吳愧，陳擁軍，陳剛，廖毅，魏朋利

（湖北天地源勘查設(shè)計(jì)有限公司，湖北武漢，430061）

隨縣是湖北省重要的飾面石材產(chǎn)地之一，目前主要開(kāi)采礦體為隨縣吳山-萬(wàn)和地區(qū)的花崗巖礦體，研究區(qū)內(nèi)出露的震旦系大理巖僅有零星礦山企業(yè)作為建筑石料開(kāi)采利用。作為飾面石材，大理巖較之于花崗巖，其在顏色、光澤度、放射性能等方面更具市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，常作為高檔裝飾材料，商業(yè)價(jià)值更大[1]。本次工作通過(guò)地表調(diào)查。鉆探、樣品采集測(cè)試等地質(zhì)手段，確定了礦石性能，并通過(guò)節(jié)理裂隙素描，計(jì)算了礦體荒料率[2]，為該地區(qū)震旦系大理巖作為飾面石材的開(kāi)發(fā)利用提供了一定的依據(jù)[3-4]。

1 地質(zhì)背景

1.1 地層

研究區(qū)主要出露地層為震旦系下統(tǒng)過(guò)路灣組（Z1g）、上統(tǒng)尚家店組（Z2sh），由老至新分述如下：

(1)震旦系下統(tǒng)過(guò)路灣組（Z1g）

為一套黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖夾白云母二長(zhǎng)變粒巖，原巖為一套基性火山巖沉積，與上覆尚家店組地層呈平行不整合接觸，分布于刺溝向斜兩翼，北翼產(chǎn)狀正常，北端與花崗巖體直接接觸，出露寬度大于80m；南翼地層倒轉(zhuǎn)，出露寬度大于200m。

(2)震旦系上統(tǒng)尚家店組（Z2sh）

下段（Z2sh1）：該層分布于刺溝向斜兩翼，北翼產(chǎn)狀正常，出露寬度約30m，南翼倒轉(zhuǎn)，出露寬度約40m；該層與過(guò)路灣組呈平行不整合接觸。巖性以中厚層狀白色、灰色白云石大理巖為主，含少量灰黑色硅質(zhì)白云石大理巖，局部有灰綠色綠泥絹云片巖夾層。

中段（Z2sh2）： 出露于刺溝向斜軸部，為一套白色、灰白色厚層白云石大理巖。地層南側(cè)產(chǎn)狀170°～190°∠50°～60°，北側(cè)地層產(chǎn)狀180°～220°∠60～80°，平均出露寬度200m，研究區(qū)內(nèi)該組上段缺失。

1.2 構(gòu)造

研究區(qū)大地構(gòu)造位置屬秦嶺褶皺系東段，Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元為鐵山復(fù)式背斜，區(qū)內(nèi)經(jīng)歷多期地質(zhì)構(gòu)造旋回，構(gòu)造線方向以北西向?yàn)橹鳌?/p>

（1）褶皺。刺溝倒轉(zhuǎn)向斜：位于鐵山復(fù)式背斜北東翼，其軸線走向北西，傾向南西，傾伏角60°～80°；核部地層為尚家店組中段厚層白云石大理巖，產(chǎn)狀為170°～220°∠50°～80°，兩翼地層為尚家店組下段中厚層白云石大理巖及過(guò)路灣組黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖。其北翼地層正常，產(chǎn)狀為200°～215°∠60°～80°，南翼地層倒轉(zhuǎn)，產(chǎn)狀為160°～210°∠50°～60°。

（2）斷層。研究區(qū)內(nèi)斷層不發(fā)育。

（3）節(jié)理。研究區(qū)節(jié)理較發(fā)育，多為壓扭性剪節(jié)理，節(jié)理面平直，節(jié)理縫小于0.02m，以硅質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)為主；延長(zhǎng)一般小于30m。

