內(nèi)蒙古察右后旗宿黑蟆東礦區(qū)飾面石材用白云石大理巖礦地質(zhì)特征的探討

張龍　辛高懷　梁中華　李華偉

摘要：宿黑蟆東礦區(qū)通過(guò)詳查工作共圈定出飾面石材用白云石大理巖礦體2條，并對(duì)其礦體特征做出了詳細(xì)分析與評(píng)價(jià)。通過(guò)鉆探工程，確定了礦體的產(chǎn)狀與深部賦存狀態(tài)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，對(duì)礦石的物理性能及光澤度進(jìn)行了測(cè)試；通過(guò)試采坑內(nèi)荒料塊度的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，確定了礦體的荒料率；通過(guò)對(duì)礦石的各項(xiàng)指標(biāo)分析與測(cè)試，基本確定了飾面石材用白云石大理巖礦的規(guī)模。

宿黑蟆東礦區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市察哈爾右翼后旗白音查干鎮(zhèn)西北35km，行政區(qū)劃隸屬察哈爾右翼后旗烏蘭哈達(dá)蘇木管轄。經(jīng)過(guò)詳查工作，對(duì)礦區(qū)內(nèi)飾面石材用白云石大理巖礦體的規(guī)模、產(chǎn)狀、厚度、形態(tài)特征；礦體中節(jié)理、裂隙、色斑、色線對(duì)荒料塊度和荒料率的影響及荒料率等有了較全面的認(rèn)識(shí)。

一、地質(zhì)概況

1.區(qū)域地質(zhì)背景。區(qū)域內(nèi)出露的地層主要有：中太古界烏拉山（巖）群的大理巖組（Ar2w），新生界第三系中新統(tǒng)漢諾壩組（N1h），新生界上新統(tǒng)寶格達(dá)烏拉組（N26）及第四系全新統(tǒng)（Qh）。其中以新生界地層分布最廣，且以第三系上新統(tǒng)寶格達(dá)烏拉組（N26）分布較廣，中太古界烏拉山（巖）群（Ar2w）的地層呈捕露體零星分布。

區(qū)域范圍內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，侵入巖十分發(fā)育，從志留紀(jì)、石炭紀(jì)到二疊紀(jì)，從酸性到中性均有分布。由老到新有志留紀(jì)斜長(zhǎng)角閃巖、角閃片巖（S∑）；石炭紀(jì)暗綠色閃長(zhǎng)巖（Cδ）；二疊紀(jì)肉紅色中粒花崗巖（Pγ）、灰色中粒或似斑狀花崗巖（Pγ）、灰白色細(xì)粒花崗巖（Pγ）、肉紅色細(xì)粒正長(zhǎng)巖（Pε）和淺黃色細(xì)粒花崗巖（Pγ）。

根據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志》，區(qū)域大地構(gòu)造位置一級(jí)構(gòu)造單元屬華北地臺(tái)（I）；二級(jí)構(gòu)造單元為內(nèi)蒙古臺(tái)隆（I2）；三級(jí)構(gòu)造單元為陰山斷隆（I2），主要構(gòu)造型式以烏拉山復(fù)背斜為主，位于斷隆西段，呈東西向展布。

2.礦區(qū)地質(zhì)特征。礦區(qū)內(nèi)出露地層較為簡(jiǎn)單，巖性主要為中太古界烏拉山（巖）群（Ar2w）大理巖組的大理巖與黑云斜長(zhǎng)角閃片巖。礦區(qū)內(nèi)侵入巖較為發(fā)育，廣泛分布于工作區(qū)的南、北部，約占礦區(qū)面積的1/2。主要以二疊紀(jì)肉紅色中細(xì)粒花崗巖（Py）為主，呈巖株、巖基狀產(chǎn)出。礦區(qū)內(nèi)大的斷裂、褶皺均不發(fā)育，一般多見烏拉山（巖）群的層間小褶皺、小褶曲及單斜構(gòu)造。白云石大理巖地表節(jié)理、裂隙較為發(fā)育，發(fā)育規(guī)律的有4組節(jié)理。

