譚 均

（中國(guó)建筑材料地質(zhì)勘查中心河北總隊(duì)，河北 保定 071051）

(上接本刊2013年第1期)

3 菅等花崗巖體建筑石材礦特征

3.1 宏觀分布特征

在巖體露頭的東北部，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，近地表巖石多不成塊，目前還沒(méi)有人開(kāi)采建筑石材礦。近幾年在巖體露頭的西部及南部，經(jīng)勘查確認(rèn)的建筑石材礦有：巖體西部的馬山礦區(qū)和虎山礦區(qū)，巖體中南部的爐子溝礦區(qū)和安上礦區(qū)，巖體南部的寺莊礦區(qū)和魏家輝礦區(qū)，另外在郝家莊至土寨一帶、西冷水一帶也有系列民采點(diǎn)。這些礦區(qū)和礦點(diǎn)呈零星分布，地表風(fēng)化層淺，一般小于2m。這些礦區(qū)和礦點(diǎn)是被一系列節(jié)理裂隙破碎帶和沖溝及第四系分割成孤立的巖塊，節(jié)理裂隙破碎帶走向大體呈200°和300～320°兩個(gè)方向，受早元古代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響明顯，這些節(jié)理裂隙破碎帶巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，呈松軟狀或殘積砂礫狀(在這些帶上有暗色礦物析出鐵質(zhì)，含量不高，但有人采選軟貧鐵礦)，對(duì)巖體的成材性造成了巨大破壞，或許又成為后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)應(yīng)力釋放的場(chǎng)所，從而減緩了后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)這些孤立的巖塊的沖擊。

巖體上的建筑石材礦有三種：

(1)拋光飾面板材礦。包括爐子溝礦區(qū)、安上礦區(qū)和西冷水一帶的礦點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的是巖體中部的巖石，中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀—輕片麻狀構(gòu)造。爐子溝礦區(qū)所產(chǎn)拋光飾面板材被稱為“臨城紅”，對(duì)應(yīng)巖性是肉紅色中粗粒輕片麻狀鉀長(zhǎng)花崗巖；安上礦區(qū)所產(chǎn)拋光飾面板材被稱為“黑白花”，對(duì)應(yīng)巖性是淡肉紅色中粒輕片麻狀含黑云母二長(zhǎng)花崗巖。

(2)建筑料石礦。包括寺莊礦區(qū)和魏家輝礦區(qū)，對(duì)應(yīng)的是巖體中南部的巖石，中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，輕片麻狀構(gòu)造。所產(chǎn)石料具有“明暗條紋”，對(duì)應(yīng)巖性是淡肉紅色中粒含黑云母二長(zhǎng)花崗巖或灰白色中細(xì)粒含黑云母二長(zhǎng)花崗巖。

(3)毛面室外裝飾板材礦。包括馬山礦區(qū)、虎山礦區(qū)和郝家莊至土寨一帶的礦點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的是巖體西邊部的巖石，中細(xì)?；蚣?xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。馬山礦區(qū)和郝家莊至土寨一帶的礦點(diǎn)所產(chǎn)毛面室外裝飾板材被稱為“芝麻黃”，對(duì)應(yīng)巖性是淡肉紅色中細(xì)粒片麻狀含黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖和淡肉紅色中細(xì)粒片麻狀含黑云母二長(zhǎng)花崗巖。虎山礦區(qū)所產(chǎn)毛面室外裝飾板材被稱為“黃木紋”，對(duì)應(yīng)巖性為淡肉紅色或灰白色中細(xì)粒含黑云母二長(zhǎng)花崗巖 。“芝麻黃”和“黃木紋”，都產(chǎn)于斜長(zhǎng)石具有絹云母化的半風(fēng)化巖石，約在露頭之下小于10m的范圍內(nèi)，再往下采就會(huì)是“芝麻白”和“白木紋”了，當(dāng)然這種“白”不是純白，而是淺肉紅色和灰白色，花紋不變，品種應(yīng)當(dāng)也會(huì)不錯(cuò)，但隨巖石堅(jiān)硬程度增加，加工成本會(huì)有所提高。

3.2 質(zhì)量特征

(1)使用性能。

拋光飾面板“臨城紅”、“黑白花”主要用于地板磚、窗臺(tái)面、面盆板等，花紋較為均勻，花色較為協(xié)調(diào)，前者鮮艷，后者素雅。但由于該巖石多具有輕片麻理構(gòu)造，純塊狀構(gòu)造的巖石較少，加工成的拋光飾面板，往往經(jīng)風(fēng)吹日曬，放一段時(shí)間后，加工之初色澤光亮的板面，會(huì)出現(xiàn)一些色澤渾暗的條帶，可能是肉眼難辨的輕片麻理面上存在鉀長(zhǎng)石的輕度高嶺土化和斜長(zhǎng)石的絹云母化等原因。寺莊礦區(qū)和魏家輝礦區(qū)采出的建筑石料，主要用于建筑物、路、橋和水渠的基石，該石料棱角分明，石面平整，立方體外形較為規(guī)則，屬于上等石料。毛面室外裝飾板材“芝麻黃”和“黃木紋”主要用建筑物外墻裝飾，這兩種板材色調(diào)花紋古樸典雅，裝飾效果自然大方。從石材商的出價(jià)情況看“黃木紋”的檔次高于“芝麻黃”。

