内蒙古阿拉善左旗亚干地区用于装饰石材的白云岩地质特征(二)

内蒙古阿拉善左旗亚干地区用于装饰石材的白云岩地质特征
(二)
刘薪明;刘恒
【摘要】本文以地质报告为依据,全面阐述了内蒙古阿拉善左起压干地区可用于装饰石材生产的白云岩的地质特征、储存状况以及工业化开采的经济预期.为这一地区今后开发白云岩提供了祥实而有数据的参考.
【期刊名称】《石材》
【年(卷),期】2011(000)003
【总页数】6页(P9-14)
【关键词】内蒙古;阿拉善左旗;装饰石材;大理石;白云岩
【作者】刘薪明;刘恒
【作者单位】阿拉善盟蒙华矿业有限公司,内蒙古,阿拉善左旗,010010;阿拉善盟蒙华矿业有限公司,内蒙古,阿拉善左旗,010010
【正文语种】中文
5.1 地层
矿区内出露地层主要为前长城系嘎顺陶来群（AnZcgs）和第四系（Q）。

5.1.1 前长城系嘎顺陶来群(AnZcgs)：在矿区内大面积分布，地层总体走向近东西向，可分为上下两个岩组。

5.1.1.1 下岩组（AnZcgs1）：在矿区内大面积分布，构成亚干复式背斜轴部。

由糖粒状白云石大理岩、蛇纹石化白云石大理岩、含砾砂质白云石大理岩及黑云斜长
片麻岩、黑云斜长角闪片麻岩、黑云二长变粒岩及少量片理化变质流纹岩组成。

为白云石大理岩主要矿化区。

岩层内有斜长角闪岩、纤闪石化暗色辉长岩、角闪辉长岩侵入。

多为顺层侵入、产状与层理一致，呈脉状或似层状。

白云石大理岩受辉长岩侵入影响，常形成透辉右阳起石角岩及透辉矽卡岩。

并使白云石大理岩产生不均匀的蛇纹石化形成浅黄绿色镁橄钙质白云石大理岩。

片麻岩：呈厚层状产出，层位稳定，浅灰绿色，主要可见两个种属。

黑云斜长片麻岩呈斑状鳞片花岗变晶结构，片麻状构造，常伴以条带状构造。

主要组分为斜长石、石英及黑云母、钾长石等，变斑晶由斜长石及少量角闪石、榍石组成。

角闪黑云斜长片麻岩呈疏斑状鳞片花岗变晶结构，片麻状构造。

主要组分为斜长石、角闪石及黑云母，少量石英，以不含钾长石为特征，变斑晶为斜长石，含量很少，黑云母呈片状，定向程度较高，局部呈条带状集合体。

大理岩：呈稳定的厚层状、薄层状或透镜状产出，以白云石大理岩为主且主要可见五个种属。

① 白云石大理岩呈白、灰白色，由糖粒状白云石构成，具花岗变晶结构，块状构造；白云石重结晶程度较高，岩石脱白化程度高，CaO/MgO的比值
为1.364；局部含砾石，砾石成分为硅质岩、角闪片岩等，砾径一般20～30mm，少量达50mm，含量约10%。

② 蛇纹石大理岩以含一定量的蛇纹石为特征，蛇纹石多时含量可达25%左右，与白云石大理岩呈渐变过渡关系，主要反映在蛇纹石
含量的变化上；蛇纹石常呈翠黄绿色，点缀在纯白如玉的白云石大理岩中，颜色美丽，异常悦目。

③ 方解石大理岩呈不等粒花岗变晶结构，重结晶程度高，变晶颗
粒呈缝合线状接触，主要组分为方解石，其他矿物如白云石、金云母、方柱石等总量不超过6%，岩石叠加了热力和动力变质作用，方解石常显示条带状集合体；随着白云石含量逐渐增加向钙质白云石大理岩过渡。

④ 钙质白云石大理岩呈花岗变
晶结构，以白云石为主，方解石仅占20%左右，岩石质地较纯，很少有杂质混入，CaO/MgO的比值为1.85。

⑤ 黝帘透辉岩，柱粒状花岗变晶结构，主要由透辉石
组成，近于单矿物岩，透辉石常受黝帘石化而渐变为黝帘透辉石岩。

5.1.1.2 上岩组（AnZcgs2）：分布于矿区西南侧，亚干复背斜南北南侧，其岩性
为片理化变质流纹岩、黑云斜长变粒岩、石英片岩夹少量白云石大理岩透镜体等，与下岩组为连续沉积。

