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        納米比亞卡里比布礦區(qū)飾面大理巖礦礦床地質(zhì)特征及成礦分析

        2019-04-18 05:20:30張燕揮
        四川有色金屬 2019年1期
        關(guān)鍵詞:透閃石大理巖白云石

        張燕揮

        (山東省物化探勘查院, 山東濟(jì)南 250013)

        飾面石材是可以用來加工成用做建筑物的內(nèi)外墻、地面、柱面、臺(tái)面等的石材,隨著國內(nèi)外建筑裝飾業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展,建筑用石材產(chǎn)品市場形勢非??春茫?-2]。我國大理石資源豐富,但是經(jīng)過一千多年的開采,老礦山已枯竭,新礦床也未發(fā)現(xiàn),質(zhì)量好的礦山更寥寥無幾,且開采條件比較惡劣,導(dǎo)致市場上飾面用大理巖石材供不應(yīng)求。

        納米比亞飾面大理巖礦資源豐富、品種齊全、品級(jí)高,勘查、開發(fā)條件簡單,經(jīng)過兩年的勘查工作在礦區(qū)內(nèi)估算資源總量3000 萬m3,為大型大理巖礦床,投產(chǎn)后可以有效緩解國內(nèi)市場飾面用大理巖供不應(yīng)求的局面。

        1 礦區(qū)地質(zhì)特征

        1.1 地層

        礦區(qū)內(nèi)的地層主要為新元古代達(dá)馬拉系哈考斯統(tǒng)上階和第四系,見圖1。

        1.1.1 達(dá)馬拉系哈考斯統(tǒng)上階

        達(dá)馬拉系哈考斯統(tǒng)上階呈帶狀從礦區(qū)中部穿過,主要為白色、灰白色大理巖,灰色變質(zhì)石英砂巖、灰色石英片巖等,走向北東—北北西,傾向南東-北東,傾角42°~75°。根據(jù)巖性變化特征,將測區(qū)內(nèi)出露的該巖組劃分為四個(gè)巖性段,分別為:

        圖1 礦區(qū)地質(zhì)簡圖

        1 段(Dlu)1:為白色大理巖層,層內(nèi)夾少量片巖及砂巖,厚度小于80m;2 段(Dlu2):為白色白云石大理巖夾灰色二云石英片巖、灰黑色黑云斜長片麻巖、變質(zhì)砂巖等,局部夾片麻狀斜長角閃巖,厚度小于110m;3 段(Dlu3):為白色白云石大理巖,含白色透閃石細(xì)脈,厚度500m~1500m,是主要賦礦層位;4 段(Dlu4):灰黑色大理巖夾黑云石英片巖、片麻狀斜長角閃巖等,厚度300m~1000m。

        1.1.2 第四系

        第四系(Q)主要分布于礦區(qū)北、西、南邊部,主要為殘坡積砂土層、砂礫石層,厚度一般0.2m~1m,最厚不大于2m。

        1.2 構(gòu)造

        1.2.1 褶皺構(gòu)造

        發(fā)育于達(dá)馬拉系哈考斯統(tǒng)上階中,為一背斜褶皺,軸線近東西方向,并向東傾。南西翼地層傾向145°~150°,傾角45°~65°;北東翼地層傾向50°左右,傾角45°~60°。

        1.2.2 斷裂構(gòu)造

        礦區(qū)內(nèi)發(fā)育兩條近平行的斷裂構(gòu)造,走向北東-南北向,分別編為F1、F2,見圖1,均發(fā)育在上達(dá)馬拉巖組3 段白色大理巖中,屬于順層斷層,上下兩盤均為白云石大理巖,近似環(huán)形,傾向南東,傾角46°~65°,形成寬5m~10m 破碎帶,多被安山玢巖充填。F1 向南西延伸至礦區(qū)外圍,長達(dá)2.00km 以上,F(xiàn)2 長約0.8 km。

        1.3 巖漿巖

        礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有二長花崗巖和閃長玢巖,見圖1。

        1.3.1 黑云二長花崗巖

        大面積分布于礦區(qū)西北部,呈巖株?duì)町a(chǎn)出。巖性為中粗粒二長花崗巖,未風(fēng)化的巖石為肉紅-淺褐色,微風(fēng)化的巖石為淺棕黃色、棕黃色,似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造、弱片麻狀構(gòu)造。斑晶主要為鉀長石,基質(zhì)主要由斜長石、鉀長石、石英及黑云母組成。

