陜西飾面石材礦床類型及資源潛力分析

李曉雄，崔擁軍，壽立永，楊 波，鄭海軍

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心陜西總隊，陜西 西安 710003)

陜西省地處中國內(nèi)陸腹地，地理位置特殊，成礦條件優(yōu)越，礦產(chǎn)資源豐富。飾面石材是陜西省重要礦種之一，資源種類齊全、礦產(chǎn)品豐富，其中“華山白麻”、“西鄉(xiāng)黑”和“安康瓦板巖”等商品在全國都享有較高知名度。飾面石材礦的開發(fā)利用為區(qū)域建筑業(yè)、房地產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了資源支撐，為地方經(jīng)濟發(fā)展作出重要貢獻。

本文以陜西總隊近年開展的“陜西省飾面石材礦產(chǎn)資源專項調(diào)查”為基礎(chǔ)，分析總結(jié)了大理巖、花崗巖、板巖、砂巖四類飾面石材礦礦床類型及地質(zhì)特征，圈定鎮(zhèn)安胭脂壩—鎮(zhèn)安西口大理巖類、商州牧護關(guān)—山陽小河口花崗巖類、延安棗園—子長砂巖類和紫陽廟坪—嵐皋馬家坪板巖類4個成礦遠景區(qū)，對其成礦潛力進行概略評價；梳理總結(jié)了陜西省石材產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及問題，提出了意見建議，以期為陜西飾面石材勘查開發(fā)提供參考。

1 地質(zhì)背景

陜西自北向南跨越華北板塊、商丹板塊對接帶、揚子板塊三大構(gòu)造單元[1]。地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜多樣性，沉積、巖漿、變質(zhì)建造時空異同性，構(gòu)造發(fā)展的多旋迴性，為陜西飾面石材形成提供了優(yōu)越的地質(zhì)條件，形成了秦巴山區(qū)花崗石大理巖、陜南北大巴山區(qū)板巖、陜北延安地區(qū)砂巖的石材資源分布格局。

2 礦床類型及特征

根據(jù)陜西境內(nèi)24處礦產(chǎn)地質(zhì)特征，結(jié)合陜北延安正在開采砂石礦情況，按成礦有關(guān)的地層或巖石、礦床成因，將陜西境內(nèi)飾面石材礦劃分為大理巖、花崗巖、板巖、砂巖四種礦床類型(表1、圖1)。

圖1 陜西飾面石材礦主要礦產(chǎn)地分布圖

表1 陜西飾面石材資源特征表

2.1 大理巖

截止2019年底，陜西省上表大理巖礦床12處，其中大型礦山3處、中型礦山8處、小型礦山1處，累計查明大理石資源儲量10 763×104m3[2]。大理巖礦床分布于陜西省秦嶺、大巴山及關(guān)中盆地北部山區(qū)一帶[3]，主要分布于鎮(zhèn)安縣長坪(圖2)、漢中西鄉(xiāng)縣馬鞍山—留壩縣青橋鋪、寶雞太白縣牛家溝門—周至杏樹梁、潼關(guān)縣玉石峪等地。

圖2 鎮(zhèn)安長坪大理石

礦床主要賦存于沉積和沉積變質(zhì)的碳酸鹽巖中，礦床類型為沉積、區(qū)域變質(zhì)、接觸變質(zhì)成因。礦體呈層狀、似層狀、透鏡體狀產(chǎn)出，局部礦體受巖漿巖及斷裂構(gòu)造破壞。巖性以大理巖、含白云石大理巖、白云質(zhì)大理巖、灰?guī)r為主，其中大理巖呈粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀、層狀構(gòu)造，礦物成分以白云石、方解石為主，少量的石英、云母等礦物。據(jù)統(tǒng)計，大理石礦床荒料率為28.8%～40.5%，礦石抗壓強度62～208MPa，抗折強度7.4～29.6MPa，放射性元素未測出。目前市場流行的大理石品種有“鎮(zhèn)安白”、“漢中白玉”、“鳳縣金絲白玉”、“富平墨玉”、“鎮(zhèn)安胭脂紅”和“藍田玉”等，以白、紅、黑、綠四個色系為主。大理巖礦床荒料率易受礦區(qū)節(jié)理發(fā)育程度的影響，并決定礦床的開采經(jīng)濟價值。

2.2 花崗巖

截止2019年底，陜西省上表花崗巖礦床7處，其中大型礦山1處、中型礦山2處、小型礦山為4處，累計查明花崗石資源儲量2 263×104m3[2]?；◢弾r礦床分布于秦嶺及大巴山區(qū)，包括寶雞市鳳縣—隴縣、漢中市西鄉(xiāng)縣、商洛市丹鳳縣、西安市長安區(qū)、安康市寧陜縣等地。

