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        大別山斑竹園地區(qū)地質(zhì)特征及開采利用條件

        2021-11-02 08:33:46玉,王
        中國(guó)金屬通報(bào) 2021年10期

        房 玉,王 莎

        (1.合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,安徽 合肥 230009;2.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局三二七地質(zhì)隊(duì),安徽 合肥 233000;3.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局三一二地質(zhì)隊(duì),安徽 蚌埠 233040)

        大別山地區(qū)蘊(yùn)藏鉛鋅、鐵、水泥灰?guī)r、花崗巖、玉石、鉬等十幾種礦藏,其中飾面用石材被國(guó)內(nèi)20多個(gè)大中城市的70多家施工單位所采用。飾面用花崗石從商業(yè)意義來說,既包括巖漿巖也包括變質(zhì)巖。飾面用花崗巖(片麻巖)具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐磨耐蝕、對(duì)外界溫度變化不敏感、不易變形等使用上的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),受到建筑師們的青睞。以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,優(yōu)質(zhì)的飾面用花崗石需求量日益增強(qiáng),出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面加快對(duì)斑竹園地區(qū)飾面用花崗石的勘查和開采利用,具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

        1 區(qū)域地質(zhì)背景

        研究區(qū)位于秦嶺-大別造山帶,大別-闞集印支構(gòu)造亞帶北部;區(qū)域地層位于華南地層大區(qū)大別山地層分區(qū);區(qū)域巖漿帶位于大別山-張八嶺構(gòu)造巖漿帶[1]。

        1.1 區(qū)域地層

        斷裂構(gòu)造以近東西向和北東向兩組最為發(fā)育。近東西向斷裂有明港—六安斷裂、信陽(yáng)—舒城斷裂和桐柏—桐城斷裂;北東向斷裂有商城—麻城斷裂和泗河—湯匯斷裂。區(qū)域巖漿巖分布非常廣泛,基性—中性—酸性—堿性都有。侵入巖中新元古代以片麻巖為主,為斑竹園巖套,中生代巖漿巖主要為花崗巖;噴出巖為毛坦廠組,分布在北淮陽(yáng)構(gòu)造帶中。變質(zhì)相為高角閃巖相和麻粒巖相,壓力類型為中壓,巖性以斜長(zhǎng)角閃巖和片麻巖為主。區(qū)域地球物理特征花崗巖體、華北陸塊磁性基底主要是正磁異常。中、新生界凹陷和副變質(zhì)地層引起負(fù)磁異常[1]。

        2 礦區(qū)地質(zhì)特征

        2.1 地層

        斑竹園礦區(qū)出露的地層有晚太古代-古元古代大別雜巖、中元古代宿松巖群、變質(zhì)表殼巖、第四系。

        2.2 構(gòu)造

        礦區(qū)位于北淮陽(yáng)構(gòu)造帶南側(cè),區(qū)內(nèi)斷裂不甚發(fā)育,主要為小規(guī)模斷層,按其延伸方向分為四組:①北西西向斷裂,包括凳子上-丁家塆斷裂、古樓-金家塆斷裂、牛食畈斷裂和彭家塆斷裂;②北北西斷裂,包括李集-老鴰巖斷裂;③北北東向斷裂,包括老棚塆斷裂、老塆斷裂;④北東向斷裂,包括門前-白果樹塆斷裂、小金溝斷裂。其力學(xué)性質(zhì)多為張性、扭性和張扭性、壓性和壓扭性較少。

        2.3 巖漿巖

        礦區(qū)出露的巖漿巖有古元古代變質(zhì)(超)鎂鐵質(zhì)巖、中元古代變形變質(zhì)侵入巖、中生代花崗巖類。

        2.3.1古元古代變質(zhì)(超)鎂鐵質(zhì)巖

        分布范圍小,巖性多為角閃巖、透輝角閃巖、二輝角閃巖、斜長(zhǎng)角閃透輝巖、斜長(zhǎng)角閃二輝巖等。

        2.3.2元古代變形變質(zhì)侵入巖

        礦區(qū)內(nèi)片麻巖具變余花崗結(jié)構(gòu),普遍見到變質(zhì)表殼巖組合的巖石捕虜體,且與圍巖界限清楚,顯示出巖漿成因花崗巖特點(diǎn)。

        2.3.3中生代侵入巖

        礦區(qū)二長(zhǎng)花崗巖未發(fā)生明顯的結(jié)構(gòu)改變,宏觀上巖石裂紋,鏡下可見顯微碎裂,輕微碎裂化。礦區(qū)二長(zhǎng)花崗巖大面積出露,可以作為紅色飾面用花崗石礦的代表巖石[2]。

        2.4 變質(zhì)巖

        片巖(云母石英片巖、斜長(zhǎng)角閃片巖)、石英巖、淺粒巖、片麻巖(二長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)片麻巖)。變質(zhì)相為高角閃巖相-麻粒巖相,壓力類型為中壓。

