永吉县北大湖饰面闪长岩矿床地质特征

李忠水

（中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队，吉林 长春 130033）

吉林省永吉县北大湖饰面闪长岩矿区位于永吉县(口前镇)南东158°、直线距离22.5km，面积7.79km2。矿区为低山地貌，相对高差354m，属北寒温带大陆性季风气候。矿区交通方便，矿山开采条件优越。为了满足吉林市饰面石材工业发展对原料的需求，加大了对该饰面闪长岩矿床研究开发力度。

1 区域地质概况

矿区所处的大地构造单元为天山—兴安地槽褶皱区、吉黑褶皱系、吉林优地槽褶皱带、吉林复向斜、蛟河—桦甸褶皱束的中部。

1.1 地层与岩浆岩

区内出露的地层有下二叠统范家屯组和一拉溪组，上侏罗统苏密沟组及新生界第四系。其中下二叠统范家屯组分布于区域的西部头道沟，一拉溪组主要分布于区域的北部的官马山、大石头沟、歪头砬子、小东山和西部的三家子，上侏罗统苏密沟组主要分布于区域南部的南倒木沟、白马虎山、摩天岭和北部的永吉县城外，第四系主要分布于区域的北部兰旗屯和大春灯河及五里河两岸阶地处。

区内岩浆岩较发育，主要有燕山中期花岗岩和花岗闪长岩、晚期花岗岩和闪长岩，华力西晚期花岗岩、花岗闪长岩、橄榄岩、辉橄岩。以燕山中期花岗岩为主，主要分布于区域的中部和西南部，面积在125～130km2。燕山晚期闪长岩体北部呈北东南西向，南部呈迫于南北向分布于区域的中南部的西家五社至南倒木沟村，出露长度约3.4km，宽度在0.7～1.40km，面积约3.75km2，为本次工作的主要对象，矿体赋存于其中。

1.2 构造

区域内构造不发育，以北西向为主，为压扭性断裂。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露的地层为第四系全新统：现代冲积物，主要由卵石、砾石、砂和粘土组成。主要分布于矿区的西部山坡下部的洼地和沟谷中，厚度一般在3.5～6.0m。

2.2 岩浆岩

矿区内岩浆岩发育，主要有燕山中期花岗岩和燕山晚期闪长岩。燕山中期花岗岩主要分布于矿区西侧的边部和北部、南东部的山脊处，出露面积约3.5km2。燕山晚期闪长岩北部为北东向、南部呈近于南北向,总体呈长条状，分布于矿区中部的山坡处，由中—粗粒闪长岩和细粒闪长岩组成，出露长度约3100m，宽度在320～860m，面积约1.95km2，矿体产于其中。

在闪长岩体中沿节理裂隙见有花岗岩脉侵入，使得围岩发生蚀变，形成钾化、硅化细粒石英闪长岩。

2.3 构造

区内共揭露1条断层：根据物探高密度电阻率测深成果，在09～05勘探线之间有一性质不明断裂构造，破碎带宽度在35～40m，表现为沟谷地貌，破坏了矿体的完整性。

矿区内按其成因可划分为原生节理、构造节理和风化节理。

对地表节理裂隙进行了统计，可分为6组主要节理(见图1、图2)。第一组节理倾向235～265°，倾角一般在61～85°，走向325～355°。节理类型以剪节理为主。约占矿区节理总数的30%。常构成节理密集区，对矿体的完整性破坏最大。

第二组节理倾向16～36°，倾角62～87°，走向286～306°。节理类型以剪节理为主。约占矿区节理总数的24%。

图1 倾向玫瑰花图

图2 走向玫瑰花图

第三组节理倾向135～170°，倾角60～88°，走向45～80°。节理类型以剪节理为主。约占矿区节理总数的14%。

第四组节理倾向77～114°，倾角60～85°，走向347～24°。节理类型以剪节理为主。约占矿区节理总数的12%。

第五组节理倾向300～340°，倾角60～85°，走向30～70°。节理类型以剪节理为主。约占矿区节理总数的11%。

第六组节理倾向约150°，倾角约9°，走向60°。比较平缓。节理类型为原生层节理。约占矿区节理总数的7%。

根据地表节理统计结果，采场中的节理统计点在水平方向上，节理密度最大为0.88条/m，最小0.40条/m，一般在0.55～0.75条/m；在垂直方向上节理密度最大0.55条/m，最小0.25条/m，一般在0.42条/m。其他节理裂隙统计点在水平方向上，节理密度最大为1.52条/m，最小0.43条/m，一般在0.54～1.44条/m；在垂直方向上节理密度最大0.75条/m，最小0.25条/m，一般在0.38～0.67条/m。详见表1～表3。

表1 地表节理裂隙统计点节理密度统计

表2 钻孔节理密度统计

表3 节理密集区特征

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿体产于燕山晚期闪长岩体之中，呈北东向长条状分布矿区中部。依据工业指标的要求圈出了南、北两个矿段。两个矿段长度分别为202m和920m，宽度在186～574m，平均厚度在35.0～61.33m，总面积约0.44km2。出露标高约在450～610m，露头很少，大部分被第四系所覆盖，厚度一般为1.0～3.5m。风化层平均厚度在12.5～19.8m。矿区附近最低地平面标高约为420～430m。矿段特征详见表4。矿体(层)标高分布在540～732m。