礦床主要賦存于超基性—基性、中性—酸性巖體中。礦體多呈長條狀、帶狀、巖基狀產(chǎn)出，巖性以輝長巖、黑云母花崗巖、混合長花崗巖為主。其中輝長巖礦物成分以輝石、斜長石、角閃石為主，輝長—輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；黑云母花崗巖礦物成分以鉀長石、黑云母、石英為主，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；混合花崗巖礦物成分以正長石、斜長石、石英為主，細粒變晶結(jié)構(gòu)，似片麻狀構(gòu)造。據(jù)調(diào)查，花崗石礦床荒料率為31.0%～48.1%，礦 石 抗 壓 強 度129.2～235.3MPa，抗 折 強 度16.4～37.7MPa，放射樣測試結(jié)果遠小于國家標(biāo)準(zhǔn)。目前市場流行的有“華山白麻”(圖3)、“鳳州紅”、“黑金沙”、“大金點”、“留壩大花綠”、“藍晶彩鉆”等品種[4-5]，這些品種色澤亮麗、造型美觀，是優(yōu)質(zhì)的建筑裝飾材料，深受市場的歡迎。

圖3 華陰羅敷花崗石

2.3 板巖

截止2019年底，陜西省上表板巖礦床5處，其中中型礦山4處、小型礦山1處，累計查明板石資源儲量共2 624×104m3[2]。板石礦床主要分布于陜南大巴山區(qū)的安康市鎮(zhèn)巴、紫陽、嵐皋、旬陽等地。

礦床主要賦存于寒武、奧陶紀(jì)地層中，礦床類型為動力變質(zhì)型。礦體主要呈層狀產(chǎn)出，局部礦體受巖漿巖及斷裂構(gòu)造破壞。巖性為炭質(zhì)、鈣質(zhì)、灰質(zhì)板巖，鱗片變晶結(jié)構(gòu)、板狀構(gòu)造，礦物成分以絹云母、高嶺石、方解石、石英等為主?？箟簭姸?4.0～144.4MPa，抗 折 強 度14.0～16.0MPa，自然花紋美觀、厚度均勻、質(zhì)地堅實，荒料率為60%～77.5%，目前已經(jīng)開發(fā)利用近十個品種，主要有“黑板石”、“綠板石”、“黃板石”、“灰板石”、“繡板石”(圖4)等[6]，是天然綠色環(huán)保建筑裝飾材料，深受市場歡迎。

圖4 安康市旬陽縣關(guān)山瓦板石

2.4 砂巖

截止2019年底，陜西省暫無上表飾面石材砂巖礦數(shù)據(jù)，飾面石材砂巖礦資源量不明。

砂巖類石材礦產(chǎn)主要分布于鄂爾多斯盆地中部延安市棗園至清澗一帶，在陜北地區(qū)具有一定的開發(fā)利用程度。礦床主要賦存于三疊系延長組和侏羅系延安組內(nèi)砂巖段，屬沉積型礦床。礦體總體呈層狀產(chǎn)出，主要為延長組砂巖和延安組砂巖。延長組砂巖巖性以灰白、淺灰綠色中細粒長石砂巖(圖5)為主；延安組砂巖巖性以黃綠、灰綠及棕灰色細砂至粉砂巖為主。延長組和延安組砂巖具有厚度大、礦物分布均勻，結(jié)構(gòu)致密的特點[3]，品種以“木紋石”為代表，可用于工藝石料、建筑石材等，具有一定市場份額。

圖5 棗園砂巖板材

3 成礦遠景分析

在充分研究《中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·陜西卷·非金屬礦產(chǎn)》成果基礎(chǔ)上，陜西總隊通過開展陜西省石材礦礦產(chǎn)調(diào)查工作，研究并總結(jié)了大理巖、花崗巖、板巖、砂巖四種類型飾面石材礦的礦床成因和成礦規(guī)律，在此基礎(chǔ)上劃分了商洛市鎮(zhèn)安縣胭脂壩—鎮(zhèn)安西口一帶(大理巖類)、商州牧護關(guān)—山陽小河口一帶(花崗巖類)、紫陽廟坪—嵐皋馬家坪一帶(板巖類)、延安棗園—子長一帶(砂巖類)四個成礦遠景區(qū)(圖6)，四個成礦遠景區(qū)成礦條件良好，區(qū)域內(nèi)及其周邊均有礦點或開采礦山，具有較好的成礦前景。