        3 礦石質(zhì)量

        通過調(diào)查,斑竹園地區(qū)及周邊飾面用花崗石材礦石種類主要有三類:①花崗巖類②片麻巖類③角閃巖類,巖石結(jié)構(gòu)致密塊狀,厚層至巨厚層狀,裂隙不發(fā)育,構(gòu)造簡(jiǎn)單,品質(zhì)優(yōu)良,花色均勻連續(xù),產(chǎn)量穩(wěn)定,是飾面石材較好的原料,開發(fā)前景較好。

        表1 斑竹園地區(qū)及周邊花崗巖飾面石材品種

        圖1 顆粒度與山花紅品質(zhì)對(duì)比

        山花紅品種巖性為粗粒二長(zhǎng)花崗巖,因鉀長(zhǎng)石顆粒較大,形似大別山山花映山紅。大花紅品種巖性為中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖,硬度高,根據(jù)粒度與山花紅品種區(qū)別。浪花品種有角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖、二長(zhǎng)片麻巖,以片麻狀構(gòu)造為特征,照片如下。

        通過鉆探取心、槽探取心等方式共取51個(gè)化學(xué)分析樣,經(jīng)分析礦石的主要化學(xué)組分平均含量為:SiO264.68%;Al2O316.45%;Fe2O34.66%;CaO 3.18%;MgO 1.36%。

        經(jīng)取樣測(cè)試,礦石的內(nèi)、外照射指數(shù)最大值分別為0.134和0.575,為均滿足《飾面石材礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范(DZ/T 0291-2015)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的A類裝飾材料的要求。

        經(jīng)過取樣測(cè)試,除一個(gè)鉆孔樣品抗壓強(qiáng)度低外,礦石的抗壓強(qiáng)度最高為209Mpa,最低為104Mpa,彎曲強(qiáng)度(抗剪斷強(qiáng)度)最高為30.1Mpa,最低為14.1Mpa。

        根據(jù)《天然花崗石荒料(JC/T 204-2011)》中抗壓強(qiáng)度≥100Mpa 、彎曲強(qiáng)度(抗剪斷強(qiáng)度)≥8Mpa的要求,礦石抗壓強(qiáng)度平均值滿足了該標(biāo)準(zhǔn)的要求。

        4 開發(fā)利用條件

        (1)礦床多位于中低山區(qū),地形有利于自然排水。

        (2)地下水補(bǔ)逕排條件主要受地形控制,補(bǔ)給、逕流、排泄途經(jīng)很短,通常接受大氣降水的補(bǔ)給,向下運(yùn)移過程中沿溝谷排泄,溝谷源頭地下水常以下降泉(溝頭滳水)的形式出露地表,沿途流量不斷增加。

        (3)礦體及圍巖富水性弱,構(gòu)造破碎帶富水性弱,礦坑主要充水水源來自大氣降水。

        (4)礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)以上,地形有利于自然排水,充水巖層富水性弱,構(gòu)造破碎帶富水性弱,地下水主要補(bǔ)給來源為大氣降水,礦床是以裂隙水直接充水為主,水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的礦床。

        5 水工環(huán)地質(zhì)條件

        5.1 工程地質(zhì)

        (1)風(fēng)化帶完整性、穩(wěn)定性很差,但總體厚度不大,對(duì)礦山開采影響有限。礦體頂?shù)装鍘r體完整性、穩(wěn)定性較好。

        (2)礦體及圍巖均為變質(zhì)巖及巖漿巖,堅(jiān)硬塊狀,構(gòu)造破碎帶規(guī)模不大,礦體圍巖完整性穩(wěn)定性良好。礦床工程地質(zhì)勘探類型為塊狀巖類礦床。初步認(rèn)為礦床工程地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型。

        5.2 環(huán)境地質(zhì)

        (1)礦區(qū)淺層水環(huán)境質(zhì)良好,區(qū)內(nèi)無重大污染源。地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。礦坑排水對(duì)環(huán)境有一定污染,但礦坑排水量小,污染有限。

        (2)礦石和廢石化學(xué)成份基本穩(wěn)定[3]。

        (3)初步認(rèn)為礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境屬簡(jiǎn)單類型。

        6 結(jié)論

        本次調(diào)查工作全面收集區(qū)域地質(zhì)資料和礦產(chǎn)分布情況以及當(dāng)?shù)丶庸ぁ㈤_采資料,通過野外實(shí)地調(diào)查、地質(zhì)測(cè)量、少量探礦工程,樣品采集,初步了解查區(qū)飾面用花崗巖賦存特征、分布規(guī)模、礦石品質(zhì)、品級(jí),類比了加工技術(shù)性能,評(píng)價(jià)了其開發(fā)利用前景。研究成果對(duì)大別山斑竹園地區(qū)拓展到桐柏—大別山花崗巖基底具有一定意義。

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