龍門山大型裝飾用磁性石材礦特征及開發(fā)利用前景

羅 梅, 周竹生, 陳新國, 常 亮, 伍建柏

1.成都理工大學(xué) 地球化學(xué)系，成都 610059； 2.中南大學(xué) 地球物理勘察新技術(shù)研究所，長沙 410083；3.國土資源部長沙珠寶巖礦測試中心，長沙 410011；4.湖南省有色地質(zhì)研究院，長沙 410011; 5.湖南天源國土資源勘查有限公司，長沙 410011)

位于四川龍門山脈的青川南部地區(qū)是金、銅、鐵多金屬一級找礦遠(yuǎn)景勘查區(qū)，位于“陜甘川”金三角找金戰(zhàn)略區(qū)[1]。1∶200 000及1∶50 000區(qū)調(diào)資料顯示[2]，該區(qū)磁鐵礦化極為普遍，并分布有20 km長的鐵礦化點(帶)。本文介紹的磁性石材礦，在轎子頂西部已控制低品位磁鐵礦(Fe平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%) 1 000多萬噸，遠(yuǎn)景資源4 000多萬噸[3]。礦區(qū)勘查工作中發(fā)現(xiàn)一些奇特的現(xiàn)象：(1)東西向的磁鐵礦帶(含銅)附近南北極呈180°倒轉(zhuǎn)，中南大學(xué)物探工作組對此專門出具了抗磁體專題報告[4]，這是在其他任何磁鐵礦區(qū)都未能出現(xiàn)過的磁物理現(xiàn)象(一般僅出現(xiàn)磁極偏向，但不會倒轉(zhuǎn))；(2)有關(guān)節(jié)炎、頸椎病等亞健康的人在磁異常區(qū)生活一星期后，炎癥消除，能正常爬山；(3)在此區(qū)長期工作人員無論氣候變化或冰天雪地，也不論男女老少，只要在磁異常梯度區(qū)，均沒有感冒病癥出現(xiàn)。這些現(xiàn)象引起了我們對磁能探索的興趣，結(jié)合這一礦區(qū)巖石顏色、硬度、塊度均適合做裝飾石材，我們對磁性石材礦的成因、分布及開發(fā)進(jìn)行了研究。

1 新概念石材礦的由來

隨著人們生活水平的提高和傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的挖掘，新生的生物磁學(xué)、磁醫(yī)學(xué)等邊緣學(xué)科研究與探索，國內(nèi)涌現(xiàn)了天津人工磁療醫(yī)院、湖北蓮花山天然磁異常區(qū)磁療養(yǎng)生為特色的中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，還有廣西巴馬長壽村天然洞的磁療養(yǎng)生等，一時磁療養(yǎng)生概念被不少人所追捧，并有不少神奇效果案例[5]。該現(xiàn)象突顯出生活在以鋼結(jié)構(gòu)為框架的高層建筑城市人群高比例(>50%)亞健康，磁能的缺失或許是亞健康禍?zhǔn)字弧５莾H靠人造設(shè)備、專業(yè)醫(yī)院、個別磁療養(yǎng)生區(qū)來解決龐大人群的亞健康，不僅不現(xiàn)實，而且代價高又耗費時間。那么，如有一材多用的天然磁性材料將會解決這一問題。筆者的地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)了這種磁性飾面石材。

該區(qū)在大地構(gòu)造上屬于古揚子板塊西北部，后龍門山大型推覆體內(nèi)，同時位于古揚子板塊與華北板塊結(jié)合地帶，即川陜甘金三角地區(qū)的東南部韌性剪切帶內(nèi)的轎子頂復(fù)背斜西翼。該區(qū)發(fā)育一套元古界海相火山變質(zhì)巖(通木梁群)。該套巖石以其略高于地磁強度的磁性，因特殊成因所表現(xiàn)出細(xì)密綠色調(diào)而具獨特性，可作為磁療養(yǎng)生為特點的天然高檔飾面石材。