(2)物性特征。

樣品除安上礦區(qū)取一件放射性比活度樣外，其余均取自于馬山礦區(qū)和虎山礦區(qū)?？箟簭?qiáng)度、抗折強(qiáng)度、耐酸堿由國(guó)土資源部保定礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心測(cè)試，小體重樣和濕度樣由中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心河北總隊(duì)化驗(yàn)室測(cè)試，耐磨率樣、放射性比活度樣由國(guó)家建筑材料工業(yè)地質(zhì)工程勘查研究院測(cè)試中心測(cè)試。物性測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3，可見(jiàn)抗壓強(qiáng)度值遠(yuǎn)大于60MPa，抗折強(qiáng)度值大于8.0MPa，小體重值大于2.5g/cm3，濕度、耐磨率、耐酸度等值也均滿足《花崗石》規(guī)范[11]中的有關(guān)要求。放射性比活度(見(jiàn)表4)對(duì)照產(chǎn)品類型限制標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表5)，CeRa=CRa+1.35CTh+0.088Ck(規(guī)范[15]中此表達(dá)式的字母C為a)；IRa=CRa/200；Ir=CRa/370+CTh/260+Ck/4200。

表3 物性測(cè)試結(jié)果

表4 放射性測(cè)試分析結(jié)果

可見(jiàn)放射性核素比活度CRa值遠(yuǎn)＜200Bq/kg，內(nèi)照射指數(shù)IRa值遠(yuǎn)＜1Bq/kg，外照射指數(shù)Ir值＜1.3Bq/kg，鐳當(dāng)量濃度(CRae)值均＞350Bq/kg，遠(yuǎn)＜700Bq/kg，四項(xiàng)數(shù)值僅后一項(xiàng)達(dá)不到A類裝飾材料的要求，滿足B類裝飾材料的要求。作為B類裝飾材料除不宜用于居室內(nèi)飾面外其他不受限制[9-10]。

表5 產(chǎn)品類型限制標(biāo)準(zhǔn)[9-10]

根據(jù)菅等花崗巖體巖石特征，其他礦區(qū)巖石強(qiáng)度、密度、硬度和耐磨率會(huì)大于馬山、虎山兩礦區(qū)礦石的強(qiáng)度、密度、硬度和耐磨率，吸水率或濕度、耐酸堿性、放射性均可參考上述測(cè)試數(shù)據(jù)。另外根據(jù)爐子溝礦區(qū)和安上礦區(qū)個(gè)體板材加工廠提供的數(shù)據(jù)：礦石摩氏硬度為6.7，光澤度一般達(dá)到79.3%～86.2%，達(dá)到了《花崗石》規(guī)范[11]中的有關(guān)要求。

(3)加工技術(shù)性能。

根據(jù)各礦區(qū)礦主提供：拋光板“臨城紅”,“黑白花”，每人解毛板1.2 m2/h，1 m3荒料出毛板30m2，板材厚2～2.5cm，每人8h，磨板5m2，鋸型采用大圓鋸，鋸口寬1cm。建筑料石，每人平均解條石0.7m3/h，1m3荒料出條石0.9m3，條石規(guī)格有三種：0.3m×0.5m×0.8m、0.3m×0.6m×0.8m、0.2m×0.5m×1.0m。毛面外墻裝飾板，每人8h平均采荒料0.8～0.9m3，毛料用圓盤鋸切邊、分割荒料，每班每人8h平均約分割7.5m3，由于片麻理發(fā)育，片麻理面平整，易解板，解板多由女工來(lái)完成，使用的工具是手錘和扁頭銃子。西臺(tái)峪一帶的女工每人8h解板18～20m2，板材厚度1.5～3cm，規(guī)格分常規(guī)板和異型板，常規(guī)板規(guī)格為0.2m×0.4m(41元/m2)、0.15m×0.3m(36元/m2)、0.1m×0.2m(25元/m2)；異型板規(guī)格為0.1m×0.3m(35元/m2)、0.3m×0.6m(90元/m2)，括號(hào)中的價(jià)格為2012年初的價(jià)格。

(4)荒料率。

巖體中的暗色包體、暗色脈體、淺色脈體和呈殘影狀分布的黑云母等暗色礦物集中成的隱約條帶，均為影響荒料率的不利因素，它們表現(xiàn)為色線、色斑或夾層。在爐子溝礦區(qū)和安上礦區(qū)突出的是由肉紅色花崗偉晶巖脈體構(gòu)成的色線；在馬山礦區(qū)和虎山礦區(qū)突出的是斜長(zhǎng)角閃巖脈體和呈殘影狀分布的黑云母等暗色礦物集中成的隱約條帶構(gòu)成的夾層；在寺莊礦區(qū)和魏家輝礦區(qū)，除了石英閃長(zhǎng)巖包體和斜長(zhǎng)角閃巖脈體不成塊外，其他脈體或條帶對(duì)料石成荒影響不大。

