山東某礦床地質(zhì)特征及其開(kāi)發(fā)探討

沈新程

（泰安金實(shí)石業(yè)有限公司，山東 泰安 271400）

隨著改革開(kāi)放的深入發(fā)展，人民物質(zhì)文化生活的不斷提高，花崗巖石材已普遍成為中國(guó)百姓住宅裝修不可或缺的建筑材料，它的實(shí)用性、美觀性與鑒賞性已被廣大人民群眾所認(rèn)可。很自然，對(duì)其量的需求和質(zhì)的要求也就順理成章了。為了滿足廣大用戶(hù)的要求，本文在對(duì)各大礦區(qū)的開(kāi)發(fā)利用情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，以某礦區(qū)為例對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)特征及其開(kāi)發(fā)進(jìn)行一般性的探討。

1 礦床地質(zhì)特征

礦床的地質(zhì)屬性特征，一般含：地層、構(gòu)造、巖漿巖、礦體、礦石結(jié)構(gòu)、礦石化學(xué)成分、礦石物理性能、礦體中色斑色線等構(gòu)成要素。本文以某礦區(qū)地質(zhì)為例，具體可概括如下。

1.1 地質(zhì)特征

地質(zhì)特征一般包括三個(gè)方面：一是地層。該礦區(qū)范圍內(nèi)地表出露的有：侏羅系中統(tǒng)漳平組，巖性為灰色、細(xì)砂巖、粉砂巖、硅質(zhì)膠結(jié)、泥頁(yè)巖，細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)造為塊狀，成分為長(zhǎng)石、石英，另在較大范圍內(nèi)呈現(xiàn)第四系殘坡積層，巖性為砂質(zhì)粘性，由黑云母花崗巖和鉀長(zhǎng)花崗巖殘坡積而成，顏色為棕色、土黃色等；二是構(gòu)造。在該礦區(qū)范圍內(nèi)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的破壞性斷裂構(gòu)造，僅在幾處花崗巖中發(fā)現(xiàn)有發(fā)育性的節(jié)理裂隙，裂隙方向主要呈西北向、西南向、南北向、東南向四組，節(jié)理密度一般1條/m～2條/m,局部可達(dá)2條/m～3條/m；三是巖漿巖。從外露于地表的花崗巖巖基可判斷，該礦區(qū)遠(yuǎn)古時(shí)期曾巖漿作用頻繁，巖礦體的分布主要在礦區(qū)的中部、南部和東部，主要礦物資源有鉀長(zhǎng)石、石英、斜長(zhǎng)石,和黑云母等[1]。

1.2 礦體特征

某礦區(qū)有礦體5個(gè)，編號(hào)分別為KT01、KT02、KT03、KT04、KT05。為便于分析，現(xiàn)以KT03為例，將其礦體情況介紹如下。該礦體長(zhǎng)925m，寬115m～253m，平均寬度184m，最大厚度190m。礦體頂部為花崗巖風(fēng)化層，礦體埋藏于地表8m以下，礦體分布連續(xù)，完整，礦體內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育較好，節(jié)理面平直[2]。

1.3 礦石特征

（1）礦石構(gòu)造。該礦區(qū)礦石外露于地表面的主要是黑云母花崗巖，顏色呈灰白色，結(jié)構(gòu)呈斑狀；基質(zhì)為細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)和顯微文象結(jié)構(gòu)，并呈塊狀構(gòu)造[3]。該礦區(qū)主要礦物成分構(gòu)成有：石英、鉀長(zhǎng)石、黑云母、斜長(zhǎng)石，分別占該礦區(qū)礦物總量的：25%～30%、20%～25%、10%、30%～35%。除此外，該礦區(qū)還有次要礦物構(gòu)成，主要要有：角閃石、透輝石、榍石、微量鋯石等。主要礦物中石英粒徑為0.5ram～2ram、鉀長(zhǎng)石粒徑為2ram～5ram、黑云母粒徑為5ram～10ram、斜長(zhǎng)石粒徑為3ram～6ram。

