曾漢云

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣東總隊(duì)，廣州 510403）

根據(jù)《廣東省區(qū)域地質(zhì)志》的地質(zhì)調(diào)查資料，英德市連江口鎮(zhèn)銀坑礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬南嶺中段，吳川-四會(huì)斷裂帶與佛岡-豐良斷裂帶交匯處北西側(cè)英德弧形褶皺（又稱英德?。┻B江口鎮(zhèn)一帶的前緣弧位置，其地質(zhì)特征受區(qū)域構(gòu)造等地質(zhì)因素的影響。礦區(qū)巖礦體多被第四系覆蓋，僅局部有變質(zhì)石英砂巖出露，從出露的巖層看，巖層中風(fēng)化層節(jié)理裂隙較發(fā)育，節(jié)理面多與巖層層理面垂直發(fā)育。本文擬在現(xiàn)有調(diào)研結(jié)果的基礎(chǔ)之上，對(duì)礦區(qū)建筑用砂巖礦的地質(zhì)特征和礦床成因進(jìn)行分析。

1 礦床地質(zhì)特征

區(qū)域地質(zhì)調(diào)研結(jié)果顯示，本礦區(qū)出露的地層主要有下古生界未分層（P）、泥盆系（D）、侏羅系（J）和第四系（Q），出露的巖石主要為燕山三期花崗巖（γ）和花崗閃長(zhǎng)巖（γ）。區(qū)域地質(zhì)情況如圖1所示。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

礦區(qū)范圍內(nèi)主要分布泥盆系桂頭群上亞群(Dgt ) 地層，根據(jù)以往本區(qū)地質(zhì)調(diào)查資料，地層中、上部為中粒石英砂巖、塊狀石英粉砂巖互層，下部為礫巖、砂巖。礦區(qū)西南側(cè)地層中，燕山期花崗巖侵入作用相對(duì)強(qiáng)烈，地層巖性出現(xiàn)明顯的接觸變質(zhì)現(xiàn)象，巖性多為灰白-灰色變質(zhì)中細(xì)粒石英砂巖。變質(zhì)石英砂巖為變余砂狀結(jié)構(gòu)，呈塊狀構(gòu)造，原巖碎屑物以石英為主，圍巖縫隙處的填充物已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的變質(zhì)現(xiàn)象，結(jié)晶形成絹云母、黑云母等。對(duì)填充碎屑物的粒徑進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示，其主要為中細(xì)粒物質(zhì)。地層總厚度大于842 m，巖層仍保留原沉積巖產(chǎn)狀，巖層傾向?yàn)?55°～195°，傾角為50°～70°，其為礦區(qū)賦礦層位。巖體上部的風(fēng)化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，其從上到下大致可分為全-強(qiáng)風(fēng)化巖、中風(fēng)化巖、微風(fēng)化巖。礦區(qū)南部出露花崗巖位于侵入接觸帶，花崗巖總體變質(zhì)作用強(qiáng)烈，重結(jié)晶作用明顯。其中，全-強(qiáng)風(fēng)化層主要分布于礦區(qū)內(nèi)桂頭群變質(zhì)石英砂巖上部，原巖以粉砂巖為主，裂隙發(fā)育，風(fēng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，整體呈現(xiàn)松散結(jié)構(gòu)，力學(xué)性能 較差。

礦區(qū)巖礦體多被第四系覆蓋，第四系（Q）主要為第四系殘坡積層（Q）和第四系沖積層（Q）。其中，第四系殘坡積層分布于礦區(qū)內(nèi)絕大部分區(qū)段，由土黃色、黃白色、黃褐色砂質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粉土等組成。砂質(zhì)黏土分布于礦區(qū)南側(cè)花崗巖分布區(qū)段上部，厚度為3.08 ～22.27 m；粉質(zhì)黏土、粉土主要為砂巖風(fēng)化土殘坡積物，厚度為0.58 ～47.80 m。整體而言，節(jié)理裂隙對(duì)礦體無(wú)明顯的破壞作用。

