山東某礦床地質特征及其開發探討

沈新程

（泰安金實石業有限公司，山東 泰安 271400）

隨著改革開放的深入發展，人民物質文化生活的不斷提高，花崗巖石材已普遍成為中國百姓住宅裝修不可或缺的建筑材料，它的實用性、美觀性與鑒賞性已被廣大人民群眾所認可。很自然，對其量的需求和質的要求也就順理成章了。為了滿足廣大用戶的要求，本文在對各大礦區的開發利用情況進行實地調研的基礎上，以某礦區為例對礦區的地質特征及其開發進行一般性的探討。

1 礦床地質特征

礦床的地質屬性特征，一般含：地層、構造、巖漿巖、礦體、礦石結構、礦石化學成分、礦石物理性能、礦體中色斑色線等構成要素。本文以某礦區地質為例，具體可概括如下。

1.1 地質特征

地質特征一般包括三個方面：一是地層。該礦區范圍內地表出露的有：侏羅系中統漳平組，巖性為灰色、細砂巖、粉砂巖、硅質膠結、泥頁巖，細粒砂狀結構，構造為塊狀，成分為長石、石英，另在較大范圍內呈現第四系殘坡積層，巖性為砂質粘性，由黑云母花崗巖和鉀長花崗巖殘坡積而成，顏色為棕色、土黃色等；二是構造。在該礦區范圍內，沒有發現明顯的破壞性斷裂構造，僅在幾處花崗巖中發現有發育性的節理裂隙，裂隙方向主要呈西北向、西南向、南北向、東南向四組，節理密度一般1條/m～2條/m,局部可達2條/m～3條/m；三是巖漿巖。從外露于地表的花崗巖巖基可判斷，該礦區遠古時期曾巖漿作用頻繁，巖礦體的分布主要在礦區的中部、南部和東部，主要礦物資源有鉀長石、石英、斜長石,和黑云母等[1]。

1.2 礦體特征

某礦區有礦體5個，編號分別為KT01、KT02、KT03、KT04、KT05。為便于分析，現以KT03為例，將其礦體情況介紹如下。該礦體長925m，寬115m～253m，平均寬度184m，最大厚度190m。礦體頂部為花崗巖風化層，礦體埋藏于地表8m以下，礦體分布連續，完整，礦體內節理裂隙發育較好，節理面平直[2]。

1.3 礦石特征

（1）礦石構造。該礦區礦石外露于地表面的主要是黑云母花崗巖，顏色呈灰白色，結構呈斑狀；基質為細粒花崗結構和顯微文象結構，并呈塊狀構造[3]。該礦區主要礦物成分構成有：石英、鉀長石、黑云母、斜長石，分別占該礦區礦物總量的：25%～30%、20%～25%、10%、30%～35%。除此外，該礦區還有次要礦物構成，主要要有：角閃石、透輝石、榍石、微量鋯石等。主要礦物中石英粒徑為0.5ram～2ram、鉀長石粒徑為2ram～5ram、黑云母粒徑為5ram～10ram、斜長石粒徑為3ram～6ram。

（2）礦石化學成分。從該礦區隨機取出12件礦石化學樣品，經多元素分析，結果顯示化學成分(%)如下：①SiO：73．97～76．94，②Al2O3：8．15～ 14．5，③Fe203：0．69～ 1．23，④FeO：0．56～ 1．00，⑤CaO：0．95～ 2．21，⑥M9O：0．15～ 0．83，⑦K2O：3．40～ 6．01， ⑧Na2O：3．45～ 5．63， ⑨SO3：0．19～ 0．52，⑩TiO2：0．081～0．15，MnO：0．041～0．072，P2O5：0．018～0．043。從上述化學分析結果得知，該礦區巖石化學成分以SiO2、A12O3為主，K2O、Na20次之。各種礦石的化學成分含量接近且穩定，屬正常系列一SiO，過飽和巖石[4]。

