四川寶興大理石礦成礦規(guī)律及資源潛力分析

高顯忠,高瑞祥,馬 源

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)，四川 成都 610000)

大理石是天然飾面石材的一大門類，常見的大理巖、石灰?guī)r、白云巖等符合飾面石材工業(yè)指標(biāo)要求的均能形成大理石飾面石材。四川寶興礦產(chǎn)資源較多，主要有大理巖、石灰?guī)r、花崗巖、石膏、重晶石、煤、鐵礦等；寶興石材品種30多種，總儲(chǔ)量30億m3，有“石材博物館”的美稱，是我國(guó)西南地區(qū)重要的大理石產(chǎn)地之一，以漢白玉為代表的大理石被譽(yù)為“天下第一白”，是目前我國(guó)最大的漢白玉礦集區(qū)，品種主要有“寶興白”、“青花白”、“青花灰”，尤其是“寶興白”大理石因儲(chǔ)量豐富、潔白無瑕、質(zhì)地細(xì)膩、抗折性強(qiáng)、出材率高等特點(diǎn)而與意大利“卡拉拉白”同登榜首，被譽(yù)為“東方漢白玉之都”。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

區(qū)域處在揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)和松潘甘孜地槽褶皺系兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元的交接部位[1](圖1)，構(gòu)造形態(tài)十分復(fù)雜，主要表現(xiàn)為北東向及北東東向斷褶帶。本次研究區(qū)域位于大園包復(fù)式背斜北西翼，出露地層主要有前震旦系、震旦系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系及第四系。巖漿活動(dòng)比較頻繁，主要為澄江—晉寧期侵入巖。變質(zhì)巖類型有變質(zhì)流紋巖、變質(zhì)粗面巖、變質(zhì)砂巖、千枚巖、大理巖等。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 寶興地區(qū)大理石礦床特征

據(jù)1∶20萬寶興幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[2]，寶興地區(qū)區(qū)域地層除寒武系缺失外，其它各時(shí)代地層都有不同程度的發(fā)育，主要有前震旦系、震旦系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系和三疊系。寶興地區(qū)大地構(gòu)造位處臺(tái)槽結(jié)合部位，構(gòu)造形態(tài)十分復(fù)雜，北東向及北東東向斷褶帶、褶皺及斷裂均很發(fā)育；南東向北西方向主要構(gòu)造有寶興復(fù)背斜、鹽井?dāng)嗔?、大園包復(fù)式背斜、黃店子斷裂、鍋巴巖斷裂等。巖漿巖主要為澄江—晉寧期第四期花崗巖、閃長(zhǎng)巖。變質(zhì)巖主要為大理巖。

寶興地區(qū)大理石礦主要產(chǎn)于前震旦系鹽井群鍋巴巖組(AnZg)的第二巖性段和第四巖性段，礦層為單斜構(gòu)造，呈北東—南西走向，傾向北西，傾角26～85°，呈層狀、似層狀，由白色、灰白色厚層塊狀大理巖組成，礦層厚度最大可達(dá)220m。大理巖礦物成分單一，以方解石為主，含少量白云石，粒狀結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造。

北起鍋巴巖，南到隴東，長(zhǎng)約33km，出露面積約40km2范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的大理石礦床多處，均集中在蜂桶寨鄉(xiāng)和隴東鎮(zhèn)境內(nèi)，本次列舉主要大理石礦床8處[4-5](圖2、表1)。品種以“寶興白”為主，“青花白”品種相對(duì)較少；“寶興白”均為白色細(xì)晶大理巖，主要由方解石組成，不均勻含少量白云石，局部含少量絹云母、石英及鈉長(zhǎng)石礦物，粒狀結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造。“青花白”為白色大理巖中分布有不同規(guī)則淺灰、深灰色紋條帶；有時(shí)條紋紊亂，鋸切的板材有如一幅天然山水畫；巖石為條紋、條帶狀大理巖，礦石中主要礦物為方解石和白云石，含少量云母和石英，以細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)為主，有時(shí)為中—粗變晶結(jié)構(gòu)，常見不等粒和交代構(gòu)造，條紋條帶狀構(gòu)造，條紋條帶集中分布部分礦物粒度較細(xì)，碳質(zhì)、云母和石英等含量相對(duì)較多，非條紋帶部分礦物粒度較粗，雜質(zhì)礦物較少?！扒嗷ò住贝罄硎饕a(chǎn)于“寶興白”大理石頂部或底部[3]。

