浙江新昌雪頭嶺飾面花崗巖礦地質特征及開發利用

閆攀攀，沈徐睿，郝 立

(中國建筑材料工業地質勘查中心浙江總隊，浙江 杭州 310022)

隨著人們對居住環境要求的不斷提高，飾面石材[1]作為家裝主要材料已走進千家萬戶，并廣泛應用于大型工程建設項目、市政建設等，市場前景廣闊。雪頭嶺飾面用花崗巖礦品種以“沙溪紅”為主，是中—高檔飾面用花崗巖石材品種，市場認可度很高。礦床位于新昌縣東部，查明飾面用花崗巖資源量礦石量600 多萬m3，且周邊及深部同類型巖體范圍巨大，遠景資源儲量豐富。本文通過對該礦區地質特征、礦體特征、加工技術性能及開發利用等分析研究，以期為周邊地區尋找同類石材提供幫助。

1 區域地質背景

區域大地構造位置處于浙東南褶皺帶，麗水—寧波隆起區，新昌—定海斷隆南西端。區域內出露地層有上新統嵊縣組(N2s)、下白堊統朝川組(K1c)、下白堊統館頭組(K1gt)、上白堊統九里坪組(K1j)、上白堊統西山頭組(K1x)、上白堊統大爽組(K1d)和第四系。區域上以一組最為發育的縱斷層為主，斷層面傾向北西及南東，多屬高角度逆斷層，其對褶皺的縱向切割導致褶皺兩翼地層部分缺失，破壞了褶皺的對稱性。斷層在地貌上常為高角度陡坎。沿斷層有各種中酸性巖脈侵入，以鉀長花崗巖為主，形成時代為中生代，主要為燕山晚期第三次侵入巖[2-4]。雪頭嶺飾面用花崗巖是鉀長花崗巖體南部的一部分(圖1)。

圖1 區域地質圖

2 礦區地質特征

礦區出露巖漿巖主要為鉀長花崗巖及少量脈狀產出二長花崗巖脈?；◢弾r體是燕山晚期第三階段花崗巖漿冷凝結晶而成的，呈巖基產出。分布于全礦區，僅在礦區北東部溝谷及低凹地帶有第四系(Q)殘坡積物覆蓋。鉀長花崗巖為肉紅色，中粗?；◢徑Y構，塊狀構造。二長花崗巖脈主要分布于東南部，走向北北東，產狀280°～300°∠80°～90°。脈寬0.1 ～0.3m，巖石顏色淺棕黃色—灰白色(圖2)。

圖2 礦區地質略圖

區內具一定規模的斷層有3 條，編號分別為F1、F2、F3。F1 位于礦區北部,規模較小，呈北北西—南南東向展布，傾向220°～250°；傾角較陡在65°～78°，破碎帶寬1.5 ～4m，斷層破碎帶內肉紅色鉀長花崗巖破碎，平行裂隙發育，見片理化薄膜，沿裂隙面風化成土狀，平面斷續延伸長約365m；斷層影響范圍3 ～5m，斷層性質為壓扭性。F2 位于礦區中北部,斷層規模中等，呈北東—南西向展布，傾向300°～325°，傾角較陡，在75°～85°；斷層影響帶寬20 ～30m，帶內巖石較破碎，礦區內平面斷續延伸長約202m。受F2 斷層影響，其附近巖石較破碎，主要表現為密集的節理發育，節理最密集處可達6 ～8 條/m，節理稀疏處一般1 ～2 條/m，斷層性質為張扭性。F3 斷裂位于礦區的南部，呈北東—南西向展布，傾向300°～325°，傾角較陡，在75°～85°；斷裂影響帶寬25 ～45m，帶內巖石較破碎，綠泥石化強，平行裂隙發育，片理化發育,平面斷續延伸長約220m。斷層性質為壓扭性。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

