內(nèi)蒙古阿拉善右旗某飾面石材花崗巖礦地質(zhì)特征及成因淺析

趙佳佳

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心內(nèi)蒙古總隊(duì)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

1 區(qū)域地質(zhì)

1.1 地層

根據(jù)1996 年出版的全國地層多重劃分對(duì)比研究《內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層（15）》，本區(qū)前中生代地層區(qū)劃屬華北地層大區(qū)、晉翼魯豫地層區(qū)、陰山地層分區(qū)、阿拉善右旗地層小區(qū)；新生代地層區(qū)劃屬阿拉善地層區(qū)潮水地層分區(qū)。區(qū)域上缺失地層較多，出露分布的地層僅有：太古界烏拉山群，第四系上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。

（1）太古界烏拉山群：該層主要分布于圖幅的南東部邊緣，其次在圖幅中北部呈斷續(xù)帶狀分布。巖層走向北西 295°～335°，傾向南西 205°～245°，傾角 65°～75°。巖性主要為灰黑色、灰綠色黑云斜長(zhǎng)片麻巖、灰色黑云母石英片巖夾石英巖、大理巖。地層厚度大于1761.60m。下伏于第四系上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)之下。

（2）第四系上更新統(tǒng)：零星分布于圖幅北西部、南東部山間谷底及山前地帶。為洪積灰、灰褐色礫石、含礫砂土。厚度大于30m，不整合上覆于老地層及侵入巖體之上，與全新統(tǒng)地層呈假整合接觸。

（3）第四系全新統(tǒng)：廣泛分布于圖幅北東部，約占圖幅面積的30%，屬巴丹吉林沙漠。為淺黃、灰白色中細(xì)、細(xì)粒砂。成因?yàn)轱L(fēng)成、風(fēng)積砂。成分為石英、長(zhǎng)石和巖屑。厚度0.5～200m，上覆于老地層及侵入巖體之上，與上更新統(tǒng)呈假整合接觸。

1.2 構(gòu)造

本區(qū)域所處大地構(gòu)造位置為華北地臺(tái)、阿拉善臺(tái)隆、雅布賴山斷隆西段。區(qū)域第四系覆蓋面積約占40%以上，出露的基巖絕大多數(shù)為侵入巖，地層缺失甚多，且地層出露少、分布面積小，因而所表現(xiàn)的構(gòu)造形跡主要為斷裂構(gòu)造，未見褶皺構(gòu)造。區(qū)域斷裂構(gòu)造較發(fā)育，圖幅范圍內(nèi)共展布斷裂構(gòu)造7條，編號(hào)為F1-F7，主要分布于圖幅中南部。主要構(gòu)造為近東西向斷裂構(gòu)造，其次為北西向斷裂構(gòu)造，對(duì)近東西向斷裂構(gòu)造有破壞作用。

（1）近東西向斷裂：近東西向斷裂，在圖幅內(nèi)共分布4條，其中F2、F3號(hào)逆斷層規(guī)模較大，展布于石城、腰泉以北，呈近東西向貫穿基巖區(qū)，向西延伸至圖幅外，向東沒于巴丹吉林沙漠之下，出露長(zhǎng)度16～18.50km，走向80°～95°，傾向170°～185°，傾角60°～80°，斷層性質(zhì)為逆斷層。在斷層兩側(cè)裂隙呈帶，巖石破碎，破碎帶寬10～200m。F2號(hào)逆斷層受南北向壓應(yīng)力的強(qiáng)烈擠壓，使巖體下盤向東位移約260m。斷層西段被北西向F4號(hào)平移逆斷層切割錯(cuò)動(dòng)位移約350m，附近片理化及蝕變現(xiàn)象較明顯。F1、F7號(hào)逆斷層位于圖幅南部，走向、傾向與F2、F3號(hào)逆斷層一致，傾角相近，其規(guī)模相對(duì)較小，展布長(zhǎng)度3.5～4.95km。斷層性質(zhì)為逆斷層。

（2）北西向斷裂：北西向斷裂構(gòu)造位于圖幅西側(cè)，共計(jì)3 條,斷層走向北西332°，傾向62°，傾角60°～75°，基本呈斜列式等距排布。為區(qū)域內(nèi)后期構(gòu)造，F(xiàn)4號(hào)斷層切割錯(cuò)斷了近東西向的F2號(hào)斷層，沿?cái)嗔褞蓚?cè)巖石比較破碎，局部鉀長(zhǎng)交代作用比較明顯，斷層性質(zhì)為平移逆斷層。