2 磁性石材礦產(chǎn)出特征

2.1 地質(zhì)特征

礦區(qū)于2010年4月～7月開展了1∶2 000磁法、高密度電法綜合物探工作[4]，其后開展了1∶5 000地表淺層土壤化探和溝谷水系沉積物化探。結(jié)合相關(guān)地質(zhì)勘查，湖南天源國土資源勘查有限公司初步查明磁性異常體的分布特征與延深情況，認(rèn)為鐵礦規(guī)模中等，品位較低[3]。

礦區(qū)東部(相當(dāng)于轎子頂背斜軸部位置)出露巖漿巖，主要有元古界晉寧期黑云母二長花崗巖(Pths)、二長花崗巖(Ptl)；礦區(qū)中西部(相當(dāng)于轎子頂背斜西翼)出露地層主要為元古界通木梁群，該群含通木頂組(Ptt)和太陽坪組(Ptty)，巖性為火山熔巖夾火山碎屑沉積巖；其次有震旦系堆窩梁組(Zd)，巖性為變質(zhì)砂礫巖及石英巖狀砂巖；礦區(qū)西北部出露元古界晉寧期斜長花崗巖(Ptdy)。晉寧期花崗巖類與圍巖元古界通木梁群及震旦系堆窩梁組呈侵入接觸關(guān)系。

礦區(qū)構(gòu)造包括褶曲和斷裂構(gòu)造，褶曲構(gòu)造主要為轎子頂背斜西翼(礦區(qū)為單斜地層)，地層傾向北西(315°)、傾角60°。斷裂主要有近南北向(F1)和北西向(F3、F4)兩組(圖1)；此外還有北東向和近東西向斷裂，主要被后期巖漿脈體(石英脈)充填或切割。

2.2 地層特征

石材礦產(chǎn)出層位主要為元古宇通木頂組和其上覆元古宇太陽坪組。

a.通木頂組：勘查區(qū)轎子頂以西觀摩頂花崗巖圍巖通木頂組，自下而上為一套含磁鐵紋層條帶石英巖(玉髓)、含磁鐵細(xì)碧巖、細(xì)碧巖、角斑巖、細(xì)碧角斑巖、綠簾石凝灰?guī)r。

b.太陽坪組：礦區(qū)范圍內(nèi)覆于通木頂組之上的太陽坪組可見中、上兩個礦段。

中段(Ptty2)：主要為細(xì)碧巖、角斑巖、石英角斑巖等火山熔巖(主礦層)。

上段(Ptty3)：主要為凝灰?guī)r、石英巖等火山碎屑巖。

該地層南北延長達(dá)20 km，但以背斜南部轉(zhuǎn)折端處最為發(fā)育，構(gòu)造節(jié)理稀疏，每套巖石厚度為100～200 m，總厚度達(dá)800 m左右。區(qū)域上太陽坪組與通木頂組呈整合接觸關(guān)系，但礦區(qū)內(nèi)為斷層接觸，且缺失太陽坪組下段。

2.3 分布特征

在工作區(qū)主要進(jìn)行了2條剖面鉆孔勘查(圖1)，即編號為3號勘探線(圖2)和13號勘探線(圖3)兩條剖面，主要在太陽坪組中段內(nèi)控制了10個礦體(D1～D10)。

圖1 龍門山青川磁性石材礦地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the Qingchuan magnetic rock producing areas

3號勘探線剖面：地表出露貧鐵礦體及細(xì)碧巖(磁性石材Sc1-1)、角斑巖(磁性石材Sc2-1)、條帶狀石英巖(磁性石材Sc3-1)，區(qū)域西北部鉆孔(ZK10401、ZK10402)中見相應(yīng)層位，被斷層(F1、F2)錯斷位移。

