云南省“保山米黃”大理石礦資源地質(zhì)特征及成礦規(guī)律淺析

馬文昆

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心云南總隊，云南 昆明 650118）

保山市位于云南省西部，地處橫斷山脈滇西縱谷南端，為低緯山地亞熱帶季風(fēng)氣候，屬瀾滄江、怒江兩大水系。地形地貌復(fù)雜，立體氣候顯著，溫和潮濕，雨量充沛。多年平均氣溫為15.8℃，最高極值為32.2℃，最低為-4.9℃，年溫差小，日溫差大。多年平均降雨量1 139.9mm，雨季主要集中在6～10月，全年均適宜進(jìn)行野外礦山地質(zhì)活動及采礦工作。

保山市米黃大理石資源豐富，經(jīng)過多年市場推廣，已形成聞名中外的品牌——“保山米黃”。資源主要分布于隆陽區(qū)楊柳鄉(xiāng)、西邑鄉(xiāng)、瓦渡鄉(xiāng)，以及施甸縣仁和鎮(zhèn)及何元鄉(xiāng)。

1 資源概況

區(qū)內(nèi)大地構(gòu)造位于岡底斯—喜瑪拉雅造山系(Ⅸ)—保山地塊(Ⅸ-4)—保山陸表海(Ⅸ-4-3)中部。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為近南北向，以保山—施甸南北向構(gòu)造帶為典型，而東西向構(gòu)造不甚發(fā)育。區(qū)內(nèi)各時代地層出露較齊全，巖漿活動不發(fā)育，區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用輕微，以區(qū)域變質(zhì)作用為主。

1.1 礦體賦存層位

“保山米黃”賦存于中三疊統(tǒng)河灣街組(T2h)中，巖性主要為淺灰黃—灰黃色白云巖，另有部分白云質(zhì)灰?guī)r。該層位出露面積廣泛，但總體風(fēng)化強(qiáng)烈，于風(fēng)化微弱、塊度較好、開采技術(shù)條件較好地段可形成礦體。

1.2 礦體夾石

飾面石材礦體中的夾石種類包括厚度大于或等于夾石剔除厚度的節(jié)理裂隙密集區(qū)、層面密集區(qū)、色斑色線密集區(qū)。事實(shí)上，單純的色斑色線密集區(qū)有時不作為夾石，反而可作為獨(dú)特品種。對石材花色品種，一般以規(guī)模大、顏色穩(wěn)定、可批量產(chǎn)出為常態(tài)。在以往評價中，飾面石材以純正、穩(wěn)定、無變化為優(yōu)，時移勢異，新、奇、特為個性之表現(xiàn)，不以量大取勝，而以與眾不同為其特點(diǎn)。

“保山米黃”巖性主要為淺灰黃—灰黃色白云巖，礦物成分及含量較穩(wěn)定。塊度變化不大，未發(fā)現(xiàn)破碎帶。礦體中未見明顯夾石體。

1.3 礦體圍巖特征

河灣街組(T2h)分布面積廣泛，厚度較大，地形平緩處第四系粘土覆蓋較嚴(yán)重，地勢陡峭處出露較好。

礦體圈定圍繞含礦層位即河灣街組(T2h)進(jìn)行，按風(fēng)化程度可劃分為微風(fēng)化之完整塊狀白云巖與強(qiáng)風(fēng)化之碎塊狀白云巖，前者可形成礦體，后者則為圍巖。

圍巖與礦體巖性相同，但風(fēng)化程度差異極大，極破碎，無法作為飾面石材使用。圍巖與礦體界線清楚。

1.4 礦體覆蓋層特征

白云巖多呈石芽狀裸露，成片出露形成溶溝、溶槽，其間常充填有第四系褐紅色粘土。在地形低洼、平緩處，粘土覆蓋較嚴(yán)重，厚度一般為0～5m，最大厚度9.6m。

1.5 礦石風(fēng)化特征

地表風(fēng)化溶蝕多沿節(jié)理裂隙進(jìn)行，形成“V”字形溶溝，深度一般3～5m，對地表礦石塊度有一定影響。據(jù)已有采場調(diào)查，溶蝕裂隙延伸深度最大超過15m，寬度＞1m。