（2）礦石化學(xué)成分。從該礦區(qū)隨機(jī)取出12件礦石化學(xué)樣品，經(jīng)多元素分析，結(jié)果顯示化學(xué)成分(%)如下：①SiO：73．97～76．94，②Al2O3：8．15～ 14．5，③Fe203：0．69～ 1．23，④FeO：0．56～ 1．00，⑤CaO：0．95～ 2．21，⑥M9O：0．15～ 0．83，⑦K2O：3．40～ 6．01， ⑧Na2O：3．45～ 5．63， ⑨SO3：0．19～ 0．52，⑩TiO2：0．081～0．15，MnO：0．041～0．072，P2O5：0．018～0．043。從上述化學(xué)分析結(jié)果得知，該礦區(qū)巖石化學(xué)成分以SiO2、A12O3為主，K2O、Na20次之。各種礦石的化學(xué)成分含量接近且穩(wěn)定，屬正常系列一SiO，過(guò)飽和巖石[4]。

（3）礦石物理性能。為了進(jìn)一步探測(cè)該區(qū)的主要礦物資源的物理性能[5]，我們以黑云母為標(biāo)本，進(jìn)行物理性能的主要指標(biāo)檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 某礦區(qū)礦石物理~力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果

以上各項(xiàng)力學(xué)性能檢測(cè)指標(biāo)符合我國(guó)JC79-92飾面石材驗(yàn)收規(guī)范：抗壓強(qiáng)度≥100MPa，抗折強(qiáng)度≥8MPa，吸水率≤0．60%，密度≥2．569／cm3的要求。

2 礦床的開(kāi)發(fā)價(jià)值分析

一個(gè)礦床的礦石是否具有開(kāi)采價(jià)值，必須要在科學(xué)探測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真的評(píng)估和科學(xué)的認(rèn)證后，才能決定是否可以開(kāi)采。而評(píng)估認(rèn)證的依據(jù)就是要用事實(shí)說(shuō)話，這個(gè)事實(shí)就是荒料率[6]。所謂荒料率就是指該礦開(kāi)采所剩的荒料體積與該礦開(kāi)采的總體積的百分比。對(duì)中檔飾面用花崗巖而言，一般要求的荒料率不低于20%,對(duì)高檔飾面用花崗巖的荒料率而言，在其它經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件相近的情況下，要求可以相應(yīng)降低。影響花崗巖石材荒料率的原因有很多，其中最關(guān)鍵、最主要的原因是裂隙、節(jié)理的發(fā)育程度及其展布方向?；牧下实挠?jì)算方法有兩種：一是實(shí)際荒料率計(jì)算，二是理論荒料率計(jì)算。實(shí)際荒料率能準(zhǔn)確地反應(yīng)礦體的實(shí)際情況，但是，在當(dāng)前市場(chǎng)急需石材的背景下，采取這種工期長(zhǎng),費(fèi)用高的方法顯然就不適合。而理論荒料率雖然在準(zhǔn)確率方面較差于實(shí)際荒料率[7]，但是大量的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)證明，只要對(duì)礦藏勘測(cè)準(zhǔn)確，資料齊全，準(zhǔn)備工作到位，在節(jié)理、裂隙素描圖上布裁理論荒料認(rèn)真、準(zhǔn)確。理論荒料率還是能真實(shí)地反映礦體的實(shí)際情況的。

2.1 對(duì)節(jié)理、裂隙素描點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的選擇和布置

理論荒料率的計(jì)算必須依賴(lài)于對(duì)節(jié)理、裂隙素描點(diǎn)的科學(xué)選擇和布置[8]。所謂節(jié)理裂隙就是對(duì)礦體通過(guò)設(shè)置若干個(gè)素描點(diǎn)，然后在此基礎(chǔ)上再對(duì)各個(gè)點(diǎn)位的發(fā)育狀況和荒料率進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，最后得出該礦體的節(jié)理、裂隙與荒料率。由此可見(jiàn)，對(duì)素描點(diǎn)的選擇必須要做到科學(xué)合理，否則將會(huì)影響理論荒料率的計(jì)算。要選擇好素描點(diǎn)就要做到：①對(duì)礦體的產(chǎn)出狀況和礦體的礦石主構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查；②素描點(diǎn)的選擇要有代表性，具有一般性的特征；③素描面的空間走向分別為：一是垂面平行礦體，二是垂面垂直礦體，三是呈水平面；④素描圖應(yīng)以1：50～1：100的比例素描為宜。