圖6 陜西石材成礦遠景區(qū)區(qū)劃圖

(1)鎮(zhèn)安縣胭脂壩—鎮(zhèn)安西口大理巖成礦遠景區(qū)。

分布于鎮(zhèn)安縣一帶，大地構(gòu)造位置屬揚子板塊(III)—秦嶺—大別新元古—中生代造山帶(III1)—南秦嶺邊緣海盆(III11)—江口—青銅關(guān)陸緣海盆(III11-4)。區(qū)內(nèi)廣泛分布有泥盆系石家溝組、大楓溝組、古道嶺組、星紅鋪組等地層，總體為一套碳酸鹽建造和濱海相陸源碎屑巖建造，在區(qū)域上總體呈南東向展布，內(nèi)部夾有較多厚層碳酸鹽巖，加之區(qū)域巖漿活動強烈，形成接觸變質(zhì)型大理石礦床。在東部金雞向斜南翼陽坡腦—聶家溝一帶，發(fā)育紫紅色生物碎屑灰?guī)r，厚度200m左右，構(gòu)成紅色大理巖礦床(圖7)。據(jù)初步估算，該遠景區(qū)大理石潛在資源量在2 000×104m3以上。根據(jù)前期調(diào)查，大理巖礦床荒料率在32%以上，礦石抗壓強度平均在70～180MPa，抗折強度7.0～26.8MPa，產(chǎn)品質(zhì)量較好。周邊交通較便利，開發(fā)前景較好。

圖7 鎮(zhèn)安西口“胭脂紅”

(2)商州牧護關(guān)—山陽小河口花崗巖成礦遠景區(qū)。

自北向南跨越商州西南部至山陽西北一帶，大地構(gòu)造位置主要位于商丹地殼對接帶(II)大地構(gòu)造單元，北部局部區(qū)域跨入華北板塊(I)南緣。區(qū)內(nèi)主要目標(biāo)地質(zhì)體屬于金堆城—寧陜北東向花崗(斑)巖帶以南部分，屬于秦嶺造山帶侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)侵入巖。區(qū)內(nèi)所形成的石材資源主要為白色花崗巖(圖8)、二長花崗巖等。因其形成年代近，遭受構(gòu)造影響較輕微，為理想的花崗石找礦目標(biāo)。秦嶺造山帶侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)侵入巖巖石類型主要為中酸性巖類，主要分布在北秦嶺和小秦嶺地區(qū)。其中侏羅紀(jì)花崗巖主要分布在小秦嶺和北秦嶺東部地區(qū)，巖體規(guī)模比較大，多呈巖基、巖株產(chǎn)出。主要巖體有牧護關(guān)巖體中細粒少斑二長花崗巖、中粒黑云鉀長花崗巖及蟒嶺巖體中粗粒似斑狀二長花崗巖、細粒二長花崗巖等[7]。白堊紀(jì)巖體規(guī)模較小，多呈小巖株或巖脈產(chǎn)出，巖性多為花崗斑巖。據(jù)初步估算，該遠景區(qū)花崗石潛在資源量在1 200×104m3以上。根據(jù)前期調(diào)查，花崗巖礦床荒料率在30%以上，礦石抗壓強度118.5～13.6MPa，抗折強度16.0～28.5MPa，具有較高的成材率，周邊交通較便利，開發(fā)前景較好。

圖8 華陰“貴妃白麻”

(3)紫陽廟坪—嵐皋馬家坪板巖成礦遠景區(qū)。

位于安康紫陽—嵐皋縣一帶，大地構(gòu)造位置屬揚子板塊(III)—秦嶺—大別新元古代—中生代造山帶(III1)—南秦嶺邊緣海盆(III11)—北大巴山裂谷(III12-4)。區(qū)內(nèi)板石(圖9)產(chǎn)出地層為寒武系魯家坪組、箭竹壩組、毛壩關(guān)組、八卦廟組；中下奧陶統(tǒng)高橋組以及志留系梅子埡組。地層總體為一套經(jīng)過低級變質(zhì)的碳酸鹽建造和濱海相陸源碎屑巖建造，在區(qū)域上總體呈北西—南東向展布，形成的板巖、瓦板巖具有分布范圍廣、分布層位多的特點，但礦體在野外受構(gòu)造控制，多呈規(guī)模較大的透鏡狀、楔形狀。據(jù)初步估算，該遠景區(qū)板石潛在資源量在1 000×104m3左右。根據(jù)前期調(diào)查，抗壓強度78.3～126.8MPa，抗 折 強 度14.8～17.2MPa，開發(fā)前景較好，市場潛力較大。