变质流纹岩：呈层状、似层状产出，灰白、浅灰、浅肉红色等色调，局部风化浅褐色、褐黄色、灰红色，变余疏斑结构，常显现变余流纹构造痕迹，片理化构造发育。

主要组分由斜长石、钾长石、石英及少量黑云母组成，长英质矿物含量多在90%
左右，黑云母含量在10%以下。

变粒岩：以黑云斜长变粒岩、黑云二长变粒岩为主，层状、似层状产出，呈灰、灰绿等色调，鳞片花岗变晶结构，似片麻状构造。

主要组分为石英、斜长石、微斜长石及黑云母。

长石及石英含量约80%左右，黑云母含量在15%以下。

石英片岩：呈层状产出，浅灰、灰红色等色调，鳞片花岗变晶结构或鳞片变晶结构，片状构造。

主要成分为石英，含量在50%以上，片状矿物主要以云母为主，含量
变化较大，一般含量低于15%。

第四系（Q）：主要分布于工作区内河床及低洼处，主要由风积、洪积砂、砾及粘土组成。

5.2 构造
亚干复式背斜为矿区内最大的褶皱构造，发育于前长城系嘎顺陶来群地层中，褶皱轴部位于矿区北部，由白云石大理岩、黑云斜长片麻岩及变粒岩组成，沿轴部常见有基性岩体侵入；两翼变粒岩、变流纹岩组成，呈北西向转为近东西弧形展布，总体走向280，轴长6km。

东段受北东向断裂构造的改造走向较为北东东向，形成
总体形态为向南凸突出的弧形，宽大于10km。

褶皱形态开阔，两翼不对称。

北翼倾角20左右，南翼一般为30～60，向西倾伏，东端仰起。

在轴部和北翼有较多
的次级褶曲。

矿区内断裂构造发育，构成一个呈北东向展布、平行排列的压扭性和压性断裂组成的断裂带，由一系列北东方向展布的断裂组成，其走向一般在50～60间，倾向南东或北西，倾角30～70。

规模大小不一，大者大于11km，小者2～3km。

主要
发育于前长城系嘎顺陶来群和华力西中期二长花岗岩中，并截割、错断了晋宁期斜长角闪岩、华力西期酸性岩脉和近东西向褶皱、断裂等构造形迹。

该组断裂断裂线平直，断裂面紧闭，碎裂岩及片理化发育，显示压扭性或压性特征明显。

5.3 岩浆岩
矿区脉岩主要为辉长岩（ν22），次为细粒花岗岩闪长岩（γδ43（2））。

以北东方向分布为主，次为北西方向。

5.4 矿床地质特征
白云石大理岩矿化体位于亚干复式向斜次级背斜的南翼，主要赋存于前长城系嘎顺陶来群下岩组之上部。

矿体呈宽缓的不对称背斜构造，南翼宽阔，北翼窄短，东部向上翅起。

矿体西部走向北西西向，东部走向北东东向；矿体总体倾向南西或北东，倾角35～48，成层状产出，出露长度大于6km，宽度700～1100m，东宽西窄。

矿体按岩性特征可分为九层，矿层顶板为浅灰、浅肉红色石英片岩、灰黑色黑云斜长变粒岩，底板为灰黑、灰绿色黑云斜长片麻岩及少量变质流纹岩。

矿石以白、灰白色白云石大理岩为主，少量为蛇纹石大理岩、方解石大理岩。

矿化层位稳定，夹层较少，质量较纯，局部含杂质，风化后呈黄褐、灰红色并见硅质团块顺层面残留。

白云石大理岩化学成分含：MgO 16.24%～22.10%，一般为21%～22%；CaO 24.12%～36.68%；SiO2 2.75%；A12O3 0.14%～0.64%，FeO 0.05%～0.13%；Fe2O3 0.0～0.09%；Na2O 0.4%；P2O5 0.01%～0.07%；酸不溶物一般在
0.64%～2.79%，少量在6.01%～11.84%，个别为12.15%～19.75%。

6.1 矿层特征
首采勘探区内白云石大理岩主要赋存于前长城系嘎顺陶来群下岩组之上部，位于亚
干复式向斜次级背斜的南翼，矿体呈北西西向转北东东向向南突出的弧形展布，矿体倾向南西倾角35～48间，成层产出，控制长度为3000m，向东西两侧的工作
区中仍有延伸，出露宽度900～1100m，东宽西窄。

按岩性及构造特征由下而上
可分为六层：
矿层底板：为浅灰、浅灰绿、灰黑色黑云斜长片麻岩与黑云角闪斜长变粒岩互层少量片理化变质流纹岩，岩层中常有片理化角闪辉长岩及斜长角闪岩侵入。