地質(zhì)分析結(jié)果顯示，該區(qū)域礦物晶體顆粒粗大，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙間有充填蝕變礦物的現(xiàn)象，在暴曬、雨水沖刷等作用下，巖體有破壞、崩解的現(xiàn)象。深部鉆取的微風(fēng)化巖石經(jīng)2 個(gè)多月保存后，原本抗壓強(qiáng)度較高、能滿足建筑碎石用的巖心都出現(xiàn)不同程度的風(fēng)化破壞，敲擊即碎裂。綜合分析巖體的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物成分、抗壓強(qiáng)度等，本礦區(qū)的花崗巖不能滿足建筑用花崗巖礦石對(duì)抗壓強(qiáng)度的要求。但由于礦區(qū)開(kāi)采需要，本礦區(qū)南側(cè)花崗巖巖體的剝離量偏大，常規(guī)堆填方式的要求苛刻，處理不當(dāng)容易增加地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，可破碎后用于項(xiàng)目土地平整、路基鋪設(shè)。

2 礦區(qū)建筑用砂巖礦地質(zhì)特征

2.1 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模

礦體賦存于泥盆系桂頭群上亞群中，地表基本被第四系殘坡積層及該地層的全、中風(fēng)化層覆蓋，地表僅溝谷及懸崖有出露，勘查過(guò)程中開(kāi)挖道路亦有該層全、中風(fēng)化層出露。礦體呈中厚層狀產(chǎn)出，傾向?yàn)?55°～195°，傾角為50°～70°，主要巖性為灰白-灰色變質(zhì)中細(xì)粒石英砂巖等變質(zhì)石英砂巖。平面上，礦體整體呈似梯形狀，北西方向略窄，南東方向略寬。礦體控制總長(zhǎng)度約為1 300 m，礦體寬度為598 ～836 m，分布標(biāo)高為0.00 ～345.95 m，延深為232 ～321 m，最大埋深為361 m，礦體控制厚度為519 ～842 m。經(jīng)核算，礦體規(guī)模為大型。相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 礦體各工程的規(guī)模參數(shù)

2.2 礦石質(zhì)量特征

本礦區(qū)礦石類型簡(jiǎn)單，自然類型為灰白-灰色變質(zhì)中細(xì)粒石英砂巖、灰-深灰色變質(zhì)中細(xì)粒長(zhǎng)石石英雜砂巖。主要礦物成分基本相同，其統(tǒng)稱為變質(zhì)石英砂巖，差別為礦物成分含量不同。

2.2.1 礦石礦物成分

礦石礦物的主要成分為石英，其含量為60%～ 88%，其余成分主要有絹云母（3%～18%）、長(zhǎng)石（1%～14%）等。

2.2.2 礦石的主要化學(xué)成分

采集7 件變質(zhì)石英砂巖巖礦鑒定樣品，提取2 個(gè)基本化學(xué)測(cè)試樣進(jìn)行化學(xué)成分分析。結(jié)果顯示，銀坑YS1 樣品中，SiO含量為65.18%，AlO含量為9.68%，CaO 含量為4.76%，TFeO含量為4.50%；銀坑YS2樣品中，SiO含量為72.90%，AlO含量為11.63%，CaO 含量為1.47%，TFeO含量為4.10%。具體情況如表2所示。

表2 變質(zhì)石英砂巖的化學(xué)成分

2.2.3 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

石英呈次棱角狀、次圓狀，粒徑為0.06～0.60 mm，主要為細(xì)中粒，個(gè)別可達(dá)到粗粒。長(zhǎng)石呈次圓狀，粒徑為0.05 ～0.30 mm，蝕變強(qiáng)烈，大部分已絹云母化、泥化，邊緣模糊，局部可見(jiàn)殘留，主要為鉀長(zhǎng)石。白云母呈碎片狀，片徑為0.02 ～0.50 mm，均勻夾雜分布。原巖填隙物、膠結(jié)物為泥質(zhì)、鈣質(zhì)及少許鐵質(zhì)。其中，泥質(zhì)多已變質(zhì)結(jié)晶，形成鱗片狀絹云母及細(xì)小片狀綠泥石；鈣質(zhì)呈膠結(jié)體粒狀，局部富集；鐵質(zhì)呈黑色塵狀、粉末狀，部分可見(jiàn)氧化，呈褐紅色，均勻分布于巖石碎屑物間隙中。