1.3 巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要為白堊紀(jì)深成侵入巖，其次為不同時(shí)代的脈巖。占基巖出露區(qū)面積的95%以上。

白堊紀(jì)侵入巖：該期侵入巖體，從巖性上看，屬中性—酸性侵入體，由老至新呈基性到酸性變化。從侵入時(shí)間上看，巖體間存在明顯的侵入關(guān)系，根據(jù)侵入關(guān)系表現(xiàn)出來的先后次序，將區(qū)域出露的侵入巖劃分出三次侵入體。第一次侵入體巖性為石英閃長(zhǎng)巖；第二次侵入體巖性分別為二長(zhǎng)花崗巖—斜長(zhǎng)花崗巖—黑云母花崗巖；第三次侵入體巖性分別為鉀長(zhǎng)花崗巖、花崗巖、斜長(zhǎng)花崗巖。三次侵入體絕大多數(shù)為中細(xì)粒結(jié)構(gòu)過渡相巖石，巖體分異不明顯，細(xì)粒邊緣相僅在圖幅邊緣處接觸帶局部地段殘留，其寬度5～10m。

2 研究區(qū)地質(zhì)

經(jīng)勘查，研究區(qū)內(nèi)共圈出5 個(gè)礦體，根據(jù)礦體的分布位置，將其分為2個(gè)相對(duì)比較集中的區(qū)域，由北至南編號(hào)為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)。

2.1 地層

研究區(qū)地層簡(jiǎn)單，僅在Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)零星分布第四系全新統(tǒng)風(fēng)積砂，呈半月狀、垅狀沙丘分布于Ⅰ區(qū)南東部、Ⅱ區(qū)中西部。在平坦地段，還分布很小的叢草沙堆群。地層厚度0.5～5.0m。巖性為風(fēng)積砂，呈淺黃色、灰白色，主要由細(xì)粒級(jí)石英、長(zhǎng)石及泥質(zhì)組成；其次摻雜少量黑云母花崗巖巖屑。上覆于白堊紀(jì)花崗巖巖體之上。

2.2 構(gòu)造

研究區(qū)內(nèi)地形整體變化不大，無明顯落差地貌，出露基巖均為白堊紀(jì)黑云母花崗巖，除在Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)被第四系全新統(tǒng)風(fēng)積砂零星覆蓋外，基巖裸露較好。未發(fā)現(xiàn)褶皺及較大斷裂構(gòu)造，構(gòu)造形跡主要表現(xiàn)為發(fā)育較多的節(jié)理裂隙。節(jié)理裂隙分布在各礦體周圍及穿插于礦體的內(nèi)部，是影響礦體規(guī)模及完整性的主要因素，現(xiàn)將其特征分述如下：

（1）礦體外圍節(jié)理裂隙構(gòu)造特征。礦體外圍節(jié)理裂隙密集呈帶，又相互穿插，各方位走向均有發(fā)育，基本無規(guī)律。但從地貌上看具有以下兩個(gè)特點(diǎn),一種為地貌形態(tài)成小山狀凸起，各種節(jié)理裂隙成不規(guī)則網(wǎng)狀交叉，使巖體支離破碎，近地表處略有風(fēng)化，巖石硬度下降，巖石塊度及質(zhì)量均不符合礦體要求，判斷比較直觀；另一種為地貌為凹洼地段，該地段局部富集薄層（0.1～0.3m）風(fēng)積砂土，由于節(jié)理裂隙密集，為植物扎根提供了空間也提供了相對(duì)濕潤適合生長(zhǎng)的條件，所以礦體周圍地表植物有相對(duì)密集的地段，為裂隙發(fā)育地段。經(jīng)在研究區(qū)Ⅰ區(qū)K3 礦體南側(cè)；Ⅱ區(qū)K4 礦體北西側(cè)，K5礦體南東側(cè)。

