广东省广宁县宾亨镇中村葫芦坑矿区建筑用花岗岩矿地质特征及矿床成因

2023-09-22谢立钊

西部探矿工程 2023年9期

关键词：建筑用长石变质

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 地层

矿区内地层发育不全，仅为奥陶系上部（Oc）、第四系残坡积层（Q）。

奥陶系上部（Oc）：根据地质填图及钻孔揭露，该地层出露于矿区南东面，与西面燕山二期[γ52（2）]岩层呈侵入接触关系，岩石多发生不同程度的变质作用，岩性主要为变质长石石英砂岩、局部夹薄层状片岩。矿区内3号拐点北西翼地层产状一般为90°～140°∠50°～80°，南东翼地层产状一般为310°～320°∠60°～76°，构成奥陶系上部地层内向形构造，推测为岩浆侵入时将轴面北西侧地层向上拱起，组成该向斜的北西翼。矿区范围内该褶皱构造的北西翼受岩浆侵入边界的限制，其平面宽度约620m；南东翼受矿区边界的限制，其平面宽度最大约133m。

残坡积层（Q）：主要分布于山麓及山坡上，主要由砾石、砂、砂土、粘土组成，厚度不均。根据地质填图及钻孔揭露，矿区内残坡积层一般厚度1.80～7.00m，局部厚度大于18m，平均约5.25m。

1.2 构造

（1）褶皱构造：根据地质填图，矿区内仅南东面小面积出露奥陶系上部（Oc）地层，其中发育轴向北东—南西的向形构造，总体上南东翼产状较北西翼陡，北西翼地层产状一般为90°～140°∠50°～80°，南东翼地层产状一般为310°～320°∠60°～76°，据此推测轴面倾向北西，近轴面地层倾角较陡，向两翼逐渐变缓。

（2）断裂构造：矿区内无大的断裂构造经过。但受区域断裂构造影响，岩矿体中节理裂隙发育。据现场露头及对施工钻孔岩芯查看，发现节理裂隙面结合较紧密，局部略张开，其宽度约数毫米；岩石主要发育二组节理，第一组产状60°～70°∠75°～80°；第二组产状80°～110°∠65～75°。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 岩浆岩

矿区内大面积出露燕山二期[γ52（2）]侵入岩，属广宁岩体南东面的一部分，根据其与东面奥陶系上部（Oc）地层的接触面情况看，岩浆岩系由东向西侵入奥陶系地层中，岩性主要为中细粒二长花岗岩、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。燕山二期岩浆岩呈岩基状产出，为矿区的主要赋矿岩体。地表岩石风化强烈，少见基岩出露，风化带的厚度一般几十米，分带性明显。

2 矿床地质特征

在矿区内圈定了1个建筑用花岗岩矿体，赋存于燕山二期花岗岩[γ52（2）]中，岩性主要为中细粒二长花岗岩。根据实测剖面资料，自上而下可分为全风化二长花岗岩、中风化二长花岗岩、微—未风化二长花岗岩。矿区范围内0m 标高以上的微—未风化二长花岗岩均为建筑用花岗岩矿体。在矿区南东面圈定了1 个建筑用变质砂岩矿体，赋存于奥陶系上部（Oc）地层中，岩性主要为变质长石石英砂岩，局部夹薄层状片岩。根据实测剖面资料，自上而下可分为全风化变质长石石英砂岩、中风化变质长石石英砂岩、微—未风化变质长石石英砂岩。矿区范围内0m 标高以上的微—未风化变质长石石英砂岩均为建筑用变质砂岩矿体。

2.1 矿体产出位置、形态、规模

（1）建筑用花岗岩矿体。矿体呈岩基状产出，受矿区边界的限制，矿体平面上呈不规则多边形，南北向长约2080m，东西向宽242～821m，空间上总体呈倒梯形。根据钻孔揭露情况，矿体赋存标高+231～0m，最小垂直厚度51.15m，最大垂直厚度231m，向南、西、北面及深部延伸至矿区外。矿体最小埋深5.70m，最大埋深77.80m。矿体上覆为强—中风化二长花岗岩，南东面围岩为奥陶系上部（Oc）的变质长石石英砂岩，南面、西面、北面及下部围岩为与矿体同一岩性的微—未风化二长花岗岩。矿体上部覆盖层较厚，分布于整个花岗岩分布区范围，厚度不均一。覆盖层总厚9.00～56.00m，平均约37.68m。其中，残坡积层厚1.80～18.40m，平均约5.74m；全风化层厚1.40～38.10m，平均20.21m，中风化层厚2.50～21.30m，平均11.73m。

