敦煌青墩峽北十四區(qū)塊飾面用花崗巖礦地質(zhì)特征、礦床成因及找礦標志

李祥雷 柴 勝 周 波

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局天水礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

0 引文

敦煌市飾面用花崗巖礦資源豐富且分布較集中，區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)飾面石材用花崗巖礦產(chǎn)地 27 處，僅有3處礦產(chǎn)地勘查程度達到詳查[1]。該地區(qū)詳查及以上地質(zhì)勘查程度較低，對區(qū)內(nèi)飾面用花崗巖礦地質(zhì)特征及礦床成因基本無研究。主要品種有“敦煌紅”“飛天紅”“飛天鉆”等，次要品種有“西域紅”“莫高金”等，飾面石材用花崗巖品種較多。石材資源主要分布在青墩峽—草湖、吊頭泉和水晶灘等三個區(qū)域[2][3]，分布區(qū)域較為集中。

筆者參與完成敦煌青墩峽北十四區(qū)塊詳查項目，對敦煌青墩峽地區(qū)飾面用花崗巖礦地質(zhì)特征、礦石質(zhì)量及礦床成因有較好的總結(jié)，本文就青墩峽飾面用花崗巖礦床的成礦巖體及礦床成因及找礦標志進行初步探討，希望今后對青墩峽區(qū)塊飾面用花崗巖礦找礦工作具有一定的參考意義。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

勘查區(qū)大地構(gòu)造位于塔里木板塊-塔里木盆地（克拉通）—敦煌地塊—柳園裂谷帶上，地層屬塔里木地層大區(qū)，塔里木盆地地層區(qū)，紅柳園—帳房山地層分區(qū)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單，巖漿活動強烈而頻繁。區(qū)內(nèi)地層屬北山河西走廊小區(qū)與紅柳園小區(qū)，褶皺較為發(fā)育，主要有黑石山東背斜、炮臺向斜和白尖山北向斜。

區(qū)域內(nèi)侵入巖發(fā)育，主要出露有二疊紀、石炭紀等時期的侵入巖及各類脈巖。多呈巖基和巖株狀產(chǎn)出，巖性以酸性為主，中性次之。巖漿侵入活動具多次性，以華力西期為主[4]。與成礦相關(guān)的巖體主要是二疊紀花崗巖，見圖1。

圖1 青墩峽北一帶區(qū)域地質(zhì)簡圖

1.1 地層

區(qū)域內(nèi)出露地層為下石炭統(tǒng)紅柳園組下亞組（C1hl1）、下石炭統(tǒng)紅柳園組上亞組（C1hl2）、上石炭統(tǒng)石板山組下亞組（C2s1）、上石炭統(tǒng)石板山組中亞組（C2s2）、上二疊統(tǒng)方山口組（P3f）、第四系全新統(tǒng)（Qh3pl）等[5][6]。

（1）石炭系

區(qū)內(nèi)出露石炭系下統(tǒng)紅柳園組（C1hl）、上統(tǒng)石板山組（C2s）地層，主要分布在北部及中部一帶，分布面積較廣。

①紅柳園組（C1hl）：分布于區(qū)域中部和西北部一帶，呈不規(guī)則條帶狀展布，根據(jù)巖性組合分為上下兩個亞組。

②石板山組（C2s）：主要分布在區(qū)域的東部石板山周圍地帶，出露面積不大，主要由砂巖和碳酸鹽巖組成，呈北東向分布。

（2）二疊系

區(qū)內(nèi)只出露上二疊統(tǒng)方山口組（P3f）地層，主要分布在區(qū)域的西南部，面積較小。

（3）第四系

第四系主要分布在區(qū)域的南部山間凹地和沖溝中。以全新統(tǒng)洪積物為主。

全新統(tǒng)（Qh3pl）洪積物：現(xiàn)代干溝砂礫沉積，主要為礫石、砂土，現(xiàn)代干溝沉積。

1.2 構(gòu)造特征

本區(qū)東西向壓性、壓扭性斷層較為發(fā)育，按其展布方向可分北西向、北東向兩組：①北西向斷層：呈120°～135°方向展布，位于區(qū)域東北角，延伸長度大于6km，為實測性質(zhì)不明斷層；②北東向斷層：呈53°方向展布，位于區(qū)域西北角，分布在石炭系地層中，延伸長度大于3km，為實測性質(zhì)不明斷層[5]。