（2）礦體內(nèi)部節(jié)理裂隙構(gòu)造特征。經(jīng)各礦體勘查線線節(jié)理統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)節(jié)理裂隙在平面上均呈“直線型”延伸，長(zhǎng)度一般幾米至幾十米。節(jié)理裂隙面平直，多數(shù)節(jié)理裂隙結(jié)構(gòu)面閉合較緊，無填充物，少數(shù)節(jié)理裂隙面可見擦痕及摩擦鏡面，根據(jù)上述節(jié)理裂隙之特征，研究區(qū)內(nèi)節(jié)理裂隙性質(zhì)應(yīng)屬壓扭性剪節(jié)理裂隙構(gòu)造。I 區(qū)K2 礦體西南部節(jié)理裂隙偶見石英細(xì)脈填充，脈寬約1mm。研究區(qū)主要發(fā)育兩組裂隙，其中一組走向北東，另一組走向北西，二者多成互切關(guān)系。

①Ⅰ區(qū)節(jié)理裂隙構(gòu)造特征。Ⅰ區(qū)內(nèi)3 個(gè)礦體9 條勘查線節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)，主要發(fā)育兩組節(jié)理裂隙：其中一組為北東向，走向9°～85°，傾向北西或南東，傾角43°～85°，一般在60°～80°之間，以陡傾斜為主。另一組為北西向，走向271°～350°，傾向北東或南西，傾角50°～82°，一般在65°～80°之間。兩組節(jié)理裂隙走向夾角6°～85°（圖1）。

②Ⅱ區(qū)節(jié)理裂隙構(gòu)造特征。Ⅱ區(qū)內(nèi)2 個(gè)礦體8 條勘查線節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)，主要發(fā)育兩組節(jié)理裂隙：其中一組為北東向，走向北東1°～85°，傾向北西或南東，傾角50°～84°之間，以陡傾斜為主。另一組為北西向，走向271°～359°，傾向北東或南西，傾角48°～79°之間。兩組節(jié)理走向夾角2°～90°。礦體裂隙以北東向?yàn)橹鳎员蔽飨虼沃Ｓ捎趦山M裂隙互切，形成較多的“X”型節(jié)理裂隙（圖2）。

2.3 巖漿巖

研究區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，主要為白堊紀(jì)第一次侵入的石英閃長(zhǎng)巖和第二次侵入的黑云母花崗巖，其次為與白堊紀(jì)侵入體同漿同源的的脈巖，現(xiàn)分述如下：

（1）白堊紀(jì)石英閃長(zhǎng)巖：該巖體僅出露于Ⅱ區(qū)北東角，向北東延伸出Ⅱ區(qū)外，為區(qū)域白堊紀(jì)第一次侵入體的一小部分，在區(qū)域上呈巖株?duì)町a(chǎn)出，被白堊紀(jì)第二次侵入巖侵入。根據(jù)野外觀察及巖礦鑒定：巖石呈灰黑、暗灰色，半自形細(xì)中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由斜長(zhǎng)石、角閃石、堿性長(zhǎng)石及石英組成。淺色礦物為長(zhǎng)石、石英，顆粒粒徑多分布在2～5mm 之間，暗色礦物為角閃石、黑云母，顆粒粒徑為1～2mm。部分晶體受應(yīng)力作用，發(fā)生碎裂，形成顯微裂隙，裂隙并未破壞礦物的完整性，礦物上無明顯位移。

白堊紀(jì)黑云母花崗巖：該巖體大面積出露于研究區(qū)Ⅰ、Ⅱ區(qū)，為區(qū)域白堊紀(jì)第二次侵入體的一部分，區(qū)域上呈巖基狀產(chǎn)出，規(guī)模較大。研究區(qū)內(nèi)黑云母花崗巖基本裸露，僅局部零星覆蓋第四系全新統(tǒng)風(fēng)積砂。本次勘查的飾面石材花崗巖礦體賦存其中。根據(jù)野外觀察及巖礦鑒定，巖石呈灰白色，呈半自形細(xì)中粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物顆粒粒徑多分布在2～5mm,少量在1～2mm 之間,偶見大于5.0mm 顆粒。巖石主要由堿性長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英組成，次要礦物為黑云母。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