        1.3.2 安山玢巖

        安山玢巖分布于礦區(qū)中部的Dlu3段大理巖中,呈脈狀產(chǎn)出,走向走向北東-北北東,傾角45°~58°。淺灰色、褐色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,見杏仁構(gòu)造?;|(zhì)為微晶結(jié)構(gòu),斑晶為斜長石。表面泥化、絹云母化。

        2 礦區(qū)地質(zhì)特征

        2.1 礦體特征

        考慮到礦體分布、礦石質(zhì)量、農(nóng)場邊界及開采條件等因素,本次工作劃分東、西兩個(gè)礦段,見圖1。

        西礦段位于礦區(qū)西南部,呈北東向展布。礦石類型為透閃石條紋白云石大理巖和白色白云石大理巖。礦體總長約2000m,厚度480m~600m。礦體總體走向?yàn)楸睎|向,傾向南東,傾角43°~52°。

        東礦段呈北西向展布,面積較大。礦體長1600m,厚度較大,產(chǎn)狀116°~143°∠45°~65°,礦體呈近梯型。礦石類型主要為透閃石條紋白云石大理巖和白色白云石大理巖,小規(guī)模分布淺綠色透閃石大理巖。

        2.2 礦石特征

        礦石為大理巖,為碳酸鹽巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用和接觸變質(zhì)作用形成,屬中低溫變質(zhì)作用的產(chǎn)物。巖石主要礦物有白云石和方解石,此外含有透閃石、透輝石、鎂橄欖石、蛇紋石等。巖石結(jié)構(gòu)以粒狀變晶結(jié)構(gòu)為主、夾有變余結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。

        2.2.1 礦物成分和化學(xué)成分

        礦層巖石類型有兩種,為透閃石白云石大理巖、白云石大理巖。

        表1 化學(xué)樣品分析結(jié)果登記表/%

        透閃石白云石大理巖,巖石具細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu),主要礦物含量白云石50%~85%,方解石5%~15%,透閃石6%~40%。

        白云石大理巖,巖石具細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu),主要礦物白云石90%~99%,少量方解石和透閃石。

        通過對(duì)采集的樣品進(jìn)行化學(xué)成分分析,結(jié)果如表1所示,由表可知,K2O、Na2O、CaO、MgO 等成分無明顯變化,但透閃石大理巖樣品SiO2含量明顯較高,原因是透閃石屬硅酸鹽礦物。

        2.2.2 物性特征

        飾面石材作為天然的裝飾材料,其物理特性是一個(gè)重要的評(píng)價(jià)參數(shù),在相當(dāng)程度上物性決定了其裝飾性能。為了解礦區(qū)大理巖裝飾性能,為礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和開發(fā)利用提供基本依據(jù),勘查工作采集5組樣品進(jìn)行了物性參數(shù)測試和放射性測試,其分析結(jié)果如表2和表3所示。

        礦石物理性能均超過裝飾飾面板物理性能工業(yè)要求,其中抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工業(yè)要求。

        表2 礦體物性特征分析結(jié)果登記表

        放射性強(qiáng)度遠(yuǎn)小于A級(jí)量標(biāo)準(zhǔn),屬超A級(jí)產(chǎn)品[4-6]。

        表3 放射性強(qiáng)度分析數(shù)據(jù)登記表

        2.2.3 礦石顏色與花紋

        礦石顏色是飾面石材礦石質(zhì)量的重要內(nèi)容之一,石材礦石的顏色、光澤、表面花紋與礦石內(nèi)部所含礦物組分及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等密切相關(guān)。本區(qū)礦層厚度大,延伸穩(wěn)定,是淺海陸棚沉積巨厚碳酸巖遭受區(qū)域變質(zhì)和接觸熱變質(zhì)形成,礦體巖石保留了原巖的層理特征。礦石中變質(zhì)礦物為白云石、方解石和透閃石,這三種礦物一般情況下呈白色。透閃石呈條帶狀分布,且顏色與白云石、方解石有區(qū)別,部分透閃石呈淺綠色,透明,玉化強(qiáng)。

        2.3 礦石類型

        根據(jù)野外調(diào)查及鉆孔驗(yàn)證,對(duì)比鄰區(qū)礦山,確定本礦區(qū)礦體礦石類型有三類:

        Ⅰ類,白色條紋狀透閃石白云石大理巖,礦區(qū)主要礦石品種,兩個(gè)礦段均有分布。礦石底色為白色、純白色,透閃石條帶分布均勻,條紋粗細(xì)均勻,具有方向性的定向排列(紋理),礦體切割成板材后花紋較好。

