福鼎大嶂山玄武岩矿床地质特征及开发利用前景初探

来源:用户上传      作者: 李晓军 向军道

　　[摘要]介绍福鼎大嶂山玄武岩矿床的生成时代及相带划分,矿体的形态、产状及规模和矿石质量,分别阐述两种类型矿石的应用领域及其矿区的开发前景。
　　
　　1前言
　　大嶂山玄武岩矿区地处福鼎市城南方向直距19km处,交通条件方便,出露面积约0.8km2。
　　矿区大地构造位于福鼎―霞浦断裂带北段,福鼎早白垩系火山喷发盆地的西南部。区内出露白垩系下统石帽山群下组下段(K1Sh1a)轻变质的火山碎屑岩地层,走向北北西,倾向北东东,倾角10°～30°,厚度大于250m,呈单斜构造形态,是基性玄武岩体的主要围岩;在矿区南东侧有北东向白琳大断层和燕山晚期第一阶段第三次侵入的钾长花岗岩(太姥岩体);区域上北东向断裂的产生也伴随了北西向裂隙的生成,两者交汇的区域构成构造薄弱带并形成火山喷发通道,喜山晚期的玄武岩就沿这一通道喷发,并以岩筒状充填在火山颈中,形成大嶂山基性岩体。该岩体由外至内分三个岩相带,即玄武质火山角砾岩、杏仁状玻基橄榄玄武岩、中粗粒橄榄玄武岩,分别呈半环带状和同心环状展布。
　　2矿床地质特征
　　2.1 矿体形态、产状及规模
　　大嶂山玄武岩矿体平面分布似椭圆形,长轴长860m,短轴宽600m,长轴方向310°并呈岩筒状侵入于白垩系下统石帽山群下组下段(K1Sh1a)地层中。其中粗粒橄榄玄武岩矿体平面形态为130°方向的“似脚掌”状,倾向南西,倾角65～85°,长720m,平均宽210m,最大宽度334m,长短轴比约为2.16:1,出露标高529～675.3m,相对高差146.3m;杏仁状玻基橄榄玄武岩矿体呈环带状,长轴方向延伸800m,宽数米至160m,最宽处180m。两矿石岩相呈渐变过渡关系,过渡带宽25～50cm。
　　2.2 矿石质量
　　2.2.1矿石化学成份
　　共有12件样品进行分析,其结果见表1。
　　表1矿石化学成份结果表
　　
　　由表1可以看出,大嶂山玄武岩在卢奇茨基按SiO2含量的岩石分类中,属基性岩(SiO2含量为40~50%)中基性程度较低的玄武岩,Al2O3比高铝玄武岩(Al2O3平均含量大于17%)低得多,不属于钙碱性系列,K2O含量为2.02%(或2.17%),Na2O含量为3.18%(或3.87%),K2O+Na2O含量为5.20%(或6.04%),且K2O2O,与富硅(SiO2含量为49~51%)、贫碱(K2O+Na2O含量为1.5~3%)的拉斑玄武岩也不同,因此本矿区玄武岩属碱性玄武岩类。
　　2.2.2矿石物理性能
　　矿石的物理性能测试取饰面石材样,结果(见表2)表明,矿石物理力学性能良好,符合JC204―92天然花岗石荒料质量指标要求。
　　表2矿石物性测试结果表
　　
　　2.2.3矿石类型
　　矿石类型按结晶程度划分两种:中粗粒橄榄玄武岩和杏仁状玻基橄榄玄武岩。
　　中粗粒橄榄玄武岩:灰黑色,斑状结构,块状构造。斑晶主要为辉石、橄榄石、斜长石等,含量约35~40%,斑晶多被熔蚀成卵形,大小分布均匀;基质为间隐结构,由板条状斜长石晶体构成骨架,其中充填玄武玻璃及少量斜长石、辉石等小晶体。矿石中未见色线及色斑,荒料磨光后为墨黑色,色调凝重高雅,磨光面无色差和色斑,似镜面反光照人。基质均匀细腻,衬托出暗色矿物斑晶,形成墨黑底托花的立体图案,另浅色矿物斜长石斑晶点缀其中,更显丰彩。此类矿石可作饰面石材和岩棉用原料。
　　杏仁状玻基橄榄玄武岩:灰黑色,斑状结构,晶屑熔岩状结构,块状构造。斑晶分布均匀,矿物成份为辉石、橄榄石、斜长石、钛镁铁矿等,含量约5~6%;基质为间隐结构,玻基斑状结构,成份为斜长石(15%)、橄榄石(15%)、玄武玻璃(40%)及少量辉石、磁铁矿、绿泥石等。杏仁体多者可达25%,呈流动状长条定向排列,被长石、石英、菱铁矿、辉石等充填。该岩石沿垂直或近垂直方向产生大量节理,较密集处每米可达5条,在该岩相带中岩性成份变化由内有大量玄武玻璃、橄榄石等结晶体至外出现了含量不等的角砾。故此类矿石只能作岩棉用原料。
