湘西州飾面石材資源特征及找礦方向

張紹燕

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四○五隊，湖南 吉首 416000）

湘西州飾面石材資源特征及找礦方向

張紹燕

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四○五隊，湖南 吉首 416000）

湘西州飾面石材豐富、品種較多，且較新穎，主要為產(chǎn)于寒武系—奧陶系碳酸鹽巖中的沉積成因的彩色大理石礦床。樣品拋光后，光澤度好、物像清晰、絢麗多彩、美觀大方、古樸典雅，且易于拼接，裝飾性能良好，具有較高的開發(fā)價值和良好的開發(fā)前景。文章在闡述了飾面石材的資源特征基礎(chǔ)上，探討了找礦方向。

飾面石材；資源特征；找礦方向；湘西州

1 區(qū)域成礦地質(zhì)條件

湘西州位于揚子地臺東南緣[1]。湘西州總體構(gòu)造為由保靖—玉屏和花垣—慈利2條深斷裂聯(lián)合構(gòu)成的向NW凸出的弧形構(gòu)造帶[2]，在上揚子構(gòu)造區(qū)是一個在揚子旋回基礎(chǔ)上發(fā)展起來的長期沉降單元。自震旦紀(jì)以來到三疊紀(jì)除缺失下泥盆統(tǒng)和石炭系外，其他各地層發(fā)育齊全，接受了上萬米的海相沉積層。區(qū)內(nèi)賦存于古生代和三疊紀(jì)地層中的飾面石材廣布于龍山、永順、花垣縣境的西北部，具有多層位、多部位、多品種的石材類型。從地層沉積和巖相特征來看，震旦紀(jì)—志留紀(jì)接受了600～3 300余米的蓋層沉積，明顯地顯示出區(qū)內(nèi)具有水下隆起的特點，加里東運動成為一個呈NE-SW方向隆起剝蝕區(qū)。在巖相上，中、上寒武統(tǒng)區(qū)內(nèi)沉積物以含有泥質(zhì)組分的碳酸鹽為主，巖性以泥質(zhì)條帶灰?guī)r為特征。

2 飾面石材品種及主要物理性能

湘西州石材資源十分豐富，在所屬的8個縣(市)內(nèi)，已發(fā)現(xiàn)石材產(chǎn)地276處，計109個品種[3]。按成礦作用可分為沉積型、區(qū)域變質(zhì)型、脈狀充填型和古巖溶型等，其中以沉積型為主。

2.1 沉積型飾面石材礦床

該類礦床為沉積成因的碳酸鹽巖，按巖石的巖性可歸納為灰?guī)r型和白云巖型。主要產(chǎn)于寒武系、奧陶系。一般層位穩(wěn)定，規(guī)模大。代表性的品種有黑木紋、皇家金檀、龜紋石、武陵墨玉等。

(1) 木紋系列：該系列包括黑木紋、紅木紋、綠木紋、灰木紋、古木紋、白木紋、黑檀木紋、金檀木紋、紫檀木紋等9個品種，產(chǎn)于多個地層層位，主要產(chǎn)于寒武系，其次為下奧陶統(tǒng)盤家嘴組，以中上寒武統(tǒng)灰—深灰色厚層灰?guī)r、紋層狀灰?guī)r及厚層狀白云巖夾薄層白云巖為主。其物理力學(xué)性能較好，樣品經(jīng)加工后，光澤度、成像性能較好，色澤古樸大方，花紋美麗、別致，具有天然的木紋圖案，裝飾性能良好，是建筑飾面石材的佳品。在區(qū)內(nèi)分布最為廣泛，資源量一般約為1 000～5 000萬m3，大者＞5 000萬m3。

