_新疆哈密克孜尔塔格花岗岩饰面石材矿地质特征

  摘要:在矿区已有的地质测量结合地表探矿及浅部钻探工程基础上,对该矿区进行详细的野外调查和地质特征研究。  研究结果表明:克孜尔塔格花岗岩体是由深成花岗岩类组成的呈“舌状”展布的复式岩体,侵入于由上石炭统干墩岩组组成的向形核部,侵入时代为晚石炭世末至早二叠世初,属华力西中期侵入岩。岩性有灰—灰白色不等粒黑云角闪石英闪长岩、灰白—浅肉红色中—中细粒斑状角闪黑云花岗闪长岩、灰白—浅肉红色中—中细粒斑状角闪黑云二长花岗岩、肉红色黑云母正长花岗岩和肉红色正长花岗岩。石材资源量大,品种丰富,市场前景看好。深入研究该石材矿地质特征,为发现更好更适应市场需求的板材品种和进一步扩大资源储量提供科学的地质依据。
  关键词:野外调查 复式岩体 克孜尔花岗岩矿 地质特征
  1、区域地质背景
  矿区位于1:20万康古尔塔格幅(K—46—ⅩⅣ)中央偏南,康古尔塔格断裂南侧,康古尔塔格断裂与大草滩断裂交汇处,所处的大地构造位置为北天山洋盆秋格明塔什—黄山海沟系。岩体两侧出露地层以石炭系为主,区域构造线方向为近EW向至NW—SE向,见下图(克孜尔花岗岩矿区区域地质略图)(如图1):
  克孜尔塔格花岗岩体是由深成花岗岩类组成的呈“舌状”展布的复式岩体,东西长约20.5km,南北最宽约6.6km,出露面积为89.17km2,属SE118°延伸的大岩基,侵入于由上石炭统干墩岩组组成的向形核部,侵入时代为晚石炭世末至早二叠世初。属华力西中期侵入岩,岩体长轴方向为南东118°,平行于附近构造线方向。
  2、矿区地质特征
  矿区位于克孜尔塔格花岗岩体中部偏东,地层仅出露少量上石炭统干墩岩组第三岩段角岩,其余均为花岗岩体,第四系风成砂覆盖较为强烈。
  2.1 地层
  矿区出露地层有上石炭统干墩岩组第三岩段角岩(Cg3hs),全新统洪积风积(Q4pl+eol)和化学沉积湖积(Q4ch+l)。
  2.1.1 上石炭统干墩岩组第三岩段角岩(Cg3hs)
  分布于岩体周边,在矿区主要分布于东部的东北部和西南部,西部的东北和西北部及中部偏西见有少量,出露面积约0.45km2,其中大部分属岩体中的残留地层顶盖,属上石炭统干墩岩组第三岩段,岩性为暗灰色、灰褐色角岩化不等粒长石岩屑砂岩和角岩,变余砂状结构—显微鳞片粒状变晶结构,块状构造,局部定向构造,岩石较为破碎,总体延伸较稳定,仅有热变质程度的差异,同时局部叠加有后期糜棱岩化。
  2.1.2 第四系全新统洪积风积沉积(Q4pl+eol)
  主要分布于矿区东部及西部,覆盖面积约5.024km2,占矿区总面积的25%,主要见于现代冲沟及洼地,由洪积砂、风成砂、岩石碎屑及泥、沙、砾石等组成,成份以花岗岩风化破碎之长石、石英碎粒及花岗岩碎块为主,分选性及磨圆度差。局部地段可见小面积黄色亚砂土及沙土沉积(白泥地),表面较平坦,龟裂纹发育,边部分布有小碎石。
  2.1.3 第四系全新统化学沉积及湖积(Q4ch+l)
  分布于矿区中部,出露面积约1.71km2,由盐渍化砂土及泥组成,属现代干旱蒸发岩沉积建造。
  2.2 侵入岩
  克孜尔塔格花岗岩体根据其形成时间和特殊的侵位机制,可单独建立超单元,即克孜尔塔格超单元,按岩石谱系单位可分为五个单元,即第一单元石英闪长岩、第二单元花岗闪长岩、第三单元二长花岗岩、第四单元黑云母正长花岗岩和第五单元正长花岗岩,其中以三、四单元为主。本次工作的重点是二、三单元。
