基于安徽省舒城县一带建筑石料用安山质凝灰岩矿地质特征及成因分析

基于安徽省舒城县一带建筑石料用安山质凝灰岩矿地质特征及成因分析

田明

北京市地质矿产勘查开发集团有限公司，北京市  100050

摘要：文章通过对安徽省舒城县一带建筑石料用安山质凝灰岩矿地质特征及矿床成因进行分析后，基本查明了安徽省舒城县一带建筑石料用安山质凝灰岩矿赋存于侏罗系上统毛坦厂组(J3m)地层中，矿床类型属于喷发沉积型型矿床矿床。矿床控矿条件主要表现在与火山活动有关的成矿作用，北淮阳地区为中生代强烈的构造-岩浆活动带，广泛发育着各类岩浆岩，其中以侵入岩为主，次为喷出岩，与区域成矿最为密切，形成了建筑石料用矿床。

关键词：建筑石料用安山质凝灰岩；地质特征；成因

Based on geological characteristics and genetic analysis of Andesitic tuff deposits for building stone in Shucheng County, Anhui Province

TianMing

Beijing Geology and Mineral Exploration and Development Group Co., LTD., Beijing 100050, China

Abstract: Based on the analysis of geological characteristics and deposit genesis of the Andesitic tuff deposit for building stone in Shucheng County, Anhui province, it is basically confirmed that the Andesitic tuff deposit for building stone in Shucheng County, Anhui province exists in the upper Jurassic Maotangchang Formation (J3m) stratum, and the deposit type belongs to the eruptive sedimentary type deposit. The ore-controlling conditions of the deposit are mainly manifested in the mineralization related to volcanic activities. Beihuaiyang area is a strong tectonic-magmatic activity belt in Mesozoic era, with various magmatic rocks widely developed, among which intrusive rocks are the main ones and extrusive rocks are the secondary ones, which are most closely related to regional mineralization and form a building stone deposit.

Key words: Andesitic tuff for building stone; Geological characteristics; cause

1区域地质

研究区位于北淮阳褶皱带东段北缘，北东向郯城-庐江断裂和北西向桐城—磨子潭断裂交汇部位北西侧,九井火山岩盆地中部西缘。基底构造岩石单位为上元古界佛子岭岩群，为一套中深变质的表壳岩及变火山岩，盖层为晚侏罗系毛坦厂组中性、偏碱性火山岩及第四系地层。

1.1地层

新元古界-下中元古界佛子岭岩群分布于晓天-磨子潭断裂带北侧，金寨-舒城一带长约100Km，宽约20Km的带状范围内，地层走向北西-北西西-近东西向。佛子岭岩群为一套中浅变质岩系，原岩为类复理石建造，为一套砂-砂泥-泥质沉积，属大陆边缘半深海-深海槽盆相类复理石建造。

毛坦厂组是霍山-舒城火山构造单元中火山岩地层的主体。毛坦厂组在霍山-舒城地区有一定的差异。霍山地区以安山质、粗安质、粗面质熔岩、碎屑岩，夹多层碎屑沉积岩，岩性为组合为安山岩-粗安岩-粗面岩。舒城地区为一套安山岩-粗面岩组合。

第四系主要为松散的砂、砾、粘土堆积，主要受地貌控制。

1.2构造

主要由由桐柏-桐城断裂、信阳-防虎山断裂(明港-六安断裂)、商城-麻城断裂和郯城-庐江断裂所围限，且这些断裂都是深大断裂，对区域控岩控矿都有重要影响。桐柏-桐城断裂以南为大别地块，发育一套由新太古-古元古代变质表壳岩和变形变质侵入体两部分组成的大别杂岩。

信阳-防虎山断裂以北为华北地块南缘，为一套新太古-古元古代的沉积变质基底，上部局部叠加有元古宙槽褶带和加里东-华力西期台褶带，燕山期陆相盆地广泛叠加。

郯-庐断裂:郯-庐断裂在印支构造旋回华北与扬子板块的碰撞造山过程，是以陆内转换断层的型式出现在东亚大地，并且以大规模左行韧性剪切位移和强烈的构造动力成岩成矿作用为地学界所瞩目。断裂带总体走向北东10°-25°，平均约17°，从其两侧的地层沉积纪录差异的分析，其活动时代可追溯到古元古代。晚白垩世至古近纪末，以伸展拉张脆性形变为主，控制了东部庐枞盆地的岩浆活动、沉积作用和铁、铜矿的成矿作用。