13號勘探線剖面：主要產(chǎn)出磁性細(xì)碧巖型石材(Sc1-1)、磁性角斑巖型石材(Sc2-1)、磁性條帶狀石英巖型石材(Sc3-1)和細(xì)碧巖型石材(Sc1-2)、角斑巖型石材(Sc2-2)。

3 磁性石材礦類型及特征

本區(qū)石材類型主要有紋層條帶石英(玉髓)巖、細(xì)碧巖、角斑巖3種，其次有塊狀凝灰?guī)r。

3.1 紋層條帶石英(玉髓)巖型石材

該類巖石僅見于觀摩頂以西，南北長約800 m，平均厚度50 m左右，呈透鏡體狀產(chǎn)出，屬于火山噴發(fā)前的海底熱泉膠體沉積。石材組構(gòu)為：石英微晶，少量磁鐵礦微粒，發(fā)育綠簾石互層的條帶狀構(gòu)造。巖石堅硬(硬度6.5以上)，呈巨厚層狀，拋光面呈米黃與綠色相間條紋，形似木紋。磁感應(yīng)強度50～51 μT，用強磁鐵吸附感非常明顯(圖4-A)，無放射性(γ值<4)，無節(jié)理，也無內(nèi)部微細(xì)裂紋，板材成材率相當(dāng)高。

3.2 細(xì)碧巖型石材

根據(jù)巖石蝕變程度差異，將該品種石材劃分為一般磁性細(xì)碧巖和強綠簾石化磁性細(xì)碧巖2個亞種。

圖2 龍門山青川磁性石材礦3號勘探線剖面圖Fig.2 No.3 exploration line profile of the Qingchuan magnetic rock mines

圖3 龍門山青川磁性石材礦13號勘探線剖面圖Fig.3 No.13 exploration line profile of the Qingchuan magnetic rock mines

圖4 磁性石材照片F(xiàn)ig.4 Photos showing the identification features of several magnetic rocks(A)磁性石英(玉髓)巖,被磁鐵吸著照片; (B)墨綠色一般磁性細(xì)碧巖,巖心照片; (C)細(xì)碧巖變余霏細(xì)-鱗片變晶結(jié)構(gòu),正交偏光, 200×; (D)灰黑色磁性細(xì)碧巖,被磁鐵吸著照片; (E)灰黑色角斑巖,巖心照片; (F)角斑巖中金屬礦物,光片,正交偏光, 200×

a.一般磁性細(xì)碧巖(圖4-B)：巖石基質(zhì)組分均勻、細(xì)膩，呈顯微鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，變余霏細(xì)結(jié)構(gòu)或變余含火山角礫凝灰結(jié)構(gòu)，長英質(zhì)礦物、黑云母、絹云母、綠泥石及綠簾石等變質(zhì)礦物粒徑≤0.3 mm，片理化定向構(gòu)造明顯(圖4-C)。鏡下可見其中所含磁鐵礦顆粒細(xì)小，且多被長英質(zhì)礦物包繞，磁鐵礦含量不等(TFe平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12 %±)，巖石磁性均勻，強度弱-中，少量綠簾石細(xì)脈和網(wǎng)脈穿插交織，手感磁性較強(圖4-D)。

b.強綠簾石化弱磁性細(xì)碧巖：與前者比，綠簾石含量明顯增高，呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀，小團塊狀普遍分布，磁性不均勻，手感磁性較弱，應(yīng)屬背景值磁感應(yīng)強度，即50 μT，花紋較好。

經(jīng)放射性檢測，綠簾石化細(xì)碧巖γ值為3～4，一般磁性細(xì)碧巖γ值為4～5，遠(yuǎn)低于國家室內(nèi)裝飾材料標(biāo)準(zhǔn)上限(32γ)。該石材硬度大(莫氏6級)，塊度一般3～5 m見方，不具微細(xì)裂縫，構(gòu)造節(jié)理間距一般>3 m，成材率高。

