甘肃省瓜州县玉石山饰面石材大理岩矿荒料率计算方法浅析

2016-11-28 03:30刘宗鹏

甘肃科技 2016年16期

关键词：大理岩饰面节理

刘宗鹏

（甘肃省地质矿产开发局水文地质工程地质勘察院，甘肃张掖 734000）

甘肃省瓜州县玉石山饰面石材大理岩矿荒料率计算方法浅析

刘宗鹏

（甘肃省地质矿产开发局水文地质工程地质勘察院，甘肃张掖 734000）

荒料率是评价饰面大理岩矿的一个重要指标,影响荒料率大小的因素是多方面，主要取决于大理岩的破碎程度。目前地质工作中计算理论成荒料率指标与开采实践中的成荒料率指标相差非常悬殊,而实际荒料率的获得比较耗时费力。因此，就就如何使理论荒料率比较真实地反映矿体的实际情况显得尤为重要。以瓜州县玉石山饰面用大理岩矿为例，在理论荒料率的计算过程中，就如何使理论荒料率更能接近实际荒料率并指导生产做浅要分析。

饰面大理岩矿；荒料率；玉石山

饰面石材是可以用来加工成用做建筑物的内外墙，地面，柱面，台面等的石材。从取材上分为人造石饰面石材，天然饰面石材。一般的是指天然石材饰面石材。天然大理石饰面石材主要为花岗石和大理石两大类。瓜州县玉石山大理岩资源丰富，节理裂隙影响程度小，开采技术条件好，且位于山区，劳动力充足，是大理岩开采的理想矿山。

随着我国社会经济的快速发展，设施基础建设和房地产业对饰面用大理岩需求量不断增加，目前市场上饰面用大理岩石材供不应求，有利于该区饰面用大理岩资源的开发。因此，对勘查区矿体的经济技术评价俞显重要，而评价饰面材料矿是否具有工业价值，荒料率是一个极为重要的指标。它分为实际荒料率和理论荒料率两种。实际荒料率能够反映矿体的实际情况，对矿山评价准确性高，但是这一资料获取费用大、工期长，不适合当前建材地质工作的快速发展。而理论荒料率是在节理、裂隙素描图上布裁理论荒料后计算得出的。

作者2016年参与完成了瓜州县玉石山饰面用大理岩勘查工作，文章是以地质普查报告为基础，力图阐明玉石山大理岩矿的地质特征及荒料率计算过程，希望能够对其他矿山生产开发有所帮助和促进。

1 成矿地质背景

1.1 地层

区域内出露地层主要为青白口系大豁落山组(Qbd)，其次为寒武系西双鹰山组(∈x)和志留系公婆泉群(SG)。

青白口系(Qbd)：青白系大豁落山组主要分布于玉石山断裂南侧，呈东西向展布，岩性主要为碎屑岩、白云质大理岩、变质砂岩及石英岩。是本普查区的主要赋矿地层。

寒武系(∈x)：寒武系西双鹰山组大面积分布于图区南部。主要岩性为灰黑色硅质板岩夹砂质板岩。该地层与青白口系为断层接触，已经被石炭系二长花岗岩侵入分割为大小不等的几块。

志留系(SG)：志留系公婆泉群大面积分布于图区中部地区。主要岩性上部为灰绿色长石石英砂岩、钙质粉砂岩夹灰岩团块，下部为绿色中基性晶屑凝灰岩、安山质岩屑凝灰岩及杏仁状辉石安山玢岩。与下伏青白口系大理岩为断层接触。

1.2 构造

矿区玉石山断裂构成矿区构造骨架，以次断裂为界，北部出露志留系公婆泉组，南部为青白系大豁落山组。

1.2.1 断裂构造

1）玉石山断裂：位于矿区北侧，东西走向，长25km，倾向南，倾角60°～80°，向西延伸至沙泉子幅，向东被第四系覆盖。断裂破碎带宽20～30m，属大角度逆断层。

2）玉石山南断裂：位于矿区南部，走向北东东向，断层北出露青白口系白云质大理岩等，断层南出露寒武系互层的硅质板岩与灰岩，断距不详，为一性

质不明断裂。

1.2.2 褶皱构造

区内褶皱构造不发育，青白系大豁落山组(Qbd)和志留系公婆泉组(SG)均为向南倾斜的单斜构造。但在断裂两侧地层由于受两条断裂的挤压和水平扭动，局部可见叠瓦式褶曲。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩较发育，主要为加里东期超基性岩及海西期基性和酸性岩。

奥陶纪超基性岩（∑O）呈残丘状零星状分布于图区中部，岩性主要为强蛇纹石化辉橄岩、橄榄角闪金云母辉石岩、角闪辉石岩、辉石岩、斜长橄榄辉石岩，岩石呈细粒半自行结构，包含嵌晶结构。

泥盆系辉长岩（υD），具中粒辉长结构，岩石中斜长石40%，辉石50%，还有部分透闪石、阳起石。

石炭系二长花岗岩（ηγCc），呈残丘状分布于图区中部，岩石为中细粒花岗结构，块状构造，矿物成分主要为斜长石20%～30%，微斜长石30%～44%，石英30%～35%，黑云母3%～5%，白云母1%～3%。侵入于青白口系与寒武系地层中。

2 矿体特征

矿体产于青白口系(Qbd)地层中，通过1∶5000地质测量，矿区内赋存一条矿体，编号为KT01。矿体东西长约800m，矿体厚30～35m，倾向195°～200°，倾角70°～75°。矿体顶底板围岩都为石英白云石大理岩，矿体块度较好，节理裂隙少，矿石基本为白色，颜色纯正均一，色斑、色线不发育。