        Ⅱ類,白色白云石大理巖,兩個(gè)礦段中均有分布,礦石為純白色、白色大理巖,條紋不發(fā)育,其中白云石、方解石顆粒較細(xì),磨光效果較好。

        Ⅲ類,淺綠色透閃石大理巖,為玉質(zhì)大理石。主要分布在西礦段西南部,礦石中透閃石呈淡黃綠色、淺綠色,白云石、方解石均呈白色,且透閃石分布不均勻,呈團(tuán)塊狀、條帶狀分布,玉感好。

        2.4 礦石品級(jí)、品種與分布

        依據(jù)白色度、顆粒度、質(zhì)感、花紋、致密細(xì)膩程度將礦區(qū)內(nèi)三個(gè)礦石類型劃分為三個(gè)品級(jí):透閃石條紋白云石大理巖和白色白云石大理巖:白色,硬度較大,分布廣泛,是主要開采目標(biāo)。優(yōu)質(zhì)白云石大理巖:裂隙不發(fā)育,硬度大,白色白云石大理巖。淺綠色透閃大理巖:淺綠色,玉感好,品質(zhì)高,主要分布于西礦段西南部。

        2.5 礦體夾石

        礦體中共有兩種夾石,分別是構(gòu)造破碎巖和安山玢巖巖脈。構(gòu)造破碎巖主要分布在西礦段中部的構(gòu)造帶內(nèi),走向北東-北北東,傾角28°~55°,長約1km,寬度5m~10m,裂隙發(fā)育,巖石破碎;安山玢巖巖脈主要分布在西礦段中部,地表出露3 條巖脈,走向與構(gòu)造破碎帶相近,傾角45°~58°,寬度30m~50m,長度280m~950m,巖性為安山玢巖。

        3 礦床成因和找礦標(biāo)志

        大理石礦體產(chǎn)于7.0 億年~6.6 億年前淺海陸棚環(huán)境下沉積形成的哈里斯統(tǒng)巨厚碳酸巖,從1 段開始就有碳酸巖出現(xiàn),到2 段逐步增多,3 段全部為碳酸巖,4 段又以碳酸巖和碎屑巖互層。該地層在達(dá)馬拉運(yùn)動(dòng)中遭受達(dá)馬拉期的區(qū)域變質(zhì)作用形成區(qū)域變質(zhì)巖,即包括片巖、變質(zhì)砂巖、大理巖形成。這些變質(zhì)巖具各種變晶結(jié)構(gòu),出現(xiàn)變質(zhì)礦物有綠簾石、綠泥石、白云石、方解石、滑石、蛇紋石等。該地層遭受區(qū)域變質(zhì)作用的同時(shí)該區(qū)發(fā)生寒武-奧陶紀(jì)侵入巖體侵入作用,導(dǎo)致地層接觸熱變質(zhì)現(xiàn)象也十分明顯,出現(xiàn)角巖、矽卡巖等,與圍巖接觸部位可見偉晶巖殼,變質(zhì)礦物中常見白云石、透閃石、陽起石、透輝石等熱變質(zhì)礦物。從成因上看,本區(qū)大理巖礦層是特定條件下區(qū)域變質(zhì)和接觸熱變質(zhì)作用的結(jié)果。

        對(duì)于尋找該類大理石礦床,初步總結(jié)找礦主要標(biāo)志有一下幾點(diǎn):①找層位,要找哈考斯統(tǒng)上階3 段白色厚層-塊狀大理巖;②找?guī)r體,寒武紀(jì)-奧陶紀(jì)侵入巖體發(fā)育的地方大理巖因接觸熱變質(zhì)作用變質(zhì)作用更強(qiáng)烈,礦石品級(jí)更高;③注意構(gòu)造復(fù)合部位,地層出露較寬地方;④注意礦物顆粒,一般白度較高顏色較好的品種大理石,主要礦物白云石和方解石等顆粒一般在0.1mm~0.6mm 之間。

        4 結(jié)論

        納米比亞卡里比布礦區(qū)大理巖礦體呈層狀賦存于哈里斯統(tǒng)地層中,礦床成因與區(qū)域變質(zhì)作用、接觸熱變質(zhì)作用關(guān)系密切。礦床規(guī)模為大型,礦石各項(xiàng)指標(biāo)均滿足飾面大理巖規(guī)范要求,具有良好的開采開發(fā)利用價(jià)值。

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