中條山麥飯石發現與考證

張建國，趙惠君

（山西水利職業技術學院，山西 運城044004）

2009年5月22日，為了完成院級科研課題SYJK2009—06《飲用水安全問題的研究》，前往中條山進行泉水水質調查。沿中條山脈刀山嶺北麓，白家莊洪積扇西側的羊腸小道上山，沿途可見風化的花崗閃長巖，有的已劇烈風化，似蒸熟的大麥飯團，用手一擠壓就變成顆粒狀，如豆如米，其色灰白或淺黃，當地老鄉稱其為 “麻石”，這便使我們想起中華奇石——“麥飯石”。眼前的這些石頭不就是麥飯石嗎？帶著疑慮，多次進行了實地查勘，采取巖石樣品，拍攝現場圖片，搜集水質檢測報告，查閱各種地質資料，最后從多方面找到中條山麥飯石確實存在的可靠依據，并從麥飯石母巖、風化帶、礦化水、組成化學成分4個方面進行了科學論證。

1 中條山麥飯石的母巖特征

中條山麥飯石的母巖，是由中生代末燕山運動期侵入形成的花崗閃長巖組成，該巖體呈北東——南西向展布，東西長6km，南北寬變化較大，由數十米到上千米不等，分布面積約3～5km2左右，產狀屬于比較典型的巖株，是出露面積不大的深成侵入巖體。其主要礦物成分是鉀長石、正長巖，占20%，斜長石占30%，石英占5%～20%，少量為角閃石和黑云母，占10%～25%，因礦物組成不同，巖石外觀有的為肉紅色，有的為灰白色。

目前，專家們普遍認為我國麥飯石礦床成礦時代比較年輕，多為燕山運動中晚期，即麥飯石的母巖是形成于中生代末新生代初（距今5000萬～8000萬年前）的巖漿巖，主要是中性巖和酸性巖，最為典型的巖石是花崗巖類和閃長巖類。它可以是深成的（地表3km以下）花崗巖、閃長巖，也可以是淺成的（地下3km以內）花崗斑巖、閃長玢巖，甚至可以是噴出的安山巖。國內現有麥飯石主礦區產地的母巖分別是：內蒙奈曼旗平頂山的石英二長閃長玢巖、天津薊縣盤山的石英二長巖、安徽黃山的二長花崗斑巖、河南嵩山的混合花崗巖、陜西秦嶺和北京昌平的黑云母石英二長斑巖、遼寧阜新的二長閃長巖、臺灣臺東的斑狀安山巖等。麥飯石礦床分布面積通常比較小，如內蒙“中華麥飯石”面積僅0.126km2，河南嵩山麥飯石面積在1km2以上，只有浙江四明山麥飯石礦床面積較大為36km2。

從麥飯石母巖形成時間和巖性特征來看，中條山刀山嶺花崗閃長巖完全符合麥飯石母巖的要求，而且分布面積比較大，儲量豐富。

2 中條山麥飯石母巖的風化帶特征

在中條山刀山嶺花崗閃長巖分布區，可以看到完整的母巖風化剖面：由地表風化成條塊狀、球狀的巖石和生長茂密的次生灌叢植被→深褐色腐殖質土壤 （植物根系層）→風化殘積在原地的灰白色的高嶺土與未完全風化的小石塊。地表極度風化的巖石，有的已成疏松多孔狀用手一碾就掉下顆粒的巖塊，有的已完全解體成散沙。

中條山花崗閃長巖是在地表深度3km以下，由熾熱的巖漿侵入地殼冷凝而形成的，所以在地表常溫常壓條件下極易發生變化。首先是巖石遭受物理風化——機械破壞，產生裂隙，破裂的巖塊彼此分離，巖石表面層層剝落，棱角逐漸消失變成不規則的球狀、條塊狀石頭；其次是遭受化學風化——分解破壞，巖石中大量的比較活潑的化學元素（如K+、Na+、Ca2+、Mg2+等）在水的淋濾下形成可溶鹽類隨水流失，其中K+易被植物吸收或被黏土吸附，搬運距離小；巖石中少量難溶的化學元素（如Si等）在離解水或各種酸性水（特別是碳酸水）的作用下，被從巖石礦物結構中分解出來，以膠體溶液形式被水帶走；再次是極難溶的相對不活潑的化學成分富集起來殘留原地，如形成高嶺土等。高嶺土（Al4［Si4O10］［OH］8或Al2O3·2SiO2·2H2O）一般呈隱晶質的分散粉土狀、土狀集合體，顏色灰白或淺灰等色，它是組成黏土的主要物質成分之一。在風化過程中，麥飯石母巖經歷了“從破碎→分解→殘留”三種變化，其結果是一部分巖石中的化學元素進入到地下水中，使地下水得到一定程度的礦化，而最后變化形成的殘積物高嶺土，因顆粒細小，孔隙體積多，比表面積大，對水起到過濾、吸附、交換等作用，使地下水得到進一步凈化、礦化、活化等，最后形成麥飯石礦化水。

