甘肃省礼县矿体地质特征、矿床成因及找矿标志研究

逯 娟，刘天柱，李新富，侯 娜

（1.兰州资源环境职业技术学院地质与珠宝学院，甘肃 兰州 730021；2.中国建筑材料工业地质勘查中心甘肃总队，甘肃 天水 741000）

1 交通与位置

本次勘查区位于礼县308°方位，直距约27.5km处，行政区划隶属礼县湫山乡管辖。地理坐标：东经104°57′57″-104°58′50″，北纬34°19′37″-34°20′35″，勘查区总面积2.336km2。

2 地质特征

区内仅见第四系全新统（Qhal），在勘查区内沟谷中广泛分布，部分分布在山体缓坡处，覆盖面积约占研究范围的四分之一，约0.60km2。由冲-洪积砂、砂砾石、卵石，砂层、砂砾石层、黄土等组成。

在沟谷河床处主要为较大的砂砾石、卵石，在沟谷阶地处主要由黄土、砂砾石组成，黄土成分在60%以上，覆盖厚0.5m～1.5m；在山体缓坡处主要由残破积砂砾石、黄土等组成，砂砾石成分较高，覆盖厚0.5m左右。在第四系覆盖处，植被均较发育。该勘查区无断裂、褶皱存在，仅发育少量节理、裂隙构造，主要为节理，且具有一定规模，延伸稳定，偶见裂隙发育。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

该矿体分布于研究区中东部，总体呈南西-北东向展布。地表控制工程有TC001、TC401、TC801三条探槽，主要控制地表第四系及风化层厚度、矿石质量及花色品种，深部由ZK401一个水平钻孔控制。控制矿体长580m，宽176m～257m，平均宽215.33m，深度143m～224m，平均深193.33m。矿体内节理不甚发育，多为剪性节理，线裂隙率为0.17～1.28条/m，普遍小于1条/m，面裂隙率为0.009条/m2。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石品种

根据岩矿鉴定成果，区内矿石均为似斑状黑云二长岩，主要矿物有微斜长石、斜长石、石英、黑云母等。此外，有少量暗色矿物如磷灰石、锆石、磁铁矿等。

矿物种类划分的主要依据是矿物成分及其含量、结构、构造、颜色及其物理性能。依据以上特征，该矿区矿石仅存在一个品种。该品种特点是“灰白-浅肉红，颗粒匀称、斑晶大”。磨光后的矿石匀称色差小，突出特点是“斑驳绚丽、灰里透红”。

3.2.2 矿石结构、构造

矿石结构较简单，为似斑状结构。

似斑状结构：斑晶由粒度达3.0×5.0mm±的微斜长石构成，呈圆状，椭圆状。基质由斜长石、黑云母、石英等组成。主要矿物粒度集中在0.5～2.5mm±。

矿石构造较为简单，为块状构造，岩性为灰白色-浅肉红色似斑状黑云二长岩。

3.2.3 矿石化学成分

本研究在矿体的不同位置采取了12件化学分析样进行了化学分析，其化学成分见矿石化学成分一览表（表1）。矿石的利特曼指数σ=（Na2O+K2O）2/(SiO2-43)=1.73属钙碱性，全碱（Na2O+K2O）含量6.58%，K2O/Na2O＞1，铝饱和指数A/CNK＞1，具幔源岩浆特征。

表1 矿石化学成分一览表

3.2.4 矿石花色变化及色斑色线发育程度

根据地表探槽和深部钻探对矿体的控制，矿区内矿石颜色为灰白-浅肉红色，色差较小，总体呈灰白与浅肉红色相间的似斑状花纹，其中浅肉红色为斑晶微斜长石，斑晶一般呈圆状、椭圆状，相对较规则，直径在0.8cm～2.5cm之间，一般在1.2cm以上，自形程度较高，呈钻石面形态，钻石面大小各异；底衬色为灰白色，灰白色中又含有较深的碎斑点，而大面积的灰白色成为底衬色的主色，又有以无色石英投映黑云母的灰色。