本區(qū)褶皺發(fā)育，主要有黑石山東背斜、炮臺向斜和白尖山北向斜，所屬地層為下石炭統(tǒng)紅柳園組，均不是賦礦地層，對青墩峽一帶礦體無破壞作用。

1.3 巖漿巖特征

區(qū)域內(nèi)侵入巖發(fā)育，主要出露有二疊紀、石炭紀等時期的侵入巖及各類脈巖。多呈巖基和巖株狀產(chǎn)出，巖性以酸性為主，中性次之。與成礦相關(guān)的巖體主要是二疊紀花崗巖。巖漿侵入活動具多次性，薊縣期、華力西期和印支期均有活動。其中以后者為主、前二者次之。巖體明顯受東西向構(gòu)造帶控制，呈東西向分布，并受后期構(gòu)造活動的影響，普遍遭受不同程度的破壞。

2 礦床地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

青墩峽北十四區(qū)塊飾面用花崗巖詳查勘查區(qū)面積3.5km2，勘查區(qū)內(nèi)礦體主要賦存于二疊紀二長花崗巖巖體，區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，主要的構(gòu)造形式為巖體內(nèi)的節(jié)理裂隙。

2.1.1 地層

勘查區(qū)內(nèi)出露地層簡單，僅有第四系全新統(tǒng)（Qh3pl）。第四系主要分布于勘查區(qū)中部，出露面積約占總面積的23.7%，主要為現(xiàn)代河床沖洪積砂礫石，地形地貌主要為殘坡積物、沖洪積物。成份主要為強風(fēng)化的黑云二長花崗巖碎石、礫石、砂土，含礫粗砂、亞砂土、亞粘土。礫石為次棱角狀，分選性差，為河相沉積。

2.1.2 構(gòu)造

勘查區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，未見任何形式的斷層和褶皺。但勘查區(qū)內(nèi)花崗巖體受到多期次構(gòu)造應(yīng)力的作用，節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要為剪節(jié)理，見圖2。根據(jù)節(jié)理統(tǒng)計資料，繪制了節(jié)理傾向、走向玫瑰花圖，見圖3、圖4。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡圖

圖3 節(jié)理傾向玫瑰花圖

圖4 節(jié)理走向玫瑰花

2.1.3 巖漿巖

勘查區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖全部為二長花崗巖（ηγPb），區(qū)內(nèi)巖漿巖為青墩峽北巖體，侵入時代為二疊紀，呈巖基狀產(chǎn)出，在勘查區(qū)內(nèi)大面積分布，約占勘查區(qū)總面積的87%。

巖性主要有淺肉紅色黑云二長花崗巖和淺黃色黑云二長花崗巖兩種，兩者之間呈漸變接觸，巖性無規(guī)律交替變化，界線較模糊，二者除顏色不一致外，成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造都一致，造成此種現(xiàn)象的原因是由于堿性長石中的正長石、條紋長石、微斜條紋長石含量不均造成顏色深淺不同。

2.2 礦體特征

礦體賦存于二疊紀中粒黑云二長花崗巖（ηγPb） 中，共圈定飾面用花崗巖礦體2條。Ⅰ號礦體延伸方位110°，長920m，寬300～480m，面積0.33km2。Ⅱ號礦體延伸方位114°，長84.6m，寬112m，面積0.01km2。[5]礦體特征主要見表1。

