福建省明溪奋发矿区花岗岩矿地质特征及开采前景
徐萌萌
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徐萌萌,. 福建省明溪奋发矿区花岗岩矿地质特征及开采前景[J]. 冶金技术,2022.8. DOI:10.12721/ccn.2022.157074.
摘要:
明溪县奋发矿区花岗岩矿位于福建西北部,本文从矿区地质,矿体地质,矿石特征等方面阐述了地质特征,并分析其开采前景。
关键词: 明溪矿区花岗岩矿地质特征开采前景
DOI:10.12721/ccn.2022.157074
基金资助:

1矿区地质

矿区内地层仅见第四系(Q)残坡积层,少量分布于山脊、山坡、沟谷,主要为土黄色、土褐色砂质粘土、含砂砾粘土及腐殖土,厚度一般0.2-3.75m,平均厚度1.28m。

矿区位于明溪—上杭推覆构造带(I)的北部。区内未见有大的断裂构造出露,本次钻孔揭露亦未见大的断裂构造,节理裂隙不发育。局部节理裂隙较发育,主要出露于老采场(CK1)及溪沟基岩处,主要见有北东向、北西向和近水平三组节理裂隙,其中以北东向裂隙为主,局部裂隙面可见有挤压擦痕,产状分别为:322°∠86°、238°∠61°,北东向裂隙延伸长15-25m不等,最长达30m以上,裂隙间距5-10m。北西向裂隙延伸长10-20m不等,最长达25m以上,裂隙间距2-5m。近水平裂隙延伸长10-15m不等,裂隙间距10-20m。

矿区岩浆活动强烈,大部分为晚侏罗世(似斑状)中粗粒正长花岗岩(ξγJ3),该岩体为花岗岩矿的赋存岩体,岩体地表裂隙发育,往深部裂隙明显减少,从地表到深部可划分为强风化带、弱风化带、新鲜基岩带三个带,

2矿体地质

2.1矿体特征

Ⅰ号矿体为未风化的(似斑状)中粗粒正长花岗岩,呈岩株状产出,北东向长约750m,北西向宽约350m,矿体岩性单一,连续性和完整性好,赋存标高为+635m~+500m,相对最大高差约135m。矿体顶板岩性为弱风化的花岗岩,底板岩性为新鲜的花岗岩。

2.2覆盖层特征

根据覆盖层及岩石的风化程度,自上而下分为残坡积、强风化、弱风化和新鲜基岩四层。

残坡积层:分布于山坡表面,南部及东部浮土覆盖较多,岩性主要为残坡积砂质粘性土夹碎石等,平面上呈不连续,分布不均匀,局部沟谷缺失,厚度一般小于2米,山脊处局部厚达2~3.75米,平均厚度为1.28米。

强风化层:主要分布在矿区山坡表层,根据地表调查、钻孔揭露资料,发育深度0~6.15米,目前最大深度为山脊处钻孔揭露达22.65米,平均厚度为3.38米,岩石风化强烈,呈土状,长石已风化为高岭土等粘土矿物。

弱风化层:底界埋深0~9.20米,目前最大深度为山脊处钻孔揭露25.03米,平均厚度为1.49米,主要岩性为浅肉红色(似斑状)中粗粒正长花岗岩。岩石较破碎,呈碎块状,半坚硬,风化裂隙发育。

本次工作将残坡积层、强风化带及弱风化带作为应剥离的风化层,剥离层平均厚度为6.15米。新鲜基岩较坚硬-坚硬(见图1),可作为建筑用碎石、机制砂利用,视为矿体。

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图1(似斑状)中粗粒正长花岗岩

3矿石特征

3.1矿石结构构造及矿物成分

矿石矿物成分由石英(32%)、钾长石(微斜长石)(57%)、斜长石(8%)、黑云母(3%)组成,各矿物分布均匀,无序排列。矿物粒径大部分在2-8mm之间,少部分(15%)钾长石矿物粒径在10-15mm之间,呈似斑晶。具中粗粒花岗结构、似斑状结构(见图2)。

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图2正交偏光镜下中粗粒花岗结构

石英:它形晶,等轴粒状或不规则状外形。受弱动力作用影响,石英矿物强波状消光或产生破碎(细粒化)。

钾长石(微斜长石):钾长石似斑状呈半自形晶,宽板状、板状。基质钾长石呈它形晶,不规则状外形。钾长石矿物具卡氏双晶、格子状双晶(发育),负突起,无泥化。似斑状钾长石晶体中包裹有斜长石、石英、黑云母矿物。受弱动力作用影响,钾长石矿物有裂缝。

斜长石:半自形晶,宽板状、板状,颗粒边缘被稍晚结晶矿物熔蚀。斜长石矿物具聚片双晶、卡钠复合双晶,被少量绢云母矿物交代。

黑云母:半自形晶,鳞片状,颗粒边缘被稍晚结晶矿物熔蚀。受弱动力作用

影响,部分黑云母矿物产生破碎。黑云母矿物已被绿泥石矿物交代。

3.2矿石化学成分及物理性能

根据化学全分析,正长花岗岩化学成分:SiO2 73.66%,CaO 1.35%,MgO 0.45%,Al2O3 12.28%,Fe2O3 0.83%,FeO 1.29%,Na2O 2.58%,K2O 5.13%,S 0.014%,TiO2 0.30%,P2O5 0.097%,MnO 0.040%,烧失量 1.92%。

矿区内矿石吸水率为0.80%,岩石表观密度为2.65t/m3。

在钻孔ZK01中采集岩矿石力学性能测试样进行测试(见表1),显示新鲜花岗岩平均抗压强度为100.6Mpa,大于80Mpa。

微信图片_20250313153003.png3.3矿石的放射性特征

在ZK01钻孔的深部采集了一件矿石样品(中粗粒正长花岗岩),送至福建省产品质量检验研究院进行放射性核素监测。经监测,放射性核素活度浓度测量结果C(Bq/kg)为:226Ra 139.63,232Th 146.49,40K 1175.32,其放射性的内、外照射指数分别为:IRa=0.7,Ir=1.2。根据中华人民共和国国家标准《建筑材料放射性核素限量》(GB6566-2010)中建筑主体材料的要求,矿石加工产品仅适用于空心率大于25%的建筑主体材料与装饰装修材料。

4.开采前景

本区矿体具有整体性和质量稳定性好等特点,其运输条件良好,且水电力充足,其外部建设条件良好。矿区水工环境地质条件简单,机制砂生产设备相对价格较贵,设备破碎、加工均为半智能机械化,除了水电及场地,无其他要求。

经资源储量估算,区内矿石资源量(333):537.72万立方米,采矿回收率为95%,损失率为5%,其剥采比较小,为0.14∶1。

当前明溪县现有三个采石场采矿证即将到期,将导致石料供应不足,计划合理地利用石料资源的前景较好。本矿区建筑用花岗岩矿将供应明溪县工业与民用建筑等基础设施建设,莆炎高速,兴泉铁路明溪段等重点项目和城乡居民建筑石料需求都得到保障。

5.结论

本矿区花岗岩可用作建筑用石料,主要矿物为:石英、钾长石、斜长石、黑云母。具中粗粒花岗结构,块状构造。本矿区估算的矿石资源量333为537.72万立方米,剥采比小。其开采和运输条件良好,前景广阔,能够很好的满足当地的工业和民用等基础建设。

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