河北飾面用花崗巖成礦規(guī)律及開發(fā)利用

齊新國,付茂英,王 政

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心河北總隊，河北 保定 071051)

飾面用花崗巖是河北的優(yōu)勢礦種，查明資源儲量居全國前列。河北飾面石材產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，在承德、青龍、易縣、阜平、靈壽、平山等地，飾面用花崗巖資源分布數(shù)量多，礦石質(zhì)量好，石材品種各具特色，石材開采加工業(yè)在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟中占有重要地位。本文對河北的飾面用花崗巖礦資料進行了全面的收集梳理，分析歸納了其資源稟賦、賦礦地質(zhì)體巖石學(xué)特征、典型礦床特征，總結(jié)了礦床類型、成礦規(guī)律、開發(fā)利用情況及各地的產(chǎn)業(yè)特色，提出了找礦方向及開發(fā)利用建議。

1 飾面用花崗巖資源稟賦

河北是飾面石材資源大省，查明資源量排位在山東、廣西、北京、海南之后，居全國第5位。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2018年底，已知礦產(chǎn)地91處，保有資源量16 454萬m3，其中大型11處、中型10處、小型20處、礦點50處[1]。

飾面用花崗巖品種豐富，已發(fā)現(xiàn)30多個花色品種，有紅、黑、綠、藍、灰、白、多彩等系列品種，高、中、低檔齊全。特色品種有“燕山藍”、“燕山綠”、“中國黑”、“萬年青”、“墨玉”、“長城紅”、“大三花”、“小三花”、“龜板玉”等。

飾面用花崗巖礦分布于燕山及太行山區(qū)，分布范圍廣、資源儲量相對集中、品種具有地域特色性。河北的8個地市均有分布，但主要分布于石家莊、保定、承德、秦皇島地區(qū)(圖1)。

圖1 河北飾面用花崗巖礦產(chǎn)地分布圖

飾面用花崗巖資源勘查程度不高，僅有8處達到詳查，26處為普查，大多數(shù)礦床為調(diào)查工作程度，在飾面石材具有較好市場前景的情況下，急需加強地質(zhì)勘查工作。

2 成礦地質(zhì)特征

河北飾面用花崗巖礦床分為巖漿型和區(qū)域變質(zhì)型兩大類，礦床類型有15種(表1)。巖漿型礦床主要為侵入巖型，進一步分為超基性巖型、基性巖型、中性巖型和酸性巖型。

表1 河北飾面用花崗巖礦床類型劃分表

超基性巖型飾面石材礦主要分布于保定、秦皇島、承德、石家莊及張家口地區(qū)，礦床規(guī)模一般較小。賦礦地質(zhì)體多為超基性巖株、巖脈，礦體多呈似層狀、脈狀。礦石自然類型有輝石角閃石巖、角閃輝石巖、輝橄巖、角閃石巖、橄欖角閃輝石巖、蛇紋巖等。石材品種有“墨玉”、“龜板玉”；成礦時代有晉寧期(Pt2- Pt3)、華力西期(D2)及燕山期(T3)。易縣東杜崗鄉(xiāng)龍門溝石材礦床為典型礦床，位于太行山斷裂帶淶源花崗雜巖體東部邊緣，呈巖枝和不規(guī)則狀產(chǎn)出，成礦時代為燕山期。賦礦地質(zhì)體為角閃輝石巖，巖石呈灰綠色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為透輝石(75%)和普通角閃石(20%)，少量斜長石，透輝石呈半自形粒狀或短柱狀，角閃石晶體粗大，與輝石形成嵌晶結(jié)構(gòu)，產(chǎn)出的石材品種為“墨玉”。

