万源市燕子岩饰面用石材砂岩矿地质条件与成矿特征

王斌,  ,腾明炜, ,徐有光

四川省核工业地质局二八三大队

摘  要：我国是一个对矿产资源需求很大的国家。随着经济的发展，国家对各类矿的勘探和开发力度不断加强。万源市黄钟镇桂家河村燕子岩饰面用石材砂岩矿丰富，全面掌握该矿的地质特征，对后期开发提供科学依据。

关键词：万源市；砂岩矿；地质特征；成矿特征；

1、水文地质现状

万源市黄钟镇桂家河村燕子岩饰面用石材砂岩矿位于万源市城区218°方位，直距约21.5km。行政管辖区为黄钟镇桂家河村，矿区中心地理坐标为东经107°55′49″，北纬31°58′27″。拟设矿区开采范围为沟谷的斜坡地形地貌，北侧有简易村道相通；矿区最高点海拔为1531.2m，最低海拔约为1368m，矿体拟设开采最低标高为1370m，矿区位于当地最低侵蚀基准面之上，大气降水通过地表自然排泄；长石石英砂岩坚固、密实，不溶于水，具透水性，自身含水性差；故该矿点水文地质条件现状简单；矿山处于沟谷的斜坡地形地貌，该拟设矿山矿区面积小（0.1109km2），矿区汇水面积相对较小，随着开采的深入，开采、剥离边坡逐渐增大、变陡，改变了原有的地形地貌，汇水集中，汇入矿区的流量将有所增大，矿区应加强排水及废渣合理堆放，受场地限制不易堆放过高，应及时清运，防止积水浸泡弃渣，埋下地质灾害隐患，应完善修筑截水沟，挡土墙。合理防治后适宜开采，所以矿山的开采对区域水环境的影响较轻。

2.工作区地质

2.1地层

工作区出露了侏罗系中统新田沟组(J2x)及第四系(Q4)，由老至新分述如下：

（1）侏罗系中统新田沟组(J2x)

以灰绿、灰紫色泥岩、泥质粉砂岩为主，间夹石英细砂岩。底为含砾石英砂岩。该组地层厚约400m。该矿砂岩矿层位于该组下部，一般厚度约33m，钻孔揭露厚度10.6 m～36.5m。

（2）第四系(Q4)

广泛分布于矿区内，多为残坡积，主要为粘土、砂质粘土、碎石土、块石土等。厚度一般1～10m，平均厚约5m。

2.2构造

矿区位于大巴山弧形构造带中的黄钟堡向斜北东翼，向斜轴部为侏罗系中统沙溪庙组地层，翼部为侏罗系中统沙溪庙组～新田沟组地层，矿区内岩层单斜产出，地层产状一般212°∠25°～27°，矿区范围内未发现断层，裂隙不发育，地质构造简单（详见图1）。

图1  构造纲要图

2.3地震

本区属四川盆地弱活动构造区。据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2015），地震动反应谱特征周期值0.35s，地震动峰值加速度为0.05g，抗震设防烈度为6度，区域稳定性好。

2008年5月12日，四川省西部汶川发生震级为里氏8级的强烈地震，矿区距震源中心直距约350km，虽有强烈震感，但地表山体、房屋、道路和电力设施等没有造成重大破坏，地震影响较小。

3、矿床特征

在区内，砂岩矿层分布位于大巴山弧形构造带中的黄钟堡向斜北东翼的侏罗系中统新田沟组(J2x)，该地层局部沉积环境上属于静水的还原沉积环境，以湖相沉积为主，沉积物源单一，砂岩质量好，为绿灰色块状长石石英砂岩，含少量岩屑，硅质胶结，砂岩矿层一般厚度约33m，钻孔揭露厚度10.6 m～36.5m。

