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[资料] 山东鲁西花岗岩成因、资源特点及开采

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发表于 2011-1-12 16:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
       自上世纪末品种被分为名特和普通两类以后,人们就发现许多名特品种来自前寒武纪混合岩和混合花岗岩,;这引志了大家高度的关注。山东鲁西混合花岗岩也在其中,但资源的主要特点却是,品种很有特色,然而矿山平均荒料率较低,其原因主要由岩石质量缺陷较多引起,许多缺陷实际上就是半原地型花岗岩留下的烙印,如何开发“先天性”荒料偏低的名特资源,笔者提出了一些值得注意的问题。

    一、山东鲁西混合花岗岩的成因类型

    山东鲁西混合花岗岩们于我国华北古陆鲁西隆起构造内,在地域上主要分布在泰山以东的蒙阴、沂源等到县,多以小岩体形式产于太古界泰山群混合岩中。

    矿体岩性属混合花岗岩、混合二长花岗岩和混合钾长花岗岩等,矿物成分与普通花岗一致,也由石英、钾长石、斜长石和黑云母等组成。

    该区已完成1/5万区域地质填图,但图上没有圈定混合花岗岩的分布。在地质工作中从已圈定或已跳勘的情况来扑克,岩体规模较小,而且相差悬殊,大者不足0.5km2,沂源燕子窝岩体稍大,但出露面积不过0.25km2,而蒙阴万家沟岩体出露面积仅为0.04km2;岩体形态较复杂,有脉状、囊状、小透镜体状或其复合形态等;个体较多,局部有集群分布现象。尽管岩体规模较小,但对采场尺寸要求而言,还是绰绰有余,另外根据岩体在地表不同标高的出露情况,可经推测稍大的岩体也有一定延深。

    赋矿岩体的围岩为混合岩或部分混合岩,其岩性由片麻岩、混合岩化片麻岩、条带状、条痕状混合岩、均质混合岩等组成,以条带状混合岩为主。混合程度较高的均质混合岩,位于混合岩带的中心部位,但发育较弱,不同混合岩间呈过渡关系。

    而岩体与上述围岩为突变接触关系,界线分明,沿走向追索可见界线有平直和港湾状变化,有些地段明显存在分叉和不自然拐折现象,似乎受被充填构造窨所控制。岩体与混合岩中的条带、片麻理呈截切、整合顺层、顺层底劈侵入关系;稍大的侵入体可与不同类型混合岩直接接触,产出没有一定层位;岩体内普遍含有混合岩捕虏体。根据这些侵入特征,很容易把它与原地型花岗岩区别出来。

    但岩体内部却没有岩相(即中心相、过渡相、边缘相)发育,尽管同一岩体内也出现两种或多种岩性(如混合花岗岩和混合钾长花岗岩),但它们颜色相近,结构、构造相同,两种岩性在窨上没有发生分异,只是钾交代程度不一,斜长石含量有些变化而已。岩体内外接触上均不见接触变质现象,岩浆期后热液蚀变极弱。岩石呈中细料、中粒共岗变晶结构,由交代作用形成的锯齿、蠕英、孤岛等结构在偏光显属微镜下普遍存在;矿物组成中的钾长石不是正长石而属微斜长石、微斜条纹长石;岩石化学成分中铝含量偏高(AL2O3>15%).总之从岩体到岩石特征都说明本岩与岩浆型花岗岩存在很大差异.

    花岗岩是很多成因的,而且十分复杂,这一领域的研究还砂断深入中,据笔者多年工作体会,只要按物源把花岗岩分为原地\半原地和岩浆型三类,就足以满足地质工作的需要.