(2) 檀木系列：該系列包括皇家金檀、皇家紫檀、皇家黑檀等品種。主要產(chǎn)于中寒武統(tǒng)敖溪組至上統(tǒng)車夫組。巖性為灰色厚層夾中層條帶狀灰?guī)r及灰—深灰色厚層—巨厚層網(wǎng)紋、紋層狀泥質(zhì)條帶狀灰?guī)r。巖石切割條帶完1～2cm，條帶之間為細(xì)小的紋層，紋層清晰。光澤度及成像性能良好，色澤古樸大方，花紋美麗、別致，具有天然的木紋圖案，裝飾性能良好，是建筑飾面石材的佳品。資源量大，約1 000～4 000萬m3，小者400萬m3。

(3) 龜紋系列：該系列包括紅松皮、永順紅、龜背石等品種。區(qū)內(nèi)分布較廣，有多個產(chǎn)出層位。其一為產(chǎn)于上寒武統(tǒng)探溪組上段，巖性為灰色中—厚層龜紋灰?guī)r。樣品經(jīng)加工后，拋光面顯灰黑—黑色條紋，彎曲狀，將拋光面分割成一個個小型圖案，似龜殼。光澤度好，色彩絢麗，美觀大方，是飾面石材裝飾材料的佳品，資源量達(dá)8 000萬m3。其二為產(chǎn)于中奧陶統(tǒng)寶塔組和牯牛潭組，主要巖性為灰褐色帶紫紅色厚層灰?guī)r夾龜裂紋灰?guī)r，產(chǎn)頭足類及三葉蟲化石。本類型飾面石材抗壓強度77～167MPa，平均112.7MPa，內(nèi)摩擦角33°12′，抗剪強度11.58MPa[3]，布氏硬度78MPa，光澤度81[4]，均符合我國建筑飾面材料的飾面石材板材的規(guī)定要求。資源量較大，一般為60～300萬m3，大者達(dá)1 000萬m3。

(4) 武陵墨玉：該品種分布較廣，主要產(chǎn)于寒武系黑色中厚層狀灰?guī)r中，其次見于下奧陶統(tǒng)紅花園組，巖性為灰黑色厚層生物屑灰?guī)r，見海百合莖化石。礦石標(biāo)本打磨拋光后，層理清晰可見，光澤度較好，色澤樸實，莊重典雅。資源量約50～600萬m3。

該類沉積型飾面石材包括一類“含化石或特殊構(gòu)造”[4]類型，常具有美麗而特殊的花紋，不僅可以制成裝飾板材，而且還可制成各種工藝品。由于其形成環(huán)境的特殊，因此分布零星，較為珍貴。區(qū)內(nèi)最典型的是龍山、吉首、鳳凰等地產(chǎn)于寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)淺灰色夾灰色或灰黑色厚層生物碎屑灰?guī)r中的海百合品種，生物屑主要由海百合莖化石組成，局部夾條帶狀或紋層狀灰?guī)r。樣品加工后，拋光面光澤度、成像性能好，有的海百合莖化石清晰可見，深灰色，局部為灰色，色彩明快、絢麗，圖像美觀別致，板材易于拼接，是高級建筑飾面材料之一。資源量約100～300萬m3。

2.2 區(qū)域變質(zhì)型飾面石材礦床

該類礦床系原巖經(jīng)輕微變質(zhì)重新結(jié)晶形成。

(1) 金鑲玉：主要見于下二疊統(tǒng)茅口組，巖性為灰色厚層塊狀灰?guī)r、粉晶灰?guī)r，巖石具砂屑結(jié)構(gòu)，方解石脈發(fā)育，呈團(tuán)塊狀及細(xì)脈狀，鐵質(zhì)浸染呈紫紅色，局部呈褐黃色或淺紫紅色。該品種物理力學(xué)性質(zhì)良好，其抗壓強度110～116MPa，內(nèi)摩擦角40°39′，抗剪強度4.79MPa，均符合國家建筑飾面材料的飾面石材板材的規(guī)定要求。樣品打磨拋光后，光澤度、成像性能好，圖案樸實大方，是飾面石材品種中深受喜愛的品種之一。資源量＞100萬m3，小者約10萬m3。