白云巖受風(fēng)化作用影響極大，多數(shù)強(qiáng)烈風(fēng)化，破碎呈碎塊狀，新鮮面為淺灰黃色，風(fēng)化節(jié)理密集，將巖石切割成1～5cm大小的碎塊，錘擊即散，碎塊棱角清楚。沿節(jié)理面及層面多有褐紅色鐵質(zhì)浸染。碎塊狀白云巖分布處，地表褐紅色粘土較薄，一般20～30cm，其中含大量1～5cm大小白云巖碎塊，棱角明顯。據(jù)觀察，最大風(fēng)化深度超過20m。

2 礦石質(zhì)量特征

2.1 礦石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造

“保山米黃”巖性主要為淺灰黃—灰黃色白云巖。風(fēng)化面呈灰黑色，表面溶蝕發(fā)育，形成刀砍狀溶溝。斷口粗糙，顆粒感較強(qiáng)，新鮮面呈淺灰黃、灰黃、淺灰紅色，其中可見雜亂分布之白、淺灰黃色方解石細(xì)脈。白云巖多具細(xì)晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。顯微鏡下鑒定結(jié)果，礦物成分主要為白云石，呈他形—半自形—自形粒狀，含量90%～95%；次為方解石，呈不規(guī)則粒狀，含量3%～5%；另有少量鐵質(zhì)，呈黑褐、黃褐色細(xì)小斑點(diǎn)狀、塵點(diǎn)狀。白云石粒度大小總體以0.15～0.25mm細(xì)晶為主，顆粒表面普遍有黃褐色細(xì)小塵點(diǎn)狀鐵質(zhì)分布，顯得不潔凈。方解石大小不等，呈不規(guī)則粒狀，部分呈細(xì)脈狀出現(xiàn)，分布不甚均勻，局部呈團(tuán)塊狀。

2.2 礦石品種

根據(jù)礦物成分及結(jié)構(gòu)特征，礦石巖性主要為淺灰黃—灰黃色白云巖，花色品種為米黃大理石。因其產(chǎn)于保山，故命名為“保山米黃”。按照當(dāng)?shù)厥钠髽I(yè)的劃分，“保山米黃”品種可細(xì)分為紅線米黃、冰花米黃、筋線米黃、金黃米黃、木紋米黃、淺米黃等。

2.3 礦石化學(xué)成分及物理力學(xué)性質(zhì)

“保山米黃”主要由碳酸鹽礦物組成，其化學(xué)成分主要為CaO、MgO及CO2。

礦石體積密度2.70～2.85g/cm3；吸水率0.51%～1.14%；肖氏硬度29～64；耐磨度0.054～0.11g/cm2；抗壓強(qiáng)度55～141MPa；抗折強(qiáng)度7.4～19.9MPa；抗剪強(qiáng)度：平均垂直壓力(σ)12.5～42.2MPa，平均水平剪應(yīng)力(τ)17.8～52.8MPa；內(nèi)聚力(C)5.8～17.9MPa；內(nèi)摩擦角(φ)37.63～47.36°；內(nèi)摩擦系數(shù)0.771～1.086。各項(xiàng)物理力學(xué)性能及指標(biāo)均滿足飾面石材要求。

放射性測試結(jié)果：CRa23.1Bq/kg，CTh＜0.1 Bq/kg，Ck68.2Bq/kg，IRa0.12，Ir0.08。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》，礦石屬A類建筑裝修材料，其產(chǎn)銷與使用范圍不受限制。

2.4 礦石加工技術(shù)性能

區(qū)內(nèi)已有礦山開采、加工“保山米黃”。礦山多利用串珠鋸將礦石荒料從完整礦體中分離出來，再沿節(jié)理面進(jìn)行分割整型，使之成為標(biāo)準(zhǔn)的六面體。運(yùn)輸回廠加工成2.0cm厚的毛板，打磨拋光后成為精板，根據(jù)需要切割最終成品。在鋸解、磨削、拋光、切割過程中基本上無掉邊角現(xiàn)象，開采、加工技術(shù)性能較好。

