徐 俊

(1.正威控股有限公司；2.安慶市漢玉石材有限公司)

目前我國(guó)石材產(chǎn)量和消耗量均位居世界第一位，出口量?jī)H次于意大利，我國(guó)已成為世界石材生產(chǎn)、消費(fèi)、出口大國(guó)，其中，大理石的產(chǎn)量和銷量均居世界首位[1]。國(guó)內(nèi)大理石礦產(chǎn)開發(fā)利用起步早，需求量大，資源日趨緊張，特別是中高檔漢白玉、彩云玉更為緊缺。因此，宿松縣廖河大理石礦的發(fā)現(xiàn)，對(duì)于促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，提高當(dāng)?shù)鼐用竦纳钏骄哂兄匾饔谩＝?jīng)過(guò)開展工作，探求的廖河大理石礦區(qū)332+333類礦石量為11 979.80萬(wàn)m3，荒料量2 515.76萬(wàn)m3[2]。礦區(qū)礦石質(zhì)量較好，荒料已被證明具有良好的加工技術(shù)性能，巨大的礦石資源量和良好的加工技術(shù)性能使得對(duì)該礦床進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)建設(shè)具有重要的經(jīng)濟(jì)社會(huì)意義。本研究在充分收集區(qū)域地質(zhì)、野外調(diào)查和樣品測(cè)試分析成果的基礎(chǔ)上，對(duì)礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征進(jìn)行分析，并重點(diǎn)探究礦石主要工藝性質(zhì)，為合理開發(fā)利用區(qū)內(nèi)礦石資源提供可靠依據(jù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

廖河大理石礦在區(qū)域上位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)、淮陽(yáng)臺(tái)隆、岳西臺(tái)拱西南緣，大別山南緣構(gòu)造帶，地處大別山造山帶與揚(yáng)子板塊、郯廬斷裂帶與襄廣斷裂復(fù)合交匯處[3]。礦區(qū)大致以桐(城)—太(湖)—破(涼)斷裂(郯廬斷裂在礦區(qū)內(nèi)的出露部分)為界，分為北西和南東兩部分，西北部出露大別山造山帶核部的中深變質(zhì)巖地層，屬于南秦嶺—大別山地層區(qū)；東南側(cè)出露晚元古代至三疊紀(jì)以海相沉積為主的沉積地層和中新生代陸相沉積地層，屬于揚(yáng)子地層區(qū)，其中沿山前地帶分布有第四紀(jì)地層[4-6](圖1)。

圖1 礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)特征

1.1 地 層

圖2 礦區(qū)及周邊地區(qū)地質(zhì)特征

1.2 構(gòu) 造

礦區(qū)構(gòu)造總體較簡(jiǎn)單，褶皺構(gòu)造為隘口向斜；斷裂構(gòu)造與區(qū)域性構(gòu)造一致，主要發(fā)育NW、NE及EW向3組。區(qū)內(nèi)所見的斷層及破碎帶對(duì)礦體的連續(xù)性造成了一定程度破壞，對(duì)礦石質(zhì)量也有一定影響。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)分布有少量煌斑巖脈及花崗斑巖脈，僅少量穿插于礦層(體)內(nèi)，因規(guī)模較小，厚度均小于夾石剔除厚度，對(duì)礦層(體)的破壞作用有限。

1.4 變質(zhì)作用

變質(zhì)巖為礦區(qū)出露最廣的巖石，除圖幅北部分布的雞公額混合花崗巖體外，其余基本為變質(zhì)巖分布區(qū)。其中以區(qū)域變質(zhì)巖為主，其次為區(qū)域混合巖以及呈帶狀分布的碎裂變質(zhì)巖。礦區(qū)出露的區(qū)域變質(zhì)巖為各類片麻巖、各類片巖、白云石大理巖和大理巖，以及石英巖、淺粒巖、變粒巖、變質(zhì)錳礦、磷灰?guī)r、變質(zhì)礫巖等，主要分布于宿松群內(nèi)，部分云英片巖、片麻巖及透鏡狀大理巖分布于大別山群橋嶺組中。白云石大理巖主要分布于宿松群大新屋組上段內(nèi)，構(gòu)成了礦區(qū)飾面石材用大理石礦的賦存層位(圖2)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)礦床(體)分布嚴(yán)格受地層層位控制，本研究在礦區(qū)內(nèi)圈定了1條礦體，分為南北2個(gè)礦段，即北礦段(Ⅰ1)和南礦段(Ⅰ2)。