(2) 紫木紋：主要產(chǎn)于板溪群五強溪組，巖性為紫紅色厚層砂巖，中—粗砂結(jié)構(gòu)，顯紋層理，局部呈灰褐色條帶狀。樣品經(jīng)加工后呈紫紅色，拋光面上紫紅色深淺相間，形成線狀、波狀紋理，整體看近似木紋，光澤度較好，色澤單一，易于拼接。資源量7～12萬m3，大者約100萬m3。

(3) 米黃系列：該系列主要產(chǎn)于下三疊統(tǒng)嘉陵江組、下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組、上寒武統(tǒng)高臺組，以南津關(guān)組分布最廣。主要巖性有淺灰色帶淺紅色、米黃色厚層云質(zhì)灰?guī)r，淺灰色帶淺紅色厚層塊狀灰?guī)r，淺灰色夾灰色中厚層狀白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r等。其余各品種主要產(chǎn)于寒武系—三疊系碳酸鹽巖中。

該品種系列繁多，包括金世紀(jì)、武陵、沙浪、新雅以及大花、金花、冰花、金地、金瑕、珊瑚等15個品種，以前4種資源量大，達(dá)1 000～3 000萬m3，其余品種資源量為60～400萬m3不等。

本系列飾面石材物理力學(xué)性質(zhì)良好，符合國家建筑飾面材料的飾面石材板材的規(guī)定要求。樣品經(jīng)加工后，拋光面光澤度及成像性較好，色彩美觀大方，其中沙浪米黃色彩絢麗，金瑕米黃金黃色的條帶似綢緞，顯得富貴高雅，是本系列石材品種中的佳品。

2.3 脈狀充填型和古巖溶型飾面石材礦床

這是一類比較特殊的受構(gòu)造控制的脈狀大理石類型礦床。由于其具備能切成一定塊度、磨光后具有裝飾色澤或花紋的特點，在分類上與沉積和變質(zhì)類型不同，故單列為一類商品大理石。該類礦床在本區(qū)分布雖較廣泛，但可作為飾面石材的不多。

2.3.1 脈狀充填型

(1) 玫瑰紫玉：主要產(chǎn)于中上寒武統(tǒng)婁山關(guān)群、下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組灰色厚層灰?guī)r中的方解石脈，呈脈狀和塊狀產(chǎn)出，脈幅大小不一，大者長50m，寬20m，資源量約100萬m3。方解石晶體呈淺紫紅色，其抗壓、抗剪強度較低，樣品加工后，光澤度好，色澤晶瑩剔透，絢麗多彩，是飾面石材中的精品。

(2) 云彩白：產(chǎn)于中上寒武統(tǒng)婁山關(guān)群淺灰色厚層細(xì)晶云巖中，斑脈狀白云石脈發(fā)育，厚度為20～30m。資源量10～50萬m3。樣品加工后光澤度好，色彩樸實大方。

2.3.2 古巖溶型

大小冰花：主要產(chǎn)于下寒武統(tǒng)清虛洞組，次為下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組，巖性為灰色中厚層灰?guī)r及厚層灰?guī)r，以方解石礦體形成，分布于古巖溶中。礦體長80～100m，寬30～40m，厚15～20m，資源量約15～3 000萬m3。樣品加工后，光澤度好，質(zhì)地細(xì)膩，潔白無瑕，或晶面的折射顯出云霧狀，更顯得美觀大方，深受人們的喜愛，是飾面石材中的精品。

2.4 熱(動)力變質(zhì)型

該類礦床主要產(chǎn)于寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)碳酸鹽巖中，主要特點是由于受到區(qū)域性斷裂所產(chǎn)生的熱(動)力作用，巖石重結(jié)晶現(xiàn)象明顯，或伴有鐵質(zhì)浸染、褪色現(xiàn)象等。如花垣吉衛(wèi)一帶產(chǎn)于上寒武統(tǒng)婁山關(guān)群的青奶油品種，色彩古樸典雅，美觀大方，資源量達(dá)3 000萬m3。龍山巖沖產(chǎn)于婁山關(guān)群的鵝毛金品種，金黃的底色，紅色絲紋相互交織繚繞，自然流變，形成千姿百態(tài)的圖案，資源量約為100萬m3。

