廣東省封開縣大排礦區(qū)地質(zhì)特征及礦床成因淺探

劉 勝

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì)，廣東廣州510800）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)位于華夏系構(gòu)造帶南西側(cè)。出露地層有寒武系（∈）、奧陶系（O）、白堊系（K）和第四系（Q），巖漿巖主要為燕山期及印支期侵入體，區(qū)域性斷裂主要為北東向的江山—漁澇—蓮都斷裂（F1），詳見圖1。

區(qū)域出露地層由老至新為：寒武系八村群（∈Bc）、奧陶系回龍群（O1Hl）、白堊系上統(tǒng)（K2）、第四系（Q）。其中寒武系八村群主要出露下亞群（∈Bca）與中亞群（∈Bcb），下亞群地層巖性為粉砂巖夾石英砂巖、板狀頁巖，底部為礫巖；中亞群地層巖性為云母片巖、石英片巖，底部為含細(xì)礫粗砂巖。奧陶系回龍群巖性為礫巖、石英砂巖、硅質(zhì)巖及砂質(zhì)頁巖。白堊系上統(tǒng)巖性為含凝灰?guī)r及花崗巖礫石的砂頁巖、砂礫巖，上部凝灰質(zhì)砂巖及粉砂巖。第四系主要為殘坡積層、沖積、洪積層，由砂礫、砂質(zhì)粘土、粘土等組成。

區(qū)域上為江南古陸華南板塊的一部分，加里東構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使得區(qū)域的下古生界型變?yōu)榉忾_—德慶復(fù)式褶皺。于其東側(cè)的上古生界受海西期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響不大，而受印支期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響較大，發(fā)生形變形成斷褶構(gòu)造帶。區(qū)域構(gòu)造主要為北東向的江山—漁澇—蓮都斷裂（F1），由江山橫穿西江，經(jīng)封川、白垢、漁澇至蓮都等地，呈北東向延長，走向長度大于90km。局部切錯(cuò)燕山期花崗巖體，斷層深度和寬度都較大，富存深層地下水。

區(qū)域巖漿巖主要為印支期花崗閃長巖（γδ51）及燕山三期花崗巖[γ52（3）]，局部有酸性巖脈及石英巖脈。印支期花崗閃長巖巖性主要由中粒斑狀或中?；◢忛W長巖或二長花崗巖組成；燕山三期花崗巖巖性主要為中細(xì)粒黑云母花崗巖，局部可相變?yōu)橹辛＃ò郀睿┙情W黑云母二長花崗巖，巖性穩(wěn)定，分布較普遍。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層由老至新為：

（1）寒武系八村群（∈Bc）：下亞群（∈ Bca）：主要分布于礦區(qū)的南東部，呈捕虜體產(chǎn)出花崗巖中，局部出露地表。巖性主要為細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾石英砂巖、板狀頁巖，巖石變質(zhì)現(xiàn)象明顯。

（2）第四系（Q）：主要為第四系殘坡積層（Qedl）和沖洪積層（Qapl）。

①殘坡積層（Qedl）：主要分布于山間洼地及地表，巖性為棕紅色、灰黃色砂質(zhì)粘土、含巖石碎屑砂質(zhì)粘土，厚度0～38.95m。

②沖洪積層（Qapl）：主要分布于山間洼地，主要呈灰黃色，成分以中粗砂為主，局部夾礫石。沖洪積層，厚約0～5m。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)未見明顯的斷裂構(gòu)造。

花崗巖體的節(jié)理裂隙較為發(fā)育，間距0.02～1m不等，部分大于1m，主要包括2組節(jié)理：

（1）第一組：北西向節(jié)理裂隙，總體走向315°～355°，傾向45°～85°，傾角30°～85°，不同地段其產(chǎn)狀有所變化，在巖體的上部強(qiáng)—中風(fēng)化地段較為發(fā)育。主要分布在礦區(qū)的東部、中部及南部，節(jié)理裂隙間距0.02～1m，延伸大于30m，小部分被泥質(zhì)充填。