表1 寶興地區(qū)大理石礦床特征表

2.2 典型礦床

鍋巴巖大理石[6]礦區(qū)出露地層有前震旦系鹽井群黃店子組、鍋巴巖組及下志留統(tǒng)及第四系全新統(tǒng)(圖3)。含礦(巖)組為鹽井群鍋巴巖組(AnZg)，總厚218.34～377.18m，按巖性組合特征分四段。

圖3 鍋巴巖大理石礦區(qū)地質(zhì)略圖

第一段(AnZg1)：白、乳白色薄至中層狀細(xì)晶大理巖為主，夾變質(zhì)堿性長(zhǎng)石粗面巖，大理巖中見較多褐色絹云母片巖條帶，厚120～209m，與鹽井群黃店子組(AnZh)呈整合接觸。第二段(AnZg2)：白、純?nèi)榘咨駥訝罴?xì)晶大理巖，下部夾奶油色細(xì)晶大理巖和多層褐色條紋絹云母片巖，厚73.57～112.38m，為大理石賦礦層位。第三段(AnZg3)：白、奶油色薄層狀細(xì)晶大理巖，層間夾較多絹云母片巖，厚4.29～18.80m。第 四 段(AnZg4)：下 部 以 淺 灰 白色薄層狀微晶白云質(zhì)大理巖為主，夾葉片狀云母片巖，上部淺灰、灰色含石英微晶白云質(zhì)大理巖，厚20.48～37.0m。礦區(qū)內(nèi)未見巖漿巖和脈巖。

礦區(qū)位于龍門山陷褶斷束的鹽井—五龍深斷裂北西側(cè)的黃店子背斜北西翼，由前震旦系鹽井群黃店子組、鍋巴巖組地層組成，向北西傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角39～69°，未見斷層和褶皺構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單。

礦區(qū)出露中元古界鹽井群黃店子組及鍋巴巖組變質(zhì)巖系，由變質(zhì)火山巖及大理巖等組成，厚282.74～4 268.18m。原巖：黃店子組為鈣堿性—堿性粗面巖建造；鍋巴巖組為純碳酸鹽巖(石灰?guī)r)建造，巖石中有大量殘留的原巖組構(gòu)，劈理發(fā)育，沿劈理面有重晶現(xiàn)象，大理巖層理間夾褐色絹云母條(紋)帶，定向構(gòu)造清楚。變質(zhì)堿性巖中典型礦物共生組合為鈉長(zhǎng)石+綠泥石，屬低綠片巖相單變質(zhì)，為區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)作用，變質(zhì)時(shí)期為晉寧期。

礦體賦存于前震旦系鹽井群鍋巴巖組第二巖性段(AnZg2)地層中，礦體主要由白、乳白色厚層狀細(xì)晶大理巖組成，傾向290～325°，傾角39～69°(圖4)，礦層走向長(zhǎng)＞1 000m，北東端出露寬為270m，南西端寬為90m，礦層厚度73.57～112.38m，礦 體 呈 北 東 厚 南 西 薄 為特征，礦體呈板狀產(chǎn)出。大理巖發(fā)育有二組裂隙(180°∠76°、225°∠75°)，發(fā)育密集地段會(huì)影響開采塊度的要求，整個(gè)礦區(qū)平均荒料率39.6%。

圖4 鍋巴巖大理石礦5線剖面圖

礦體頂板為白、奶油色薄層間附著絹云母片巖的細(xì)晶大理巖；底板為白、奶油色薄至中層間附著褐色條帶絹云母片巖的細(xì)晶大理巖，礦體與頂?shù)装鍑鷰r易于區(qū)別。

