饰面石材矿产勘查工作方法及手段

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饰面石材矿产勘查工作方法及手段
马文昆
(中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队,云南昆明650118 )
摘要:一些饰面石材地质勘查报告中,对矿体特征及矿石质量表述较简略、不充分,缺乏相关数据支 撑,依据不足。出现这种情况,多是因为野外作业过程中有些工作未做或做不到位,没有从原始地质 编录等基础工作中充分获取相关材料。节理裂隙是影响饰面石材荒料规格及荒料率的直接因素,对节 理裂隙发育特征的研究,是勘查的重要内容,也是地质编录的重点;另外,为确定、对比划分矿石花 品种,还需要通过地质编录,进行标准样及基本样的布置与采集。本文主要通过节理裂隙编录,具 体谈了饰面石材矿产勘查工作方法及手段,以及编录中要注意的一些问题,
关键词:饰面石材矿产勘查地质编录方法手段
饰面石材矿产质量一般要求,主要包括装饰性 能、放射性水平分类、荒料及荒料率、物理性能、板 材率。矿石花品种确定后,放射性水平、物理性能 与板材率经采样检测及加工获取,而荒料规格及荒料 率作为重要的评价指标,需要投入较多地质技术工 作,通过原始地质编录并经统计、计算得到。要获得
荒料规格及荒料率两个指标,最主要的基础数据来源 就是节理裂隙及层理面(后者专对沉积型而言,可将 其视为一组特殊的节理裂隙)。
笔者审核了很多饰面石材矿产勘查地质报告,发 现关于节理裂隙统计的相关内容过于简略,缺乏数 据支撑;矿石花品种的划分依据不充分,表述不 到位;基本样的编录布样及样品数量,不满足规范 要求。这多是因为对勘查规范不熟悉,未掌握工作方 法,导致编录内容不全面,表述不清楚;基础工作不 扎实,不能提供足够的数据;成果报告针对性不强,未充分体现出石材矿产的特点。
作者:马文昆,19<?0年毕业于长春地质学院地质系地质矿产勘查专业,多年工作在野外生产第一线,主要从事建材非金属矿产的矿勘查及技术管理工作,对水泥原料及饰面石材矿产勘查有着丰富经验:
单位:中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队:650118
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饰面石材矿产的勘查评价,有着不同于一般矿产 的特殊性,而节理裂隙及花品种是其中的两个主要 方面。节理裂隙影响了矿石的荒料规格及荒料率、板 材率,花品种则体现了矿石的装饰性能。针对这些 特殊性,本文主要通过节理裂隙编录,谈一谈饰面石 材矿产勘查工作方法及手段。
一、节理裂隙发育特征
节理裂隙发育情况,直接决定了矿体的荒料规格及 荒料率,并影响到矿石质量及荒料量。查清节理裂隙的 分布及发育特征,是饰面石材矿产勘查的重点内容。
对于节理裂隙发育特征,规范要求查明矿体中节 理裂隙和层理面的性质、产状、分布情况和规律,节 理裂隙、层理面间的间距,节理裂隙率、层理面率 (条/m)及对荒料规格和荒料率的影响;查明破碎带 的产状、规模及分布范围;通过体图解及试采的方法 统计、计算荒料规格、荒料率。
节理裂隙统计,应区分构造节理与风化节理,前者 才是影响荒料规格的因素。对于构造节理,通过测量其 倾向与倾角,将主要节理分组(每组节理包含了一定的 区间范围),统计各组节理的产状、节理间距及延伸长 度,观察节理裂隙的溶蚀、充填情况。通过节理间距的 大小,可大致确定荒料规格,推测荒料率大小。
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地质编录过程中,应结合矿种特点,认真观察,有 针对性地描述。以沉积型石灰石为例,颜、岩性、结 构构造直接影响了矿石的花品种;岩层产状及单层厚 度、节理裂隙的发育情况及间距等,则影响矿石规格及 荒料率。这些都是编录中应重点关注的内容。