2.5 其他類型飾面石材礦床

該類礦床包括產(chǎn)于受構(gòu)造控制的脈狀方解石、白云石和由碳酸鹽、鐵質(zhì)等膠結(jié)的碎裂巖礦床、古巖溶方解石脈礦床。

(1) 脈狀飾面石材礦床(點)。

區(qū)內(nèi)脈狀方解石礦床分布較廣，已發(fā)現(xiàn)礦床(點) 50多處，但大部分是經(jīng)破碎后直接銷售原礦，用于涂料和中低端產(chǎn)品的填料。而作為飾面石材的方解石(白云石)礦床(點)不多。該類礦床主要產(chǎn)于上寒武統(tǒng)及下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖中，為受斷裂構(gòu)造控制的超低溫?zé)嵋好}狀充填礦床。代表性的品種有水晶淺啡、玫瑰紫玉、白玉蘭等。此外為直接產(chǎn)于斷裂破碎帶內(nèi)的石材礦，由碎裂巖、巖粉、碳酸鹽脈組成，膠結(jié)良好，光澤度、成像性能較好，花紋美觀，圖像絢麗多彩，如沙漠玫瑰、云霧白、歐網(wǎng)、太陽紅等，都屬同一成因。

(2) 古巖溶型飾面石材礦床(點)。

該類礦床(點)主要產(chǎn)于下寒武統(tǒng)清虛洞組和下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組厚層灰?guī)r中。處在潮濕的氣候條件下，由于古地下水沿著構(gòu)造斷裂活動，碳酸鹽巖被溶蝕，隨著地下水運移，在飽含碳酸鈣水的堿性條件下，形成原地或準(zhǔn)原地堆積的古巖溶型[5]方解石飾面石材礦床(點)。代表性的品種有大小冰花、木紋黃等。

3 礦石加工技術(shù)性能

3.1 物理性質(zhì)特征

礦石抗壓、抗折強度測試結(jié)果見表1，吸水率、容重測試結(jié)果見表2。

(1) 抗凍性：作為室外建筑裝飾材料，抗凍性能是衡量大理石質(zhì)量優(yōu)劣的標(biāo)志。目前對大理石抗凍性尚無統(tǒng)一規(guī)定，但通常認(rèn)為，在大理石處于潮濕狀態(tài)下，經(jīng)多次融凍而無顯著破壞，其重量損耗不應(yīng)大于2%為好。本次通過對龜背石抗凍性能的測試，其結(jié)果表明：試樣有飽和水后，在-20℃(誤差±2℃)低溫下，經(jīng)15次循環(huán)融凍，其表面未見新裂紋，無重量損失。由此可知，本區(qū)大理石的抗凍性能是良好的。

(2) 耐磨率：耐磨性除了是衡量大理石板材質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)外，還是大理石加工效率高低的一項指標(biāo)。本區(qū)大理石的耐磨率，“永順紅”為1.81～2.96g/ cm2，“綠松皮”為2.14g/cm2，“龜背石”為1.22g/cm2。目前對大理石的耐磨率尚無具體指標(biāo)。從數(shù)據(jù)上看，“永順紅”、“綠松皮”、“龜背石”的耐磨率較國內(nèi)已有牌號的大理石要小。

表1 抗壓、抗折強度測試結(jié)果

表2 吸水率、容重測試結(jié)果

(3) 光澤度：光澤度的高低是大理石裝飾性能的重要標(biāo)志之一。本區(qū)大理石的光澤度測定，是以永順吊井溪州大理石廠提供的板材為試樣，“永順紅”為72.4，“綠松皮”為85.4，“龜背石”100。

3.2 大理石的成荒率及成材率

統(tǒng)計得出大理石的理論荒料率為82.27% ，經(jīng)濟(jì)荒料率為45.83%，成材率為15～20m2/m3。共探明333+334級資源量1 413.86萬m3，其中333級資源量為733.49萬m3，占總儲量的51.9%[6]。

