廣東陽山“陽山灰”飾面用大理巖成礦規(guī)律及開發(fā)前景淺析

秦 嶺，孫 偉，潘標(biāo)開，張 歡，陳榮峰，邱樹楨

(1.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣東總隊，廣東 廣州 510403；2.陽山縣自然資源局，廣東 陽山 513100)

“陽山灰”[1]是指產(chǎn)自陽山縣的灰色大理石飾面石材，因具白紋、冰裂紋等網(wǎng)紋而得名，商業(yè)品牌主要屬“愛馬仕灰”系列，現(xiàn)已成飾面石材的熱銷產(chǎn)品，主要為大理巖化石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r。本文在研究區(qū)成礦地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，通過對“陽山灰”飾面用大理巖礦床分布特征、飾面石材特征的研究，結(jié)合典型礦床，探討“陽山灰”飾面用大理巖的成礦規(guī)律、淺析開發(fā)前景。

1 成礦地質(zhì)背景

區(qū)域上位于華夏活化陸臺的湘粵褶皺帶，局部輪回造山區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造運動和巖漿活動強烈。印支運動的發(fā)生，造成該區(qū)強烈褶皺，產(chǎn)生大量的縱向逆斷層和橫向正斷層，形成了北東向、北北東向、北西向、東西向和近南北向構(gòu)造體系格局。地層從老到新為震旦系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、古近系和第四系[2-4]，其中泥盆系棋梓橋組(D2q)、天子嶺組(D3t)、融縣組(D3r)，石炭系連縣組(C1l)、孟公坳組(C1m)、石磴子組(C1sh)、梓門橋組(C1z)、壺天組(C2ht)，二疊系棲霞組(P1q)、三疊系大冶組(T1d)為該地區(qū)主要的含碳酸鹽巖地層，分布于研究區(qū)中部。北東部、南西部分布有大面積侵入巖，碳酸鹽巖地層主要夾于二者之間。

1.1 地層

陽山縣出露的地層從老到新主要為震旦系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、古近系和第四系。其中大理巖含礦地層主要為石炭系石磴子組(C1sh)、梓門橋組(C1z)、壺天組(C2ht)，少量為泥盆系棋梓橋組(D2q) 、二疊系棲霞組(P1q)。

(1)泥盆系棋梓橋組(D2q)，主要分布于黃坌、稱架、嶺背、陽城、江英、青蓮、小江等鎮(zhèn)，巖性主要為石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾泥灰?guī)r、砂頁巖。

(2)石炭系石磴子組(C1sh)、梓門橋組(C1z)、壺天組(C2ht)，主要分布于黎埠、小江、嶺背、江英、青蓮、大崀、杜步、七拱、太平、楊梅、陽城等鎮(zhèn)，其巖性主要有白云巖，白云質(zhì)灰?guī)r夾頁巖、炭質(zhì)頁巖、煤線。

(3)二疊系棲霞組(P1q)主要呈條狀分布于黃坌、小江、黎埠、大崀等鎮(zhèn)，其主要巖性為含燧石結(jié)核灰?guī)r或條帶狀灰?guī)r夾白云巖、頁巖、局部夾煤線等。

1.2 構(gòu)造

陽山縣地質(zhì)構(gòu)造運動強烈，總體形成北東向、北北東向、北西向、東西向和近南北向的構(gòu)造格局。其中與“陽山灰”成礦密切的主要為北北東向的上坪塘、小水洞、雷村、寨崗東斷層和北西向的嶺背圩、清水塘斷層。

(1)北北東向斷層。

上坪塘、小水洞、雷村、寨崗東斷層，均為逆斷層。上坪塘斷層主要分布在西塘頭二渡水一帶，傾向南東、傾角60～80°，切割了泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系，全長約30km；小水洞斷層主要分布在小江鎮(zhèn)北部，傾向南東、傾角變化較大，切割了石炭系，全長約25km；雷村斷層主要分布在小江雷村一帶，傾向南東、傾角20～40°，切割了石炭系、二疊系、三疊系，全長約40km；寨崗東斷層主要分布在黎埠鎮(zhèn)，傾向南東、傾角70～80°，切割泥盆系、石炭系、二疊系，并使石炭系、泥盆系，逆覆于二疊系之上，全長約30km。

(2)北西向斷層。

嶺背圩斷層主要分布于嶺背圩、下坪村一帶，為正斷層，傾向北東，傾角不明，切割了石炭系、二疊系、三疊系，見斷層角礫巖，全長約11km；清水塘斷層主要分布在清水塘、塘邊一帶，為逆斷層，傾向南東、傾角45～65°，切割了泥盆系、石炭系，見2.5～3.5m的斷層角礫巖，全長約24m。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖為侵入巖，主要分布于北東部稱架及南西部七拱、太平、楊梅；杜步、大崀、黎埠等地呈零星分布，占總面積約22%，其巖性主要以黑云母花崗巖、花崗巖、晶洞花崗巖、斑狀花崗巖、二長巖為主，侵入時代為三疊紀(jì)(印支期)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)(燕山期)(表1)。