中條山地處暖溫—中溫帶季風氣候區，年平均降水量600mm左右，其中汛期降水量占70%以上，年平均氣溫小于11℃，極端最高氣溫41℃，極端最低氣溫小于-20℃，這種濕熱適中、干冷交替、旱澇頻繁的氣候環境，加上次上灌叢植被發育，為巖體的風化和麥飯石的形成提供了良好條件。

3 中條山麥飯石礦化水的水質特征

麥飯石作為一種理想的水質凈化劑和改良劑，經它礦化后的水含有人體所需的多種礦物質和微量元素。麥飯石天然溶出液——地下水中，化學元素鉀K、氟F、偏硅酸H2SiO3、鍶Sr等成分的含量明顯升高，水質明顯呈弱堿性水。2005年5月、2007年1月、2009年4月分別從中條山刀山嶺溝口白家莊洪積扇的3口水井中取水樣，經山西省地質礦產勘查開發局214地質實驗室分析測定，主要化學指標見表1，微量元素及其含量見表2。

白家莊洪積扇地下水水質庫爾洛夫公式：

從以上水質分析資料可以看出，受中條山刀山嶺花崗閃長巖（麥飯石）裂隙地下水的側向徑流補給，白家莊洪積扇地下水明顯得到礦化，地下水中鉀K含量5.54～8.72mg/L，鍶Sr含量0.015～0.52mg/L，偏硅酸H2SiO3含量7.8～28.6mg/L，其中Sr和H2SiO3的最高含量已達到或超過國家飲用天然礦泉水標準，而且水中含有鋰、鐵、錳、鋅、銅、氟等多種對人體有益的必需的微量元素，這些都說明中條山麥飯石已具備了礦化水的特殊功能。它主要表現在：一是浸溶性好，水中富含極易溶解流失的K+、Na+和F，以及微量元素Sr和H2SiO3；二是吸附能力強，水中有毒性的重金屬元素（汞、鉛、砷、鉻等）含量普遍小于0.0001mg/L或未被檢出；三是調節性好，由于麥飯石上述浸溶解析和吸附交換的雙重作用，使其具有雙向調節水的pH值的功能，與不同巖石分布區地下水的水質相比，經麥飯石礦化后的水明顯呈中性偏弱堿性，pH值在7～8之間，平均值為7.3。

表1 白家莊洪積扇地下水主要化學成分與指標 單位：mg/L

表2 白家莊洪積扇地下水主要微量元素含量表 單位：mg/L

4 中條山麥飯石的化學成分特征

中條山麥飯石的母巖是花崗閃長巖，屬于酸性巖漿巖，其化學成分若以氧化物計，則SiO2含量高達70%以上，其次為AI2O3占14%以上（據黎彤，饒紀龍，1962）。現將中條山麥飯石同國內比較有名的10多種麥飯石的化學元素構成及含量進行對比，見表3。

表3 中條山麥飯石與國內其他麥飯石化學成分的比較表（單位：%）

可以看出，因產地或類別不同，麥飯石的化學成分組成及其豐度略有差異，但主要化學元素構成及含量基本上是一致的。中條山麥飯石與安徽黃山、河南嵩山、新疆、天津薊縣等地的麥飯石極為相似，母巖都為花崗巖類的巖石，如二長花崗斑巖、混合花崗巖、黑云母二長斑巖、石英二長巖。同時，中條山麥飯石的化學成分及含量也基本符合中國五金進出口公司天津分公司出口麥飯石的標準，即SiO2含量65%～70%，Al2O3含量14%～16%，MgO<3%，CaO<2，Na2O含量2%～3%，K2O<8%，TiO2含量0.2%～0.3%，MnO<0.3。

總之，中條山麥飯石的存在有其充分的科學依據，其母巖及其風化帶特征、地下水的礦化程度以及化學元素構成與豐度等足以說明問題，而且它的礦體具有一定的規模。在我國北方及中部地區都是少有的優質麥飯石，具有廣闊的開發前景。

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