二、礦體特征

礦區(qū)內(nèi)飾面石材用白云石大理巖礦礦體與圍巖均為烏拉山（巖）群大理巖組的青白色、淡綠色白云石大理巖，礦體與圍巖無(wú)明顯界線。區(qū)分礦體與非礦體的標(biāo)準(zhǔn)是：節(jié)理、裂隙分布規(guī)律且不太發(fā)育，微風(fēng)化至無(wú)風(fēng)化、無(wú)礦化蝕變現(xiàn)象，巖石金屬氧化物和硫化物少、色線、色斑分布范圍較少的、達(dá)到荒料塊度要求的即可視為礦體，破碎、具風(fēng)化者即為圍巖（風(fēng)化程度與塊度為礦石與廢石的主要分界指標(biāo)）。由于礦區(qū)地表節(jié)理較為發(fā)育，巖石一般破碎強(qiáng)烈，在地表界定礦體邊界時(shí)有一定困難，礦區(qū)只能根據(jù)詳查工程揭露情況利用普查階段取得成果圈定礦體范圍。

礦區(qū)內(nèi)圈定出飾面石材用白云石大理巖礦體2條，編號(hào)為I、II號(hào)礦體（詳見下圖1）礦體特征分述如下：

1.I號(hào)飾面石材用白云石大理巖礦體特征。I號(hào)礦體位于礦區(qū)的中部，分布于1線、0線、2線、4線勘查線間。地表由4條探槽深部由7個(gè)鉆孔控制，礦體形態(tài)較規(guī)則，呈似層狀產(chǎn)出。沿走向控制礦體長(zhǎng)405m，沿傾向控制礦體最大斜深270m。礦體真厚度10.09m～70.29m，平均37.35m，厚度變化系數(shù)為59.84%，屬較穩(wěn)定型。賦礦標(biāo)高1604m～1325m，走向?yàn)?5°，傾向320°～345°，傾角較陡且變化較大為69°～81°之間，平均74°；主要礦石類型分布較規(guī)則，礦體節(jié)理、裂隙上部較下部發(fā)育，隨著深度的增加，發(fā)育程度逐漸減弱。偶見色斑、色線分布（但裝飾性能符合相關(guān)規(guī)范要求），礦層內(nèi)部含不連續(xù)夾層，礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度為中等型。

2.II號(hào)飾面石材用白云石大理巖礦體特征。I號(hào)礦體位于礦區(qū)的中部，緊鄰I號(hào)礦體。分布于1線、0線、2線、4線勘查線間。地表由4條探槽深部由7個(gè)鉆孔控制，礦體形態(tài)較規(guī)則，呈似層狀產(chǎn)出。沿走向控制礦體長(zhǎng)400m，沿傾向控制礦體最大斜深350m。礦體真厚度24.03m～62.84m，平均42.51m，厚度變化系數(shù)為40.44%，屬較穩(wěn)定型。賦礦標(biāo)高1596m-1245m，走向?yàn)?0°，傾向320°～345°，傾角較陡且變化較大為69°～81°之間，平均75°。主要礦石類型分布較規(guī)則，礦體節(jié)理、裂隙上部較下部發(fā)育，隨著深度的增加，發(fā)育程度逐漸減弱。偶見色斑、色線分布，礦層內(nèi)部含不連續(xù)夾層，礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度為中等型。

三、礦石質(zhì)量

礦區(qū)內(nèi)飾面石材用白云石大理巖礦石為淡綠色、青白色白云石大理巖，具弱蛇紋石化，飾面石材分類屬大理石類。飾面石材用白云石大理巖礦石風(fēng)化面為灰白色、灰綠色，新鮮面淡綠色、青白色等。粒狀變晶結(jié)構(gòu)，厚層狀、塊狀構(gòu)造，礦物成份主要白云石，次之為方解石、透閃石及不透明礦物等組成。

經(jīng)測(cè)試礦石的干燥壓縮強(qiáng)度、干燥彎曲強(qiáng)度、水飽和彎曲強(qiáng)度、體積密度、吸水率及耐磨度等物理性能指標(biāo)均符合規(guī)范要求。