飾面用花崗巖礦賦存于燕山晚期鉀長花崗巖(ξγ53(3))中。礦體平面形態呈不規則長條狀，北東—南西向長320 ～490m，北西—南東寬650 ～680m?？刂频V體厚度在4.50 ～129.74m，平均控制礦體厚度38.00m。根據探礦工程可知，礦體覆蓋層、風化層厚度11.5 ～40.02m，平均24.46m，整體受地形影響較大，礦體與圍巖界線(風化界線)隨地形地起伏。風化層巖石的顏色、硬度均與礦體巖性差異較大，容易區分，可作為礦山復綠、宕碴、建筑石料等進行綜合利用[5]。

3.2 節理裂隙及荒料率

3.2.1 節理裂隙發育情況

區內發育節理三組，呈北北西、北西及北東東向，節理內有石英、泥沙充填(圖3)。北北西的節理：礦區內最發育，連續性較好，延伸較長，裂面平直，具先剪后張特征，節理傾向250°～290°，傾角70°～90°；北西向節理：礦區內較發育，節理面平直、緊閉，屬壓剪性節理，延伸較長，節理傾向30°～55°，傾角25°～50°，該組節理對礦區荒料率影響也較大，常與北東東向節理形成“X”型共軛剪節理；北東東向節理：傾向155°～180°,傾角45°～65°。節理密度0.5 ～1 條/m。

圖3 礦區節理走向玫瑰花圖

3.2.2 荒料率

飾面用花崗巖按荒料規格劃分為三類，即大 料 塊 度≥(2.45×1.00×1.50)m； 中 料 塊 度≥(1.85×0.60×0.95)m；小料塊度≥(0.65×0.40×0.70)m[6]。本次在采場、宕面、試采區，分別選取長10m、高2m、寬2m 的立方體塊段，共選10 個點進行體圖解(表1)[7]，平均體圖解荒料率37.90%。

表1 體圖解荒料率統計表

在1 號采場西北側進行試采工作，試采平臺長10m、寬6m、高2m，取得大料5.68m3、中料7.90m3、小料9.48m3，合計23.06m3。試采荒料率19.22%，試采區圖解荒料率39.32%,經計算，礦石荒料率校正系數(Kh)為0.49。求得理論荒料率18.57%，符合DZ/T 0291-2015《飾面石材礦產勘查地質規范》[6]中一般工業要求中檔飾面石材荒料率不小于18%的技術要求。

3.3 礦石特征

3.3.1 礦物組成

礦石巖性為鉀長花崗巖，肉紅色，中—粗?；◢徑Y構，塊狀構造。由鉀長石(呈肉紅色)、石英(無色透明)及少量暗色礦物組成，礦物顆粒較粗大。鏡下觀察巖石具半自形細中粗粒結構、塊狀構造(斑雜構造)，主要礦石成分為鉀長石50%、石英35%、斜長石10%；黑云母5%，少量副礦物鐵質等。礦物顆粒以中粗粒為主，大多2.00 ～4.50mm，少量0.45 ～1.80mm(圖4)。

圖4 花崗巖鏡下照片(4 倍鏡(+))

3.3.2 化學成分

根據礦石化學樣品多元素分析，化學成分為：SiO274.69% ～77.79%， 平 均76.09%；Al2O311.63% ～14.41%， 平 均12.41%；Fe2O30.65% ～1.57%，平均1.04%；TiO20.15%～0.23%，平均0.19%；CaO 0.60% ～1.49%， 平 均0.99%；MgO 0.10% ～0.29%，平均0.15%；K2O 4.82%～5.31%，平均5.12%；Na2O 3.01%～3.88%，平均3.52%；燒失量0.32%～1.20%，平均0.61%。巖石屬鈣堿性過鋁巖石，具有較強的耐酸性能[8]。

3.3.3 礦石的物理性能及放射性

在礦體的不同部位采集具有代表性的物理性能試驗樣，測試結果見表2。各項物理性能指標滿足飾面石材物理性能技術指標要求。

表2 礦石物理性能測試結果統計表

在礦區內共采集12 件樣品進行放射性檢測，樣品試驗放射性內照射指數IRa平均為0.33，外照射指數Iγ平均為1.15，具體測試結果見表3，符合DZ/T 0291-2015《飾面石材礦產地質勘查規范》[6]中A 類裝飾裝修材料要求，產銷與使用范圍不受限制[9]。

