敦煌青墩峡北十四区块饰面用花岗岩矿地质特征、矿床成因及找矿标志

时间：2024-12-26

李祥雷柴胜周波

（甘肃省有色金属地质勘查局天水矿产勘查院，甘肃天水 741020）

0 引文

敦煌市饰面用花岗岩矿资源丰富且分布较集中，区内共发现饰面石材用花岗岩矿产地 27 处，仅有3处矿产地勘查程度达到详查[1]。该地区详查及以上地质勘查程度较低，对区内饰面用花岗岩矿地质特征及矿床成因基本无研究。主要品种有“敦煌红”“飞天红”“飞天钻”等，次要品种有“西域红”“莫高金”等，饰面石材用花岗岩品种较多。石材资源主要分布在青墩峡—草湖、吊头泉和水晶滩等三个区域[2][3]，分布区域较为集中。

笔者参与完成敦煌青墩峡北十四区块详查项目，对敦煌青墩峡地区饰面用花岗岩矿地质特征、矿石质量及矿床成因有较好的总结，本文就青墩峡饰面用花岗岩矿床的成矿岩体及矿床成因及找矿标志进行初步探讨，希望今后对青墩峡区块饰面用花岗岩矿找矿工作具有一定的参考意义。

1 区域地质特征

勘查区大地构造位于塔里木板块-塔里木盆地（克拉通）—敦煌地块—柳园裂谷带上，地层属塔里木地层大区，塔里木盆地地层区，红柳园—帐房山地层分区。区内构造简单，岩浆活动强烈而频繁。区内地层属北山河西走廊小区与红柳园小区，褶皱较为发育，主要有黑石山东背斜、炮台向斜和白尖山北向斜。

区域内侵入岩发育，主要出露有二叠纪、石炭纪等时期的侵入岩及各类脉岩。多呈岩基和岩株状产出，岩性以酸性为主，中性次之。岩浆侵入活动具多次性，以华力西期为主[4]。与成矿相关的岩体主要是二叠纪花岗岩，见图1。

图1 青墩峡北一带区域地质简图

1.1 地层

区域内出露地层为下石炭统红柳园组下亚组（C1hl1）、下石炭统红柳园组上亚组（C1hl2）、上石炭统石板山组下亚组（C2s1）、上石炭统石板山组中亚组（C2s2）、上二叠统方山口组（P3f）、第四系全新统（Qh3pl）等[5][6]。

（1）石炭系

区内出露石炭系下统红柳园组（C1hl）、上统石板山组（C2s）地层，主要分布在北部及中部一带，分布面积较广。

①红柳园组（C1hl）：分布于区域中部和西北部一带，呈不规则条带状展布，根据岩性组合分为上下两个亚组。

②石板山组（C2s）：主要分布在区域的东部石板山周围地带，出露面积不大，主要由砂岩和碳酸盐岩组成，呈北东向分布。

（2）二叠系

区内只出露上二叠统方山口组（P3f）地层，主要分布在区域的西南部，面积较小。

（3）第四系

第四系主要分布在区域的南部山间凹地和冲沟中。以全新统洪积物为主。

全新统（Qh3pl）洪积物：现代干沟砂砾沉积，主要为砾石、砂土，现代干沟沉积。

1.2 构造特征

本区东西向压性、压扭性断层较为发育，按其展布方向可分北西向、北东向两组：①北西向断层：呈120°～135°方向展布，位于区域东北角，延伸长度大于6km，为实测性质不明断层；②北东向断层：呈53°方向展布，位于区域西北角，分布在石炭系地层中，延伸长度大于3km，为实测性质不明断层[5]。

本区褶皱发育，主要有黑石山东背斜、炮台向斜和白尖山北向斜，所属地层为下石炭统红柳园组，均不是赋矿地层，对青墩峡一带矿体无破坏作用。

1.3 岩浆岩特征

区域内侵入岩发育，主要出露有二叠纪、石炭纪等时期的侵入岩及各类脉岩。多呈岩基和岩株状产出，岩性以酸性为主，中性次之。与成矿相关的岩体主要是二叠纪花岗岩。岩浆侵入活动具多次性，蓟县期、华力西期和印支期均有活动。其中以后者为主、前二者次之。岩体明显受东西向构造带控制，呈东西向分布，并受后期构造活动的影响，普遍遭受不同程度的破坏。

2 矿床地质

2.1 矿区地质

青墩峡北十四区块饰面用花岗岩详查勘查区面积3.5km2，勘查区内矿体主要赋存于二叠纪二长花岗岩岩体，区内构造不发育，主要的构造形式为岩体内的节理裂隙。

2.1.1 地层

勘查区内出露地层简单，仅有第四系全新统（Qh3pl）。第四系主要分布于勘查区中部，出露面积约占总面积的23.7%，主要为现代河床冲洪积砂砾石，地形地貌主要为残坡积物、冲洪积物。成份主要为强风化的黑云二长花岗岩碎石、砾石、砂土，含砾粗砂、亚砂土、亚粘土。砾石为次棱角状，分选性差，为河相沉积。

2.1.2 构造

勘查区内构造不发育，未见任何形式的断层和褶皱。但勘查区内花岗岩体受到多期次构造应力的作用，节理裂隙较发育，主要为剪节理，见图2。根据节理统计资料，绘制了节理倾向、走向玫瑰花图，见图3、图4。