第Ⅰ层：白色中薄层状糖粒状白云石大理岩，厚21.53～27.85m，岩层中常夹灰
褐色薄层片理化变质流纹岩。

第Ⅱ层：白、浅灰中厚层状白云石大理岩，近底部为砂质大理岩。

中——粗粒、
糖粒状结构，粒径2mm，中——厚层状、质纯而白。

厚124.43～135.70m。

岩
石中夹灰白色黑云二长变粒岩透镜体。

第Ⅲ层：白、灰白色间夹浅黄绿色蛇纹石化白云石大理岩。

蛇纹石化不均匀。

中薄层状，细粒花岗变晶结构。

岩石中夹灰白色黑云二长变粒岩透镜体，局部见有浅灰色片理化花岗斑岩脉及辉长岩脉侵入。

厚59.53～155.21m。

第Ⅳ层：浅灰——灰白色白云石大理岩及深灰夹灰白色硅质结核白云石大理岩，中——薄层状，细粒花岗变晶结构，片理发育，质纯，岩层中有辉长岩顺层侵入，在接触带形成透辉阳起斜长角岩及透辉石矽卡岩。

厚186.07～288.56m。

第Ⅴ层：近顶板为灰红色片状、薄层状钙质白云石大理岩夹砂质白云大理岩，下部为灰白色白云大理岩，薄层状，细粒、糖粒状结构。

局部含少量金云母硅质结核。

矿层夹浅灰色透镜状石英片岩、变粒岩，有灰白色片理化花岗斑岩侵入。

厚度41.98～206.97m。

第Ⅵ层：白、灰白色相间中厚层细粒白云石大理岩，底部含砾石。

砾石以硅质岩、角闪片岩等为主，砾径2～3cm，最大可达5cm，含量约10%。

厚度17.96～26.47m。

矿层顶板：为前长城系嘎顺陶来群上岩组浅灰、浅肉红色石英片岩、浅灰红色片理化变质流纹岩，局部夹白云石大理岩透镜体，有深灰绿色纤闪石化角闪辉长岩侵入。

6.2 矿石质量特征
6.2.1 装饰性能
6.2.1.1 颜色
白云石大理岩矿石颜色主要呈灰、灰白色及纯白色，或灰白相间的条带状。

静光面呈纯白色，部分地段颜色呈黄绿色或翠绿色。

矿石颜色沿矿层走向和倾向色调基本一致，只在风化带的局部部位颜色略有变化，呈浅灰红色。

6.2.1.2 光泽度
矿石的矿物组分主要是由白云石或方解石组成，成分均一、结构致密，多呈粒状变晶结构，少部分为不等粒状花岗变晶结构，矿物颗粒镶嵌紧密，颜色较为均匀，磨光面平整细腻，镜面物化反应效果良好，故光泽度较强。

经测定矿石光泽度最低为85.3，最高为93.5，各矿层矿石光泽度平均为85以上。

6.2.2 矿石技术加工性能
6.2.2.1 技术加工性能
白云石大理岩矿石，无论是以白云岩为主还是以方解石为主的矿层，矿石矿物组分均较为简单，化学成分基本稳定、结构致密、颗粒均匀、软硬相近。

矿石中的硬性物质——石英含量甚微，颗粒镶嵌致密。

矿石中节理裂隙均被方解石细脉充填。

岩石硬度中等，经样品加工试验，矿石易锯、易磨、易抛光。

加工后的磨光样品平整光滑，镜面物化反应效果良好，属易于加工的石材类型。

6.2.2.2 矿石机械强度
白云石大理岩矿石结构致密，节理裂隙不发育，因此矿石具有较好的机械强度。

矿石样品经测试，各矿层矿石抗压强度为1130～1300 kg/cm2，抗折强度在134～179 kg/cm2，均符合《建筑材料手册》中关于建筑饰面材料的大理石板材
机械强度要求。

与国内一些以白云岩、石灰岩为原料的大理石厂生产板材的机械强度相近，见表3。

6.2.2.3 硬度、容重（体重）
岩石硬度与岩石的矿物组分、化学成分、组构等物理性有关。

区内白云石大理岩矿矿石矿物组份比较单一，由方解石或白云石组成，化学成份稳定，矿石结构以粒状结构为主，少量为不等粒状结构，高硬度矿物（如石英等）含量极少，颗粒均匀，对矿物的硬度影响不大。