（2）第二組：北東向節(jié)理裂隙，總體走向5°～50°，節(jié)理裂隙傾向275°～320°，傾角35°～85°，不同地段其產(chǎn)狀有所變化，主要分布在礦區(qū)的東部及南部，節(jié)理裂隙間距0.1～1m，延伸大于20m，部分被泥質(zhì)充填。

2.3 巖漿巖

主要為燕山三期花崗巖[γ52（3）]，巖性主要為黑云母二長花崗巖，呈灰白色、淺肉紅，局部具碎裂化結(jié)構(gòu)，風(fēng)化后呈褐黃色、灰黃色及見鐵質(zhì)侵染，局部相變?yōu)榛◢忛W長巖。

3 礦體地質(zhì)

3.1 礦體地質(zhì)特征

本次詳查工作共圈定建筑用花崗巖主礦體1個(gè)，編號為KT1，控制長 2200m，寬402～1200m，厚度85～245m，賦存標(biāo)高30～318.7m，規(guī)模屬于大型；共生建筑用變質(zhì)砂巖礦體3個(gè)，編號分別為G1、G2、G3，控制長不大于200m，寬1.3～101m，賦存標(biāo)高30～267.5m之間，厚度變化大，規(guī)模屬于小型。主礦體由燕山三期花崗巖體[γ52（3）]組成，呈巨塊狀產(chǎn)出，礦石類型為黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖，共生礦體為變質(zhì)砂巖，以捕擄體形式產(chǎn)出。主礦體形態(tài)受擬設(shè)采礦權(quán)范圍限制，平面上呈不規(guī)則的近似契形體沿北東—南西展布。主礦體除局部出露地表外，上部為殘坡積、沖洪積土覆蓋，向四周及深部延出礦區(qū)范圍，覆蓋層厚3～63.20m；主礦體底板為中粒黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖。主礦體未受斷裂構(gòu)造錯(cuò)斷，局部節(jié)理裂隙發(fā)育，見硅化、絹云母化、綠泥石化。

3.2 礦石質(zhì)量

3.2.1 礦石類型

礦區(qū)礦石工業(yè)類型單一，僅為建筑用花崗巖，自然類型有3種，以黑云母二長花崗巖為主，少量為花崗閃長巖和寒武系變質(zhì)砂巖。

黑云母二長花崗巖：呈灰白色，淺肉紅色，中—粗、中—細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石礦物組成主要為鉀長石、斜長石和石英，其次為黑云母等。鉀長石為正長石、條紋長石，粒徑0.8～5.0mm，可見卡式雙晶，弱泥化、絹云母化。斜長石為鈉-更長石，呈半自形板狀、粒狀，粒徑0.8～4.0mm，可見聚片雙晶，弱絹云母化、泥化。石英呈他形粒狀或不規(guī)則狀，粒徑大小0.8～4.5mm，少量可見碎裂細(xì)粒化重結(jié)晶現(xiàn)象，均勻呈充填狀分布；黑云母呈片狀，多已綠泥石化，片徑0.05～1.0mm，較均勻分布。主要礦物及含量：石英27%，正長石22%～30%，條紋長石12%～14%，鈉—更長石27%～28%，黑云母3%～5%，少量白云母、磷灰石、綠簾石等礦物。該類型礦石在礦區(qū)范圍內(nèi)廣泛分布，賦存標(biāo)高為30～318.7m。

花崗閃長巖：灰綠、灰黑色，細(xì)、中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由鉀長石、斜長石和石英組成，其次為黑云母等。鉀長石為正長石，正長石呈半自形—他形板狀、粒狀，粒徑1.4～1.8mm，部分發(fā)育簡單雙晶，部分微弱粘土化。斜長石為鈉—更長石、中長石，斜長石為半自形板狀，長徑0.5～2.5mm，鈉—更長石可見發(fā)育鈉長石聚片雙晶及卡鈉復(fù)合雙晶，中長石可見環(huán)帶構(gòu)造，局部弱泥化或絹云母化，與正長石鑲嵌分布。石英呈他形粒狀或不規(guī)則狀，粒徑0.3～1.0mm，不均勻分布在長石顆粒間。黑云母呈片狀，少部分蝕變?yōu)榫G泥石。主要礦物及含量：鈉—更長石45%，正長石6%，中長石12%，石英25%，黑云母10%，少量綠泥石、綠簾石。該類型礦石主要分布于礦區(qū)中西部(3線和4線之間)，賦存標(biāo)高為30～244.58m。