　　2.2.4矿石荒料特征
　　玄武岩矿体水平方向节理、裂隙不发育,柱状节理发育,柱体横截面为不规则的四至六边形,棱角清楚,对应边大多平行,横截面规格40～70 cm×50～75cm,柱体长一般3~4m者居多,可达90%;由矿体边缘到中心横截面有变大趋势,矿石完整性较好。
　　2.3 矿石加工及装饰工艺性能
　　饰面用石材的锯、切、磨、刻等加工主要受矿石硬度及其结构的影响,从玄武岩矿石的物理性能测试结果可知其加工技术性级均良好。
　　矿石光泽大于90度,目前可生产出“福鼎黑”产品的光度可达到100度以上,可称黑中极品。因此,矿石的的磨光及抛光性能好,易于精加工成光板。
　　 “福鼎黑”产品颜色墨黑,色调庄重高雅,光板面无色差和色斑,似镜面反光照人,品质无可挑剔。
　　3矿床开发利用现状
　　大嶂山玄武岩矿山自1989年开采以来,开采方式也由人工开采转为目前的机械化开采,年产荒料量由6000m3提升到现在的9万m3,利用玄武岩加工的企业也壮大到现在的300多家,其中有30家年产值千万元。玄武岩矿山的开发同时也带动了其加工业的迅猛发展,现专业生产福鼎黑(G684)石板材产品主要有磨光、亚光、火烧、喷沙、荔枝、龙眼、自然面等多种板面的规格板、工程板、台阶板、路缘石、小方块及各种异型加工等,产品远销法国、日本、韩国等10多个国家。据统计,其板材产品约占国内黑色类石材市场份额的75%以上,出口量占黑色类石材出口量的20%。
　　4矿石综合利用及其开发应用前景
　　4.1 矿石综合利用
　　大峰山玄武岩依不同的矿石类型及其质量特征,决定了其用途各异。目前主要对中粗粒橄榄玄武岩作高级饰面石材加以利用,并对其小荒料、边角料辅作建筑、筑路石料和墓碑石等进行合理开发;除上述用途外,下面就两矿石的质量特性作石棉用原料的可利用性进行初步探讨,并简单介绍其他用途。
　　4.1.1岩棉用玄武岩
　　岩棉用途十分广泛,可以用作保温材料、吸声材料、隔热充填材料,也可制成玄武岩纤维纺织纱、玄武岩纤维细纱、玄武岩纤维高温过滤布等较高产品附加值的新型材料。因此,玄武岩作为生产岩棉的主要原料,其质量应符合要求,其SiO2小于52%,主要化学成份SiO2、A l2O3、CaO、MgO有一定要求,在生产过程中允许这些化学成份含量有较大的波动,但要求酸性系数(SiO2+Al2O3/ CaO+ MgO)在1~3.5之间,粘度系数在1.2~2之间。
　　由表3可知,大峰山玄武岩只是粘度系数无测试结果外,其化学成份及酸性系数均符合生产岩棉用原料的要求。
　　表3国内部分岩棉厂生产用玄武岩化学成份和大峰山玄武岩化学成份对比表
　　
　　4.1.2建筑、筑路石料用玄武岩
　　大嶂山玄武岩矿区放弃的废石料可用于建房、筑路、护堤等工程。近年来,特别是福建及浙江高速公路建设发展较快,需要大量的路面铺路石料,该矿山玄武岩矿石质坚致密、无气孔,其它物性指标等均符合高等级公路路面用石料的要求。
　　4.1.3墓碑石
　　墓碑石类型、规格较多,日式墓碑石33型较有代表性,其用料少,包括立台、上台、中台、下台、水钵、香炉在内,用料0.6526m3。
　　4.2 矿区开发应用前景初探
　　大峰山玄武岩质优量大,现以高档装饰“福鼎黑”为主要矿品,年销售板材12亿元,出口创汇达4亿元。已成为当地的支柱产业。
　　近年来,为合理开采利用玄武岩石材资源,市政府鼓励石材加工利用小荒料、边角料,拓展工艺品及高速公路碎石等,使石材利用率达到95%以上,充分地利用了矿石资源,避免了放弃的废石污染或破坏生态环境,社会和经济效益明显。
　　墓碑石的利用,以日式墓碑石33型为例,每套到岸价1645美元,成本为1264美元,每套利润381美元,前景乐观。另外,民间墓碑需求也较大,有一定的挖掘潜力。
　　岩棉用玄武岩目前尚未开发利用,但从上面的分析,认为大嶂山玄武岩符合岩棉用原料的要求,可以进行工业生产试验。
　　综上所述,大峰山玄武岩矿区开发利用价值高,前景广阔。

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