2.1.1 北礦段(Ⅰ1)礦體

北礦段(Ⅰ1)礦體呈層狀分布于張屋以南至上古井沖以北之間探礦權(quán)范圍內(nèi)，呈NNW向展布，礦體總體傾向E50°～120°，傾角25°～75°，多為45°～50°。礦體出露長(zhǎng)900 m，寬550～1 000 m，剖面控制長(zhǎng)800 m。礦體賦存標(biāo)高429.9～160 m，經(jīng)鉆孔證實(shí)，其延深超過(guò)標(biāo)高100 m，ZK143鉆孔控制的礦體延深標(biāo)高為14 m。礦體沿走向和傾向上延伸穩(wěn)定，總體基本連續(xù)分布。礦體主要由白云石大理巖，少量灰色條帶含方解石白云石大理巖和極少量含石英白云石大理巖組成?；疑珬l帶含方解石白云石大理巖沿走向出露于區(qū)內(nèi)20#線南至F6斷層西側(cè)夾石下部，自南向北尖滅于20#線，出露寬0～160 m，與白云石大理巖呈漸變過(guò)渡關(guān)系。其中，走向上14#～18#線區(qū)段分布有F6斷層，該斷層切錯(cuò)了礦層下部及底板圍巖，兩盤相對(duì)位移量為70～200 m，造成礦層下部及直接底板呈不連續(xù)分布。礦體內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育不均勻，地表及淺部一般延深3 m，向中深部逐漸減弱，但局部節(jié)理裂隙較發(fā)育的地段，地表露頭及淺部巖石較破碎(圖3)。

圖3 18#線剖面

2.1.2 南礦段(Ⅰ2)礦體

南礦段(Ⅰ2)礦體呈層狀分布于探礦權(quán)南側(cè)、干河沖南西部探礦權(quán)范圍內(nèi)，呈NNW向展布，礦體總體傾向E50°～120°，傾角35°～55°，多為45°～50°。礦體出露長(zhǎng)700 m，寬200～450 m，剖面控制長(zhǎng)400 m。礦體賦存標(biāo)高325～160 m，ZK61鉆孔控制延深標(biāo)高為110 m，經(jīng)鉆孔證實(shí)其延深超過(guò)標(biāo)高110 m。礦體下部夾石與礦體呈互層狀，夾石厚度大于礦體厚度，本研究未將夾石圈入礦體，上部礦體沿走向和傾向上延伸穩(wěn)定，連續(xù)分布好，主要由乳白色白云石大理巖組成。其中，4#～6#線區(qū)段分布有F7斷層，該斷層切錯(cuò)了礦層下部及底板圍巖，兩盤相對(duì)位移量約30 m，造成礦層下部及直接底板呈不連續(xù)分布。礦體內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育不均勻，地表及淺部一般延深3 m，向中深部發(fā)育逐漸減弱，巖石完整性較好。

2.2 圍巖與夾石

2.3 礦石特征

礦石由白云石大理巖、含石英白云石大理巖和含方解石白云石大理巖組成。其中，白云石大理巖所占比例較大，含石英白云石大理巖和含方解石白云石大理巖所占比例較小。

白云石大理巖礦石新鮮面為乳白—純白色，風(fēng)化面為灰白色，具有微?！?xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，厚層狀、致密塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為白云石(含量大于95%)，含少量石英(含量小于5%)及方解石，微量白云母。白云石為無(wú)色或白色，呈半自形—自形粒狀變晶，粒徑大小不等，一般為0.05～0.10 mm，相互緊密嵌接；石英呈粒狀他形變晶，無(wú)色透明，粒徑為0.05～0.50 mm，分布不均勻；方解石為無(wú)色或白色，呈半自形—自形粒狀變晶，粒徑為0.05～0.10 mm；白云母呈微細(xì)片狀(圖4)。礦石化學(xué)成分平均含量為CaO 28.73%，MgO 20.11%，SiO 23.67%，F(xiàn)e2O30.258%，Mn3O40.010%，Al2O30.455%，燒失量44.8%。