（2）建筑用变质砂岩矿体。奥陶系上部地层（Oc）发育褶皱构造，为轴向北东—南西向形构造，北西翼地层产状一般为90°～140°∠50°～80°，南东翼地层产状一般为310°～320°∠60°～76°。矿体呈层状，产状与地层产状相同。受矿区边界的限制，矿体平面上总体呈长条状产出，近南北向延长约1550m，近东西向宽约70～235m，空间上总体呈倒三角形。根据现有钻孔揭露情况，矿体赋存标高+288.80～0m，厚度80～220m，向南东面及深部延伸至矿区外。矿体最小埋深15.90m，最大埋深52.30m。矿体上覆为强—中风化变质长石石英砂岩，西面围岩为燕山二期[γ52（2）]二长花岗岩，东面及深部围岩为与矿体同一岩性的微—未风化变质长石石英砂岩。矿体上部覆盖层较厚，覆盖层总厚15.00～52.30m，平均约37.20m。其中，残坡积层厚2.00～4.40m，平均约3.20m；全风化层厚3.90～25.90m，平均12.12m；中风化层厚10.00～29.00m，平均26.26m。

2.2 矿石质量

（1）建筑用花岗岩。矿石为二长花岗岩，矿石呈灰白色、灰黑色，中细粒花岗结构，块状构造。岩石主要由粒径0.3～4.5mm 的中—细粒他形石英、半自形—自形板条状斜长石、钾长石、片状白云、少量片状黑云母以及不透明金属矿物等互相紧密镶嵌组成。岩石主要矿物：石英30%～33%、斜长石30%～35%、钾长石22%～31%。次要矿物：白云母4%～6%、黑云母1%、不透明矿物少量。

石英，他形粒状，与钾长石互嵌、互为伸入。

斜长石，半自形或自形板状，绢云母化，隐显聚片双晶纹，被钾长石和石英交代、溶蚀。

钾长石，他形或半自形板状，常可见具格子双晶纹或无双晶纹，为微斜长石或正长石，正长石表面多粘土化，显混浊状。

白云母，片状，具鲜艳的干涉色，分布在长石、石英粒间，并有交代长石、石英现象，白云母中常见包裹有锆石包裹体，锆石周边具暗的放射晕圈。

黑云母，片状、片状集合体状、分解状，绿泥石化，解理析出铁质，分布在长石、石英粒间。

不透明矿物微量，微晶粒状，零星可见。

（2）建筑用变质砂岩。矿石为变质长石石英砂岩，主要呈灰色，变余砂状结构，致密块状。原岩碎屑物以石英和长石为主，中细粒为主，填隙物为泥质和铁质，泥质已变质结晶为绢云母和绿泥石。岩石主要矿物：石英76%、长石10%、绢云母+粘土矿物5%、绿泥石4%、铁质1%，白云母、绿帘石、锆石微量。

石英呈次棱角状—次圆状，粒径0.06～1.2mm，多为中细粒，少部分为粗粒，保留有原岩的砂状结构，表面干净明亮，多可见重结晶作用，波状消光，一级灰白干涉色，较均匀分布。

长石呈次棱角状—次圆状，粒径0.04～0.3mm，常见泥化和绢云母化，较均匀分布。

白云母呈片状，片径0.24mm，弯曲变形，零星分布。

绿帘石呈他形柱粒状，粒径约0.04～0.1mm，正高突起，零星分布。

锆石呈他形粒状，粒径0.03～0.05mm，正极高突起，三级鲜艳干涉色，零星分布。原岩填隙物为泥质和铁质。泥质变质结晶为绢云母和绿泥石，绿泥石、绢云母呈鳞片状，片径0.01～0.1mm，绿泥石呈浅绿色，绢云母呈二级鲜艳干涉色，较均匀分布于碎屑物间隙中。铁质呈浸染状较均匀分布于碎屑物间隙中，少量氧化成褐色。

不透明矿物呈自形—他形粒状，粒径0.02～0.36mm，不均匀分布。

次生石英夹杂次生绿泥石呈脉状充填于岩石裂隙中，脉宽0.1～1.24mm。

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 矿石化学成分表

2.4 物理性能

花岗岩矿石：中风化岩石饱和抗压强度41.3～79.2MPa，平均66.5MPa；微—未风化矿石饱和抗压强度80.6～154.6MPa，平均113.4MPa，由此分析岩矿石抗压性能较好，均为硬质岩石。矿区微—未风化花岗岩矿石达到火成岩类建筑用石料饱和抗压强度大于80MPa的质量指标。