表1 陽山縣主要巖體一覽表

1.4 變質(zhì)作用

研究區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用較強烈，主要表現(xiàn)在老地層震旦系區(qū)域變質(zhì)形成變質(zhì)砂巖、砂質(zhì)板巖[2，5，7]，凝灰質(zhì)板巖，含碳質(zhì)絹云母，千枚巖等，斷裂構(gòu)造附近大理巖化碳酸鹽巖，巖漿巖接觸帶附近出現(xiàn)大理巖、矽卡巖、變質(zhì)砂巖、混合巖化等。

2 礦床分布特征

研究區(qū)大理巖礦點主要分布在小江鎮(zhèn)、陽城鎮(zhèn)、大崀鎮(zhèn)、黎埠鎮(zhèn)[6](表2、圖1)，其中小江鎮(zhèn)、陽城鎮(zhèn)為“陽山灰”主要產(chǎn)地。地層主要為石炭系石磴子組(C1sh)、梓門橋組(C1z)、壺天組(C2ht)，少量其他地層。根據(jù)各礦點空間分布特征，其大多沿斷裂構(gòu)造及碳酸鹽巖與巖漿巖接觸帶分布。

圖1 陽山縣大理巖礦點分布圖

表2 陽山縣主要大理巖礦床（礦山）一覽表

(1)沿斷裂構(gòu)造分布礦點特征。

研究區(qū)斷裂構(gòu)造體系格局中以北北東、北西向斷裂構(gòu)造為主，大理巖礦點大多沿切割石炭紀(jì)碳酸鹽巖地層的北北東斷裂構(gòu)造分布。整體表現(xiàn)出距離斷裂構(gòu)造越近，大理巖化程度越高，距離斷裂構(gòu)造越遠，大理巖化程度越低，主要為大理巖化石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，少部分為大理巖。受附近斷裂構(gòu)造影響，產(chǎn)生接觸熱變質(zhì)作用[7]及少量接觸交代變質(zhì)作用，后期亦有含鐵質(zhì)的方解石沿裂隙充填等。“陽山灰”礦點大多為該類型。

(2)沿巖漿巖接觸帶分布礦點特征。

研究區(qū)巖漿巖主要分布在北東部、南西部，以燕山期花崗巖為主，部分印支期。陽山縣北東部劃定了大面積自然保護區(qū)，由于交通不便，經(jīng)濟可利用礦點較少，因此已開發(fā)利用的該類型大理巖礦點主要分布在南西部。通過該地區(qū)大理巖礦點調(diào)查情況顯示，巖漿巖主要為印支期(三疊紀(jì))、燕山期(侏羅紀(jì)、白堊紀(jì))花崗巖體，碳酸鹽巖地層主要為石炭系石磴子組(C1sh)、梓門橋組(C1z)、壺天組(C2ht)的石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，礦點均分布碳酸鹽巖一側(cè)，基本已完全大理巖化，局部并伴有矽卡巖化(與花崗巖接觸面的凹陷洼部位)。其中大理巖化特征：碳酸鹽巖石均褪色化成白色，部分呈黃色或淡紅色(由于鐵質(zhì)等其他物質(zhì)的混入)，并重結(jié)晶；呈現(xiàn)靠近巖漿巖體晶體粒度較粗(0.5～1mm)，遠離巖漿巖體晶體粒度較細(xì)(0.1～0.5mm)，同時在氣水熱液交代變質(zhì)作用下，使原來的白云巖部分發(fā)生去鎂作用，這些鎂質(zhì)并未被帶出，只是作了重新組合，生成了方解石和水鎂石，同時外來物質(zhì)的混入，也生成一些新的礦物，如硼鎂石、硼鎂鐵礦、透閃石、硅灰石等。該類礦體分布不均，礦體形態(tài)、分布較為復(fù)雜，有的呈板狀、似層狀，有的呈透鏡狀或不規(guī)則狀，而且各品種之間常有混雜。

3 “陽山灰”飾面石材特征

3.1 基本特征

通過調(diào)查及收集資料研究，“陽山灰”礦點主要沿斷裂構(gòu)造分布，小江鎮(zhèn)、陽城鎮(zhèn)為“陽山灰”主要產(chǎn)地，主要為大理巖化石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r。部分飾面用大理巖礦石化學(xué)成分為CaO 34.2%～55.04%、MgO 0.52%～20.1%、SiO20.18%～0.676%，其中落馬寮石場為白云大理石，MgO 20.1%，天然狀態(tài)下抗壓強度為65.90～ 82.08MPa，抗折強度為10.60～28.37MPa，放射性總體不高，荒料率為22.92%～35.28%，平均值為26%左右(表3)。