3.3 礦床開采技術(shù)條件

3.3.1 覆蓋層巖性及厚度

礦體覆蓋層為臨湘組瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r，厚度不大。據(jù)勘探線剖面統(tǒng)計和地質(zhì)填圖觀察，其厚度為0～10m，平均厚約4m。

3.3.2 剝采比

根據(jù)礦區(qū)Ⅱ、Ⅲ線覆蓋層的平均厚度和面積計算，其覆蓋層總體積為9.5萬m3。

3.3.3 開采建議

本礦區(qū)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件屬簡單類型。開采方法為露采。邊坡角55°。

4 找礦方向及開發(fā)前景

4.1 找礦方向

湘西州飾面石材礦床整體上除少數(shù)品種資源量較小外，多數(shù)資源量頗豐。根據(jù)初步查明的各個品種的色澤、花紋、圖案，拋光后的光澤度、物理化學(xué)性能以及預(yù)測的資源量、花色品種適銷對路，已有企業(yè)意向性投資開發(fā)[7]，并提出以下品種作為主要找礦方向，即黑木紋、皇家金檀、龜紋石、金世紀(jì)米黃、金緞米黃、玫瑰紫玉、青奶油和七彩石等8個品種。

4.2 開發(fā)前景

湘西州地處云貴高原東側(cè)，以武陵山脈為主體，山川秀美，亞熱帶山區(qū)氣候宜人。焦柳鐵路、張懷高鐵、國道、省道、高速公路以州府吉首為中心，四通八達(dá)。充足的石材資源，豐富的品種，優(yōu)越的品質(zhì)，為湘西州發(fā)展石材產(chǎn)業(yè)奠定了堅實基礎(chǔ)。

當(dāng)前，湘西州石材產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨前所未有的新機(jī)遇，全國范圍內(nèi)新型城鎮(zhèn)化的深入推進(jìn)，將使石材的市場需求長期保持強勁勢頭，開發(fā)湘西州石材資源大有可為。

[1]包正湘.湘西黔東汞鉛鋅礦床的成礦作用與形成機(jī)理[J].桂林冶金地質(zhì)學(xué)院學(xué)報,1987,7(3):159-17.

[2]張攀華.論江南地軸北西緣在湖南的邊界[J].湖南地質(zhì),1984,3 (2):57-64.

[3]陳小平,劉少勇,楊定瑞,等.湘西州飾面石材調(diào)查報告[R].吉首:湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四0五隊.

[4]劉金山.鳳凰大理石礦床地質(zhì)特征及開發(fā)建議[J].湖南地質(zhì), 1990,9(2):39-45.

[5]鮑振襄.湘西北巖溶菱鋅礦床地質(zhì)特征[J].中國巖溶(S1),1988 (2):31-35.

[6]謝小青.湖南省永順縣吊井巖礦區(qū)大理石礦詳細(xì)普查地質(zhì)報告[R].湖南吉首：湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四0五隊.

[7]陶維屏,金憲民,徐菊明,等.非金屬礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價——礦山投資分析[M].北京:地質(zhì)出版社,1990:103-104.

Characterics and Type of Surface Decoration Stone Deposit and Prospecting Direction in Xiangxi Autonomous Prefecture

ZHANG Shao-yan
(Hunan Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration Team 405, Jishou 416000, China)

Surface decoration stone is abundant in Xiangxi autonomous prefecture. All kind of stone and novel, belongs to sedimentry coloury marble deposit,mainly occurs in carbonate of Cambrian and Ordovioian. Polished sample appears glossy, clear and colourful, it is easy to piece together and best decorating property, a good prospect of development and developble value. Based on the marble resource characteristics, the ore-searching direction is discused.

surface decoration stone; resource characteristics; the ore-searching direction; Xiangxi autonomous prefecture

P619.22

A

1007-9386(2017)02-0049-03

2016-12-15