四、節(jié)理、裂隙發(fā)育程度

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，礦床地表發(fā)育規(guī)律的有4組節(jié)理：第1組，節(jié)理走向60°～90°之間，節(jié)理傾向北西向，傾角一般在63°～80°之間，裂隙間距一般為20cm～50cm；第2組，節(jié)理走向110°～160°之間，節(jié)理傾向北東向，傾角一般在60°～75°之間，裂隙間距一般為10cm～40cm；第3組，節(jié)理走向310°～340°之間，節(jié)理傾向北西向，傾角一般在65°～80°之間，裂隙間距一般為30cm～70cm；第4組，產(chǎn)狀近于水平，節(jié)理傾向北西向，傾角一般在，70°～75°之間，裂隙間距一般為50cm～100cm。由于礦床地表節(jié)理、裂隙間距較小，4組節(jié)理較為發(fā)育，把飾面石材用白云石大理巖礦體切割成正方體、長(zhǎng)方體、菱形塊體等，對(duì)礦石的塊度有一定的破壞。

五、荒料率的確定

通過(guò)試采坑內(nèi)最底層水平平臺(tái)進(jìn)行了試采荒料率的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，水平平臺(tái)長(zhǎng)37.4m、寬11.2m、高1.1m，面積418.88m2，體積460.77m3。取大于0.5m3以上的塊度進(jìn)行理論荒料率測(cè)定為66.57%。同時(shí)對(duì)該部位進(jìn)行試采荒料率測(cè)定，采出較大塊度的荒料68塊，荒料合計(jì)112.37m3，試采荒料率24.39%，試采荒料率可以滿足于《飾面石材礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0219-2015）中規(guī)定的荒料率不小于20%的要求。

六、礦石顏色、命名及花紋

礦石具弱蛇紋石化，外觀顏色主要為淡綠色、白色。顏色變化無(wú)一定規(guī)律性，沿縱向及橫向其變化基本穩(wěn)定。顏色不均一的原因主要是原始沉積物質(zhì)的差異和沉積環(huán)境的波動(dòng)，后來(lái)遭受區(qū)域變質(zhì)作用影響而產(chǎn)生的差異性變化所致。礦石光澤度63°～98°，硬度中等，強(qiáng)度中等，耐磨損，不易變色。

根據(jù)區(qū)內(nèi)近幾年建有的大理石礦山對(duì)其礦石的命名并結(jié)合本區(qū)礦石特征，暫定本區(qū)內(nèi)淡綠色的飾面石材用白云石大理巖商業(yè)命名為“孔雀綠”，青白色的飾面石材用白云石大理巖商業(yè)命名為“雪花白”。

白云石大理巖礦石花紋為“雪花狀”。“雪花”對(duì)徑1mm～3mm左右，“雪花”在陽(yáng)光照射下閃閃發(fā)光，礦石拋光面鮮艷美麗，晶瑩剔透，是中高級(jí)建筑裝飾材料。若用在現(xiàn)代化房屋建筑的外表，則建筑物顯得十分雄偉、高大，既潔白而又大方。若配合其他色調(diào)的大理石裝飾內(nèi)廳或房間，那么大廳、房間則使人有明亮、舒適之感覺，這些特點(diǎn)更是其他建筑材料在建筑工藝上所無(wú)法媲美的。

六、礦床成因類型

根據(jù)研究及與同類型礦床對(duì)比分析，確定該礦床類型屬變質(zhì)型碳酸鹽巖白云石大理巖礦床類型，礦石為纖維狀變晶結(jié)構(gòu)，厚層狀、塊狀構(gòu)造。礦層歷經(jīng)多次構(gòu)造的影響，又受區(qū)域變質(zhì)作用及巖漿活動(dòng)的影響，礦石礦物均已發(fā)生重結(jié)晶現(xiàn)象，產(chǎn)生了不同程度的變質(zhì)。

七、結(jié)論

中太古界烏拉山巖群的大理巖組由于地表風(fēng)化特別嚴(yán)重，在地表界定飾面石材用白云石大理巖礦體有一定難度，故而根據(jù)鉆探工程揭露確定礦體的風(fēng)化程度及風(fēng)化深度；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣與基本樣的采集，可以確定飾面石材的顏色、花紋、光澤度等；通過(guò)觀察確定礦石的節(jié)理、裂隙、缺陷、色線、色斑等發(fā)育情況；通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試確定礦石的物理性能及光澤度等；通過(guò)礦區(qū)水文地質(zhì)測(cè)繪、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)鉆探基本查明礦床開采技術(shù)條件；通過(guò)試采荒料率的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，確定荒料的塊度及荒料率，估算其資源量。