3.1矿体（层）特征

该矿层为湖相沉积，在较稳定的水动力条件下形成，颗粒均匀、硅质胶结，颜色绿灰、颗粒均匀、含少量岩屑等杂质。

矿体位于新田沟组(J2x)，为绿灰色细粒砂岩，细粒砂状结构，块状构造，矿层中部含泥质包体。矿层地表局部出露较好，沿走向长不详、大多埋藏较深。

3.2矿石基本特征

3.2.1物理特性

根据四川省煤田地质局一三七队2018年采样周边马家岩砂岩矿送四川省科源工程技术测试中心的化试验资料，化验结果详见表1。

岩样物理力学检测结果表

表3-1

试验编号	天然块体密度	颗粒密度	单轴抗压强度			软化系数	膨胀性	室内岩样描述
	g/cm3	g/cm3	烘干抗压强度	饱和抗压强度	天然抗压强度		轴向自由膨胀率%
			MPa	MPa	MPa
	2.66		83.57	72.7				灰色，砂岩，胶结良好，未见裂隙。
Y182610	2.66	2.72	90.91	80.36		0.88	0.03
	2.68		87.67	76.94
			80.59	65.87				灰色，砂岩，胶结良好，未见裂隙。
Y182611			84.75	70.33		0.83
			83.57	71.49
			81.59	68.53				灰色，砂岩，胶结良好，未见裂隙。
Y182612			87.63	72.55		0.86
			79.34	71.89

从上述检测的物理力学结果可以看出，该区域砂岩抗压强度＞60MPa，结构均匀，满足饰面用石材砂岩物理性能要求。

3.2.2化学特性

收集该地区砂岩以往的化学分析成果，详见表2。

岩样化学分析检测结果表表2

SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	K2O	Na2O	MnO	SO3	P2O5
(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)
54.44	15.55	6.54	0.675	1.64	4.14	1.52	2.6	0.103	0.02	0.211

从上述区内长石石英砂岩的化学成分可以看出，无有毒、有害成分存在。

3.2.3完整性

长石石英砂岩肖氏硬度为45°～54°，岩石级别为Ⅳ级，坚固程度为比较坚固；区内构造主要为向斜构造，构造简单，并且未受到构造影响，对岩石的破坏影响轻；砂岩自身不溶于水，并为透水层，含水性差，受水力破坏影响甚小。据调查，区内砂岩矿石完整性良好，未见有明显的节理、裂隙发育，天然表面一般为平板状或略带弧形状。

3.2.4荒料率及加工技术性能

通过收集区内现在采权矿的生产数据，其在采矿石为区内相同含矿地层的相同矿石类型，采用金刚石绳锯切割的开采工艺，矿石的荒料率一般为83%，深部可达90%以上，采出矿石主要为Ⅰ类荒料（体积≥3m3）。

综合工作区砂岩矿石的特征，自然类型简单、稳定，物理性能优良，无有害、有毒等化学成分，矿石整体性完好，经加工后能形成多样的石材产品。

4、前景

通过本次核实，基本查明了矿区地质特征、构造特征、矿层赋存特征、矿石质量特征及矿床开釆技术条件，对矿区资源量釆用断面法进行了估算，经查，拟设矿权范围内累计查明资源量307.5万吨（115.2万m³），皆为控制资源量(KZ)。通过对工作区砂岩矿石的实地观测、周边矿山开发利用情况，拟设矿区内的砂岩可切割开采出大型荒料，作为原料可加工成多样性的产品，目前周边矿山开采出的荒料，已广泛应用于园林建筑、市政工程用板材、护栏等。适于作为饰面石材用砂岩。

5、建议

首先，建议企业拍得矿山后仍须加强勘探工作，提高资源类别，为矿山设计和开采中工作面的合理布置提供可靠的地质依据，同时也尽可能的减小开发风险。其次，矿区的水文地质条件简单、工程地质条件中等，矿山采矿活动对矿山地质环境的影响较轻，基本符合矿山的开采要求。但在未来的矿业活动中，必须按要求科学、规范开采，重视边坡安全；对地质环境的保护，做到边开采边防治。同时，搞好环境影响评价，保护好生态环境，减轻对生态环境的破坏影响。最后，区内局部岩体裂隙较为发育，将给采矿形成的边坡稳定性造成影响，在重力作用下易发生岩体崩塌、滑塌安全隐患。因此，建议严格按照开采设计方案进行开采施工。