影響荒料率的另一個(gè)因素是地質(zhì)構(gòu)造，巖體經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代，留下了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)疊加的痕跡，這些痕跡中包括面狀構(gòu)造和小尺度的褶皺構(gòu)造，面狀構(gòu)造包括節(jié)理和透入性面狀構(gòu)造片麻理。巖體作為一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的整體，受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的沖擊，似乎保留了更多的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的擠壓痕跡，巖體邊部受影響最大，向巖體中部沖擊程度逐漸衰減，受影響較小。小尺度的褶皺構(gòu)造主要出現(xiàn)在巖體東南部，對(duì)石材礦荒料率影響不大。巖體西邊部馬山、虎山一帶片麻狀構(gòu)造的形成受早元古代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響明顯，其產(chǎn)狀與西側(cè)早元古代官都群的巖石片麻理、片理產(chǎn)狀大體一致，片麻理極為發(fā)育，且片麻理面平直，延伸較遠(yuǎn)，似層面。除馬山、虎山礦區(qū)外其他礦區(qū)僅具輕片麻理，但其對(duì)拋光飾面板的荒料率的不利影響也較大，對(duì)料石的荒料率也有一定影響，片麻理對(duì)毛面外墻裝飾板的荒料率沒(méi)有不利影響，因?yàn)槠浒宀囊?guī)格尺寸較小。各礦區(qū)片麻理產(chǎn)狀見(jiàn)表6。

表6 片麻理產(chǎn)狀統(tǒng)計(jì)一覽

巖體上的節(jié)理產(chǎn)狀非常雜亂，位置不同，產(chǎn)狀各異(見(jiàn)表7)。一般一個(gè)礦區(qū)都有一組較為穩(wěn)定的X型共軛節(jié)理，節(jié)理縫寬1～3mm，節(jié)理面平直光滑，局部可見(jiàn)到擦痕，其組合呈隱隱約約的棋盤格子狀，對(duì)荒料率的影響最大，它將巖石切割成菱形塊狀。礦區(qū)的其他節(jié)理，也為剪節(jié)理。節(jié)理間距一般為1～4m，局部較發(fā)育地段間距為0.4～0.5m。沿走向、傾向延伸幾米至幾十米不等。巖體西邊部節(jié)理發(fā)育程度高于巖體中部。

表7 節(jié)理產(chǎn)狀、間距和荒料率統(tǒng)計(jì)結(jié)果

影響荒料率的又一個(gè)因素就是采取荒料的方式。垂直或平行礦區(qū)主節(jié)理方向按一定的采掘?qū)挾扔媒饎偸槔K鋸或大圓盤鋸切割、解體荒料節(jié)省礦石，荒料率高。但目前這些石材礦主要由分散的小規(guī)模的個(gè)體開(kāi)采，方式不規(guī)范，手段落后，采場(chǎng)凌亂，僅有個(gè)別礦山采用大圓盤鋸分割荒料，其余都是采用空壓機(jī)帶動(dòng)手持風(fēng)鉆打排眼裝入炸藥爆破的方式解體荒料。各個(gè)礦區(qū)的荒料率由實(shí)際生產(chǎn)荒料率結(jié)合理論荒料率確定，為32%～43%。目前實(shí)際生產(chǎn)荒料率為20%～40%。

(5)規(guī)模。

規(guī)模最大的是馬山礦區(qū)，其次是虎山礦區(qū)(見(jiàn)表8)。

表8 礦體規(guī)模一覽

4 結(jié)語(yǔ)

菅等花崗巖體的建筑石材礦，主要分布在南部和西邊部。在南部由中南部向南邊部，拋光飾面板由“紅花”到“黑白花”再到具黑白條紋的建筑料石，但在西冷水又有拋光飾面板材；在西邊部由內(nèi)向外，毛面外墻裝飾板由條紋不明顯的“芝麻黃”到條紋明顯的“黃木紋”，向地下深部變成“芝麻白”和“白木紋”。品種的變化必然影響到石材的價(jià)格，石材的價(jià)格一般是飾面板＞毛面板＞料石。巖體南部具有輕片麻理，因此巖體南部石材礦適宜小規(guī)模開(kāi)采，遇見(jiàn)塊狀構(gòu)造為主時(shí)，生產(chǎn)拋光板，輕片麻狀構(gòu)造明顯時(shí)可以生產(chǎn)小規(guī)格的拋光板或石料。在巖體西邊部，由于巖石片麻理發(fā)育，因而采不出拋光飾面板荒料，但片麻理面平整，是生產(chǎn)毛面外墻裝飾板的有利條件。馬山、虎山礦區(qū)規(guī)模較大，其板材品種特色鮮明，開(kāi)發(fā)潛力較大，適宜規(guī)模化開(kāi)采，應(yīng)當(dāng)采用先進(jìn)的開(kāi)采荒料的手段，規(guī)范化開(kāi)采，減少資源的浪費(fèi)。

[1]李江海,侯貴廷,劉守偈,等.早期碰撞造山過(guò)程與板塊構(gòu)造:前寒武紀(jì)地質(zhì)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2006,21(8):77-82.

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(續(xù)完)