  2.2.1 岩体内部特征
  第一单元总体呈南东东向长条状侵入体位于岩体的中央,面积约14.85km2,其他单元均呈不对称向南东东弧凸的半环状侵入体分别侵入第一单元,并且依次侵入,相互嵌套,构成中央老、两侧及头部新的呈南东东向展布的舌状岩体。其中二、三单元分布在岩体的中段,面积分别为4.83、29.58km2。第五单元在尾部,面积2.60km2,第四单元主要在头部和中段分布,面积37.28km2。
  第一、二单元间为涌动侵入接触关系;其余各单元间均为脉动侵入接触关系,一般在侵入单元近接触面一侧均发育有宽窄不一的细粒边,并捕掳有被侵入单元的火成角砾,后期单元一般均有前期单元捕掳体,或呈细脉侵入,如第一单元常被第五单元脉体侵入。
  不论单元间的、还是岩体与围岩间的各种侵入面均表现为:以第一单元为核部,在岩体北侧的南倾,南侧的北倾,东部转弯处西倾。反映出两翼基本对称(倾角35—67°),向南东东仰起(仰角20—25°)的向形构造,轴面略南倾。此外,各单元中发育的线理、面理和定向分布的暗色包体,长条弧形地层捕掳体等展布特点,以及岩体宏观地貌特征,也均反映出向形构造的特点。
  2.2.2 岩体围岩特征
  岩体围岩热接触变质程度强,角岩化带宽,围绕岩体有规律近环状分布,呈NW—SE向延展。强带分布在接触变质晕内侧岩体根部及岩体内部的残留地层,弱带分布在接触变质晕外侧和岩体顶部。热接触变质晕在岩体南侧最宽达3km,北侧宽约2km,东部宽约1.5km。反映出西(根)强东(顶)弱的特点,说明岩体东端浅,岩浆温度低,作用时间短;西部深,岩浆作用时间长。此外,在岩体西南,角岩化带突然加宽,变质程度增强,根据呈近环状分布的二长花岗岩脉,推测有第三单元的隐伏岩体存在。
  2.3 构造
  2.3.1 褶皱
  石炭系干墩岩组向形构造:两翼由干墩岩组第二岩段组成,第三岩段是其核部,并被二叠纪克孜尔塔格花岗岩体大面积侵位。向形长约30km,向北西倾伏,南东仰起,两翼分别被断裂切错,南翼地层产状48∠75°,北翼230∠65°,仰起端产状320∠65°,枢纽北西298°,轴面近直立,两翼基本对称。在向形南翼及仰起端部位,发育大量次级背向形。次级背形南北两翼产状分别为210∠85°、40∠79°;次级向形南北两翼产状分别为40∠75°、220∠72°。该向形构造在航片上为半环形影像特征,地貌形态较完整。   2.3.2 断裂
  矿区断裂不发育,就整个岩体来看,在岩体根部发育有两组断裂,一组是北西向右行走滑断裂,断裂面附近岩石普遍碎裂岩化和碎粒岩化,岩体形态边界被改变错位;另一组是近南北向压性断裂(破裂带),一般对岩体形态改变不大,仅在断裂面附近形成花岗质糜棱岩以及二长花岗岩碎裂岩带。在岩体东部发育的北北西向和南西向两组断裂,规模不大,断裂面两侧岩石变形弱,仅错断了岩体边界。总的来说,岩体仅局部受到后期构造的破坏,总体形态未被改变。
  2.3.3 岩体侵位机制
  因构造热点产生的岩浆由西向东斜冲侵位,由于滑脱面首先形成于核部中部,在上述构造应力的持续作用下,滑脱面分别向两翼,向南东东(岩体头部方向)迁移,使岩浆侵入空间不断扩大,因此各单元岩浆沿滑脱空腔依次侵入,并侵入早期就位的单元中,形成了岩体头大根窄,中老外新的半环状呈向形构造的舌状展布特征。同时,岩浆斜冲就位过程中及成岩以后均受到韧性剪切作用的影响和改造,在岩石中形成流动构造、定向构造和片麻状构造。
  3、矿体特征