圖9 紫陽板巖

(4)延安棗園—子長砂巖成礦遠景區(qū)。

位于延安棗園—子長縣一帶，大地構(gòu)造位置屬華北板塊(I)—華北陸塊(I1)—鄂爾多斯地塊(I11)—鄂爾多斯邊緣海(I11-4)。區(qū)內(nèi)地層以侏羅系為主，為一套河流陸相碎屑沉積建造，賦礦地層為侏羅系延安組下段下部寶塔段淺褐黃色厚層砂巖(圖10)，主要沿較大的溝谷出露。砂巖由細粒、粗粒砂巖及含礫砂巖組成，厚度大于30m。礦床開采條件較好，資源潛力較大。根據(jù)前期調(diào)查，該層砂巖作為板材、雕刻工藝石料，開發(fā)前景較好，具有一定的市場潛力。

圖10 延安棗園砂巖

4 存在問題及建議

4.1 存在問題

陜西飾面石材成礦條件優(yōu)越，但目前市場上開采的石材礦多為市縣發(fā)證的小型礦山，勘查工作程度偏低，存在資源賦存條件、資源家底潛力不清等問題。截止2019年底，陜西省共上表24處飾面石材礦產(chǎn)地，累計查明飾面石材礦資源量15 650×104m3[3]，但6處礦山開發(fā)后停產(chǎn)，17處礦山未開發(fā)利用，還需進一步開展工作。面對國家“一帶一路”戰(zhàn)略及西安國家中心城市建設(shè)的深入推進，陜西飾面石材勘查工作程度還有待進一步提升。

目前陜西各地區(qū)發(fā)展石材產(chǎn)業(yè)積極性較高，但各地區(qū)缺少整體規(guī)劃。截止2020年，從事石材生產(chǎn)的企業(yè)有100余家，其中年產(chǎn)板材大于20萬m2規(guī)模企業(yè)僅有8家，以開采和初級加工為主，存在生產(chǎn)規(guī)模小、分散等問題，無法形成規(guī)模效應(yīng)及有影響力的品牌優(yōu)勢，未能將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，對陜西石材礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成一定阻礙。

飾面石材礦開采、加工技術(shù)不科學(xué)、資源綜合利用率低，造成資源的巨大浪費。企業(yè)綠色發(fā)展理念貫徹不到位，礦山生產(chǎn)中存在開采不規(guī)范、廢棄物隨意堆放、礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理

不及時等現(xiàn)象，造成一系列地質(zhì)災(zāi)害隱患、“青山掛白”等環(huán)境問題[8-9]，與綠色、環(huán)保、生態(tài)的發(fā)展理念不符，嚴(yán)重影響飾面石材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4.2 建議

從陜西省經(jīng)濟社會發(fā)展的需求出發(fā)，在充分研究整理以往石材礦產(chǎn)地質(zhì)成果的基礎(chǔ)上，加強陜西石材資源地質(zhì)找礦和勘查工作，摸清礦產(chǎn)資源家底，提升石材資源保障程度，為培育石材產(chǎn)業(yè)提供資源支撐，為陜西石材礦產(chǎn)開發(fā)規(guī)劃提供依據(jù)。

依據(jù)陜西石材礦賦存條件及特點，在充分研究石材礦市場需求基礎(chǔ)上，合理規(guī)劃礦區(qū)范圍。按照布局優(yōu)化，規(guī)模合理、生態(tài)友好等原則，劃定鼓勵開采區(qū)、限制開采區(qū)、禁止開采區(qū)[10]。推行礦山開采準(zhǔn)入制度，從礦產(chǎn)勘查、開發(fā)保護、開采規(guī)模、工藝技術(shù)及設(shè)備配置等方面進行規(guī)劃限制。對全省石材企業(yè)按區(qū)域進行優(yōu)勢整合，將石材資源優(yōu)勢突出區(qū)域，打造成石材產(chǎn)業(yè)重地，以期形成有影響力的產(chǎn)業(yè)集團及品牌優(yōu)勢，保障陜西省石材礦產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

深入貫徹綠色生態(tài)環(huán)保的發(fā)展理念，堅持綠色發(fā)展[10]，進一步優(yōu)化石材礦山開采技術(shù)工藝，加快礦山生產(chǎn)裝備的改造和升級。通過引用先進工藝，多元化產(chǎn)品方向等方法提高廢石綜合利用率，實現(xiàn)石材資源利用最大化。落實綠色發(fā)展理念和生態(tài)文明建設(shè)要求，實現(xiàn)人與自然的和諧共生。