變質(zhì)砂巖：灰黑色、灰綠色，變余砂狀結(jié)構(gòu)，變余層狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，原巖碎屑物主要為石英、長石，填隙物主要為泥質(zhì)，已變質(zhì)形成黑云母、綠泥石，碎屑物粒徑主要為中細(xì)粒。主要礦物及含量：石英48%，長石40%，黑云母8%，少量鋯石、磷灰石。根據(jù)巖石的礦物組合和結(jié)構(gòu)特征認(rèn)為，巖石原巖為長石砂巖，后期經(jīng)歷熱變質(zhì)作用發(fā)生角巖化。變質(zhì)砂巖的厚度變化較大，厚度在1.3～101m之間。該類型礦石分布于礦區(qū)北東側(cè)和南西側(cè)（4線和5線之間），賦存標(biāo)高30～267.5m。

3.2.2 礦石的化學(xué)特征

礦石以黑云母二長花崗巖為主，少量花崗閃長巖，經(jīng)取樣進(jìn)行礦石化學(xué)分析。礦石化學(xué)成分見表1。

3.2.3 礦石的飽和抗壓強(qiáng)度

根據(jù)鉆孔取樣測試結(jié)果，按建筑用花崗巖礦工業(yè)指標(biāo)圈定為礦體的303個(gè)樣品統(tǒng)計(jì)。礦石飽和抗壓強(qiáng)度最低為80.1MPa，最高為257.0MPa，平均132.1MPa，一般83.7～183.2MPa。礦石在各勘探線的平均飽和抗壓強(qiáng)度見表2。

礦區(qū)內(nèi)建筑用花崗巖礦石絕大多數(shù)的飽和抗壓強(qiáng)度均大于80MPa，滿足抗壓強(qiáng)度工業(yè)指標(biāo)要求，個(gè)別礦石飽和抗壓強(qiáng)度偏低，主要是因?yàn)闃悠妨严栋l(fā)育，沿裂隙面破壞造成。

3.2.4 礦石的密度

礦區(qū)中礦石的小體積質(zhì)量樣，采自于鉆孔的新鮮巖石樣，進(jìn)行小體重測試，礦石小體積質(zhì)量平均為2.70g/cm3，礦石濕度平均為0.23%。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

3.2.5 礦石放射性特征

表1 礦石化學(xué)成分表

表2 礦石在各勘探線的平均飽和抗壓強(qiáng)度

表3 礦石小體積質(zhì)量成果統(tǒng)計(jì)表

在鉆孔中采集代表性礦石試塊6件，進(jìn)行天然放射性核素鉀-40（40K）、鐳-226（226Ra）、釷-232（232Th）的放射性比活度測定。其內(nèi)照射指數(shù)IRa為（＜0.1）～0.4，外照射指數(shù)Ir為0.2～0.9。依據(jù)《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）的規(guī)定，該礦區(qū)礦石中天然放射性核素鉀-40（40K）、鐳-226（226Ra）、釷-232（232Th）的放射性比活度同時(shí)滿足IRa≤1.0和Ir≤1.0，可作為建筑主體材料。礦石放射性比活度統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。

第一，在預(yù)算管理的決策層面。決策層主要由領(lǐng)導(dǎo)班子和各部門負(fù)責(zé)人構(gòu)成，職責(zé)是制定各部門年度發(fā)展目標(biāo)，根據(jù)一定原則、方法和程序，審議并批準(zhǔn)調(diào)整預(yù)算。作為預(yù)算工作整體的把控者，在協(xié)調(diào)各方工作的同時(shí)要確保預(yù)算編制的合理性和科學(xué)性，這就需要有相關(guān)的制度進(jìn)行規(guī)范，才能使得預(yù)算目標(biāo)更加符合財(cái)政稅收的要求，以保證國土資源單位的長遠(yuǎn)發(fā)展。

表4 礦石放射性比活度統(tǒng)計(jì)表

3.2.6 礦石工業(yè)利用性能評價(jià)