3.2 矿石质量

根据岩矿鉴定结果，矿石自然类型单一，为灰黑色粗粒闪长岩，呈灰黑色，中粒—粗粒结构，块状构造，矿物成分主要为灰白色斜长石(70%～75%)，次为黑色角闪石和黑云母(20%～25%)，含少量的石英和正长石(5%)。对矿石共做了9件多项分析，分析结果见表5。根据矿石中K2O、CaO、Na2O、Al2O3间的分子关系，说明矿区内矿石属于正常成分类型(CaO+Na2O+K2O＞Al2O3＞Na2O+K2O)。从扎氏岩石计算结果(见表6)和扎氏图解(见图3)中可以看出：两个向量分别在两个平面内，碱性面内箭头向右倾，说明为正常成分类型；P1和P2靠下，表示暗色矿物较多；P1点向量向右，表示铁镁矿物中含钙较高；P2点的向量陡，表示碱性长石中的钠含量高。

表4 各矿段矿体特征

表6 矿石扎氏数值特征

图3 北大湖闪长岩矿石扎氏图解

矿石为黑云母闪长岩，风化面呈灰、灰白、浅黄褐色，新鲜面呈灰绿—墨绿色，中粒—中粗粒半自形柱粒结构，块状构造。矿物成分：斜长石，呈半自形板状，不规则分布为主，局部稍定向，粒径2～7mm，为中长石，质量分数78%～82%；石英，呈他形粒状，粒径0.5～2.0mm，质量分数3%～5%；黑云母，半自形—他形片状，分布较均匀，片径1～5mm，质量分数10%～12%；角闪石，呈他形粒状，一般较新鲜，是绿—黄绿色，个别见绿泥石化现象，质量分数3%～5%；普通辉石，他形粒状，呈黑—墨绿色，质量分数2%～5%；副矿物为金属矿物、磷灰石、榍石等，含量较少。

根据试采统计(50块荒料)结果，Ⅰ类(≥3m3)共5块，占10%；Ⅱ类(≥1m3)共35块，占70%；Ⅲ类(≥0.5m3)共10块，占20%。

通过两个采场、一个剖面、一个平面的面积图解荒料的素描统计和计算，得出面积图解荒料率为35%～47%，而吉林市丰谊矿业有限责任公司在2号采场进行了试采，采矿体积为396m3(12m×11m×3m)，采出Ⅰ～Ⅱ类荒料50块，累计体积86.97m3。据此计算出试采荒料率为22%。

根据石材厂加工结果，表明金沙墨绿石材的锯、磨、抛光、切的性能良好，光泽度达到80～85，板材率达到23m2/m3。

经对抗压强度、抗折强度、耐磨度、吸水率、放射性、小体重的测试结果表明，金沙墨绿石材完全符合国家对石材的质量要求。抗压强度为108.02MPa，抗折强度为24.57MPa，吸水率为0.34%，耐磨率为1.25g/cm2，小体重2.81g/cm3。放射性测量，贝勒值为零(Bg=0)，不含放射性元素，对人体健康无害。该石材矿质地坚硬致密，强度高、抗风化、耐磨蚀、耐磨损能力强。

通过金沙墨绿标准样的测试，据吉林市丰谊矿业有限责任公司厦门石材厂加工的结果，金沙墨绿石材抛光面呈墨绿色，暗色矿物黑云母、角闪石、辉石等在光两上呈黑绿色，斜长石呈灰绿色，两种颜色相同均匀分布，拼接后构成颜色纯正，色泽明快，表面光亮，花纹和谐，庄重典雅，给人一种赏心悦目、富丽堂皇的感受。装饰性能可达到中档以上品级的饰面石材。

总之从板材的颜色、花纹、光泽度等物理性能看，板材品种独特，质量属中—高档饰面花岗石材，是理想的室内、外装饰材料。

3.3 矿体围岩和夹石

围岩为细粒闪长岩和花岗岩。围岩的风化层厚度一般在25.0～33.0m。节理密集区和细粒闪长岩节理发育，大部分形成不了荒料，作为夹层剔除。

3.4 覆盖层

从钻孔和采场对矿体风化带的控制和揭露情况及物探成果看，北矿段矿体上部的风化带平均在12.7～19.8m；南部矿段矿体上部的风化带平均厚度在12.5～16.1m。

3.5 矿床成因

北大湖饰面用闪长岩矿以析离体形式赋存于燕山晚期闪长岩中，其成因为典型的岩浆矿床。

4 结语

吉林省永吉县北大湖饰面用石材矿床赋存于燕山晚期闪长岩体中。在该岩体中矿体厚大、矿床荒料体积大于380万m3，潜在价值巨大，研究和开发该饰面用闪长岩矿具有重要的经济和社会意义。