广西岑溪市三堡镇雅煜矿区优质饰面用花岗岩矿床地质特征

李 伟, 宫 研, 韦守东, 陆春凯, 张 鹏, 李昌明

(1.中国—东盟地学合作中心(南宁),广西 南宁 530023;2.广西壮族自治区地质调查院,广西 南宁 530023;3.广西壮族自治区第四地质队,广西 南宁 530031)

0 引言

花岗岩以其美丽的花纹和优异的物理力学性能,独特的装饰效果和特性受到人们青睐,被广泛用于高级建筑物墙体内外的饰面板和室内地板砖[1-5]。

享有“中国花岗岩之都”的岑溪市,是全国最大的花岗岩生产基地。其生产的花岗岩主要有“岑溪红”、“三堡红”、“芝麻石”、“七彩石”等品种,主要分布在三堡镇、糯垌镇、岑城镇和马路镇的“长岗顶花岗岩体”一带。近年来,岑溪市石材产业经过迅猛发展,随着“南部(岑溪)石材循环生态产业园”项目的推进,已形成极具规模的石材产业集群和石材加工贸易基地。岑溪市将加快建设面向“21世纪海上丝绸之路”和东盟的石材产业集群、石材加工贸易基地以及石材循环经济产品生产基地,致力打造走向全国、走向东盟、走向世界的国际石都[6]。

三堡镇雅煜饰面用花岗岩矿区位于岑溪市三堡镇NE 150°方位、直距1.2 km的三合村附近,2020—2022年广西壮族自治区第四地质队对该地区开展详查工作,基本查明矿床地质特征[7-9]。本文将根据本次勘查成果,归纳总结该矿区饰面用花岗岩矿床地质特征,以期为寻找同类型矿床提供参考。

1 区域地质背景

区域内出露地层主要有奥陶系(O)、泥盆系(D)、白垩系(K)、古近系(E)、第四系(Q)。

大地构造位置位于羌塘—扬子—华南板块西南端,属于罗霄—云开弧盆系。区域地质构造复杂。NE断裂十分发育,走向NE—SW,倾向SE(图1)。

区域岩浆岩发育,主要有志留纪、三叠纪和侏罗纪花岗岩,其中,侏罗纪花岗岩为赋矿岩性。

区域内矿产以饰面用花岗岩为主,伴有稀土矿、铅锌矿、钾长石、水晶、高岭土等矿产。

2 矿区地质特征

2.1 构造

矿区位于三堡断裂东南部,无褶皱和断层。节理、裂隙较发育,按性质可分为原生节理、裂隙和次生节理、裂隙。原生节理、裂隙有SE向、SW向、NE向和NW向四组,以SE向和NW向节理、裂隙为主。次生的风化节理裂隙随深度加大逐渐减少,对矿体影响范围有限。地质构造复杂程度属简单类型。

2.2 岩浆岩

矿区内出露的岩浆岩为晚侏罗世一期肉红色、浅肉红色中粗粒黑云钾长花岗岩(ξγJ31),即为矿体(图2)。矿物成分:钾长石(40%～50%)、斜长石(20%～27%)、石英(22%～33%)、黑云母(4%～8%)及少量铁质。

3 矿体特征

3.1 矿体特征

矿体赋存于晚侏罗世一期(ξγJ31)花岗岩体中,含矿岩性为中粗粒黑云钾长花岗岩,肉红色、浅肉红色,中粗粒花岗结构,块状构造。矿体形态规则,连续性好。矿体控制长约1 900 m,宽230～1 650 m(图3、图4)。矿体顶底板均为浅肉红色中粗粒黑云钾长花岗岩。矿体厚度与岩石的风化层厚度有关,即风化层厚度越大,矿体越薄;反之,则矿体越厚。据统计,矿体厚度15～152 m,厚度变化较大。

图2 雅煜花岗岩矿区地质简图

饰面用花岗岩矿体经5条勘探线,16个钻孔和1个浅孔控制,在资源量估算范围内估算控制的资源量6 220.1万m3,荒料量1 331.7万m3;推断的资源量3 596.8万m3,荒料量770.1万m3。估算范围外岩石类型与矿体基本一致,该区域仍有较大找矿潜力。

图3 04号勘查线剖面图

图4 岩心矿石特征照片

3.2 矿石质量特征

3.2.1 矿石品种及类型

通过标准样与基本样对比,确定矿区内矿石品种。经对比,矿区的矿石品种为“三堡红”(图5)。

3.2.2 矿石的物质组成

浅肉红中粗粒黑云钾长花岗岩矿石矿物成分:钾长石以条纹长石、微斜条纹长石为主,多呈自形、半自形板状,粒度以3～10 mm为主,卡式双晶,含量40%～50%;斜长石多呈自形、半自形板状,粒度以4～11 mm为主,聚片双晶,含量20%～27%;石英呈他形粒状,粒度以2～10 mm为主,偶见微裂隙波状消光,含量22%～33%;黑云母呈片状,粒度0.5～5.0 mm,含量4%～8%(图6)。