2.2.4 礦石的抗壓強(qiáng)度

礦石飽和抗壓強(qiáng)度最低為60 MPa，最高為146.9 MPa，平均為81.0 MPa。根據(jù)工業(yè)指標(biāo)，要將變質(zhì)石英砂巖用于建筑施工，礦石的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于60 MPa，本礦區(qū)的變質(zhì)石英砂巖基本符合上述要求，雖然個(gè)別樣品的測(cè)定結(jié)果顯示數(shù)值偏低，抗壓強(qiáng)度不足可能與局部裂隙發(fā)育、充填泥質(zhì)有關(guān)，但這對(duì)礦體的質(zhì)量影響并不會(huì)阻礙其在項(xiàng)目土地平整、路基鋪設(shè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3 各勘探線礦石的平均飽和抗壓強(qiáng)度

2.3 礦體頂?shù)装逄卣?/h3>

礦體覆蓋層主要由第四系殘坡積層和全-強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化變質(zhì)石英砂巖等組成。其分布于自然坡體表層，厚度為1.28 ～79.28 m，平均厚度約為30.79 m。礦區(qū)擬設(shè)置最低開(kāi)采標(biāo)高為±0 m，本次勘查中鉆孔未揭穿底板，礦體的直接底板仍為變質(zhì)石英砂巖，其巖性與礦體一致。覆蓋層特征分析結(jié)果顯示，礦區(qū)南側(cè)花崗巖巖體、北側(cè)局部的第四系殘坡積層粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)黏土以及全-強(qiáng)風(fēng)化花崗巖呈松散土體結(jié)構(gòu)，工程力學(xué)性質(zhì)較差，遇水易軟化崩解，綜合利用的可能性偏低。圍巖特征方面，礦體南側(cè)有花崗巖圍巖出露，根據(jù)本次勘查成果，共有8 個(gè)鉆孔揭露到該層，有2 個(gè)鉆孔揭穿該層至 ±0 m 標(biāo)高以下，其巖性主要為灰白色、淺肉紅色似斑狀-花崗結(jié)構(gòu)細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖，巖石礦物組成主要為長(zhǎng)石類、石英和黑云母，以細(xì)粒為主。其節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂隙間多充填薄層綠泥石、綠簾石，巖體抗壓強(qiáng)度受影響。為進(jìn)一步了解礦石的抗壓強(qiáng)度情況，地質(zhì)勘探期間采集了84組樣品，通過(guò)單軸飽和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)礦石的強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，其抗壓強(qiáng)度介于10.80 ～105.40 MPa，因整體抗壓強(qiáng)度不符合建筑用砂巖礦的要求，故其不作為礦體圈定，但仍可以作為裝飾裝修材料使用，將其應(yīng)用于Ⅱ類民用建筑物、工業(yè)建筑內(nèi)飾面及其他一切建筑的外飾面，以保證資源的充分、合理利用。

2.4 礦產(chǎn)綜合評(píng)價(jià)

本礦區(qū)建筑用砂巖礦主要為第四系殘坡積層粉質(zhì)黏土層、全-強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層，而全-強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)石英砂巖層的礦產(chǎn)多呈土狀-半土狀，局部夾砂巖碎塊，不能作為建設(shè)用砂。第四系殘坡積層粉質(zhì)黏土層的巖性主要為粉質(zhì)黏土，整體呈松散土體結(jié)構(gòu)，厚度為0.58 ～47.80 m。土樣測(cè)試結(jié)果顯示，其平均含泥量為47.5%，產(chǎn)砂率為25.7%。對(duì)于第四系殘坡積層粉質(zhì)黏土層，砂的顆粒級(jí)配測(cè)試結(jié)果如表4所示。

表4 砂的顆粒級(jí)配測(cè)試結(jié)果

全-強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層的巖性主要為砂質(zhì)黏土、砂礫質(zhì)黏土，厚度為3.08 ～22.27 m。本層的原巖為中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖，經(jīng)風(fēng)化后，原巖的長(zhǎng)石已大部分風(fēng)化成砂土狀，為砂礫質(zhì)黏土，該類型礦石較松散，開(kāi)采條件良好。淘洗測(cè)試結(jié)果顯示，礦區(qū)全-強(qiáng)風(fēng)化花崗巖剝離層粒徑不小于0.15 mm 的淘洗率為81.5%。去除粒徑不小于4.75 mm 的砂粒后，砂產(chǎn)率為67.60%，其可作為制備建設(shè)用砂的原材料。