表1 青墩峽北十四區(qū)塊礦體特征一覽表

2.3 礦石類型

從巖礦鑒定的成果來看，有兩種礦石類型，第一種為淺黃色中粒黑云二長花崗巖（ηγPb）（“莫高金”），第二種為淺肉紅色中粒黑云二長花崗巖（ηγPb）（“飛天紅”），兩者呈漸變接觸關(guān)系，無明顯的接觸界線。礦體內(nèi)色斑不發(fā)育，色斑主要為花崗巖中暗色礦物聚集形成的殘留體。

2.3.1 礦石礦物成分

淺肉紅色中粒黑云二長花崗巖：新鮮面呈淺肉紅色，中粒半自形結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要礦物成分及含量：鉀長石（45%）、斜長石約（22%）、石英約（30%）、黑云母（3%）等組成。為區(qū)內(nèi)主要巖體，占70%以上，見圖5。

圖5 淺肉紅色中粒黑云二長花崗巖

淺黃色中粒黑云二長花崗巖：新鮮面呈黃色，中粒半自形結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要礦物成分及含量：鉀長石約（40%）、斜長石（25%）、石英約（30%）、黑云母約（3%）、角閃石（2%）等組成，二者副礦物均為磁鐵礦、榍石、鈦鐵礦、鋯石、磷灰石等，見圖6。

圖6 淺黃色中粒黑云二長花崗巖

2.3.2 礦石化學(xué)成分

本次工作共采取6件化學(xué)全分析樣品，兩種不同礦石各3件，詳見表2。

表2 礦石化學(xué)成分一覽表

2.3.3 礦石物理力學(xué)性能

飾面用花崗巖礦的物理性能中體積質(zhì)量、壓縮強度、彎曲強度、吸水率、耐磨率等關(guān)鍵性指標決定能否成為飾面用花崗巖礦及飾面用的不同用途[7]。由表3中所述的測試結(jié)果可知，該礦區(qū)礦石主要物理機械性能較好，質(zhì)量優(yōu)良，符合優(yōu)質(zhì)飾面石材要求[8][9]，見表3。

表3 礦石理化性能一覽表

根據(jù)樣品放射性比活度的測試和數(shù)據(jù)分析，花崗巖為A類產(chǎn)品[5]。數(shù)據(jù)詳見引用文獻[5]。

2.3.4 礦體節(jié)理裂隙及荒料率

礦石塊度的大小受礦體內(nèi)節(jié)理裂隙的發(fā)育程度制約[10]，經(jīng)統(tǒng)計Ⅰ號礦體節(jié)理裂隙間距以0.5～2.0m為主，次以0.2～2.0m，線裂隙率在0.27～0.89條/m。Ⅱ號礦體節(jié)理裂隙間距以0.2～1.0m為主，次以0.6～3.0m，線裂隙率在0.27～0.44條/m。

通過統(tǒng)計11個測定點的體圖解荒料率，得出加權(quán)平均荒料率為51.07%[5][11]。滿足飾面石材礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范（DZ/T 0291～2015）中＞18%的規(guī)定。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 礦床成因探討

成礦作用主要包括巖漿侵入活動、構(gòu)造運動、侵蝕及風(fēng)化作用等[11]。花崗巖成礦一般可概括為三個階段，第一階段為酸性巖漿冷凝成巖和深成階段；第二階段為經(jīng)造山運動向上抬升并接受風(fēng)化剝蝕；第三階段為繼續(xù)上升接受剝蝕，并形成正地貌山地出露地表[7]。

勘查區(qū)處于敦煌構(gòu)造巖漿巖帶上，分布于北部水晶灘、青墩峽一帶。侵入于石炭系、二迭系地層中，呈近東西巖枝狀產(chǎn)出，由于受晚期巖體侵入和吞蝕，使該巖體形態(tài)出露不規(guī)整，寬400～1000m，長大于5600m。