3 矿石质量

3.1 矿石矿物成分

岩石颜色为白色、灰白色（如图1所示），主要由白云石组成，其中白云石含量约75%，石英含量约20%，经薄片镜下鉴定显示，矿石主要造岩矿物粒径为0.45～0.03mm，岩石具微细粒粒状变晶结构（如图1所示），块状构造。白云石：在显微镜下呈无色细小粒状，粒度0.25～0.03mm，闪。石英：晶体为不规则粒状，无色洁净，其粒度0.45～0.03mm，晶体间多呈齿状接触。

3.2 矿石品种

玉石山大理石的光泽度为90°，抛光性良好，白度为82.06～91.56，平均87.35，白度较高；测试放射性核素量内、外照射指数检测结果都为0，不含有害物质。大理岩石材矿经切面、抛光后，色泽纯正，感观好，质地均匀，为优良的饰面用大理岩。

图1 块状构造

图2 细粒变晶结构

3.3 矿石的化学成分及物理性能

（2）坡口开制 600MPa和800MPa级别优先采用坡口机、铣边机加工，当采用热切割方法须将割口表面淬硬层、过热组织等用砂轮磨掉，磨削层厚≥1mm。

矿石的主要化学成分平均值为SiO235.80%，Al2O30.03% ，CaO19.47，MgO12.89% ，Fe2O30.36% ，FeO0.01%，K2O0.01%，Na2O0.53%，烧失量28.12%。其化学分析组分见表1。

矿石物理性能测试如下：大理岩硬度（HM）为4，矿石平均体重为2.8g/cm3，吸水率0.1%，抗压强度（干燥）167MPa，抗折强度（干燥）31MPa，光泽度为90%，耐磨率24.97g/cm2；矿石物理性能较好，适合做室内、室外装饰。

矿石放射性：经测定矿石内、外照射指数都为0，根据《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）的要求本矿石同时满足外照射指数Ⅰr≤1.3和内照射指数ⅠRa≤1.0的要求，为A类装饰材料，其产销及使用范围不受限制。

表1 矿石化学分析结果

3.4 矿石质量的影响因素

1）色斑色线：该矿山矿石不含暗色矿物，色斑、色线不发育。

2）节理裂隙：矿体中节理裂隙不发育，仅局部节理较发育，但节理裂隙稀疏，根据地表工作统计，节理密集区节理线密度一般为2～8条/米，个别达10条/米，矿体其他区域节理线密度一般0.5～1条/2米。节理往往形成“X”型节理，节理性质属压性节理，张性节理及剪性节理少见。节理面平直、光滑，走向延伸较远，部分被硅、泥质物所充填。

4 理论荒料率统计

饰面用大理岩荒料是指具有一定块度的直角六面体。依据规范要求荒料的边长不小于100×50× 40（cm）。目前市场上对饰面石材的荒料块度的需求是越大越好，其潜在的经济价值越大。荒料率的理论计算是依据岩石裂隙素描图,考虑裂隙的分布情况,即裂隙产状及分布规律,按工业指标已定的荒料规格要求,结合矿山拟采用的采矿要素,在素描图上布置切裁理想的荒料,然后计算出理想荒料总面积与素描总面积之百分比,即为理论荒料率。一般要求中档饰面石材荒料率不小于18%，在其他技术经济条件相近的情况下，对于高档饰面石材矿的荒料率要求可适当降低，对一般档次饰面石材荒料率要求可适当提高。荒料率分为实际荒料率和理论荒料率，实际荒料率能反应矿山的实际情况，对矿山的评价较为准确，但这一资料的获得费用大工期长，相比理论荒料率是在节理、裂隙素描图上布裁荒料厚计算出来的，方法简单用时短。

4.1 节理、裂隙素描点的选择和布置

矿区内节理、裂隙的发育情况，是通过对区内布设素描点，并对各素描点内节理、裂隙调查素描统计得出的。因此素描点的选择必须要有代表性、特征性。

玉石山饰面用大理岩矿区节理、裂隙素描点是在进行1∶5000地形地质测量和实测1:2000地质剖面了解矿区构造发育情况的基础上，选取了10处自然露头好，具有代表性的地段。对节理、裂隙的产状、形态、数量进行详细测量并素描，素描点的面积均为6m×8m，比例尺采用1:100。

4.2 理论荒料率的计算

实际荒料是从矿体上开采出来的具有规划形状的六面体长、宽、高中的两个要素，若是理论荒料率计算过程中，在素描图上不考虑节理、裂隙的产状，而是最大限度地布裁荒料（以荒料的长、宽、高中任两个要素布裁），使理论荒料率远远高于实际荒料率，失去了指导生产的意义。因此在实际利用计算荒料率时，依据节理、裂隙产状及分布情况，裂隙面与素描面的空间关系，在玉石山饰面用大理岩矿区依据企业资料开采荒料厚度为2m，将节理、裂隙及其投影绘制到素描图上，然后以荒料长、宽、高三要素对矿体进行布裁，解算其理论荒料率。本文从野外调查的10处节理、裂隙素描点选取其中2处（HL1和HL2）来说明图解法求解荒料率计算过程：

根据中华人民共和国地质矿产行业标准《饰面石材矿产地质勘查规范(DZ/T0291-2015)的要求，将本矿床荒料块度的规格划分为三类，见表2。