二、节理裂隙线统计
包括地表与深部,应统计、研究节理裂隙的性 质、产状、发育程度和分布规律。
(一)地表
在勘探线上通过1:200比例尺勘探线编录或探槽编 录,对矿体节理裂隙进行线统计。可直接在出露较好 的代表性地段进行,或通过探槽揭露,方便编录。在 进行采样素描的同时,统计节理裂隙的位置及数量,详细记录节理裂隙的产状(包括倾向及倾角),节理 裂隙的间距及延伸长度,并进行节理裂隙分组,编绘 节理玫瑰图;沉积型还应统计矿层单层厚度。根据统 计结果,可计算得到线节理裂隙率及线层面率。
矿层单层厚度及节理裂隙间距,应准确测量数 值、明确表示。如有小于0.4m的单层厚度,应将位置准 确测量出来,描述其岩性特征、总厚度,并根据地质 填图及工程控制情况,查明其走向及倾向延伸情
况。
矿层单层厚度表示的是层理面间距,而层理面代 表了沉积作用短暂或长期的间断,代表了沉积环境的 变化。根据岩性组合特征分层、分段,并分别进行 描述时,应详细记录矿石的颜(包括风化面及新鲜 面)、结构构造、风化情况及断口特征。单层厚度要 用绝对值表示,说明区间值为x x m~ x x m,—般 x x m,最大x x m,不要用中厚层、厚层、巨厚层或 块状等相对含义来表述。因为上述构造作为相对值,其区间范围不一定每个人都记得清楚,而且各区间值 有一定跨度,如块状>2m,巨厚层2~lm,厚层1~ 〇.5m,中厚层0.5〜0.1m o中厚层的区间值已经跨越了 荒料的最小边长(〇.4m),突破了矿与非矿的界线,应避免混淆。用数值来表示单层厚度,作为荒料规格 分类的一个依据,直观清晰。
对构造节理,应详细统计其间距,并按< 〇.4m、&0.4~1.0m、多1.0~1.5m、&1.5~2.0m、&2.0m分 别计算其所占百分比,统计>〇.4〇m的比例,大致了解 荒料的规格。
(二)深部
深部编录利用钻孔岩心进行,与地表编录有共同 性,可参照执行。
钻孔编录的成果体现为钻孔柱状图。钻孔柱状图 中,应分别表示出节理裂隙面及层理面的位置,标示 其产状(倾角);在节理裂隙间距大于〇.4m的地段,统计节理裂隙的频率(条/m),并将节理裂隙间距小 于0.4m的层段划分出来。
饰面石材矿产钻探工程除了对钻孔六大技术指标 的要求外,还专门提出“保证矿心结构面磨损小”和“终孔口径不小于75mm”,这些都是为了满足地质编 录和采样的需要。
钻孔编录时,应按回次统计大于10cm的岩心总长 度,以便计算岩石质量指标(RQD值),了解岩石的 完整性;并以荒料最小边长〇.4m为界线,分别统计长 度大于或小于〇.4m的岩心,掌握满足最小边长的岩心 长度及比例,用以计算线荒料率。矿体中任一回次都 要量取每一个节理裂隙面或层理面,卡准其位置,量 取标志面与岩心轴的夹角,得到层理面及节理面的倾 角;根据层理面及节理面,分别统计单层厚度及节理 裂隙间距,并确定其准确位置。
钻孔岩心编录,应密切关注岩心品质,将岩心还 原至原始正常状态,保证顺序准确无误,观察其断面 属于机械扭断还是由于层理面、节理裂隙面导致的自 然断面。断面特征如有溶蚀、浸染甚至充填者即为层 理面或节理面,如断面新鲜者则为机械扭断。准确还 原断面,有助于统计岩石单层厚度或节理间距,并据 此判断是否属于层理面密集区或节理裂隙密集区,是 否形成破碎带,最终确定矿体与夹石(破碎带是一类 特殊的夹石)。
岩心箱岩矿心采取出来,有时为了将其装入岩心箱,不
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得不敲断。钻孔编录时应与钻探人员及时沟通,了解 钻进情况,是否有溶洞或裂隙;了解岩心采取情况,还原其真实状态,减少误判。可要求钻探人员在保证 岩心真实顺序的前提下,尽量保持岩心出岩心管时的 原始长度,不要人为敲断,方便直观统计岩心长度及 层理面、节理裂隙面的位置。