本區(qū)條帶石英(玉髓)巖、細(xì)碧巖、角斑巖3種石材的化學(xué)組成見表1。由表1可知，磁性細(xì)碧巖與普通細(xì)碧巖成分相似，只是磁性細(xì)碧巖的鐵含量高于普通細(xì)碧巖。

3.3 角斑巖型石材

巖石特點是角斑以黑色角閃石為主，較均勻分布于灰綠色凝灰質(zhì)及灰黑色細(xì)碧質(zhì)基質(zhì)中(圖4-E)，角斑粒度有變化，一般從下到上由細(xì)變粗再變細(xì)之趨勢，由3～5 mm向10～15 mm變化，但在同一層中粒度是較均勻的。拋光面呈墨綠基調(diào)，黑色斑點。該品種硬度也較大，在6級以上，塊狀，不具或少見微細(xì)裂隙，僅見有構(gòu)造節(jié)理，間距3 m以上，多為兩個方向構(gòu)成菱形或方形塊狀。此類巖石磁性一般較弱，用0.1 T的磁鐵吸引無明顯感覺，僅儀器可測，一般為30～45 μT，略低于當(dāng)?shù)乇尘爸怠＝?jīng)放射性檢測，γ值最高為4，遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。

在細(xì)碧巖和角斑巖中除了可見到金屬礦物磁鐵礦外，還可見到黃鐵礦和黃銅礦(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤2%)，顆粒細(xì)小(礦物粒徑多≤0.1 mm)，金屬光澤明顯(圖4-F)。

磁鐵礦在鏡下呈不完整的立方體、八面體及不規(guī)則的細(xì)粒狀，粒度大小不等，為0.01～0.4 mm。但磁鐵礦主要呈不規(guī)則的細(xì)粒狀沿脈石(長英質(zhì)礦物)集合體邊緣分布，或被黃鐵礦與黃銅礦一起交代，呈骸晶結(jié)構(gòu)或侵蝕結(jié)構(gòu)。鏡下黃鐵礦多呈不規(guī)則細(xì)粒(粒徑為0.1 mm)及微細(xì)粒狀，黃銅礦多呈微細(xì)粒狀。在金屬礦物黃鐵礦和黃銅礦之間，可見到黃鐵礦被黃銅礦沿邊緣交代呈侵蝕結(jié)構(gòu)，或沿內(nèi)部裂紋交代呈細(xì)脈狀現(xiàn)象。由于上述金屬礦物顆粒微細(xì)并被長英質(zhì)礦物包繞，礦石切片鏡下見金屬礦物顆粒都較新鮮。

表1 各種石材巖石化學(xué)組成分析結(jié)果(w/%)Table 1 Composition analysis results in all kinds of magnetic rocks

①數(shù)據(jù)來源于四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局(1995)《清溪幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告(1∶5萬)》；②測試單位：西南冶金地質(zhì)測試中心。

3.4 塊狀凝灰?guī)r型石材

基調(diào)顏色為灰綠色、綠色，放入水中為碧綠色，拋光上蠟后為碧綠色基調(diào)。主要成分為綠泥石、綠簾石及凝灰質(zhì)火山灰碎屑物質(zhì)組成。硬度4.8～5(強于大理巖，弱于花崗巖)，放射性強度很低(γ值<3)。該巖石最大特點是韌性強，不易碎裂，顏色鮮艷，磁感應(yīng)強度低，為25～30 μT(低于當(dāng)?shù)氐V區(qū)背景值)，僅儀器可檢測具弱磁性，是墻面飾材之佳品。