研究區(qū)飾面石材花崗巖礦體賦存于白堊紀(jì)第二次侵入的黑云母花崗巖巖體中，研究區(qū)內(nèi)基巖基本裸露。經(jīng)填圖及工程控制，研究區(qū)共圈定飾面石材花崗巖礦體5個(gè)。其中北西部Ⅰ區(qū)范圍內(nèi)共圈定3個(gè)礦體，為K1-K3礦體，中部Ⅱ區(qū)范圍內(nèi)共圈定2個(gè)礦體，分別為K4、K5礦體。其中K1、K2為研究區(qū)主要礦體。

3.2 礦體規(guī)模、形態(tài)及節(jié)理裂隙率

（1）K1礦體：出露分布于Ⅰ區(qū)南西部，礦體長(zhǎng)軸平面延展方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向，平面展布形態(tài)呈似橢圓形，邊界較規(guī)則。地表由20 個(gè)地質(zhì)點(diǎn)圈定和1 條勘查線控制，深部由2個(gè)鉆孔控制。礦體北西—南東最大長(zhǎng)度98.62m，北東—南西最大寬度38.39m；工程控制礦體厚度31.46～35.27m，平均33.37m；厚度變化系數(shù)8.07%，屬于厚度穩(wěn)定的礦體；礦體埋深0.00～41.80m；理論荒料率Hl為24.70%；礦體內(nèi)有3 個(gè)夾石，編號(hào)為JS1、JS2 及JS3；礦體范圍內(nèi)地表最大相對(duì)高差約6.12m，一般高差在3～4m。礦體垂深形態(tài)呈板狀，形態(tài)較簡(jiǎn)單。巖性為黑云母花崗巖，細(xì)中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦石總體顏色呈灰白色，色差變化不大，荒料花色較均一。

（2）K2礦體：出露分布于Ⅰ區(qū)K1礦體南東約150m處。礦體長(zhǎng)軸平面延展方向?yàn)榻鼥|西向，平面展布形態(tài)近似半月形，邊界較規(guī)則。地表由25個(gè)地質(zhì)點(diǎn)圈定和3條勘查線控制；深部由5個(gè)鉆孔控制。礦體近東西最大長(zhǎng)度148.15m，近南北最大寬度62.31m；工程控制礦體厚度21.54～36.61m，平均29.15m；厚度變化系數(shù)18.30%，屬于厚度穩(wěn)定的礦體；礦體埋深0.00～44.60m；理論荒料率Hl為23.17%；礦體內(nèi)有2個(gè)連續(xù)夾石，編號(hào)為JS4和JS5；礦體范圍內(nèi)地表最大相對(duì)高差約7.10m，一般高差2～4m。礦體垂深形態(tài)呈板狀，形態(tài)較簡(jiǎn)單。巖性為黑云母花崗巖，細(xì)中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦石總體顏色呈灰白色，色差變化不大，荒料花色較均一。

3.3 礦體荒料率

本次工作在K1 礦體中進(jìn)行體圖解荒料率測(cè)定統(tǒng)計(jì)點(diǎn)2處，平均體圖解荒料率32.55%。K2礦體中進(jìn)行體圖解荒料率測(cè)定統(tǒng)計(jì)點(diǎn)2 處，平均體圖解荒料率29.50%。本次選擇在首采區(qū)K1主礦體Ht1體圖解荒料率測(cè)定統(tǒng)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行了試采，試采采坑長(zhǎng)15m，寬14m，平均深1.10m，采坑體積為231m3。在此試采采坑內(nèi)共采出荒料35 塊，荒料總體積為58.65m3。試采荒料率Hs=25.39%。經(jīng)計(jì)算各礦體理論荒料率均大于《飾面石材礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T 0291-2015）附錄C.1.3.2中關(guān)于荒料率不小于18%的要求。

3.4 礦體中色斑、色線特征

經(jīng)地表填圖、體圖解荒料統(tǒng)計(jì)、鉆孔巖芯及試采荒料觀察，K1 礦體中偶見色斑,色斑一般為暗色礦物的析離體，以橢圓狀、條紋狀等形態(tài)的流紋構(gòu)造，一般直徑或長(zhǎng)軸方向3～15cm；在K3礦體見色線，為花崗細(xì)晶巖脈，寬度2～24cm；總體上礦體中色斑、色線規(guī)模較小，在生產(chǎn)加工板材中予以剔除，對(duì)板材整體美觀影響微弱。