礦區(qū)內(nèi)礦石的飽和抗壓強(qiáng)度基本在80MPa以上，符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）中建筑用碎石標(biāo)準(zhǔn)，礦石按巖石強(qiáng)度分類屬硬質(zhì)巖石，可達(dá)到一般民用建筑用石料的要求。礦石的放射性符合《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）的要求，可作為建筑主體材料。

3.3 礦體的覆蓋層、底板特征

（1）覆蓋層特征。礦體覆蓋層主要由第四系殘坡積、沖洪積土和強(qiáng)、中風(fēng)化花崗巖組成，分布于自然坡體表層，覆蓋層底界由地形及風(fēng)化程度控制，厚度3～63.20m，平均22.92m，局部厚度變化較大。

根據(jù)鉆探及露頭揭露資料，各覆蓋層的主要特征為：

①第四系殘坡積土：分布于自然坡體表層，局部地段缺失，主要為灰黃、棕紅色砂質(zhì)粘土，厚度0～38.95m，平均8.46m，可塑—堅(jiān)硬狀態(tài)。

②第四系沖洪積土：主要分布于山間洼地，主要呈灰黃色，成分以中粗砂為主，局部夾礫石，厚約0～5m。

④中風(fēng)化花崗巖：灰白色、淺肉紅色，巖石風(fēng)化變色，節(jié)理裂隙發(fā)育，節(jié)理裂隙多為鐵錳質(zhì)浸染，巖芯多呈塊狀，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD低于50%，整體巖石質(zhì)量較差，巖石較堅(jiān)硬-堅(jiān)硬。下伏于第四系殘坡積層或強(qiáng)風(fēng)化巖，局部出露地表，厚0.60～20.80m，平均為7.80m。根據(jù)26個(gè)中風(fēng)化花崗巖樣的抗壓測試結(jié)果，其抗壓強(qiáng)度 33.7～79.9MPa，平均 62.5MPa，一般為39.5～73.7MPa。

（2）底板特征。礦區(qū)擬設(shè)置最低開采標(biāo)高30m，詳查階段中鉆孔揭露最低標(biāo)高為27.90m，礦體的底板為中粒黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖。

4 礦床成因

礦床的成因類型屬于巖漿巖侵入結(jié)晶型，主要為燕山三期侵入的巖漿，原地結(jié)晶形成巖基或巖株，區(qū)域巖體出露面積大于63km2，礦區(qū)位于燕山三期侵入巖體的西南部。

5 礦區(qū)內(nèi)共（伴）生礦產(chǎn)綜合評價(jià)

為了查明礦區(qū)內(nèi)共（伴）生礦產(chǎn)情況，依據(jù)礦區(qū)的成礦類型采集了11個(gè)微風(fēng)化變質(zhì)砂巖樣抗壓測試結(jié)果，其抗壓強(qiáng)度最低為71.9MPa，最高為158.6MPa（硅化強(qiáng)烈），平均105.7MPa，一般為83.5～123.5MPa，符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）中建筑用碎石的標(biāo)準(zhǔn)，礦石按巖石強(qiáng)度分類屬硬質(zhì)巖石，可達(dá)到一般民用建筑用石料的要求。為了解變質(zhì)砂巖中放射性核素情況，在ZK002采集了1個(gè)樣品進(jìn)行鉀-40（40K）、鐳-226（226Ra）、釷-232（232Th）的放射性比活度測試，測試結(jié)果為：226Ra=45.4Bq/Kg，232Th=89.5Bq/Kg，40K=862.7 Bq/Kg，內(nèi)照射指數(shù)IRa=0.2，外照射指數(shù)Ir=0.7，依據(jù)《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）的規(guī)定，該變質(zhì)砂巖中天然放射性核素鉀-40（40K）、鐳-226（226Ra）、釷-232（232Th）的放射性比活度同時(shí)滿足IRa≤1.0和Ir≤1.0，可作為建筑主體材料。

因此，礦區(qū)內(nèi)的變質(zhì)砂巖礦抗壓強(qiáng)度及放射性核素均滿足建筑用砂巖工業(yè)指標(biāo)要求，可作為共生礦產(chǎn)綜合利用。