2 礦體特征

研究區(qū)內(nèi)的飾面大理巖礦體主要賦存于尚家店組中段，整體產(chǎn)出于刺溝倒轉(zhuǎn)向斜，呈中厚-厚層狀產(chǎn)出，礦體南側(cè)產(chǎn)狀170°～190°∠47°～60°，北側(cè)產(chǎn)狀180～220°∠70°～80°。受多期地質(zhì)構(gòu)造作用及地形切割等因素影響，礦體沿走向厚度變化較大。

研究區(qū)內(nèi)礦體出露面積約0.068km2；礦體沿走向長(zhǎng)約700m，平均出露寬度157m，地表礦體出露標(biāo)高203m～270m，賦存標(biāo)高170m～270m，礦石自然類型主要為白色～灰色白云石大理巖，局部為灰黑色含硅質(zhì)白云石大理巖。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)圖

3 礦石特征

3.1 礦石類型

研究區(qū)內(nèi)大理巖礦石按顏簡(jiǎn)單分為三類，即白色大理巖、灰色大理巖及灰黑色大理巖。其中白色大理巖分布較廣，是研究區(qū)內(nèi)主要礦石類型；主要礦物成分為微晶-細(xì)晶白云石及少量方解石，含少量蛇紋石與綠簾石充填構(gòu)成的不規(guī)則淺綠色-綠色細(xì)網(wǎng)脈。

圖2 礦石特征照片

灰色大理巖礦物成分與白色大理巖一致，僅顏色稍暗，節(jié)理裂隙較少發(fā)育，少見(jiàn)各色網(wǎng)脈?；液谏罄韼r礦物成分由白云石、方解石、石英、炭質(zhì)等組成，節(jié)理較為發(fā)育，且各種石英、白云石及綠簾石網(wǎng)脈發(fā)育脈，形成較為復(fù)雜豐富的花紋圖案；但該類型礦石礦物成分差異較大。

3.2 顏色

（1）礦石顏色

礦石整體以白色為背景色，受色斑色線影響，部分點(diǎn)綴淡綠色、米黃色，局部含少量炭質(zhì)呈灰黑色。

（2）色斑

色斑整體分布零星，數(shù)量有限，主要由裂隙中充填的細(xì)-粗晶白云石、方解石構(gòu)成。呈白色，斑點(diǎn)狀，大小一般 1cm2～2cm2左右，個(gè)別稍大可達(dá)5cm2。少量色斑為充填于裂隙中的粗大綠簾石晶體，呈淡綠色，不規(guī)則狀，一般1cm2～4 cm2左右；另有少量炭質(zhì)色斑，呈灰黑色，數(shù)量較少，0.1cm2～2cm2大小。

（3）色線

礦石色線可分為4種，即白云石方解石細(xì)脈、綠簾石細(xì)脈、石英脈及泥質(zhì)條帶。

白云石方解石細(xì)脈：白色，礦體裂隙中填充后期結(jié)晶的白云石、方解石等礦物，脈寬1mm～2mm，多為不規(guī)則網(wǎng)脈狀，

綠簾石細(xì)脈：淡綠色-淡黃色，有綠簾石填充于節(jié)理構(gòu)成的細(xì)網(wǎng)脈，一般脈寬1mm～3mm，主要見(jiàn)于礦體北部，密度3～4條/m。

石英脈：白色～無(wú)色透明，形成于變質(zhì)作用后期，沿節(jié)理裂隙灌入，一般脈寬小于3mm，局部膨大部位可達(dá)2cm～3cm寬。

泥質(zhì)條帶：呈土黃色～淺灰色，充填于節(jié)理裂隙中，分布特征與白云石細(xì)脈較為相似，一般淺層礦體中較為發(fā)育，脈寬小于5mm。

3.3 物質(zhì)組成

白色、灰色大理巖主要礦石主要成分為白云石及少量方解石，二者占90%以上，多呈微晶-細(xì)晶狀，同時(shí)含有少量蛇紋石、透輝石、綠簾石等交代變質(zhì)礦物，含量小于10%。