3.5 礦石質(zhì)量

根據(jù)野外觀察及巖礦鑒定，研究區(qū)5個(gè)飾面石材花崗巖礦體礦石巖性均為黑云母花崗巖，顏色呈灰白色，呈半自形細(xì)中粒花崗結(jié)構(gòu)（圖3、圖4），塊狀構(gòu)造。礦物顆粒粒徑多分布在2～5mm,少量在1～2mm之間,偶見大于5mm 顆粒。巖石主要由堿性長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英組成，次要礦物為黑云母。

研究區(qū)5個(gè)礦體內(nèi)共采取化學(xué)分析樣10件。各礦體取2 件分析樣。各礦體樣品化學(xué)成分含量接近、穩(wěn)定，巖石化學(xué)成分以 SiO2、Al2O3為主，K2O、Na2O 次之。根據(jù)礦石中K2O、Na2O、CaO 和Al2O3間的分子數(shù)關(guān)系（Al2O3＞CaO+Na2O+K2O），說明區(qū)內(nèi)花崗巖在扎氏分類中屬SiO2過飽和鈣堿性花崗巖。

礦石自然類型為黑云母花崗巖，經(jīng)野外編錄非拋光標(biāo)準(zhǔn)樣與非拋光基本樣對(duì)比、拋光標(biāo)準(zhǔn)樣與拋光基本樣對(duì)比，5個(gè)礦體礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦物組合完全相同，總體顏色為灰白色，礦石工業(yè)類型屬飾面石材花崗巖。

礦石加工技術(shù)性能試驗(yàn)結(jié)果表明，本研究區(qū)礦石所加工成的花崗石板材總體顏色為灰白色，質(zhì)地堅(jiān)硬，光澤度鮮亮，耐磨損，礦物顆粒鑲嵌緊密均一；組成的花紋自然和諧，色差變化不大，無裂紋、色斑、色線；無硫化物礦物，鐵質(zhì)礦物含量甚微；顏色、光澤、花紋渾然一體，可拼性良好。經(jīng)拋光基本樣的組拼與標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)比，礦石的色調(diào)及花紋在水平方向和垂直方向上沒有變化，顏色自然和諧，裝飾效果莊重大氣。綜合上述，本研究區(qū)飾面石材花崗巖板材從顏色、花紋、光澤度、礦物成分、物理性能及裝飾效果等條件來看，研究區(qū)礦石品種應(yīng)屬中檔花崗石類飾面石材。

3.6 礦石顏色花紋及商業(yè)命名

經(jīng)研究區(qū)所采取的基本樣、拋光樣一一與標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行對(duì)比，本研究區(qū)礦石總體顏色為灰白色，細(xì)中粒結(jié)構(gòu)，礦物鑲嵌緊密，顏色均一，色澤細(xì)膩；淺肉紅色長(zhǎng)石呈他形—半自形柱狀均勻分布，為礦石點(diǎn)綴色調(diào)；灰白色石英呈他形粒狀均勻分布，色調(diào)與淺肉紅色長(zhǎng)石色調(diào)相得益彰；黑色—灰黑色黑云母呈星點(diǎn)狀、片狀鑲嵌于長(zhǎng)石、石英之中，且分布均勻，使之礦石整體顏色自然和諧，花紋美觀大氣，裝飾效果莊重典雅。根據(jù)礦石標(biāo)準(zhǔn)樣特征以及飾面石材商業(yè)命名原則，擬定商業(yè)名為“烏金麻”。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

區(qū)域上廣泛分布著白堊紀(jì)侵入巖，據(jù)1∶20萬《平川幅》（J-47-V）和《咸水幅》（K-47-XXXV）區(qū)域地質(zhì)（礦產(chǎn)）調(diào)查報(bào)告，結(jié)合本次地質(zhì)工作研究，認(rèn)為研究區(qū)飾面石材花崗巖礦賦存于白堊紀(jì)第二次侵入的花崗巖巖體之中，巖性為黑云母花崗巖，礦床成因?yàn)樗嵝詭r漿巖成因。該地區(qū)具有尋找飾面石材花崗巖礦的較好地質(zhì)背景。找礦標(biāo)志：在地表植被生長(zhǎng)稀少區(qū)域,出露地表的小山狀、平板狀花崗巖巖體。