基性巖型飾面石材礦主要分布于保定及石家莊地區(qū)，產(chǎn)品有“萬年青”、“中國黑”(“阜平黑”、“平山黑”)、“墨玉”、“珍珠黑”等。礦床規(guī)模較大，礦石類型有輝綠巖、輝長輝綠巖、角閃輝長巖、紫蘇輝長巖、蘇長巖。賦礦地質(zhì)體少量分布于燕山期基性巖株內(nèi)，大多分布于太行山中段晉寧期輝綠巖中，呈巖脈、巖墻群狀分布，長度數(shù)百至數(shù)千米，寬度0.5～100m，通常20m左右。輝綠巖多呈灰綠色、灰黑色，輝綠結(jié)構(gòu)、輝長—輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由斜長石(60%)、普通輝石(30%)及少量角閃石(5%)、石英(＜5%)等組成，斜長石呈自形—半自形板狀，粒徑0.3～2.2mm，局部強絹云母化，黝簾石化；普通輝石呈半自形—他形粒狀，粒徑0.2～1.0mm，具弱多色性；角閃石呈柱狀，柱徑0.3～0.5mm，次閃石化發(fā)育。拋光面多呈黑底綠點，總體呈青色，光澤度75～107，裝飾性能良好，主要石材品種為“萬年青”。生產(chǎn)荒料率20%～36%，壓縮強度68.8～314.7MPa，彎曲強度14.1～46.2MPa， 體積密度2.93～3.01g/cm3，耐磨性51～74(1/cm3)，吸水率0.07%～0.37%，耐酸度、耐堿度均大于99%。阜平縣黃土臺輝綠巖礦床產(chǎn)出的石材品種主要為“3號中國黑”，礦石呈灰黑色，輝長—輝綠結(jié)構(gòu)，主要由斜長石(38%)、普通輝石(26%)、正長石(15%)及少量角閃石、石英組成。礦石色調(diào)均勻，板材拋光后底色以黑色為主，細小的白色顆粒均勻散布其中，表面呈玻璃光澤，光滑細膩。

中性巖型飾面石材礦主要分布于保定及承德地區(qū)。石材品種有“燕山藍”、“燕山綠”、“墨晶白”等，多賦存于燕山期閃長巖及正長巖體中，個別賦于呂梁期變質(zhì)閃長巖體中。礦石類型為閃長巖、變質(zhì)閃長巖、角閃閃長巖、二長閃長巖、石英閃長巖、輝石閃長巖和石英正長巖、花崗閃長巖等。承德縣甲山正長巖飾面石材礦床賦存于燕山期正長巖巖株中，巖性為灰綠色中粗粒輝石正長巖?！把嗌剿{” 分布于巖體的過渡相角閃輝石正長巖中，巖石呈灰綠、灰黑色，半自形中粗粒粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。鉀長石(72%)為條紋長石，半自形板狀—他形粒狀；角閃石(7%)柱狀；輝石(6%)為普通輝石和紫蘇輝石；斜長石(8%)具弱綠簾石化；石英(4%)他形粒狀；黑云母少量。巖體邊緣相為深色中—粗粒輝石正長巖，是“燕山綠”的賦礦部位。礦床荒料率30%左右，板材率25～30m2/m3，板材拋光后呈墨綠色、灰綠色，磨光面上有條紋長石解理面閃出的藍色彩光或星點，色調(diào)均勻素雅(圖2)，光澤度81，耐酸度99.85%，耐堿度100%。

圖2 “燕山藍”(a)、“燕山綠”(b)石材

酸性巖型飾面石材礦主要分布于承德、石家莊、張家口、秦皇島及保定地區(qū)，礦床規(guī)模較大。石材品種主要有“長城紅”、“贊皇紅”、“大三花”、“小三花”等。成礦時代主要為燕山期，少量為華力西期。賦礦巖體以巖基、巖株等形式產(chǎn)出。礦石類型有花崗巖、鉀長花崗巖、二長花崗巖、似斑狀花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖、斑狀花崗巖、花崗斑巖等[2-3]?！伴L城紅”產(chǎn)于青龍縣肖營子燕山期雜巖體中，雜巖體由閃長巖、花崗閃長巖、黑云母花崗巖組成，礦體分布于細?！写至：谠颇富◢弾r中。礦石呈淺肉紅色、肉紅色，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分為石英30%～35%，自形—半自形；條紋長石40%，半自形—他形；斜長石20%～25%，半自形—他形；黑云母1%～5%。礦石體積密度2.75g/cm3，壓縮強度103MPa，彎曲強度8.2MPa，耐酸度99.9%，荒料率49%，磨光面色澤鮮艷，色斑均勻無色差(圖3)，光澤度94～103。

圖3 “長城紅”石材

變質(zhì)巖型飾面石材礦主要分布于石家莊地區(qū)，礦床規(guī)模多為中、小型。礦床賦存于太古代及古元古代變質(zhì)巖中，礦體呈透鏡狀、似層狀，礦石類型有(混合巖化)黑云斜長片麻巖、(混合巖化)鉀長淺粒巖、二長淺粒巖、斜長角閃巖、斑狀混合巖，混合花崗巖等。石材品種有“太行紅”、“燕北紅”、“紅花石”、“漫山紅”、“龜板玉”、“黑底白花”、“燕北白”、“芝麻黃”、“虎皮黃”及“五彩石”等。靈壽縣“太行紅”產(chǎn)于條痕狀花崗混合巖中，礦石呈肉紅色，中粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，條紋狀構(gòu)造，混合巖中的脈體由斜長石、鉀長石、石英組成，含量60%～70%，脈體寬0.6～1cm，一般延伸幾十厘米至十幾米，基質(zhì)成分為透輝石、斜長石、石英，含量30%～40%。板材呈肉紅色，色澤鮮艷，光澤度較高。礦石壓縮強度94.3～109.6MPa，彎曲強度13.27～19.68MPa，耐磨性47(1/cm3)。