據(jù)采集的各類樣品分析、測試結(jié)果，“保山米黃”主要由碳酸鹽礦物組成，結(jié)構(gòu)較致密，礦物成分較均勻，其中石英及燧石等硬度較大的硅質(zhì)物含量較低，對礦石加工造成的不利影響較小。

值得注意的是，部分礦體中隱裂隙較發(fā)育，荒料切割過程中易碎裂，板材強(qiáng)度較低，對板材率影響較大，需采取注膠、背網(wǎng)措施進(jìn)行彌補(bǔ)。

2.5 礦石塊度

礦體中節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要有兩組。通過荒料率統(tǒng)計，并采用疊合圖法測定，統(tǒng)計結(jié)果體圖解荒料率為24.08%～37.80%，平均值31.01%，滿足飾面石材礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范對荒料率的要求。當(dāng)?shù)囟嗄觊_采加工經(jīng)驗(yàn)，礦石具一定塊度，荒料率及板材率較高。

2.6 礦石質(zhì)量綜述

“保山米黃”礦物成分以白云石為主，化學(xué)成分基本穩(wěn)定；礦石較致密，強(qiáng)度高，抗沖擊、耐磨能力強(qiáng)，干濕穩(wěn)定性好，具較高光澤度；礦物顆粒分布均勻，顏色基本穩(wěn)定，其組合形成的紋路無明顯方向性，拼接、裝飾性能較好；礦石塊度較大，荒料率較高，加工技術(shù)性能較好，板材率較高，邊角廢料可綜合利用作為工程板；抗風(fēng)化能力強(qiáng)，放射性低，適用于室內(nèi)及室外各種場合。礦石質(zhì)量較好。

3 成礦規(guī)律

中三疊世早期海侵形成了一套潮上或?yàn)a湖相沉積，反映了當(dāng)時氣候干燥、年蒸發(fā)量大于降水量、海水周期性補(bǔ)給含鹽量高的自然環(huán)境。長期穩(wěn)定沉積，形成了巖性以白云巖為主的巨厚地層，為“保山米黃”的形成創(chuàng)造了有利的物質(zhì)條件。影響“保山米黃”成礦的因素主要有以下幾個方面。

3.1 地層條件

地層條件主要體現(xiàn)在沉積環(huán)境方面，不同沉積環(huán)境形成不同的巖性組合。

沉積型大理石礦賦存于一定地層層位中，巖性以碳酸鹽巖為主，這是基本成礦物質(zhì)條件?！氨Ｉ矫S”賦存于中三疊統(tǒng)河灣街組(T2h)中，其分布受地層控制。巖性主要為淺灰黃—灰黃色白云巖，屬海相沉積型，厚度巨大，可形成大規(guī)模的石材礦山。

巖石單層厚度是沉積型大理石的關(guān)鍵控礦因素，它反映了當(dāng)時的沉積環(huán)境。厚度越大，說明沉積環(huán)境越穩(wěn)定，物質(zhì)來源越充分。一般要求單層厚度＞0.5m，單層厚度越大，則生產(chǎn)規(guī)格、尺寸越大，礦石利用率越高，開采、加工成本越低。

保山市碳酸鹽巖地層分布較廣，含礦層位以三疊系為主，巖性主要為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r等。豐富的碳酸鹽巖地層，為尋找大理石礦提供了有利條件。主要含礦層位為中三疊統(tǒng)河灣街組(T2h)，巖性主要為淺灰黃—灰黃色白云巖，單層厚度一般為0.5～2m，多＞1m。受風(fēng)化作用影響，該地層多呈強(qiáng)風(fēng)化碎塊狀，而能夠形成礦體的僅為其中完整塊狀之白云巖，總體塊度較大，具備良好成礦地質(zhì)條件。