矿石内色斑色线不甚发育，色线几乎不可见，色斑极少，色斑一般为岩浆热液局部成分不稳定，使部分结晶物质集中存在，而其中影响最明显的为少数黑云母色斑（，色斑大小40～100cm2，该色斑数量极少，一般不存在[2]。

3.2.5 矿石的物理性能

在探槽及钻孔中分别采取具有代表性的小体重、抗压强度、抗折强度、吸水率、耐磨率、冻融性、光泽度、耐酸度、耐碱度、肖氏硬度、坚固性等物理性能样品。每条勘探线及每个钻孔中各采取3件，即每类物性样各采取12件，共计132件。

从各项测试结果来看，除耐磨率物性样以外，其它物性样完全达到相关规范要求，该矿石耐磨率样平均值≤251/cm3。

3.3 节理裂隙发育程度

根据地表统计可知主要发育有三组节理。主节理产状：290°～300°∠40°～80°，一般间距0.5m～3.5m，延伸长度一般在20m～50m之间，第二组产状为280°～290°∠55°～75°，一般间距大于3m，延伸长度一般在10m～25m之间；第三组产状为80°～90°∠64°～72°，一般间距大于3.5m，延伸长度一般小于30m。线裂隙率为0.29～1.28条/m，普遍小于1条/m，面裂隙率为0.009条/m2。

通过钻孔工程地质编录，深部矿体节理不甚发育，节理相对发育段一般间距为0.35m～4.5m，轴夹角5°～80°，平均倾角34°，线裂隙率为0.17～0.75条/m，普遍小于1条/m。

3.4 矿体围岩及夹石

3.4.1 矿体围岩

该矿体上部局部见少量覆盖层，覆盖层主要为地表坡积物，厚度一般小于0.5m。

矿体的地表浅层风化作用主要为物理风化作用和化学风化作用的产物，物理风化作用主要为地表水冲蚀作用和植物根系沿岩石节理裂隙延伸以及昼夜温差造成的岩矿石热胀冷缩产生裂隙而破坏岩石的完整性，其影响相对较小，一般影响深度在0.2至2m，平均厚约2.0m。化学风化作用则主要是地表矿石长石类、云母类矿物的粘土化和绿泥石化、绿帘石化，影响矿石质。该风化作用具一定的深度，主要分布于矿体南东侧，从槽探及钻探编录看，一般在2m至10m，最深至50m。强风化层主要特征为松散，呈颗粒状堆积，保持原岩结构，用手轻易可以刨动；弱风化层岩石节理裂隙内见较多高岭土化、绿泥石化现象，斑晶呈淡黄色，原岩结构构造较完整，用铁器物敲击下易碎。

矿体北西、北东、南西三侧均为似斑状黑云二长岩，且矿石新鲜坚硬。

3.4.2 夹石

通过对矿体野外地质填图、勘探线实测、工程编录等研究，该矿体内部不存在节理密集区和任何类型的岩脉。

4 矿床成因及找矿标志

矿体赋存于印支期侵入的似斑状黑云二长岩体中，呈岩基产出，属深成相岩浆岩型矿床。

首先要找到岩浆岩期次成分相对稳定的侵入体，在野外显示出的显著特点是矿体相对完整，耐风化性强，一般在地貌上为完整地形，根据岩体的颜色和节理裂隙发育程度综合评价能否作为饰面石材利用。

5 结论

通过研究发现该区域矿床矿石花色品种和质量较好，可采矿石资源量(333)为474.16万m3，全矿区剥采比为0.06：1，剥离量较小。能保障矿山30年以上的生产用量要求，投资利润为91.17%，静态投资回收期1.07年。矿山开采条件较好，采矿成本较低，矿山开发利润较高，矿床开发的经济效益较显著。