從礦石組構(gòu)來看，巖石主要由中粒鉀長花崗巖和黑云母花崗巖組成，無明顯的巖相變化，斑狀—細粒—中細?！辛；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，粒度1～3mm，最大3～4mm，巖性均一，說明巖漿緩慢冷凝，結(jié)晶成巖，主要為中心相巖石。

從礦石顏色、成分來看，巖石呈肉紅色、磚紅色區(qū)內(nèi)有淺黃色和淺肉紅色兩種花崗巖，主要因長石含量的多寡而造成的，說明巖漿巖發(fā)生次生變化而引起的，飾面花崗巖在氣化熱液影響下形成鈉長石化自交代作用[13]，形成以淺肉紅色中粗?；◢弾r礦為主的花崗巖礦床。

從礦區(qū)構(gòu)造來看，該區(qū)域主要發(fā)育兩組節(jié)理，走向分別為280°～300°和40～60°，二者以共軛X型剪節(jié)理產(chǎn)出，很可能由同一期應(yīng)力場中形成，且受到近北西向和近南東向的應(yīng)力作用。

從外力地質(zhì)作用來看，根據(jù)大片殘留頂蓋成帶狀橫貫巖體中部，表明風(fēng)化、剝蝕程度不深。使該區(qū)域飾面用花崗巖礦呈不連續(xù)出現(xiàn)，因而形成可供利用的飾面用花崗巖礦帶。

綜合分析該區(qū)地質(zhì)特征、礦體特征、礦石類型，區(qū)內(nèi)形成質(zhì)量較好的飾面用花崗巖礦，主要原因是巖漿侵入后，巖漿冷凝時間相對緩慢，結(jié)晶較好，主要為巖體中心相，巖石為中?；蛑写至＝Y(jié)構(gòu)。后期受到近北西向和近南東向的構(gòu)造應(yīng)力作用，使得巖體南西向、北東向的節(jié)理相對發(fā)育?；◢弾r礦在氣化熱液影響下形成鈉長石化自交代作用是造成區(qū)內(nèi)巖石不均一的主要原因。

3.2 礦床找礦標志

作為飾面用石材礦，找礦標志為節(jié)理裂隙、色斑、色線、條痕發(fā)育較少，顏色較均一的巖體[14]。主要考慮的是礦石花色品種和礦石塊度大小兩個方面，而塊度大小主要受巖石中節(jié)理裂隙的控制。

所以，在尋找飾面用花崗巖礦時，首先是要找到巖漿巖侵入體，選擇在基巖露頭比較集中的地段，然后在根據(jù)其節(jié)理裂隙的發(fā)育程度選擇其較少的部分作為可開采利用的礦體。球狀風(fēng)化、層裂構(gòu)造也是飾面用花崗巖礦的重要找礦標志之一。

綜上所述，根據(jù)本次工作總結(jié)找礦標志如下：

（1）二疊紀巖體一般為花崗巖石材賦礦巖體；

（2）地表脈巖不發(fā)育；

（3）球狀風(fēng)化作用明顯，基巖出露較好；

（4）地勢較平緩，地形地貌較完整。

4 結(jié)論

4.1 敦煌青墩峽北十四區(qū)塊飾面用花崗巖礦賦存于中粒黑云二長花崗巖中，中（粗）粒半自形結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦石顏色分為淺黃色和淺肉紅色兩種，以淺肉紅色礦體為主，與淺黃色礦體呈漸變接觸關(guān)系，未見明顯的分布規(guī)律。

4.2 礦床主要構(gòu)造為剪節(jié)理，主節(jié)理產(chǎn)狀為28 0°-300°∠10°-30°。

4.3 礦床成因類型劃為典型的巖漿巖型飾面用花崗巖礦床，巖漿后期花崗巖礦受到鈉長石化自交代作用的次生變化是引起礦石顏色變化的主要原因。

4.4 基巖出露較好、地勢平緩、地形地貌完整、地表脈巖不發(fā)育以及節(jié)理裂隙少為本區(qū)最主要的找礦標志。