1.3岩浆岩

北淮阳地区为中生代强烈的构造-岩浆活动带，广泛发育着各类岩浆岩，其中以侵入岩为主，次为喷出岩。中生代岩浆作用分为早、晚两期，早期深成岩体的侵位表现为挤压特征，多为长轴近东西向的椭圆形，以幔壳混熔为主；火山岩则呈NW-NWW向带状分布。晚期岩浆活动以深成岩为主，属碱性系列，成因上与NE向构造紧密相关，表现为被动型的岩墙充填特征，以NE-NNE向穿切早期岩体或火山岩。区域岩浆成岩时代变新、酸性程度增高、成矿作用增强。岩性以闪长岩、二长岩、安山岩、粗安岩及其对应的火山碎屑岩为主，渐变到以花岗岩、流纹岩及其相应的火山碎屑岩为主。在西部桐柏-商城段，与内生金属矿床有关的中生代岩浆岩几乎皆为中、酸性岩。

1.4地球物理、地球化学特征

（1）区域地球物理场特征

在1:50万等值线图上，几乎整个查区皆处在密集的重力梯度带上，该梯度带即为磨子潭-晓天大断裂(即桐柏-磨子潭大断裂)。断裂以南为大别地块，地球物理场特征总体为一“磁高、重低”地区。航磁为一杂乱的正磁场群，异常轴向多变；区内重磁不同源，花岗质岩石系重力负异常的主要贡献者。断裂以北为北淮阳褶皱带，为一“磁低重高区”。带内以金寨断裂为界，地球物理场具有二分特征，金寨断裂北部为一“重磁同高”的稳定场，布格重力值一般为-10×10-5m/s2，与华北地块重磁场特征基本相似。南部的重磁场变化较为复杂，重力为一相间排列的串珠状异常，相对重力高与重力低一般相差-10×10-5m/s2。

（2）区域地球化学场特征

北淮阳褶皱带:组成北淮阳褶皱带的基底为庐镇关群火山-沉积建造，其中火成岩部分，包括基性岩和花岗质变质岩石两部分，但形成的地球化学场也有一定的对应关系。

2研究区地质特征

研究区位于北淮阳褶皱带东段北缘，北东向郯城—庐江断裂和北西向桐城—磨子潭断裂交汇部位北西侧,九井火山岩盆地中部西缘。基底构造岩石单位为上元古界佛子岭岩群，为一套中深变质的表壳岩及变火山岩，盖层为晚侏罗系毛坦厂组中性、偏碱性火山岩及第四系地层。

本区地层区划属华北地层区大别山分区，六安、岳西小区，磨子潭-晓天火山岩盆地。南部基底地层为下元古界-太古界大别山群，北部基底地层为震旦系芦镇关群和佛子岭群。

矿区内出露的地层为侏罗系上统毛坦厂组和第四系，各地层特征如下:

侏罗系上统毛坦厂组，岩性下部为:灰～灰绿色中～厚层安山质角砾凝灰岩、凝灰角砾岩、气孔安山岩、辉石安山岩，夹有中～薄层凝灰质含砾砂岩、砂岩、安山质凝灰岩矿；上部主要为:灰白色中厚层硅化粗面质晶屑凝灰岩，局部地带有紫灰、灰绿色安山质凝灰岩、凝灰角砾岩以及灰绿色泥质粉砂岩夹黑色钙质安山质凝灰岩等。第四系全新统，广泛分布于矿区南西、南东、北东低洼平地及沟谷洼地中。岩性主要为红色、浅黄色、褐红色粘土、亚粘土、砂土、亚砂土等。厚度分布不均。

区内构造发育一般，矿区见三组裂隙，产状为:45°∠80°，135°∠40°，走向近南北向，倾角近直立。地表岩石(采坑附近的地表岩石)风化成碎块状或土状，锤击易碎。采坑内岩石较完整，三组裂隙对矿石质量影响一般。

裂隙中普遍充填碳酸盐脉、铁质薄膜、绿泥石等蚀变成分。

3矿床特征

3.1矿体地质特征

山边石料厂建筑石料用安山质凝灰岩矿为一喷发沉积型矿床。本次测量范围内矿体均呈似层状已裸露于地表，表土及风化层厚度2.00-3.00m。矿体赋存于侏罗系上统毛坦厂组地层中，矿体出露标高+120.00～+268.50m,矿体产出稳定连续，裂隙较发育。矿体呈似层状基本裸露于地表，产出稳定连续，裂隙不发育。经本次采样测试分析，矿石饱和状态下抗压强度为79.5Mpa，满足工业指标≥60MPa的要求。本次核实估算资源量的范围为采矿许可证范围，不代表整个矿体，其平面形态近似一不规则五边形，矿体主要由紫灰色、灰绿色层状安山质凝灰岩组成。