4 磁性石材礦資源規(guī)模

在青川石材礦探礦權(quán)區(qū)僅初步勘查了0.5 km2，就海拔高度2.4 km以上的小范圍初步評估(湖南天源國土資源勘查有限公司，2012)，條帶石英巖1.24×106m3，細(xì)碧巖19.07×106m3，角斑巖22.90×106m3，塊狀凝灰?guī)r未作儲量評估，前3種石材總儲量估算達(dá)43.21×106m3(圖5、表2)，達(dá)到大型飾面用石材規(guī)模(>10×106m3)，并接近超大型規(guī)模。經(jīng)中南大學(xué)地球物理勘察新技術(shù)研究所對礦區(qū)2.4 km2范圍進(jìn)行過高精磁測，>50 μT的磁化體達(dá)91×106m3，預(yù)計僅轎子頂?shù)V區(qū)磁性石材資源量達(dá)0.15×109m3以上。

因此，本區(qū)磁性火山變質(zhì)巖飾面石材礦已達(dá)大型-超大型規(guī)模[6]，是非常理想的特種石材資源區(qū)，但準(zhǔn)確的資源量有待于進(jìn)一步詳勘。

5 磁性火山變質(zhì)巖的特殊性

龍門山青川石材礦區(qū)磁性火山變質(zhì)巖產(chǎn)于非常獨特的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，并有較獨特的成因特點，該資源在國內(nèi)具罕見性，分析如下。

首先，青川石材礦區(qū)磁性火山變質(zhì)巖的原巖是一套裂隙式火山噴發(fā)巖，這在國內(nèi)外均少見。這類巖石的特點是礦物晶體非常細(xì)膩，反映出快速降溫的凝結(jié)成巖特點，因而巖石結(jié)構(gòu)致密，部分可作玉髓級玉石原料(如條紋石英巖)。

表2 飾面石材資源量估算表Table 2 Estimation of the decorative magnetic rock resources

圖5 石材資源量計算平面圖Fig.5 Plane of calculating the magnetic rock resources

其二，該地質(zhì)體成巖變質(zhì)過程是，巖漿先進(jìn)入海底水體并與水接觸自變質(zhì)，再受晉寧-加里東運動區(qū)域應(yīng)力低溫?zé)嶙冑|(zhì)，引發(fā)明顯的磁鐵礦化而致該套巖石具有磁性，進(jìn)而導(dǎo)致該區(qū)磁場背景值增高。因而該套磁性巖石的形成具有罕見性。

其三，該石材礦的組成巖石為一套形成于中新元古代并經(jīng)歷淺變質(zhì)的海相基性火山巖，本身基本不含放射性礦物，而且因距今地質(zhì)年代久遠(yuǎn)，即使有微量放射性元素，也已基本衰變；而其他地區(qū)含較多磁鐵礦而具有磁性的花崗巖類，大多形成于印支、燕山期，并含有放射性元素而致放射性超標(biāo)(如華南地區(qū)印支-燕山期花崗巖普遍含放射性元素都較高)。因此，該套磁性巖石用于飾面石材有其優(yōu)越性。

其四，該類巖石為海相裂隙式溢流作用成巖，故其規(guī)模十分龐大，加之巖石中的磁鐵礦粒細(xì)小且被長英質(zhì)微晶包繞而不易被氧化，致其巖石磁性得以保存。這是該套磁性巖石具有的特殊性。

6 磁性石材市場前景分析

據(jù)最近報道[7]，廣西巴馬長壽養(yǎng)生區(qū)，由于有地磁異常、負(fù)離子、堿性水等的養(yǎng)生因素，到該區(qū)養(yǎng)生的人逐年增多，現(xiàn)已人滿為患。地球的一般地區(qū)地磁約為25 μT，而巴馬高達(dá)58 μT，高于一般地區(qū)的一倍多。其原因是巴馬有一條斷裂帶，直接切穿地殼深達(dá)地幔層，導(dǎo)致地磁增強。巴馬磁場直接改善人體的血液循環(huán)，且具有抗高血壓、降血脂、改善微循環(huán)、防治動脈粥樣硬化和冠心病的作用，可以使腦梗塞患者的血液黏度降低。湖北鄂州蓮花山，建有磁療為特色的中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，對于疑難雜癥病人具有神奇療效，其旅游區(qū)的磁療養(yǎng)生也被周圍城市人群認(rèn)可，醫(yī)院與有關(guān)學(xué)者共同出版了地域磁療與養(yǎng)生的專業(yè)論文，并公布了一些神奇治病案例[5]。