（3）礦石物理性能。為了進一步探測該區的主要礦物資源的物理性能[5]，我們以黑云母為標本，進行物理性能的主要指標檢測，其檢測結果見表1。

表1 某礦區礦石物理~力學性能測試結果

以上各項力學性能檢測指標符合我國JC79-92飾面石材驗收規范：抗壓強度≥100MPa，抗折強度≥8MPa，吸水率≤0．60%，密度≥2．569／cm3的要求。

2 礦床的開發價值分析

一個礦床的礦石是否具有開采價值，必須要在科學探測的基礎上，對其進行認真的評估和科學的認證后，才能決定是否可以開采。而評估認證的依據就是要用事實說話，這個事實就是荒料率[6]。所謂荒料率就是指該礦開采所剩的荒料體積與該礦開采的總體積的百分比。對中檔飾面用花崗巖而言，一般要求的荒料率不低于20%,對高檔飾面用花崗巖的荒料率而言，在其它經濟技術條件相近的情況下，要求可以相應降低。影響花崗巖石材荒料率的原因有很多，其中最關鍵、最主要的原因是裂隙、節理的發育程度及其展布方向。荒料率的計算方法有兩種：一是實際荒料率計算，二是理論荒料率計算。實際荒料率能準確地反應礦體的實際情況，但是，在當前市場急需石材的背景下，采取這種工期長,費用高的方法顯然就不適合。而理論荒料率雖然在準確率方面較差于實際荒料率[7]，但是大量的實踐工作經驗證明，只要對礦藏勘測準確，資料齊全，準備工作到位，在節理、裂隙素描圖上布裁理論荒料認真、準確。理論荒料率還是能真實地反映礦體的實際情況的。

2.1 對節理、裂隙素描點進行科學的選擇和布置

理論荒料率的計算必須依賴于對節理、裂隙素描點的科學選擇和布置[8]。所謂節理裂隙就是對礦體通過設置若干個素描點，然后在此基礎上再對各個點位的發育狀況和荒料率進行加權平均計算，最后得出該礦體的節理、裂隙與荒料率。由此可見，對素描點的選擇必須要做到科學合理，否則將會影響理論荒料率的計算。要選擇好素描點就要做到：①對礦體的產出狀況和礦體的礦石主構造進行詳細調查；②素描點的選擇要有代表性，具有一般性的特征；③素描面的空間走向分別為：一是垂面平行礦體，二是垂面垂直礦體，三是呈水平面；④素描圖應以1：50～1：100的比例素描為宜。

2.2 理論荒料率的計算

實際荒料實際就是從礦體中開采出來的具有立體狀的六面形礦物。如果在素描圖時不考慮節理、裂隙的產狀，而是以荒料六面體中長、寬、高的任意兩個要素進行布栽（如圖1所示），必然會對荒料礦體的節理、裂隙產出的實際情況有所影響，使其荒料的立體形態發生改變，最終會影響荒料率的計算結果和對礦床開采價值的正確評估。

采用理論荒料率的計算方法，可以避免以上問題的出現，其方法是：依據節理、裂隙產狀及其分布狀況，并結合市場需求和開采方法，確定荒料的規格與種類，按照荒料三要素（長、寬、高）的要求對礦體進行布栽。其具體計算方法與步驟是：

（1）繪制礦物開采線。按開采區域在素描圖上繪制水平據切線和垂直鑿巖機鉆孔線，水平居切線高一般為2m，垂直鑿巖機鉆孔線間距一般為1m；

（2）繪制礦物限距線。從立體的角度講，節理裂隙面會使理論荒料的長度方向受到影響，甚至限制，因此，這就要求我們在素描圖上必須繪出節理、裂隙面的影響范圍，也就是限距線。在限距線與節理、裂隙之間不能布裁荒料；

（3）理論荒料的切裁以荒料寬度、高度二要素為準，在限距線、鋸切線、鑿巖機鉆孔線之間進行；

（4）各素描點理論荒料率的計算，方法是，用各個點位素描圖所布栽的理論荒料體積之和除以該素描點位理論采出礦石的總體積(即荒料長度乘以素描面積)所得的比值；

（5）計算該礦區的理論荒料率。方法是，用加權平均法將各素描點位的理論荒料率進行加權平均。其計算公式：η=（η1V1+η2V2+……+ηnVn）/（V1+V2+……+Vn）×100%。其中η1，η2為各節理、裂隙素描點的理論荒料率；V1，V2為各節理、裂隙素描點理論開采出的礦石體積；

（6）在該礦共作了13個素描點，將各個素描點的荒料率數據代入計算公式，進行加權平均計算后，得出該礦的飾面用花崗巖的理論荒料率為38.53%,與該礦生產統計的實際荒料率35%接近。

圖1 布裁理論荒料

3 結語

通過對山東某礦床的礦地質特點及其開發進行探討，對今后我國花崗巖礦石的開發與利用起到了以下啟示作用：

第一、礦石的開發是一個系統工程。首先要探明儲量，其次要對礦石的品種和質量進行勘測，最后在調查分析的基礎上進行荒料率計算，看是否具備開采價值，然后再決定是否投入資金進行建設。

第二、礦石的開發要進行可行性認證，要有規劃性和目的性，切忌急功近利，遍地開花，要有條不紊地向前推進。

第三、礦石的開發利用要有全局性和大局意識，要與環境建設結合起來統籌考慮，要以國家利益和人民群眾的利益為前提和出發點，不能只顧眼前的經濟利益和小團體利益。