3.2 花色品種條件

具有一定塊度的碳酸鹽巖，因其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成、生物種類及含量的不同，形成了相應(yīng)花紋，而顏色與花紋的組合，形成了相應(yīng)品種的大理石礦，也決定了其經(jīng)濟(jì)價值及市場認(rèn)可度。

穩(wěn)定的礦物成分及化學(xué)成分，使得“保山米黃”顏色基本穩(wěn)定。方解石的顏色、形態(tài)以及含量不同，使得品種能夠細(xì)分。比如方解石呈不規(guī)則粒狀均勻分布，就是傳統(tǒng)意義上的“米黃”；呈紅色細(xì)脈狀、網(wǎng)紋狀，則形成“紅線米黃”；呈白色團(tuán)塊狀大量分布，則為“冰花米黃”。

3.3 構(gòu)造條件

地層條件決定了礦體厚度及礦石單層厚度，沉積之后發(fā)生的構(gòu)造變動，則影響了礦石的塊度大小。

對飾面石材礦石而言，斷層、褶皺等構(gòu)造對礦石質(zhì)量有一定影響，主要影響礦體的完整性以及荒料塊度大小。因斷層、褶皺等構(gòu)造形成的節(jié)理，具有一定規(guī)律性，且局部存在，在地表及深部均有所反映，影響礦石塊度。

構(gòu)造節(jié)理為巖石形成后，應(yīng)力場發(fā)生改變，局部應(yīng)力集中而在巖石中造成面狀變形或形成裂隙。在構(gòu)造節(jié)理密集發(fā)育的地段，巖石塊度小，難以形成荒料。

該地層周圍不同程度地發(fā)育有斷層，對礦體及礦石質(zhì)量(主要是塊度)有一定影響。

3.4 風(fēng)化作用條件

對碳酸鹽巖形成的大理石礦，風(fēng)化作用主要是溶蝕作用，地表風(fēng)化溶蝕沿節(jié)理裂隙進(jìn)行，形成“V”字形溶溝，其深度一般3～5m，深者可達(dá)十余米，對地表礦石塊度有較大影響。

“保山米黃”巖性主要為白云巖，風(fēng)化裂隙的深度及寬度可導(dǎo)致塊度變小，荒料率降低。另外，風(fēng)化溶蝕后部分白云巖較破碎，甚至呈碎塊狀，其風(fēng)化深度直接影響到礦體的開采，致使剝離量增加，開采變得不經(jīng)濟(jì)甚至無法利用。

4 開發(fā)利用情況

4.1 資源分布情況

“保山米黃”開采點(diǎn)主要分布于施甸縣仁和鄉(xiāng)、何元鄉(xiāng)，以及隆陽區(qū)楊柳鄉(xiāng)、西邑鄉(xiāng)。資源分布情況見下頁表，開采點(diǎn)分布情況見圖1。

圖1 開采點(diǎn)分布示意圖

從圖1可以看出，河灣街組(T2h)在施甸縣及隆陽區(qū)分布廣泛，面積占比約為25%。多數(shù)風(fēng)化溶蝕破碎嚴(yán)重，無法開采利用，僅完整塊狀者可作為大理石。

4.2 開發(fā)利用現(xiàn)狀

礦山開采現(xiàn)狀見圖2。中三疊統(tǒng)河灣街組(T2h)淺灰黃—灰黃色白云巖，總體基調(diào)呈灰黃色，其中含有雜亂分布的灰黃、灰白、灰紅色方解石網(wǎng)脈或團(tuán)塊，形成不同的“保山米黃”系列。

“保山米黃”資源分布情況

圖2 礦山開采現(xiàn)狀

米黃大理石色澤淡雅，與其他石材搭配，可形成色彩濃淡相宜、色澤柔和的裝飾風(fēng)格。作為國際石材市場應(yīng)用范圍最廣、需求量最大的品種之一，銷售價格較穩(wěn)定?！氨Ｉ矫S”作為國內(nèi)知名的米黃大理石品牌，有一定市場占有度。資源的開發(fā)利用將大力促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，有較好的社會及經(jīng)濟(jì)效益。