  矿区圈出石材矿体2处,编号依次为Shc3、Shc4。
  Shc3矿体:位于矿区东北部,呈不规则长条状分布,长约420m,宽约110m,长轴方向120°,面积约33000m2,矿体表面露头良好,无第四系覆盖。矿石岩性单一,均为灰白色细粒斑状黑云角闪二长花岗岩,未见破碎带和断裂构造。矿物颗粒均匀,无色差变化,拼接性极好,不含包体及色斑、色线。节理中等发育,以近EW者为主,但间距大,对矿体影响不大。深部矿体特征与地表一致。该矿体的优点是规模较大,岩石完整,荒料率高,荒料类型可达超大型,且矿体相对高差较大,容易开采,成本较低;不足之处在于该矿体岩石矿物定向性不明显,石材品种不够理想,属中低—低档石材。
  Shc4矿体:位于矿区中部偏南,呈近似圆状分布,直径约200m,面积约34000m2,石材品种不够理想,矿体表面第四系洪、风积物覆盖率达90%以上,厚度0.1—1.8m不等。地表矿石岩性单一,均为灰—灰白色中细粒斑状黑云角闪花岗闪长岩,矿物颗粒略具定向,偶见椭圆形包体,长轴3—10cm,无色差变化,拼接性良好,未见色斑、色线分布,节理中等发育,分布无规律。深部矿体经钻孔验证,0—5.29m节理不发育,偶见包体,大小1.5×5cm。无色差变化,未见色斑、色线。5.29m以下节理极发育,以水平节理为主,层面率达7.84条/m。矿体厚度较小,绝对海拔标高接近矿区侵蚀基准面,剥离量较大,开采成本较高。
  4、矿石质量
  矿石为全晶质粒状结构,质地坚硬,颜色灰白—浅肉红色,色泽明亮,具定向构造,不含易氧化的硫化物等杂质,长石矿物晶形完整,矿物均匀镶嵌分布,无色线色斑;矿石加工抛光后色泽光亮,光泽度高,无空洞,颜色、花纹均匀、协调,具有美感,长石石英集合体在板面上呈“冰花状”,花纹和谐一致,易于拼接。具有一定的市场潜力。各矿体矿石特征基本相同,仅有颜色和结构构造上的差异,在颜色上,均为灰—灰白色;在结构构造上,均为似斑状结构,Shc3、4矿体以块状构造为主,定向性不明显。
  石材荒料类型为大—超大型,体积范围1.5—6.0m3不等,个别地段可开采体积大于10m3的荒料,料石表面物理风化深度不超过5cm,新鲜面颜色基本一致,色差变化较小,无晶洞及色线色斑。颗粒分布均匀,无裂纹,耐酸碱腐蚀。岩体中节理裂隙不发育,荒料率较高,易于开采。
  5、开发前景及市场预测、分析
  新疆石材具有品种多、质量好、批量大的优势,市场覆盖面不断扩大,已销往北京、上海、广州、南京、成都等大城市,有少量出口日本、美国、奥地利、香港、台湾等国家和地区。随着西部大开发战略的实施,新疆石材工业的迅速发展,生产规模、技术装备水平及产品质量、档次的提高,新疆名优石材在国内外市场将占有相应份额,市场前景广阔。
  新疆哈密市克孜尔塔格花岗岩石材矿荒料加工抛光后颜色纯正、协调、均匀,色泽光亮,花纹和谐,易于拼接,装饰性能良好,市场前景看好。
  新疆哈密市克孜尔塔格花岗岩石材矿荒料属新疆境内中低档花岗石石材,荒料矿山交货价确定为700元/m3,价格基本平稳。
  参考文献
  [1]邱斌,汪朝晖等.新疆哈密市克孜尔塔格花岗岩石材矿普查报告,2001年.
  [2]新疆地矿局第一地质大队七分队,(K—46—64—C、D、65—A、B、C、D、66—C、D)1:5万八幅联测报告,1995年.

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