表3 小江鎮(zhèn)、陽城鎮(zhèn)部分飾面用大理巖礦點(礦山)基本情況

在顯微鏡單偏光、正交偏光下(圖2)，礦石中方解石整體為半自形—他形粒狀，少量微晶，粒徑0.06～0.7mm，見聚片雙晶，可測到雙晶平行于解理的銳角夾角，含多條方解石脈，脈中方解石晶型整體偏大，方解石脈脈寬一般0.02～0.7mm，個別較粗，鏡下亦可觀測到未見充填的微裂縫。鏡下觀察到的方解石脈及微裂紋的宏觀表現(xiàn)即為“陽山灰”飾面石材的網(wǎng)紋。

圖2 “陽山灰”飾面石材顯微結(jié)構(gòu)圖

“陽山灰”因具白紋、冰裂紋等網(wǎng)紋而得名，因此網(wǎng)紋是“陽山灰”重要特征之一。根據(jù)對原巖及飾面板材觀察及鑒定，網(wǎng)紋主要為方解石脈(白紋)及應(yīng)力、溫度作用產(chǎn)生的微裂縫(冰裂紋)，少量因構(gòu)造碎裂形成，網(wǎng)紋大多呈白色，部分成黃色(含淡紅色)。根據(jù)“陽山灰”板材特征，底色大體分可為淺灰(圖3a～c)、深灰(圖3d～f)兩種，網(wǎng)紋發(fā)育可分為一般發(fā)育、發(fā)育、很發(fā)育，網(wǎng)紋顏色大體含白色和淺黃色(含淡紅色)兩種。其中底色為深灰色，網(wǎng)紋發(fā)育—很發(fā)育，網(wǎng)紋顏色純凈(白色)的大理石品級高；其次為底色為淺灰色，網(wǎng)紋發(fā)育—很發(fā)育，網(wǎng)紋顏色較純凈(白色)的大理石；網(wǎng)紋一般發(fā)育，網(wǎng)紋顏色不純(淺黃色)，網(wǎng)紋不呈特定景觀紋理(山水紋)的大理石品級較低。由于該石材網(wǎng)紋較發(fā)育，在荒料切割加工過程中易產(chǎn)生破碎、掉邊角等現(xiàn)象，需采用注膠、背網(wǎng)等措施來保證板材率。

圖3 “陽山灰”飾面板材照片

3.2 典型礦床

小江鎮(zhèn)是“陽山灰”飾面用大理巖礦主要開采區(qū)之一，下面以小江鎮(zhèn)的落馬寮石場飾面用大理巖礦山進行分析。

礦區(qū)內(nèi)地層簡單，上石炭統(tǒng)壺天組(C2ht)分布整個礦區(qū)，主要為淺灰色、灰白色白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，具大理巖化，上部含燧石結(jié)核或條帶。礦區(qū)呈山包型，礦區(qū)內(nèi)巖石基本裸露。第四系(Q)殘坡積層主要分布于坡腳及礦區(qū)西側(cè)低洼地段。

礦區(qū)西側(cè)第四系覆蓋層下即為當(dāng)?shù)匦∷磾鄬樱时北睎|向，傾向南東，傾角65～75°，受斷層的影響均存在大理巖化，但大理巖化不均，局部存在構(gòu)造角礫巖(圖4)。

圖4 落馬寮石場1-1’ 剖面圖(根據(jù)開采現(xiàn)狀)

礦體較穩(wěn)定，礦層與巖層產(chǎn)出特征一致，產(chǎn)狀265～275°∠25～33°，厚度40m，礦體長約125m，寬53m。為接觸變質(zhì)型大理巖礦床。

礦石自然類型為大理巖化白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，工業(yè)類型為大理石(飾面用大理巖[8])。主要化學(xué)成分為CaO 34.2%、MgO 20.1%、SiO20.22%；天然狀態(tài)下抗壓強度為43.7～101MPa，平均68.75MPa；抗折強度為10.2～18.2MPa，平 均13.65MPa；吸水率為0.35%～0.44%，平均0.39%；天 然 密 度2.80～2.81g/cm3，平 均2.81g/cm3；耐酸度97.57%～97.85%，平均97.72%；耐堿度99.98% 。礦石的內(nèi)照射指數(shù)IRa≤0.01，外照射指數(shù)Iγ≤0.07，其產(chǎn)品銷售不受限制，荒料率23.37%。

4 成礦規(guī)律

4.1 成礦地質(zhì)條件

廣東省及研究區(qū)內(nèi)大理巖主要為接觸變質(zhì)型，極少區(qū)域變質(zhì)型[9]。區(qū)內(nèi)的大理巖是由石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r等碳酸鹽巖經(jīng)接觸變質(zhì)作用而形成，因此其成礦條件除受地層條件控制外[10]，并受后期斷裂構(gòu)造及巖漿活動的影響。