本文討論的海相磁性火山變質(zhì)巖，既可用作高檔飾面石材，同時也可替代人工磁療儀器，恢復(fù)因磁屏蔽而造成的磁能缺失。而含磁鐵礦的花崗巖磁性既不均勻，而且顆粒較粗，易于氧化變色，特別是大多含放射性礦物，不宜用于室內(nèi)裝飾和作為磁療飾面石材。

綜上所述，以天然磁性飾面石材構(gòu)建室內(nèi)磁療養(yǎng)生屋，將是一個前景廣闊的領(lǐng)域，其特點是：一材多用，有益無害。人們將不刻意花時間去磁療，也不需專門尋找磁異常區(qū)休閑養(yǎng)生，使養(yǎng)生的分散性增強。因此，龍門山青川大型-超大型海相磁性火山變質(zhì)巖(磁性飾面石材)資源的開發(fā)利用前景將十分廣闊，其價值也將特別巨大。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 羅梅.川甘陜?nèi)浅傻V區(qū)金礦床成礦條件與區(qū)域分布特點[J].礦床地質(zhì),1998，17(增刊):141-144.

Luo M. Sichuan and Gansu and Shaanxi triangle into mining gold deposits metallogenic conditions and characteristics of regional distribution[J]. Mineral Deposits, 1998, 17(Sup): 141-144. (In Chinese)

[2] 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局.清溪幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告(1∶5萬)[R].成都：四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1993.

Sichuan Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources. Qingxi of Regional Geological Survey (1∶ 50 000) [R]. Chengdu: Sichuan Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources, 1993. (In Chinese)

[3] 湖南天源國土資源勘查有限公司.四川龍門山青川礦區(qū)金多金屬礦階段性普查報告[R].長沙:湖南天源國土資源勘查有限公司,2012.

Hunan Tianyuan Sources of Land and Resources Exploration Co., Ltd. Sichuan Qingchuan Longmen Mountain Mining Gold Polymetallic Stage Census Report [R]. Changsha: Hunan Tianyuan Sources of Land and Resources Exploration Co., 2012. (In Chinese)

[4] 中南大學(xué)地球物理勘察新技術(shù)研究所.四川省平武縣青川縣轎子頂磁法、高密度電法綜合物探報告[R].長沙:中南大學(xué),2010.

Geophysical Prospecting Institute of New Technology in the Central South University. Qingchuan County and Pingwu County of Sichuan Province Jiaoziding Magnetic Method, High Density Resistivity Method Integrated Geophysical Exploration Report [R]. Changsha: Central South University, 2010. (In Chinese)

[5] 董天朗，張滬生.地域磁醫(yī)學(xué)和東方傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)相結(jié)合在養(yǎng)生中創(chuàng)造奇跡 [C]//第二屆世界養(yǎng)生大會論文集.北京：人民衛(wèi)生出版社，2002.

Dong T L, Zhang F S. The combination of regional magnetic medicine and traditional eastern medicine in curing miracle [C]//Proceedings of the Second Session of the World Health Assembly. Beijing: People’s Medical Publishing House, 2002. (In Chinese)

[6] 伍建柏.龍門山發(fā)現(xiàn)大型磁能養(yǎng)生玉石礦[N].中國國土資源報，2013-11-23(5).

Wu J B. Found large magnetic energy health jade ore in the Longmen Mountain[N]. China’s Land and Resources, 2013-11-23(5). (In Chinese)

[7] 百度網(wǎng)：巴馬地磁[K/OL].(2011-12-28)[2013-02-25]. http://www.baike.baidu.com.

Baidu Nets: Obama geomagnetic[K/OL]. (2011-12-28)[2013-02-25]. http://www.baike.baidu.com.