图2 矿区地质简图

图3 节理倾向玫瑰花图

图4 节理走向玫瑰花

2.1.3 岩浆岩

勘查区内出露的岩浆岩全部为二长花岗岩（ηγPb），区内岩浆岩为青墩峡北岩体，侵入时代为二叠纪，呈岩基状产出，在勘查区内大面积分布，约占勘查区总面积的87%。

岩性主要有浅肉红色黑云二长花岗岩和浅黄色黑云二长花岗岩两种，两者之间呈渐变接触，岩性无规律交替变化，界线较模糊，二者除颜色不一致外，成分、结构、构造都一致，造成此种现象的原因是由于碱性长石中的正长石、条纹长石、微斜条纹长石含量不均造成颜色深浅不同。

2.2 矿体特征

矿体赋存于二叠纪中粒黑云二长花岗岩（ηγPb）中，共圈定饰面用花岗岩矿体2条。Ⅰ号矿体延伸方位110°，长920m，宽300～480m，面积0.33km2。Ⅱ号矿体延伸方位114°，长84.6m，宽112m，面积0.01km2。[5]矿体特征主要见表1。

表1 青墩峡北十四区块矿体特征一览表

2.3 矿石类型

从岩矿鉴定的成果来看，有两种矿石类型，第一种为浅黄色中粒黑云二长花岗岩（ηγPb）（“莫高金”），第二种为浅肉红色中粒黑云二长花岗岩（ηγPb）（“飞天红”），两者呈渐变接触关系，无明显的接触界线。矿体内色斑不发育，色斑主要为花岗岩中暗色矿物聚集形成的残留体。

2.3.1 矿石矿物成分

浅肉红色中粒黑云二长花岗岩：新鲜面呈浅肉红色，中粒半自形结构，块状构造。岩石主要矿物成分及含量：钾长石（45%）、斜长石约（22%）、石英约（30%）、黑云母（3%）等组成。为区内主要岩体，占70%以上，见图5。

图5 浅肉红色中粒黑云二长花岗岩

浅黄色中粒黑云二长花岗岩：新鲜面呈黄色，中粒半自形结构，块状构造。岩石主要矿物成分及含量：钾长石约（40%）、斜长石（25%）、石英约（30%）、黑云母约（3%）、角闪石（2%）等组成，二者副矿物均为磁铁矿、榍石、钛铁矿、锆石、磷灰石等，见图6。

图6 浅黄色中粒黑云二长花岗岩

2.3.2 矿石化学成分

本次工作共采取6件化学全分析样品，两种不同矿石各3件，详见表2。

表2 矿石化学成分一览表

2.3.3 矿石物理力学性能

饰面用花岗岩矿的物理性能中体积质量、压缩强度、弯曲强度、吸水率、耐磨率等关键性指标决定能否成为饰面用花岗岩矿及饰面用的不同用途[7]。由表3中所述的测试结果可知，该矿区矿石主要物理机械性能较好，质量优良，符合优质饰面石材要求[8][9]，见表3。

表3 矿石理化性能一览表

根据样品放射性比活度的测试和数据分析，花岗岩为A类产品[5]。数据详见引用文献[5]。

2.3.4 矿体节理裂隙及荒料率

矿石块度的大小受矿体内节理裂隙的发育程度制约[10]，经统计Ⅰ号矿体节理裂隙间距以0.5～2.0m为主，次以0.2～2.0m，线裂隙率在0.27～0.89条/m。Ⅱ号矿体节理裂隙间距以0.2～1.0m为主，次以0.6～3.0m，线裂隙率在0.27～0.44条/m。

通过统计11个测定点的体图解荒料率，得出加权平均荒料率为51.07%[5][11]。满足饰面石材矿产地质勘查规范（DZ/T 0291～2015）中＞18%的规定。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因探讨

成矿作用主要包括岩浆侵入活动、构造运动、侵蚀及风化作用等[11]。花岗岩成矿一般可概括为三个阶段，第一阶段为酸性岩浆冷凝成岩和深成阶段；第二阶段为经造山运动向上抬升并接受风化剥蚀；第三阶段为继续上升接受剥蚀，并形成正地貌山地出露地表[7]。

勘查区处于敦煌构造岩浆岩带上，分布于北部水晶滩、青墩峡一带。侵入于石炭系、二迭系地层中，呈近东西岩枝状产出，由于受晚期岩体侵入和吞蚀，使该岩体形态出露不规整，宽400～1000m，长大于5600m。

从矿石组构来看，岩石主要由中粒钾长花岗岩和黑云母花岗岩组成，无明显的岩相变化，斑状—细粒—中细粒—中粒花岗结构，块状构造，粒度1～3mm，最大3～4mm，岩性均一，说明岩浆缓慢冷凝，结晶成岩，主要为中心相岩石。

从矿石颜色、成分来看，岩石呈肉红色、砖红色区内有浅黄色和浅肉红色两种花岗岩，主要因长石含量的多寡而造成的，说明岩浆岩发生次生变化而引起的，饰面花岗岩在气化热液影响下形成钠长石化自交代作用[13]，形成以浅肉红色中粗粒花岗岩矿为主的花岗岩矿床。

从矿区构造来看，该区域主要发育两组节理，走向分别为280°～300°和40～60°，二者以共轭X型剪节理产出，很可能由同一期应力场中形成，且受到近北西向和近南东向的应力作用。

从外力地质作用来看，根据大片残留顶盖成带状横贯岩体中部，表明风化、剥蚀程度不深。使该区域饰面用花岗岩矿呈不连续出现，因而形成可供利用的饰面用花岗岩矿带。

综合分析该区地质特征、矿体特征、矿石类型，区内形成质量较好的饰面用花岗岩矿，主要原因是岩浆侵入后，岩浆冷凝时间相对缓慢，结晶较好，主要为岩体中心相，岩石为中粒或中粗粒结构。后期受到近北西向和近南东向的构造应力作用，使得岩体南西向、北东向的节理相对发育。花岗岩矿在气化热液影响下形成钠长石化自交代作用是造成区内岩石不均一的主要原因。