变质砂岩矿石：中风化岩石饱和抗压强度23.9～46.9MPa，平均38.5MPa；微—未风化变质长石石英砂岩饱和抗压强度49.6～74.8MPa，平均61.1MPa，由此分析岩石抗压性能较好，均为较坚硬—硬质岩石。

2.5 放射性

矿区采集花岗岩矿石和变质砂岩矿石进行放射性测试，检测结果见表2。

表2 放射性检测结果表

根据表2可知，花岗岩岩矿石放射性内照指数最大值为0.9，外照射指数最大值为1.2，变质砂岩矿石放射性内照指数最大值为0.3，外照射指数最大值为0.6，两种矿石符合空心率大于25%的建筑主体材料及A类装修材料的指标要求，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。

2.6 小体重

矿区采集花岗岩和变质砂岩小体重样检测结果显示，花岗岩矿石小体重为2.58～2.66g/cm3，平均2.63g/cm3，变质砂岩矿石小体重为2.60g/cm3。

2.7 矿石类型和品级

（1）建筑用花岗岩矿石。经本次岩矿鉴定，根据矿石中主要矿物成分的含量，矿区花岗岩矿石类型为中细粒二长花岗岩。矿石为建筑用石料，不分品级。

（2）建筑用变质砂岩矿石。经本次岩矿鉴定，根据矿石中主要矿物成分的含量，矿区矿石类型为中细粒变质长石石英砂岩。矿石为建筑用石料，不分品级。

3 覆盖层产出特征

（1）花岗岩分布区内覆盖层产出特征。根据地质勘查结果，建筑用花岗岩矿体上部覆盖层自上而下可分为第四系残坡积层、全风化花岗岩层、中风化花岗岩层三层：

第四系残坡积层：主要成分为砂质、砾质粘性土或含粘性土砾砂，局部含少量砾石及植物根系等，厚度为1.80～7.50m之间，平均5.74m。该层厚度不大，含砂率较低，可预留作为矿山地质环境保护与土地复垦的土壤资源。

全风化花岗岩层：棕红色、褐黄色，岩石已强烈风化呈半岩半土状，结构松散，主要由粘土、石英和少量长石、云母等组成；厚度1.40～38.10m，平均20.21m。

该层厚度较大，本次核实对其进行了陶瓷用花岗岩、稀土及建设用砂等方面的综合评价，为主要综合利用矿产评价对象。

中风化花岗岩层：以灰黄色、灰褐色为主，岩石风化较强烈，岩体稍破碎，节理裂隙稍发育，敲击后易破碎，岩石具似斑状结构，块状构造；主要由长石类、石英、云母等组成；厚度2.50～21.30m，平均11.73m。

中风化花岗岩石抗压强度低，达不到建筑用花岗岩碎石的工业指标要求；且不符合广东省标准《预拌混凝土用机制砂应用技术规程》（DBJ/T 15-119-2016）机制砂有关要求，因此不能作为机制砂矿综合利用，但可作为没有相应指标要求的普通道路路基、建设场地回填等使用。

（2）变质砂岩分布区内覆盖层产出特征。根据地质勘查结果，建筑用变质砂岩矿体上部覆盖层自上而下可分为第四系残坡积层、全风化变质砂岩层、中风化变质砂岩层三层：

第四系残坡积层：主要成分多为砂质粘性土，局部为残积粉质粘土，局部含少量砾石及植物根系等，厚度为2.00～4.40m，平均3.20m。该层厚度较小，含砂率较低，可预留作为矿山地质环境保护与土地复垦的土壤资源。

全风化变质砂岩层：浅灰—灰黄色，岩石已强烈风化呈半岩半土状，结构松散，主要由石英颗粒、粘土和少量长石、绢云母等组成；垂直厚度3.90～25.90m，平均12.12m。该层厚度较大，本次经野外肉眼、手搓判别及对原砂样分析，全风化变质砂岩原砂淘洗率低仅18.4%，该层含砂率较低，各项指标达不到建设用砂的要求，但可作为场地回填等其它用途。

中风化变质砂岩层：以灰色、灰褐色为主，岩石风化较强烈，节理裂隙较发育，敲击后易破碎；岩石呈变晶结构，块状构造；主要由长石类、石英、云母等组成；垂直厚度10.00～39.00m，平均26.26m。中风化变质砂岩石抗压强度低，达不到建筑用变质岩类碎石的工业指标要求；且不符合广东省标准《预拌混凝土用机制砂应用技术规程》（DBJ/T 15-119-2016）机制砂有关要求，因此不能作为机制砂矿综合利用，但可作为没有相应指标要求的普通道路路基、建设场地回填等使用。