘石、白云母及不透明矿物。

矿石结构：中细粒花岗结构；

矿石构造：块状构造。经标本观察和薄片鉴定，矿石主要矿物特征如下：钾长石包括条纹长石和正长石，呈半自形—他形板状或粒状，粒径0.5～4.8mm。条纹长石主晶为正长石或微斜长石，客晶为条纹状钠长石；钾长石可见蚀变为粘土矿物。斜长石包括钠—更长石和中长石，呈半自形板状或粒状，粒径0.45～4.2mm。钠—更长石发育钠长石聚片双晶及卡钠复合双晶，中长石发育环带构造，可见弱绢云母化，与钾长石镶嵌分布。

石英呈他形粒状或不规则状，粒径大小0.25～3.5mm，较均匀分布在长石颗粒间。

黑云母呈片状，多色性明显，片径0.1～1.4mm，可见绿泥石化，不均匀分布。白云母呈片状，二级干涉色，不均匀分布。

磷灰石呈半自形—他形柱粒状，一级灰干涉色，粒径0.03～0.12mm，零星分布。绿帘石呈半自形—他形柱粒状，粒径0.03～0.1mm，零星分布。

不透明矿物呈半自形—他形粒状，粒径0.03～0.25mm，不均匀分布。

2.3 化学成分

矿区采集微—未风化花岗岩矿石和微—未风化变质砂岩矿石进行化学成分分析，平均化学成分见表1。

表1 矿石化学成分

2.4 物理、化学性能

2.4.1 抗压强度

矿区采集采集变质砂岩样品和花岗岩样品进行了饱和抗压强度测试，其中变质砂岩矿石饱和抗压强度61～158MPa，平均103.0MPa，花岗岩矿石饱和抗压强度84～164MPa，平均103.5MPa，由此分析岩矿石抗压性能较好，均为硬质岩石。矿石在各线的平均饱和抗压强度见表2。

表2 矿石在各勘探线平均饱和抗压

2.4.2 放射性

矿区采集采集变质砂岩和花岗岩矿石放射性测试组合样，花岗岩矿石放射性内照指数最大值为0.30，外照射指数最大值为0.80，依据《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）和《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2020）判定标准和要求，矿区建筑用变质砂岩、建筑用花岗岩的放射性指标符合建筑主体材料及A 类装修材料的技术指标要求，其产销和使用范围不受限制，矿山在开采矿石过程中不会对采矿人员及周边环境造成大的放射性影响，矿石放射性活度统计结果见表3。

表3 放射性活度统计表

2.4.3 小体重

矿区采集采集变质砂岩小体重样和花岗岩小体重样，检测结果显示，变质砂岩矿石小体重为2.64～2.70g/cm3，平均为2.67g/cm3，花岗岩矿石小体重为2.57～2.65g/cm3，平均为2.61g/cm3，检测结果见表4。

表4 矿石小体重检测结果表

2.4.4 矿石工业利用价值评价

根据野外地质勘测及实测剖面，结合《建设用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）、《矿产地质勘查规范建筑用石料类》（DZ/T 0341-2020）规定中建筑用碎石的工业指标要求（变质岩类矿石抗压强度要求不小于60MPa；岩浆岩类矿石最低抗压强度要求不小于80MPa），确定进入微—未风化变质砂岩、花岗岩界面至+90m标高之间达到工业指标要求的岩石，均可作为建筑用石料。矿石的反射性符合《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 矿体层围岩和夹石

建筑用变质砂岩矿体为寒武系水石组（∈s）变质砂岩，夹角岩、变粒岩、片麻岩、黑云石英片岩，上覆为第四系残破积、全—半风化变质砂岩，南面、南东面围岩为晚侏罗世（J32ηγ）黑云母二长花岗岩，北西面及深部围岩与矿体岩性相同；建筑用花岗岩矿体为晚侏罗世（J32ηγ）侵入岩，岩性主要为黑云母二长花岗岩，南面、南东面及深部围岩与矿体岩性相同，北西面围岩为寒武系水石组（∈s）变质砂岩。从本次施工钻孔揭露情况来看，在花岗岩体接触带附近和建筑用变质砂岩矿体交叉产出，建筑用花岗岩矿体呈岩脉、岩枝状，矿石总体连续性较好，质量较好。