2.2 理論荒料率的計(jì)算

實(shí)際荒料實(shí)際就是從礦體中開(kāi)采出來(lái)的具有立體狀的六面形礦物。如果在素描圖時(shí)不考慮節(jié)理、裂隙的產(chǎn)狀，而是以荒料六面體中長(zhǎng)、寬、高的任意兩個(gè)要素進(jìn)行布栽（如圖1所示），必然會(huì)對(duì)荒料礦體的節(jié)理、裂隙產(chǎn)出的實(shí)際情況有所影響，使其荒料的立體形態(tài)發(fā)生改變，最終會(huì)影響荒料率的計(jì)算結(jié)果和對(duì)礦床開(kāi)采價(jià)值的正確評(píng)估。

采用理論荒料率的計(jì)算方法，可以避免以上問(wèn)題的出現(xiàn)，其方法是：依據(jù)節(jié)理、裂隙產(chǎn)狀及其分布狀況，并結(jié)合市場(chǎng)需求和開(kāi)采方法，確定荒料的規(guī)格與種類(lèi)，按照荒料三要素（長(zhǎng)、寬、高）的要求對(duì)礦體進(jìn)行布栽。其具體計(jì)算方法與步驟是：

（1）繪制礦物開(kāi)采線。按開(kāi)采區(qū)域在素描圖上繪制水平據(jù)切線和垂直鑿巖機(jī)鉆孔線，水平居切線高一般為2m，垂直鑿巖機(jī)鉆孔線間距一般為1m；

（2）繪制礦物限距線。從立體的角度講，節(jié)理裂隙面會(huì)使理論荒料的長(zhǎng)度方向受到影響，甚至限制，因此，這就要求我們?cè)谒孛鑸D上必須繪出節(jié)理、裂隙面的影響范圍，也就是限距線。在限距線與節(jié)理、裂隙之間不能布裁荒料；

（3）理論荒料的切裁以荒料寬度、高度二要素為準(zhǔn)，在限距線、鋸切線、鑿巖機(jī)鉆孔線之間進(jìn)行；

（4）各素描點(diǎn)理論荒料率的計(jì)算，方法是，用各個(gè)點(diǎn)位素描圖所布栽的理論荒料體積之和除以該素描點(diǎn)位理論采出礦石的總體積(即荒料長(zhǎng)度乘以素描面積)所得的比值；

（5）計(jì)算該礦區(qū)的理論荒料率。方法是，用加權(quán)平均法將各素描點(diǎn)位的理論荒料率進(jìn)行加權(quán)平均。其計(jì)算公式：η=（η1V1+η2V2+……+ηnVn）/（V1+V2+……+Vn）×100%。其中η1，η2為各節(jié)理、裂隙素描點(diǎn)的理論荒料率；V1，V2為各節(jié)理、裂隙素描點(diǎn)理論開(kāi)采出的礦石體積；

（6）在該礦共作了13個(gè)素描點(diǎn)，將各個(gè)素描點(diǎn)的荒料率數(shù)據(jù)代入計(jì)算公式，進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算后，得出該礦的飾面用花崗巖的理論荒料率為38.53%,與該礦生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)的實(shí)際荒料率35%接近。

圖1 布裁理論荒料

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)山東某礦床的礦地質(zhì)特點(diǎn)及其開(kāi)發(fā)進(jìn)行探討，對(duì)今后我國(guó)花崗巖礦石的開(kāi)發(fā)與利用起到了以下啟示作用：

第一、礦石的開(kāi)發(fā)是一個(gè)系統(tǒng)工程。首先要探明儲(chǔ)量，其次要對(duì)礦石的品種和質(zhì)量進(jìn)行勘測(cè)，最后在調(diào)查分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行荒料率計(jì)算，看是否具備開(kāi)采價(jià)值，然后再?zèng)Q定是否投入資金進(jìn)行建設(shè)。

第二、礦石的開(kāi)發(fā)要進(jìn)行可行性認(rèn)證，要有規(guī)劃性和目的性，切忌急功近利，遍地開(kāi)花，要有條不紊地向前推進(jìn)。

第三、礦石的開(kāi)發(fā)利用要有全局性和大局意識(shí)，要與環(huán)境建設(shè)結(jié)合起來(lái)統(tǒng)籌考慮，要以國(guó)家利益和人民群眾的利益為前提和出發(fā)點(diǎn)，不能只顧眼前的經(jīng)濟(jì)利益和小團(tuán)體利益。