    根据以上分析,将鲁西混合花岗岩归入半原地型花岗岩是适宜的,它的物源主要来自混合岩等深变质岩系,经过交货、重熔作用形成了再生岩浆。岩体既产于混合岩中,又与混合岩呈侵入接触关系,反映再生岩浆有了短距离位移;岩体规模小,可以理解为重熔作用不足,再生岩浆有限;岩体定位时与被入侵的围岩温差不大,没有冷凝和接触变质现象,使它又与原生岩浆通过结晶分异作用形成的岩浆型花岗岩出现了较大的差异。

    贾庄大洼村南西300m处见混合花岗岩与寒武系下统薄层状含燧石石灰岩呈沉积接触关系,接触面产状:向北倾、倾角20度左右,据此可以推测岩体成岩时代应为前寒武纪。

    二、区内混合花岗岩资源的主要特征

    1.品种很有特色

    目前已开发的品种主要有“齐鲁红”、“琥珀花”等。

    “齐鲁红”花岗石已于1998年被评为“名特”品种,称和上久负盛名。矿体岩性为混合花岗岩、部分为混合钾长花岗岩,其特色主要体现在:磨光面呈浅咖啡色、酱紫、色,用于装饰,让人感到高贵、庄重、古朴。正宗的“齐鲁红”产于沂源贾庄燕子窝,矿物颗粒细、花纹均匀,能给人以整齐划一,匀称的美感,、属十分难得珍品,它既可用于板材加工,又可用于墓石加工,矿山荒料供不应求。

    “琥珀花”矿体岩性为混合花岗岩,部分为混合二长花岗岩。磨光央呈红灰色,略带黄红浅灰色,浅灰是本品颜色的主基调,能增强柔和与宁静的环境氛围,尤其是具有变晶结构、交待特征的灰色,易于产生云雾状、模糊感受,在这样浅灰色的背景上还点缀着黄红色钾长石,它也是交代形成,边界模糊,极似时隐时现琥珀色团簇状花朵,故名“琥珀花”,眼花观其花其色,能让人感到“红在灰里,似红似红非红,花在雾里,似花也朦胧”。给人以遐想空间,从而提高了品种的艺术品位。本品开发时间虽短,但其板材已在香港的站稳脚跟,售价不低,这里尽管也包含有加工质量和营销方式的因素,但关键还在于品种装饰效果非同一般。

    很显然,上述品种特色的形成,主要依赖成岩过程中的交代作用,尤其是碱质交代作用,它长期不断地改变着矿物成分和颜色,这也是前寒武纪混合岩、混合花岗中有名特品种出现的根本原因,交代作用的强度和均匀性决定了品种的质量。

    2.岩石自然块度大,但荒料率低

    得益于岩体形成后,构造运动长期处于相对稳定时期,断裂和裂隙发育偏弱,只有个别岩体裂隙稍多,因此岩体完整普遍较好。岩石自然块度大,地表有时可见大块弧石分布,最大弧石体积可达数十立方米,然而荒料率却很低,据访问了解并经开采塘口实测验证,矿山平均荒料率介于5%-10%,荒料块度分布大致如下:≥4.00m3占25%、1-3099m3占65%、0.5-0.99m3占10%。荒料块度大小和荒料率高低主要取决于岩石质量缺陷的形成和分布情况,而不是裂隙。

    岩石质量缺陷主要指岩体内所含的捕虏体、残影体、残留的难熔矿物聚集体和脉体等四体。

    1)捕虏体

    被岩体包裹,岩性多为条带状混合岩、混合岩化片麻岩等,与围岩一致,与岩体边界

    分明,形状、大小不一,个体大者可作为夹石剔除,小者成为色胆出现。

    2)残影体

    岩体内所见可分二类,一类由交代作用形成的新生矿物(钾长石,黑云母)在空间分

    布上却继承了原生岩的构造,表现为颗粒大小均匀的钾长石,黑云母相间分布,由于钾长石含量高,形成了以红色为主的色带。另一类,岩石具似斑状结构,微斜长石充当了似斑晶出现断续性定身排列,似斑晶大小2-3m2、最大2-5m2,基质为中粒花岗岩结构,由石英、钾长石、斜面长石和黑云母组成,分布正常,无定向性。似斑晶断续性定向排列是原岩条带构造的反映,是选择性钾交代的结果。残影体大小不一,其出露面积大者可达3-5m2,小者不足1m2,它与周边岩石呈过渡关系,不存在界面或界线。