3 成礦規(guī)律

3.1 含礦地質(zhì)體分布規(guī)律

侵入巖型飾面石材礦分布于中元古代—中生代巖漿巖中，尤以中生代侵入巖為主，多與區(qū)域性斷裂活動有關(guān)[4]?；浴郧秩霂r主要分布于冀北—太行山巖漿巖帶、阜平—許亭巖漿巖帶、尚義—大廟巖漿巖帶，形成時代有古元古代晚期—中元古代、早二疊世、晚三疊世、晚侏羅世、早白堊世；中元古代中—酸性侵入巖主要分布于尚義—承德大廟巖漿巖帶；晚古生代中—酸性侵入巖主要分布于華北陸塊北緣巖漿巖帶、張北—承德巖漿巖帶及尚義—大廟巖漿巖帶；早—中三疊世中—酸性侵入巖分布于華北陸塊北緣巖漿巖帶和張北—承德巖漿巖帶，上述巖漿巖帶多呈近東西向展布。晚三疊世—白堊世中—酸性侵入巖分布于冀北—太行山巖漿巖帶，呈北東向疊加于前期巖漿巖帶之上。從形成時代看，早期巖體巖石構(gòu)造節(jié)理多，荒料塊度小，荒料率低，后期巖體巖石較完整，強度較高，利于成礦。

變質(zhì)型花崗巖礦床主要分布于阜平斷塊，成礦時代以新太古代—古元古代為主，含礦巖系有中太古代阜平巖群、贊皇巖群立洋河巖組、古元古代官都群，巖性多屬酸性或偏堿性混合巖化或鉀化花崗巖系列。

3.2 構(gòu)造與成礦的關(guān)系

成巖后構(gòu)造是影響侵入巖型飾面石材礦成礦的主要因素，使巖體產(chǎn)生一系列斷層、節(jié)理、裂隙，降低巖體的荒料率。一般離斷裂帶較遠的巖體中節(jié)理、裂隙發(fā)育程度相對較低，是飾面石材成礦的有利地段[5]。巖體的原生構(gòu)造主要是含礦地質(zhì)體侵位后冷凝過程中產(chǎn)生的節(jié)理，節(jié)理面多平直光滑，在風(fēng)化作用下易造成巖石破碎，降低荒料率[6]。巖體的巖相帶構(gòu)造是由不同巖性、巖石組構(gòu)及粒度等變化形成的巖相分帶。巖體的中心相因巖漿結(jié)晶緩慢，巖石呈粗粒結(jié)構(gòu)及斑狀結(jié)構(gòu)，無原生流動構(gòu)造(析離體及捕虜體)，巖石顏色、粒度、圖案均勻，巖石強度較高，花色品種簡單。巖體的過渡相多為中粒結(jié)構(gòu)或似斑狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)致密，強度較高，巖石粒度較小，質(zhì)地較均勻。邊緣相多為細粒結(jié)構(gòu)，析離體及捕虜體較多，巖石的色澤、粒徑等分布不均勻。巖體的過渡相及中心相是石材礦有利的成礦部位。

4 開發(fā)利用概況

河北花崗巖石材的大規(guī)模開發(fā)始于20世紀80年代中期，已開采的礦種有飾面用蛇紋巖、飾面用輝石巖、飾面用角閃石巖、飾面用蘇長巖、飾面用輝綠巖、飾面用閃長巖、飾面用正長巖、飾面用花崗閃長巖、飾面用花崗巖、飾面用片麻巖、飾面用淺粒巖、飾面用角閃巖等，其中飾面用花崗巖開發(fā)利用程度較高。河北各地市均有花崗巖石材廠礦企業(yè)，在石家莊、保定、承德及秦皇島已經(jīng)形成3個較大的產(chǎn)業(yè)基地。