圖4 白云石大理巖標(biāo)準(zhǔn)樣(30 cm×30 cm)

含石英白云石大理巖礦石特征與白云石大理巖基本相同，僅石英含量稍高，一般為5%～8%，呈斑點(diǎn)狀及不規(guī)則條紋狀產(chǎn)出；白云石含量為90%，少量方解石，微量白云母(圖5)。礦石化學(xué)成分平均含量為CaO 28.79%，MgO 20.38%，SiO26.03%，F(xiàn)e2O30.096%，Mn3O40.011%，Al2O30.043%，燒失量35.02%。

圖5 含石英白云石大理巖標(biāo)準(zhǔn)樣(30 cm×30 cm)

含方解石白云石大理巖礦石新鮮面為灰白—青灰色，風(fēng)化面為暗灰色，具有微?！?xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，厚層狀、致密塊狀、條帶狀構(gòu)造。礦物成分主要為白云石(含量大于93%)、方解石(含量為3%～8%)，含少量石英(含量小于5%)，微量白云母。白云石為無(wú)色或白色，呈半自形—自形粒狀變晶，粒徑大小不等，一般為0.05～0.10 mm，相互緊密嵌接；方解石呈半自形—自形粒狀變晶，粒徑大小不等，一般為0.05～0.10 mm，分布不均勻；石英呈粒狀他形變晶，無(wú)色透明，粒徑為0.05～0.50 mm，分布不均勻；方解石呈細(xì)分散狀分布于礦石中，因其含量分布極不均勻，局部較多，局部較少或無(wú)，使得礦石呈現(xiàn)灰白相間的條帶；方解石為無(wú)色或白色，呈半自形—自形粒狀變晶，粒徑為0.05～0.10 mm；白云母呈微細(xì)片狀。青灰色或淺灰色條帶主要由含方解石礦物組成(圖6)。礦石化學(xué)成分平均含量為CaO 30.13%，MgO 21.14%，SiO22.23%，F(xiàn)e2O30.094%，Mn3O40.008%，Al2O30.101%，燒失量45.66%。

圖6 含方解石白云石大理巖標(biāo)準(zhǔn)樣(30 cm×30 cm)

2.4 礦床成因及找礦標(biāo)志

3 礦石物理特征及工藝性能

3.1 礦石物理特征

本研究共采集了31件礦石樣品，樣品物性參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。分析表1可知：礦石加工后光澤度、抗壓強(qiáng)度、吸水率等參數(shù)均符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[7-9]。

表1 礦石物性參數(shù)

表2 廖河大理石礦床放射性比活度

3.2 礦石荒料率

本研究按照不同類型礦石共選取了12個(gè)測(cè)點(diǎn)對(duì)礦石節(jié)理裂隙進(jìn)行測(cè)量，開展了面圖解荒料率測(cè)定。對(duì)北礦段(Ⅰ1)礦體厚層狀白云石大理巖型礦石(漢白玉)布設(shè)了5個(gè)測(cè)點(diǎn)，對(duì)厚層狀含石英白云石大理型巖礦石(漢白玉)布設(shè)了1個(gè)測(cè)點(diǎn)，對(duì)條帶狀含方解石白云石大理型巖礦石(彩云玉、青花玉)布設(shè)了4個(gè)測(cè)點(diǎn)，可知北礦段(Ⅰ1)平均理論圖解荒料率為23.57%。對(duì)南礦段(Ⅰ2)礦體厚層狀白云石大理型礦石(漢白玉)布設(shè)了2個(gè)測(cè)點(diǎn)，該礦段(Ⅰ2)平均理論圖解荒料率為23.66%。綜上分析，礦區(qū)平均理論圖解荒料率為23.59%。經(jīng)初步測(cè)量統(tǒng)計(jì)，荒料塊度為0.5～1.0 m3約占15.4%，1.0～3.0 m3約占58.3%，3.0 m3以上者約占26.3%。礦區(qū)內(nèi)以往大理石開采點(diǎn)有2處，即廖河(干河沖)和趙嶺，分別位于礦區(qū)北部及東南部。兩地?cái)嗬m(xù)生產(chǎn)達(dá)5 a以上，但生產(chǎn)規(guī)模小，累計(jì)開采荒料約5 000 m3以上，礦山試采荒料率大于21%。