礦石自然類型為細(xì)晶大理巖，礦石為白、乳白色，自形至半自形鑲嵌、變晶結(jié)構(gòu)，厚層至塊狀構(gòu)造。礦物成分以方解石為主，含量在95%～98%，少量白云石及微量石英呈星散狀點(diǎn)綴其中。礦石有益 組 分：CaO 54.64%～55.27%，MgO 0.03%～ 0.188%；有害組分：Fe2O30.24%～0.39%，MnO 0.032%～0.062%，礦石質(zhì)純。

礦石物理性能：吸水率0.19%～0.29%；抗壓強(qiáng)度90MPa；抗剪強(qiáng)度高，抗凍標(biāo)號(hào)為M50；擊穿電壓強(qiáng)度在室溫19℃時(shí)為4.1～7.8kV/mm；光澤度≥90；礦石物理力學(xué)性能良好。

礦石品種主要為“寶興漢白玉”、“寶興白”兩類?！皩毰d漢白玉”為晶瑩純潔、潔白如玉、熠熠生輝而得名，是雕刻、繪畫的良好材料，可加工成優(yōu)美的建筑飾面板材、異形板材?！皩毰d白”底面上泛起天然白云狀花紋而得名，石質(zhì)細(xì)膩，光澤柔潤(rùn)，玉石感強(qiáng)，是優(yōu)良品種。

3 礦床成礦規(guī)律

(1)區(qū)域大地構(gòu)造位置的特殊性。大理石礦床均分布于松播甘孜地槽系(I3)東南緣茂汶地背斜(III21)內(nèi)，緊鄰揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)(I1)西緣龍門山陷斷褶束(III7)；大地構(gòu)造位處于地臺(tái)、地槽結(jié)合部位，大理石礦在地域分布上具有特殊性。

(2)碳酸鹽巖建造及大理石賦礦層位。賦存于前震旦系鹽井群鍋巴巖組地層，屬中元古界構(gòu)造層。原巖為典型的碎屑巖—碳酸鹽建造，屬冒地槽沉積，這種建造是裂陷槽活動(dòng)性減弱、逐漸走向封閉的產(chǎn)物[7]。在鄰近古陸核和揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的地槽內(nèi)夾有的這些蒸發(fā)巖和碳酸鹽巖建造，正是形成大理石礦床的必要條件。

(3)變質(zhì)作用。該區(qū)屬川西變質(zhì)區(qū)，礦床產(chǎn)出層位為前震旦系鹽井群變質(zhì)巖系，其原巖為碎屑巖—碳酸鹽巖建造；在后期海西期、印支期區(qū)域低溫動(dòng)力熱變質(zhì)疊加在早期變質(zhì)碳酸鹽巖之上，中壓綠簾角閃巖相[8]，沉積的灰?guī)r變質(zhì)重結(jié)晶為大理巖。由于原巖成分并非十分純凈的石灰?guī)r，或變質(zhì)變形過程中物質(zhì)遷移富集等因素，而形成了各自不同工藝類型(品種)的大理石石材類型[9]。

4 資源潛力分析

研究區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的龍門大巴臺(tái)緣坳陷的龍門山陷褶斷束的鹽井—五龍深斷裂北西緣。該區(qū)已發(fā)現(xiàn)多處大理石礦床，主要產(chǎn)于鹽井群鍋巴巖組地層中，僅少量產(chǎn)于志留系地層中[10]，含礦層主要為厚層狀大理巖，從鍋巴巖至隴東一帶，出露有長(zhǎng)約33km，面積約40km2的鍋巴巖組地層；通過與鍋巴巖大理石等礦床成礦地質(zhì)條件對(duì)比，該區(qū)的地層、構(gòu)造、變質(zhì)巖等成礦條件與其相同，認(rèn)為該區(qū)具有較好成礦條件和較大資源潛力。預(yù)測(cè)其大理石礦資源量大于1.5億m3；有很可觀的大理石資源量和巨大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Α?/p>