表3 礦石放射性測試結果統計表

3.4 礦石品種及其特征

礦石顏色呈肉紅色，色調平和、純正，花紋自然，經加工打磨拋光后,光潔如鏡，形成色澤深淺不同的美麗斑點狀花紋?；y的特點是晶粒中等，分布基本均勻，并分布著繁星般的黑云母亮點與閃閃發亮的石英晶體，可產生較強烈的立體感。根據該類型礦石的產地，商品名定為“沙溪紅”(圖5)。

圖5 “沙溪紅”(a 標準樣 b 基本樣)

礦石中局部出現有色線，主要分布于東南部4 號勘探線附近，走向北北東，產狀：280°～300°∠80°～90°，顏色淺棕黃色—灰白色，具粒狀結構(花崗結構)。色線主要沿著斑晶的排列方向分布，長一般1 ～8cm，寬0.2 ～0.9cm，主要分布于東南部4 號勘探線附近，對局部礦石質量影響較大。

3.5 礦石加工技術性能

礦山開采荒料一般采用機械切割、風鉆鑿眼、人工分離等工藝[10],經框架式鋸石機、雙向切機、多片薄板切割機等機械切割成不同規格的板材，再經研磨拋光、磨邊倒角等工藝形成最終產品[11]。

為了解礦石的加工技術性能，對荒料的鋸、切、磨、拋等石材加工工藝進行測試，測試項目主要包括：鋸切性、磨拋性、光澤度及板材率。礦石各項指標符合飾面石材規定的質量要求。

表4 礦石加工技術性能指標

4 開發利用前景

研究區共求得石材礦石量600 多萬m3，且區域上礦體賦存的巖體出露面積大，飾面石材礦石資源儲量的潛力巨大。目前周邊地區僅有一處探礦權，區域內整體探礦程度較低，資源利用情況較差，且飾面花崗巖礦山開采工藝相對簡單，“沙溪紅” 礦石質量穩定，加工技術性能優良，板材顏色、花紋、光澤度等裝飾效果好，市場應用前景廣闊。

我國現有飾面用花崗巖礦山主要集中于華東、中南和西北地區[13]，新昌乃至浙江花崗石石材礦山資源相對較少，本礦山開采將極大地緩解浙江地區紅色系列飾面用花崗石資源緊缺的局面；本礦山預計開采服務年限20 年，經可行性分析，達產后年利潤達2000 萬元。礦山開采及板材加工鏈條的完善對于帶動地方經濟、有效地解決當地勞動力就業，增加地方稅收起到重要的作用。

根據目前綠色礦山建設的要求，對礦山開采的固廢應充分利用，以減少對環境的壓力。

(1)殘坡積層作為礦石生產建設復綠用。強風化鉀長花崗巖作為宕碴來進行綜合利用。

(2)根據對中風化鉀長花崗巖及開采飾面石材殘留的微風化鉀長花崗巖石材邊角料(約5188km3)所采樣品分別進行各類試驗，確定中風化鉀長花崗巖的各項指標。參考《浙江省普通建筑石料礦產地質勘查技術要求》的一般工業指標，中風化鉀長花崗巖的堅固性、巖石抗壓強度、碎石壓碎指標、硫化物和硫酸鹽等指標均能滿足石料的最低要求(表5)，可作為普通建筑石料使用[12]。

表5 中風化鉀長花崗巖測試結果一覽表

5 結論

雪頭嶺飾面用花崗巖礦品種以“沙溪紅”為主，賦存于燕山晚期鉀長花崗巖中，呈巖基形態產出。礦石以肉紅色為主、色差小，花色均勻、穩定、花紋自然，色調平和、純正，色線基本不發育；礦石各項物理性能滿足飾面石材地質勘查規范要求；加工技術性能優良；“ 沙溪紅” 屬中— 高檔石材品種。

區域上礦體賦存的鉀長花崗巖巖體出露面積大，飾面石材礦石資源儲量的潛力巨大，礦山的開發利用將極大地緩解該地區紅色系列飾面用花崗石資源緊缺的局面；礦山開采的剝離物、石材加工產生的邊角料等固廢可用做建筑石料綜合利用；“沙溪紅”品質優良、消費量大、價格高，礦山開發前景廣闊。