3.3 礦石加工性能與出材率

(1)漢白玉。包括厚層狀白云石大理巖和厚層狀含石英白云石大理巖2種礦石自然類型。礦石顏色純凈、單一，粒度細(xì)小、均勻，硬度適中(摩氏硬度約為4)，含石英白云石大理巖硬度略高。由漢白玉加工成的飾面石材、異形材和石雕工藝品易切割、易打磨，拋光面光澤度大于90°，出板材率平均為20 m2/m3。

(2)彩云玉、青花玉。礦石自然類型為條帶狀含方解石白云石大理巖，礦石顏色呈黑白相間的條帶狀、云彩狀，礦石粒度、硬度與漢白玉相當(dāng)，也具有易切割、易打磨的特點(diǎn)[11]。其產(chǎn)品拋光面光澤度及板材率與漢白玉相當(dāng)，出板材率平均為20 m2/m3。

4 結(jié) 論

(1)礦區(qū)內(nèi)的賦存層位為宿松群大新屋組上段，礦體呈巨厚層狀，總體呈NW向分布，傾向N，礦層(體)沿走向、傾向分布較穩(wěn)定。主要巖石類型為白云石大理巖，其原巖相當(dāng)于白云巖，系化學(xué)沉積，屬淺海相或臺(tái)坪相沉積環(huán)境，后經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用而形成大理石礦床，為典型的沉積變質(zhì)型礦床，成礦活動(dòng)受地層及后期變質(zhì)作用控制。

(2)礦石礦物成分單一，分布均勻，無(wú)軟硬交錯(cuò)現(xiàn)象；礦石密度適中；吸水率低，抗風(fēng)化能力強(qiáng)；莫氏硬度較低，便于切割分離；耐磨率適中，便于打磨拋光；抗壓、抗折強(qiáng)度均可滿足飾面石材工業(yè)技術(shù)指標(biāo)要求。礦石機(jī)械加工性能較好，加工板材厚薄均勻，切邊平直。理論荒料率和精板成材率較高，荒料塊度較大，適宜用于室內(nèi)大面積裝修，屬市場(chǎng)較好的石材品種。

(3)礦床開采的荒料除制作石雕工藝品和飾面石材外，邊角廢料可作混凝土骨料、建筑鋪路石料，或加工成各種重鈣填料、涂料、天然彩砂、超細(xì)粉末等，總體上礦石開發(fā)利用前景較好。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 李永明，石 磊.安徽省宿松縣大新屋大理石礦床地質(zhì)特征[J].西部資源，2016(3)：23-24.

[2] 錢存超.大別造山帶南緣構(gòu)造帶構(gòu)造幾何學(xué)特征與形成演化[D].西安：西北大學(xué)，2006．

[3] 王雍炳，王 帥，蘇 丹，等.安徽省宿松縣廖河礦區(qū)飾面石材用大理石礦詳查地質(zhì)報(bào)告[R].安慶：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局311地質(zhì)隊(duì)，2013．

[4] 常印佛，劉湘培，吳言昌.長(zhǎng)江中下游銅鐵成礦帶[M].北京:地質(zhì)出版社，1991．

[5] 唐永成，吳言昌，儲(chǔ)國(guó)正，等.安徽沿江地區(qū)銅金多金屬礦床地質(zhì)[M].北京:地質(zhì)出版社，1998．

[6] 徐樹桐，劉貽燦，江來(lái)利，等.大別山的構(gòu)造格局和演化[M].北京：科學(xué)出版社，1994．

[7] 國(guó)家建筑材料工業(yè)局.GB/T 9966—2001 天然飾面石材試驗(yàn)方法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001．

[8] 高 媛，肖淵甫，王道永，等.四川省石鑫大理石礦床特征及礦石工藝性質(zhì)[J].礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2006，25(2)：137-142．

[9] 劉奇川.川西小金境內(nèi)大理石礦地質(zhì)特征及開發(fā)前景[J].石材，2003(12)：40-43．

[10] 國(guó)家建筑材料工業(yè)局.JC 518-93 天然石材產(chǎn)品放射防護(hù)分類控制標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993．

[11] 喬 爽.云南省老油房石灰?guī)r大理石礦礦床特征及礦石工藝特征[J].價(jià)值工程，2015，11(4)：221-224．