对岩心进行观察时,须敲取新鲜面,注意保留大 段岩心,方便样品采取。仔细观察,现场还原,保证 编录的真实性、准确性。对岩心进行观察、对比,看 是否能划分岩性段,有无标志层。区分矿体与夹石,判断矿体是否分层,确定矿体与顶底板围岩的界线。
地表节理裂隙有直观的表现,其间距及延伸长度 容易观察,而钻孔揭露的仅为深部一条线,可观察的 视域有限。编录中,要根据层理面特征,区分层理面 与节理裂隙面;对节理裂隙面,要比较地表与深部的 发育情况,查看对应性如何;结合地表节理裂隙的发 育规律,对节理裂隙进行分组。对同一组节理,统计 节理间距才有意义,有助于了解其对荒料规格的影响 程度。
三、节理裂隙面统计及体图解
饰面石材矿山的采剥工作线布置及推进方向,应 结合矿体产状、矿床类型、地形地貌、节理构造、流 线和流面构造特征来确定。为获得最大规格的规则荒 料,一般沿某组主要节理方向推进。因此,布置露头 点素描图时,要注意素描图的方向,应将其中一条边 平行或垂直于某一组主要节理。
选择矿体出露好的代表性地段,布设节理裂隙面 分布素描图,比例尺一般为1 : 50,测定面积一般不 小于40m2,如果条件允许,最好为10mx 10m即面积 100m2的正方形。对该范围内的节理裂隙、层理面进 行素描、统计时,应注意区分构造节理及风化节理,仔细观察、记录节理裂隙的产状(倾向及倾角),对 于沉积或沉积变质的饰面石材矿产,还要记录层理产 状及位置。另外,还应记录岩性特征、花品种,对 影响品种的斑、线也要进行描述。
根据节理裂隙面分布素描图,选择两个平行的断 面叠合,然后在叠合图中的一个开采段内截取荒料,统计不同规格荒料的体积和荒料率,以及总荒料率。一般按开采台段高度2m、采掘带宽度2m,叠合距0~ 2m、0 〜0.5m、0.5 〜2m、0.5 〜lm、1 〜2m、1〜1.5m、1.5~ 2m,分别截取荒料,按大料&280x80 x 160cm、中料 >200x80 x 130r.m、小料彡 100x50 x40cm进行 分类统计。节理裂隙的观察与编录、统计及计算,从 线到面,由面到体,全方位反映了节理裂隙的发育情 况,以及对荒料规格和荒料率的影响。
四、 破碎带及其圈连
通过探槽及钻孔编录,可在矿体中划分出节理裂 隙密集区、层理面密集区,确定为破碎带。破碎带作 为饰面石材矿产中的特殊类型夹石,需查明其形态、产状、规模及分布范围。通过地表、深部观察及工程 控制,确定其走向及倾向延伸方向、长度,圈定其范 围。当其厚度大于2m时,应作为夹石剔除。
一定矿区范围内,节理裂隙一般变化不大,根据 其发育规律,确定其延伸方向,查明地表与深部对应 性,划分出节理裂隙密集区。
层理面由原生沉积形成,一般沿走向及倾向延伸 较稳定。因层理面密集而形成的破碎带,有一定的层 位,通过地质填图及工程控制,可确定其分布范围,划分出层理面密集区,剖面上显示顺层分布特征。
剖面上对层理面或节理裂隙影响范围的圈连,包 括地表与钻孔对应,以及钻孔之间的对应。根据层理 面及节理裂隙面的分布规律,分别按各自产状延伸,可利用钻探工程,结合物探手段进行圈定。比如作为 破碎带,因为导电性较好,采用高密度电法,物探测 试结果为低阻状态,异常的形状即为破碎带的大致范 围。地表探槽及深部钻孔揭露的现象,是对物探异常 的验证。
五、 基本样的编录、布样
探槽及钻孔施工的目的,是揭露矿体、构造和重 要地质界线,满足采样、鉴定花品种以及统计节理
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裂隙的需要,对探槽编录并绘制探槽素描图,对钻孔 编录并绘制钻孔柱状图。编录时,应认真观察岩矿石 特征,记录颜及结构构造、矿物成分及含量,大致 判定花品种。同时注意对矿体节理裂隙、层理面、斑、线等影响成材和装饰性能现象的描述。