    3)残留难熔矿物聚集体

    由单一难熔的黑云母组成,以小透镜体状、不规则团块状、斑状等聚集体形式出现,有时呈现断续线状排列,不属折离体、应为残留的混合岩基体矿物,形成了有一定分布的黑色色胆、色斑和色线。它与色带状残影体中的黑云母可能分属二人世代的矿物。

    4)脉体

    主要是花岗质脉、伟晶岩脉和石英脉,偶见黄铁矿化绿帘石化微细脉。脉脉体分布稀少,数量不多。

    3.露采条件

    本区属低山丘陵区,地形起状和缓,切割程度中等偏弱,山上段剥蚀强烈,岩石自然露头较多,有时可见大片基岩出露,矿体覆盖层薄;山坡中,下段拗沟与山梁相间发育,沟底上陡下缓。地表水体少,矿坑主要充水因素为大气降水,可沿山坡谷地自然排泄,水文地质条件简单,地形条件对矿山开采,癈石排弃、排水以及道路运输等较为有利。只要选点得当,矿体内外剥离量(外剥离量指矿体顶板盖层的土石方量;内剥离量指矿体内夹石体积)与石料矿体体积的剥采比较小,一般为0.3:1,因为荒料率较低,内外剥离量与荒料矿体剥采比则比较大,达12:1左右,这了就是说,每开采1m3荒料应排弃12m3废石。

    三、矿山开采中应注意的问题

    如前所述,区内混合花岗岩是一种荒料率偏听偏低的资源,矿山要在开采中获得赢利,就必须付出更大的努力,除了要同其它矿山一样规范开采外,还要特别注意以下三个问题。

    1.要严把选点关

    混合花岗岩出现在鲁西隆起构造内不是一个孤立的地质事件。尽管岩体规模不大,但数量众多;岩性多样,差异较大,除混合花岗岩外,还包括混合二长花岗岩、混合花岗闪长岩、混合钾长花岗岩等;分布较广,已知在蒙阴县的万家沟、黑石沟,沂源县的燕子窝、大洼、五里沟、百草坪、石桥等地都有出露,已经具备了区域性特征。这就为矿山选点提供了空间和机会。

    由于岩体规模较小,岩体间差异必然大于岩体的差异,因此选点要先选取岩体,再选岩体内部有利地段。

    从理论上分析,有利的岩体必须是:碱质交代作用强,重熔作用强,规模较大,岩性为混合钾长花岗岩的岩体。严把选点关,主要严在选点条件上,另外还要扩大选择范围,掌握已知岩体,寻找未知岩体,以便从数量更多的岩体中筛选出有利岩体及其有利地段,为提高矿山平均荒料奠定坚实的基础。

    2.切实加强综合利用

    区内混合花岗岩属中高档名特品种,不能加工高档的荒料,还可以降级加工中低档,综合利用的空间较大。

    综合利用不仅在加工厂,更要在矿山开发,为此建议矿山在废石场院附近增设荒料堆场,用于贮存质量尚有问题,验收还不过关的大块荒料,以便就近加工厂建筑条石、块石等,变废为宝,努力减轻排渣压力。

    3.重视废石排弃问题

    开采此类矿山所产生的废石数量巨大,应以长远眼光看待废石排弃工作,由于矿山采场尺寸一般较小,废石必须严格排向开采境界外的废石场,生产规模较大的矿山,还应配备自卸汽车,作为排弃废石的专用车辆。目前部分矿山在采场内采须知装载机把废石推入开采平台下方的山坡上,造成废石压矿或道路堵塞现象,期望尽快纠正。  
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