灰黑色大理巖主要礦石成分為微晶狀白云石及少量方解石，含少量石英及炭質(zhì)，石英含量約5%～15%，炭質(zhì)含量約10%。

3.4 礦石化學(xué)成分

據(jù)化學(xué)分析結(jié)果，大理巖CaO含量24.88%～30.48%，MgO含量19.63%～22.39%，SiO2含量0.29%～21.78%；白色及灰色大理巖的化學(xué)成分較為穩(wěn)定，灰黑色大理巖礦物成分較為復(fù)雜，主要表現(xiàn)在SiO2含量差別較大，這與野外地質(zhì)調(diào)查中灰黑色大理巖存在大量石英細(xì)脈填充相佐證。

3.5 礦石物理性質(zhì)

本次工作對(duì)研究區(qū)內(nèi)3類大理巖礦石進(jìn)行了系統(tǒng)采樣測(cè)試，對(duì)礦石主要物理性能樣品按品種類別各采取2組。其中塊體密度、吸水率、抗折強(qiáng)度及耐磨性樣每組采集5件，壓縮強(qiáng)度每組采集3件，其測(cè)試分析結(jié)果如下：

（1）礦石壓縮及干燥抗折強(qiáng)度

研究區(qū)大理巖礦石壓縮測(cè)試結(jié)果為61Mpa～98Mpa，平均值67Mpa；礦石干燥抗折強(qiáng)度為2.2Mpa～26.6Mpa，平均值13.12Mpa。

（2）礦石鏡向光澤度及耐磨性

大理巖礦石標(biāo)準(zhǔn)樣光澤度為63°～86°，基本觀察樣光澤度64.2°～85.8°，白色大理巖耐磨性為平均值為14.4cm3，灰色大理巖耐磨性平均值為14.5cm3，灰黑色大理巖耐磨性平均值25.6cm3。

（3）礦石塊體密度與吸水率

灰黑色大理巖平均塊體密度為2.77g/cm3，白色大理巖平均塊體密度為2.81g/cm3，灰色大理巖平均密度為2.84g/cm3；灰黑色大理巖平均吸水率0.227%，白色大理巖平均吸水率0.13%，灰色大理巖平均吸水率0.145%。

表1 大理巖化學(xué)成分測(cè)試結(jié)果

表2 大理巖壓縮強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

表3 塊體密度及吸水率測(cè)試結(jié)果

3.6 荒料率

圖3 體圖解荒料率豎直疊合圖

本次工作在研究區(qū)內(nèi)選擇了5處較為典型的節(jié)理露頭點(diǎn)進(jìn)行了節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)及素描圖繪制，采用豎直疊合圖法進(jìn)行體圖解荒料率測(cè)定[6-8]，單個(gè)素描圖的面積50m2～70m2，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。

表4 體圖解荒料率統(tǒng)計(jì)結(jié)果

4 結(jié)論

（1）研究區(qū)震旦系飾面用大理巖礦體賦存于震旦系上統(tǒng)尚家店組中段，賦存標(biāo)高170m～270m；礦石自然類型主要為白色～灰白色白云石大理巖，局部為灰黑色含硅質(zhì)白云石大理巖。

（2）研究區(qū)內(nèi)飾面用大理巖抗壓強(qiáng)度61MPa～98MPa，抗折強(qiáng)度2.2MPa～26.2MPa，鏡像光澤度63°～86°，耐磨性14.4cm3～25.6cm3，天然密度2.77g/cm3～2.84g/cm3，吸水率0.13%～0.227%，均滿足《飾面石材礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0291-2015）A類飾面石材的相關(guān)要求。（3）根據(jù)節(jié)理裂隙素描圖，以豎直疊合圖法進(jìn)行計(jì)算，體圖解荒料率42.02%～51.03%。

（4）研究區(qū)內(nèi)的大理巖顏色花紋豐富，各項(xiàng)物理性能均滿足飾面石材性能要求，且體圖解荒料率較高，具有一定的開(kāi)發(fā)利用前景。