3.2.3 矿石化学成分

矿石的化学成分以SiO2和Al2O3为主。SiO2含量64.45%～68.61%,平均65.86%;Al2O3含量15.23%～17.77%,平均16.34%;K2O含量4.71%～6.57%,平均5.91%;Na2O含量3.64%～4.33%,平均3.97%;TFe2O3含量2.05%～5.14%,平均3.59%;CaO含量1.64%～2.63%,平均1.93%;TiO2含量0.18%～0.52%,平均0.33%;MgO含量0.11%～0.74%,平均0.30%;P2O5含量0.053%～0.223%,平均0.105%;Cl-含量0.014%～0.027%,平均0.021%(表1)。分析结果表明,晚侏罗世一期(ξγJ31)花岗岩为富碱、高钾、贫镁特征,属碱性准铝质系列[10]。

图5 “三堡红”矿石

图6 花岗岩偏光显微镜下特征(+)

3.2.4 矿石结构、构造

矿石为中-粗粒黑云钾长花岗岩。结构为中-粗粒花岗结构,构造为块状构造。

3.2.5 矿石物理性能

矿石体积密度为2.62～2.79 g/cm3,平均2.66 g/cm3,均≥2.56 g/cm3;吸水率为0.32%～0.60%,平均0.46%,均≤0.60%;水饱和抗压强度106～116 MPa,平均107 MPa;干燥抗压强度109～130 MPa,平均115 MPa,均≥100 MPa;水饱和抗折强度16.5～20.8 MPa,平均18.7 MPa;干燥抗折强度16.7～21.3 MPa,平均19 MPa,均≥8 MPa;耐磨性61～68 cm-3,平均63 cm-3,平均≥25 cm-3。光泽度77.9～89.1 GU,平均80.1 GU,光泽度较高(表2)。满足工业用途天然花岗石荒料物理性能一般工业指标要求。

花岗岩矿石的内照指数(IRa)0.2～0.5,外照指数(Iγ)0.6～1.1(表3)。均达到《饰面石材矿产地质勘查规范》(DZ/T 0291-2015)标准中一般要求规定的A类产品,即IRa≤1.0,Iγ≤1.3。

表1 饰面用花岗岩矿石化学成分一览表 wB/%

表2 矿石物理机械性能试验结果

表3 矿石放射性测试结果

3.2.6 矿石的装饰性能

矿石的主要矿物成分为钾长石、斜长石、石英、黑云母及少量铁质等。矿石颜色为浅肉红色,颗粒为中-粗粒。矿石的色调均匀、稳定,花纹和谐,光泽度较高。矿石的抗压强度、弯曲强度、小体重、吸水率均符合规范要求。矿石的耐磨性能好。矿石化学成分中未发现有害成分。矿石的放射性均符合规范中A类产品标准。

3.3 矿体节理、裂隙发育情况

本次勘查工作调查矿体深部节理、裂隙的特征。深部节理、裂隙主要通过编录钻探工程统计。对16个钻孔中饰面用花岗岩矿体中节理、裂隙进行统计。矿体中节理、裂隙最发育的钻孔为ZK0801,裂隙率为0.89 条/m;钻孔ZK0004矿体中无节理、裂隙。各勘探线中,00线和04线矿体的节理、裂隙率较低,03线和08线节理、裂隙率较高。勘查区深部矿体的节理、裂隙率平均为0.36 条/m。统计结果见表4。

表4 矿体深部节理、裂隙特征统计

根据统计各勘探线的深部节理、裂隙,矿区北部节理、裂隙不如矿区南部发育。根据钻孔编录情况,随着勘探深度的增加,节理、裂隙发育程度减弱。

3.4 荒料率及影响因素

全区矿体体图解荒料率最高为25.55%,最低为18.42%,体积加权平均后为22.82%(表5)。周边矿区矿体荒料率为20%,本次矿体荒料率取两者平均值,即为21.41%。

通过对矿区深部节理、裂隙统计表明,影响荒料率的主要因素为矿体中的节理、裂隙发育程度,节理裂隙越发育,荒料率越低。

4 结语

通过对雅煜矿区饰面用花岗岩的矿体特征、矿石质量特征、矿体节理、裂隙发育情况等方面的研究,得到如下认识:

表5 勘查区矿体荒料率计算

(1)矿床地质方面:矿体赋存于晚侏罗世一期(ξγJ31)中粗粒黑云钾长花岗岩岩体中。矿体呈岩基状产出,形态规则,连续性好。矿体控制长约1 900 m,宽230～1 650 m。在资源量估算范围内估算控制的资源量6 220.1 万m3,荒料量1 331.7万m3;推断的资源量3 596.8万m3,荒料量770.1万m3。属大型规模矿体。

(2)石材质量方面:矿石结构简单,中-粗粒花岗结构、块状构造;矿石物理机械性能均满足饰面石材一般工业指标要求;矿石花色品种为“三堡红”。

(3)矿体荒料率为21.41%。矿体荒料率与矿区节理、裂隙发育程度成反比,而矿体主要节理、裂隙的发育程度随着岩体深度的增加减弱。