3 礦床成因

本礦床的形成主要與接觸變質(zhì)作用有關(guān)。接觸變質(zhì)作用與巖漿活動(dòng)、侵入體接觸有關(guān)，通常，侵入體進(jìn)入巖體后，圍巖、侵入體的接觸處會(huì)出現(xiàn)不同程度的變化，即接觸變質(zhì)作用，其作用范圍一般不大。根據(jù)變質(zhì)的影響因素差異，接觸變質(zhì)有不同的類型：以溫度變化為主的接觸熱變質(zhì)；高溫因素與其他因素共同作用的接觸交代變質(zhì)。接觸熱變質(zhì)作用主要指花崗巖侵入過(guò)程中圍巖受高溫因素的影響而出現(xiàn)組分的重結(jié)晶、變質(zhì)結(jié)晶等問(wèn)題，該作用過(guò)程的典型特征是原巖變質(zhì)后，其內(nèi)部的化學(xué)成分并沒(méi)有發(fā)生明顯改變。以純石灰?guī)r為例，在高溫因素的作用下，其內(nèi)部的成分發(fā)生重結(jié)晶作用，礦石的粒度增加，原巖逐步變質(zhì)為大理巖。巖漿侵入以后，圍巖周圍的溫度出現(xiàn)急速變化，引起重結(jié)晶現(xiàn)象，這是接觸熱變質(zhì)的必要條件。相較于接觸熱變質(zhì)，高溫因素與揮發(fā)分交代作用共同參與是接觸交代變質(zhì)的重要特征，接觸帶周圍巖體的化學(xué)成分會(huì)隨之發(fā)生改變。從變質(zhì)巖的分布情況看，接觸變質(zhì)作用發(fā)生時(shí)，侵入體和圍巖的距離與其變質(zhì)程度有一定關(guān)聯(lián)：距離侵入體較近的圍巖，其變質(zhì)程度普遍較高，圍巖的化學(xué)成分相對(duì)活潑；距離侵入體較遠(yuǎn)的圍巖，其變質(zhì)程度相對(duì)較低，內(nèi)部化學(xué)成分的變化相對(duì)較小，形成的變質(zhì)圈較窄。

本礦體位于泥盆系地層，原巖為海相沉積作用形成的石英砂巖，經(jīng)燕山三期花崗巖侵入及區(qū)域構(gòu)造作用，原巖成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生了一系列變化，而形成現(xiàn)在的變余砂狀結(jié)構(gòu)變質(zhì)石英砂巖。燕山三期侵入活動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈、廣泛，在侵入活動(dòng)的影響下，地層的巖性出現(xiàn)不同程度的接觸變質(zhì)作用。地層方面，區(qū)域出露地層由老至新分別是下古生界未分層、泥盆系、侏羅系下統(tǒng)藍(lán)塘群（J）、第四系。區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，出露巖體主要為燕山期。其中，燕山三期花崗閃長(zhǎng)巖主要分布于本區(qū)的東部，出露面積較小，巖性主要為花崗閃長(zhǎng)巖；燕山三期花崗巖主要分布于本區(qū)的中部及南部大部分區(qū)域，巖性主要為肉紅-灰白色中粗花崗巖，局部為細(xì)?；◢弾r。礦體位于燕山三期花崗巖與泥盆系桂頭群上亞群石英砂巖接觸帶，主要成因?yàn)榻佑|變質(zhì)作用，其受區(qū)域變質(zhì)作用影響而成礦，礦床成因類型屬沉積-變質(zhì)型。

4 結(jié)論

礦區(qū)范圍內(nèi)主要分布泥盆系桂頭群上亞群地層，本礦區(qū)礦石類型簡(jiǎn)單，礦體覆蓋層主要由第四系殘坡積層和全-強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化變質(zhì)石英砂巖等組成。本礦區(qū)建筑用砂巖礦主要為第四系殘坡積層粉質(zhì)黏土層、全-強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層，礦床成因類型屬沉積-變質(zhì)型，其形成主要與接觸變質(zhì)作用有關(guān)，受區(qū)域變質(zhì)作用影響。