通过对采坑的实际测量，风化层的厚度为2.00-3.00m不等。

根据《非煤露天矿边坡工程技术规范》(GB51016-2014),该矿边坡为低边坡，边坡危害等级为Ⅲ级。开采边坡角大小取决于矿石性质、岩层构造、穿爆方法。通过本次核实，岩石普遍较破碎，岩石硬度较弱，硬度系数变小。根据矿山设计，矿山生产台阶高度为10.00m，结合矿区岩层构造情况，该矿构造裂隙较发育，岩层风化一般，影响了岩石的硬度和稳定性，造成岩石构造较松散。岩石抗压能力较弱，抗压强度平均值为79.5MPa。矿体及围岩岩性单一，力学强度不高，矿体呈似层状产出，稳固性一般，山体易发生脆性变形和滑坡。综合考虑确定矿床开采边坡角为60°。

3.2矿石质量

矿石结构为凝灰结构、晶屑、岩屑凝灰结构，致密块状构造。矿石由晶屑、岩屑和胶结物(火山灰)组成，晶屑有斜长石、角闪石、绿帘石含量约15～20％，大小为0.1～0.3mm；岩屑有安山质凝灰岩、安山岩等，含量10～30％，大小为0.3～1.5mm；火山灰约4～65％，均已脱玻成长石雏晶，部分已变成绿泥石。本次核实未采取化学样，采用2011年华东冶金地质勘查局811地质队普查报告中的成果。

矿床普查工作在采坑中共取样3件，进行普通化学分析，其分析结果平均值为:SiO2 57.91％；Al2O3 14.73％；CaO 4.83％；MgO 0.96％；Na2O 4.20％；K2O 4.29％；Fe2O3 2.88％。邻区安徽省舒城县仁岗建筑石料用安山质凝灰岩矿在普查时的样品分析结果平均值为:SiO2 57.37％；Al2O3 4.68％；CaO 4.59％；MgO 0.73％；Na2O 4.23％；K2O 4.33％；Fe2O3 2.15％。

3.3矿石质量及应用范围

(1)矿石质量

通过对采坑的调查矿体中构造裂隙发育一般，见三组裂隙，矿体渗水性一般，造成风化程度一般，地表风化层的厚度为2.00-3.00m不等(数据来源为前期工作报告中涉及的内容的数值)，尤其是裂隙发育处，沿裂隙周边多为几至十几公分的破碎岩石。本次取样分析矿石抗压值为79.5MPa，原核查报告中矿石抗压值为53.7-60.3MPa，可达到建筑石料的使用标准。因此该矿床矿石质量较好，局部地段质量一般。

(2)矿石物理性能

本次核实工作在采坑中进行了力学实验样品采集和测试，测试矿石的物理性能。测试结果显示，矿石饱和状态下，矿石的抗压强度值79.5MPa。吸水率平均值为0.88%，天然状态下平均密度值为2.65g/cm3。

参照交通部颁布的公路工程石料技术标准(M0201-94)的规定，该矿床矿石平均抗压强度为三级石料的标准(详见表5)。与普查报告体重值2.60g/cm3对比，岩石体重比普查增加了0.05g/cm3，本次储量核实采用的岩石比重为2.60g/cm3。

(3)矿石质量综合评述

本矿床类型为岩浆型矿床，根据国家标准《建筑用卵石、碎石》GB/T14685-2001规范要求,岩浆型石料矿在水饱和状态下，抗压强度≥80MPa。安山质凝灰岩介于岩浆岩与碎屑岩(火山喷发沉积岩)之间，故取值石料矿在水饱和状态下，抗压强度≥60MPa。根据本次样品实验结果，本矿床矿石抗压强度值79.5MPa，按照公路工程对各种不同组成结构的岩石的不同技术要求，按照自然界的岩石划分为岩浆岩类；根据我国路用石料标准，各类岩石可按其主要的物理---力学性质(饱水状态的抗压强度和磨耗率)划分3级----中等坚硬岩石，可用做普通混凝土的骨料，用于城市建设基础建筑工程填料，铺设路基等。

3.4矿石类型

山边石料厂建筑石料用安山质凝灰岩矿矿石自然类型为火山喷出岩型致密块状安山质凝灰岩矿石。

矿石的工业类型为建筑石料用安山质凝灰岩矿石。

3.5矿体夹石及围岩

山边石料厂建筑石料用安山质凝灰岩矿已裸露于地表。未见风化的安山质凝灰岩及表土层，矿体赋存于安山质凝灰岩中，矿体无夹石。矿体围岩及底板为资源量估算以外的安山质凝灰岩。

4矿床成因及找矿标志

本矿床系一喷发沉积型型矿床。其直接找矿标志为侏罗系上统毛坦厂组(J3m)安山质凝灰岩。

参考文献

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作者简介：田明，男（1985.10-）汉族，内蒙古赤峰市人，本科，工程师，主要从事地质矿产调查工作。