矿石矿物的莫氏硬度均在3～5等级之间，硬度在67～86之间。

区内矿石容重在2.38～2.78之间，体重在2.22～2.71之间，两者值较为相近。

6.2.3 矿石抗风化性能
白云石大理岩矿矿石矿物颗粒较为细小，镶嵌结构紧密，内部空隙小，经十三组
39件样品测试，吸水率均等于零。

按有关规定，当吸水率小于0.5%时，一般不做抗冻性测试。

因此本区大理石无吸水性能，抗风化性能是良好。

6.2.4 层理、裂隙特征和理论荒料率计算
6.2.4.1 矿层层理统计
矿层层理的统计即是沿勘探工程对矿层单层厚度进行连续观察测量，并按荒料规格的厚度要求，分成小于0.3m、0.3～1m、大于1m三个厚度变化，分别计算出每一矿层三个厚度段的百分率。

区内矿层层统计结果见表。

从表4中查以看出第Ⅴ矿层层理最为发育，第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ矿层次之，Ⅱ、Ⅵ矿层成块率最高。

据地表及工程中观察，由于矿层长期暴露地表，久经风化作用，矿层的微层理明显扩张，层理增多，而尚沟谷或陡坎及工程中，矿层出露的较低部位，由于自然风化作用较弱，矿层露头中的层理明显减少。

由此推测，矿层向深部穿过风化层后，在深部的完整性会更好。

6.2.4.2 裂隙统计
6.2.4.2.1 风化裂隙：是在外生地质作用下形成的非构造裂隙。

据工程揭露和野外
露头图上的观察，此种裂隙多聚集在矿层表层，其特征是：裂隙方向性不明显，延伸小，连续性差。

一般沿走向延伸长度小于2m，向深部切割深度1.2～1.8m就
自然消失。

可见风化裂隙影响深度一般不超过2m。

6.2.4.2.2 节理统计
节理按其性质基本分为剪节理和张节理两种。

（1）节理特征及分布规律
张节理：裂面一般呈波状弯曲，平直者少见；两臂张开，宽窄不一，一般裂面宽度0.5～1cm，个别可达5～8cm；裂面粗糙不平，呈上大下小的棱形；节理延伸短浅，尾端不规则，尖灭形式复杂，常呈树枝状一次或多次分叉，有的呈走向一致，有的是“雁行”斜裂分布；张裂面大多被方解石脉充填，而且可见完好的方解石晶体垂直节理面生长；节理产状以角度近于直立为主，一般倾角大于80。

张节理主要分布于小背斜或曲拱起的轴部，呈组群纵向形式出现，节理互不平行，排列密度不规则，在背斜轴部和断层破碎带宽度范围一般不超过3m，这可能与沿矿层走向构造应力场的局限性有关。

剪节理：也是影响矿石块度和荒料率的主要节理类型。

特征是：裂缝形态平直，裂面狭窄光滑，方位稳定、延伸较远，尾端呈平直状至尖灭，节理成群出现，相互间大致平行排列，间距不等。

节理裂缝均被方解石脉充填“胶结愈合”好，因此节理有时并不明显。

由于风化溶蚀作用，沿节理裂缝常形成宽5～10cm，深15～
20cm的不连续的溶沟。

矿区内节理均以高角度节理为主，倾角多在65～85之间，主要见有三组剪节理。

其中走向NE和NW两组比较发育，走向SN或近SN一组多在矿区中部出现。

NE向和NW向两组节理常呈X型交叉组合，为在同一应力作用下形成的共轭节
理，两组节理夹角多为60～70。

三组节理在各矿层中均有分布，但分布密度较大，发育程度较高者多位于背斜，挠曲和断层等地质构造比较发育地段。

同地随着矿层和岩性的不同，剪节理发育程度及展布规模各异。

（2）节理、裂隙率的统计
主要采用面统计方法在矿区选择具有代表性的露头及工程中进行统计结果见表5。

总统计面积1510m2，节理裂隙共计279条，平均面节理裂隙为0.18条/m2。

从影响荒料块度和规模来说，顺层裂隙及层理面为最大的影响因素，以层理面为主，一般走向为95～120，倾角35～48，它们决定着单层的厚度。

其次，为发育的走向120～140和走向45～55的两组节理，倾角较陡，一般大于于70。

6.2.4.3 荒料率的确定
（1）统计点理论荒料率
荒料率的高低不但与矿床特征有关，而且和开采方法的关系也十分密切。

统计点理论荒料率（n），按矿层分别统计计算。

计算公式为：首采勘探区内各矿层统计点理论荒料率计算结果见表6。

（2）矿层及矿床理论荒料率（N）：
计算公式为：
首采勘探区矿层及矿床理论荒料率（N）计算结果见表7。