(1)地層條件。

大理巖成礦主要受石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r等碳酸鹽巖原巖分布及成礦地質(zhì)條件控制。本區(qū)石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r產(chǎn)出的層位主要賦存于海侵旋回的晚古生代，尤以海侵規(guī)模最大的石炭紀(jì)分布最廣。因此石炭系碳酸鹽巖奠定了研究區(qū)大理巖成礦基礎(chǔ)。

(2)斷裂構(gòu)造的控制。

研究區(qū)內(nèi)大理巖主要分布斷裂構(gòu)造兩側(cè)、碳酸鹽巖與巖漿巖接觸帶附近，“陽山灰”受斷裂構(gòu)造影響較大。根據(jù)斷裂構(gòu)造兩側(cè)碳酸鹽巖大理巖化程度，整體表現(xiàn)出距離斷裂構(gòu)造越近，大理巖化程度越高，礦物重結(jié)晶或交代更加充分，甚至形成純凈白色大理巖；距離斷裂構(gòu)造越遠，礦物重結(jié)晶越不充分，大理巖化程度越低的特點。

(3)巖漿侵入體的控制。

巖漿侵入碳酸鹽巖地層中，巖石受到巖漿熱能的影響發(fā)生重結(jié)晶作用，由于巖漿熱能一般持續(xù)時間長，礦物重結(jié)晶充分，加上部分接觸交代去鎂作用，因此大理巖化完全、顏色總體呈白色。該類型大理巖較少有網(wǎng)紋，比較均一，靠近巖漿巖體晶體粒度較粗，遠離巖漿巖體晶體粒度較細(xì)，大理巖總體形成呈板狀、似層狀、透鏡狀等。因此，區(qū)內(nèi)成礦作用以接觸熱變質(zhì)作用為主。

4.2 找礦方向

研究區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖主導(dǎo)的接觸變質(zhì)型礦床主要產(chǎn)于晚古生代地層中，主要為斷裂構(gòu)造附近及碳酸鹽巖與巖漿侵入巖體的接觸帶上，其賦礦層位主要為石炭系，少量其他地層。目前開采的“陽山灰”主要位于斷裂構(gòu)造帶上，今后尋找此類礦床應(yīng)重點考慮石炭系碳酸鹽巖地區(qū)斷裂分布及影響區(qū)域。小江鎮(zhèn)石螺村石螺灘至羅漢塘村、雙山村至下坪村，陽城鎮(zhèn)雙塘村至小江鎮(zhèn)坦塘村等區(qū)域具有較好的遠景資源，可為陽山擬設(shè)石材產(chǎn)業(yè)園提供資源保障。

5 開發(fā)前景淺析

飾面石材的市場需求易受國家宏觀經(jīng)濟調(diào)控政策的影響，隨著近幾年國家對環(huán)境保護的重視，各省市關(guān)閉了大量飾面石材礦山，飾面石材供給銳減，供需矛盾突出。目前，“陽山灰”產(chǎn)品暢銷，深受歡迎，市場前景較好，其荒料價格大致可分為三個等級：一級價格為3 600～4 300元/m3、二級價格為3 200～ 3 600元/m3、三級價格為2 200～3 200元/m3。相應(yīng)的飾面板材對應(yīng)為：一級為顏色呈深灰色，網(wǎng)紋發(fā)育—很發(fā)育、網(wǎng)紋顏色純凈的大理石；二級為顏色呈淺灰色，網(wǎng)紋發(fā)育—很發(fā)育、網(wǎng)紋顏色較純凈的大理石；三級為網(wǎng)紋一般發(fā)育、網(wǎng)紋顏色不純凈，呈黃色(含淡紅色)，不呈特定景觀紋理(山水紋)的大理石。

6 結(jié)論

“陽山灰”礦點大多沿斷裂構(gòu)造分布，主要為大理巖化石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，小江鎮(zhèn)、陽城鎮(zhèn)為“陽山灰”主要產(chǎn)地，荒料率22.92%～35.28%，平均值約為26%。

研究區(qū)內(nèi)大理巖化程度與斷裂構(gòu)造和巖漿巖體距離具有很好的相關(guān)性，即距離斷裂構(gòu)造越近，大理巖化程度越高，距離斷裂構(gòu)造越遠，大理巖化程度越低；靠近巖漿巖體晶體粒度較粗，遠離巖漿巖體晶體粒度較細(xì)。

斷裂構(gòu)造附近及巖漿巖影響區(qū)域的石炭系碳酸鹽巖地區(qū)為“陽山灰”礦床重要的找礦方向。“陽山灰”市場前景較好，價格優(yōu)勢明顯，資源豐富，開發(fā)前景好，可以考慮大力發(fā)展。