4.1 冀中石材產(chǎn)業(yè)基地

主要分布于太行山中段的石家莊靈壽縣、平山縣、贊皇縣，保定阜平縣、曲陽縣、易縣。以開采黑色系列花崗巖為主，主要品種有“中國黑”(“阜平黑”、“平山黑”)、“萬年青”、“墨玉”、“龜板玉”、“青石板”等。另外，還有花色系列花崗巖品種“大三花”、“小三花”、“芝麻點”、“五彩石”，紅色系列花崗巖品種“太行紅”(“貴妃紅”、“靈壽紅”、“贊皇紅”、“漫山紅”)，黃色系列花崗巖品種“虎皮黃”、“柏坡黃”，綠色系列花崗巖品種“綠鉆麻”、“迷彩綠”[7]。靈壽縣的石材加工是當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)，年生產(chǎn)加工能力2 000萬m2，生產(chǎn)的“中國黑”無論是火燒板材，還是磨光異形材、墓碑及臺面等，大多出口到歐、美、日、中東、東南亞等世界各地，“中國黑”是河北最有名的石材，按其黑度分為“1號黑”、“2號黑”、“3號黑”。“1號黑”呈致密—細粒狀，顏色最深，但分布較少；“2號黑”和“3號黑”分布相對較多[8]。

4.2 冀北石材產(chǎn)業(yè)基地

位于承德甲山鎮(zhèn)，以藍色系列花崗巖為主，品種有“燕山藍”、“燕山綠”、“綠精靈”、“沙漠綠洲”、“綠豹”、“燕山紅”、“皇室啡”、“黃金鉆”、“寶金石”、“巴蘭珠”、“七彩石”等10余個品種。“燕山藍”是國內(nèi)較為罕見的高檔飾面石材品種。甲山鎮(zhèn)現(xiàn)有開采企業(yè)20家，加工企業(yè)100家，年產(chǎn)花崗巖荒料19萬m3、板材380萬m2，已形成冀北地區(qū)最大的花崗巖開采、加工和進出口貿(mào)易基地[9]。

4.3 冀東石材產(chǎn)業(yè)基地

位于秦皇島市青龍縣肖營子鎮(zhèn)，以紅色系列花崗巖為主，品種有“長城紅”(鮮肉紅色似斑狀花崗巖、褐紅色黑云母花崗巖)、“滿江紅”(肉紅色黑云母花崗巖)、“燕山紅”(暗紅色黑云母花崗巖)、“紫羅蘭”(灰紅色黑云母花崗巖)、“鹿皮花”(紅灰色似斑狀黑云母花崗巖)等20多個花色品種，是冀東地區(qū)主要石材集散地[10]，有開采加工企業(yè)68個，年產(chǎn)花崗石荒料15萬m3，板材366萬m2。

4.4 其他地區(qū)開發(fā)利用情況

省內(nèi)其他地區(qū)開采的花崗巖石材品種有唐山遷安的“夜里雪”，邯鄲武安的“白砂巖”，邢臺沙河的“黑金花”、“青石”，保定淶水的“皇室啡”、“紫晶黑”、“紫晶白麻”，張家口宣化的“冰花綠”(輝綠巖)、涿鹿的河北“安溪紅”、康保的“康保紅”，承德圍場的“蒙古黑”(玄武巖)。

5 結(jié)論及建議

(1)河北飾面用花崗巖品種多、資源儲量大、品質(zhì)優(yōu)、分布廣，是開發(fā)程度較高的省份之一，以黑色、藍色、紅色等為特色品種。

(2)以巖漿侵入型為主，分布主要受構(gòu)造—巖漿活動、后期構(gòu)造運動改造、風(fēng)化作用等因素控制，成礦時代以燕山期為主，晉寧期為次，礦石類型以酸性巖為主，其次是中性巖、基性巖和超基性巖。變質(zhì)巖型礦床主要分布于混合巖化區(qū)域變質(zhì)巖中。

(3)地質(zhì)工作程度較低，今后的勘查工作需重點關(guān)注名優(yōu)石材品種，找礦重點地區(qū)是阜平—許亭巖漿巖亞帶輝綠巖中的“中國黑”、“萬年青”，平泉—興隆巖漿巖亞帶正長巖中的“燕山藍”、“燕山綠”，青龍巖漿巖亞帶花崗巖中的“長城紅”。對重點礦床建議開展深入的地質(zhì)評價，為合理利用資源提供依據(jù)。

(4)石材業(yè)已成為當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)之一，但存在開采加工企業(yè)點多面廣、小而分散、技術(shù)落后、資源浪費的問題。建議加快企業(yè)整合重組，向集團化、規(guī)?；l(fā)展，在技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)方面逐漸加強，適應(yīng)市場多樣性需求。注重綠色礦山建設(shè)，加強廢石的研究利用，提高礦產(chǎn)資源的綜合利用水平。