在编录的基础上,按真厚度每间距5m布设1件基 本样,以确定矿石质量变化情况。将基本样用水浸 湿,可直观看到近似于抛光样品的特征,对于野外大 致判断花品种很有帮助。
基本样的布置,在确定了花品种的基础上进 行,应注意样品间距不要跨越矿石花品种,且样品 规格和数量要满足要求。在花品种基本稳定的前提 下,基本样的采集应综合考虑单层厚度,即不同单层 厚度地段,分别布设基本样。
六、 综合研究
通过对节理裂隙进行现场编录和整理,分析其在地 表走向上的变化,地表与钻探工程、以及钻孔与钻孔之 间在深部倾向上的对应情况。加强综合研究,按岩性段 分层并记录,检查、验证走向及倾向上的对应性。
以层状的沉积型矿床为例,单层厚度在地表的表 现,与深部情况是否有对应,走向延伸是否稳定?矿 石岩性以及结构、构造是否有特殊性?颜、单层 厚度、生物碎屑含量的多少有无规律,可否作为标志 层?关注这些细节,可提高矿体控制及研究程度。
通过对岩矿石颜、结构构造等特征的描述与研 究,既可对花品种进行划分,亦可用以确定标志 层,控制到位。例如某石灰石矿山,矿床属沉积型,目标矿层为直接裸露的灰岩,呈浅灰白略带灰黄,矿石品种为“米黄”,底板为灰黑的白云岩,与矿 体界线明显。
七、 结语
节理裂隙发育特征,决定了荒料的规格及荒料 率。在饰面石材矿产勘查过程中,从线统计、面素描 到体图解,通过不同参数,对荒料规格及荒料率进行 描述,全面查清矿体荒料率,掌握矿石质量情况。
通过地质填图、地表与深部工程编录,经对比 出规律性,观察有无明显的标志层,是否能划分出稳 定的品种;研究节理裂隙的性质、产状、发育程度和 分布规律,层理面的分布以及在走向及倾向上的变化 情况,掌握其对荒料规格及荒料率的影响程度。
野外工作中,应重视工作方法、手段,取全、取 准第一手资料,保证原始地质资料真实可靠,原始数 据全面准确,在室内报告编制过程中才能有针对性地 对矿床地质特征、矿体及夹石的形态、规模,以及矿 石质量等进行评述,提交符合矿山实际,能指导矿山 建设的地质勘查报告。
我单位组织对饰面石材矿产勘查进行培训,讲解 工作方法及手段,主要针对地质编录过程中应当注意 的问题,由笔者负责提供基础素材。利用这些素材,根据数十年勘查经验,结合多个野外勘查项目现
场指 导意见,以及报告审核中提出的具体问题,展开得 到此文。本文依照《饰面石材矿产地质勘查规范》(DZ/T0291-2015 ),具体谈勘查工作方法及手段,侧重于原始编录,希望对提高野外工作质量,提升勘 查成果有所帮助。
参考文献
[1]饰面石材矿产地质勘查规范.DZ/T0291-2015.
[2丨装饰石材露天矿山技术规范.J C/T 1081-2008.
上接第(35 )页以及“遍”和“次”的表述,可以参阅 2019年第7期《石材》,28-33页,或者参阅《石材应用护理 技术》(初级)的第三章,均有详细介绍。
[注5]《石材理化性能表》顾名思义和石材的性能相关,它是 一本查阅石材物理性能和化学成分的工具书。
(1 )物理性能包括体积密度、吸水率、压缩强度、弯曲强 度、肖氏硬度。其中体积密度、弯曲强度、肖氏硬度决定整体 研磨的磨片选择。吸水率决定防护剂和晶硬剂的选择、使用。
(2)石材的化学成分是指某类石材中主要含有哪些化学成分,再结晶处理时,可以指导我们选择和使用合适的结晶材料。
[注6]《作业指导书》是一种指导现场施工的技术文件,里面 有完整的施工流程和具体施工内容,其中对具体操作有明确 “量”和“质”的要求。施工人员经过基础培训后,只要按照 其规定,完成相应的工作“量”,其“质”一定能得到保证。
《石材》2021年5期.51 .

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