我國飾面用大理巖成礦區帶劃分和成礦規律

馮書文，詹建華，陳軍元，王 依，王超峰，張 徐

(1.中國建筑材料工業地質勘查中心安徽總隊，安徽 合肥 230031；2.中國建筑材料工業地質勘查中心，北京 100035)

大理巖是一種碳酸鹽礦物(方解石、白云石為主)含量＞50%的變質巖石[1]。飾面用大理巖是大理巖的亞礦種[2]，為飾面石材，約占大理石資源的70%[3]。因其質地細膩，具有清潔、鮮艷、美觀的色調，防火、防腐、耐久等多種優點，廣泛地用于豪華的建筑物或具有紀念意義的建筑物中。1973年國家建委、計委在北京召開全國大理石、花崗石、水磨石工作會議[4]，拉開了對全國“三石”研究的序幕；此后便掀起了以江蘇[5]、安徽、北京、陜西等為首的全國性大理石勘查熱潮；1992年有關建材行業及國家標準陸續發布，后經多次修訂，我國飾面用大理巖勘查工作日益成熟，勘查研究成果凸顯。王福祺等[3]、李運壁等[6]開展了大理石礦產資源戰略分析和石材應用開發研究；楊杰等[7]、陶維屏等[8]、章少華等[9]編有專著，研究大理巖礦產資源的分布規律、成因類型、成礦規律、含礦建造、成礦系列等。徐志剛等[10]劃分了中國成礦區帶，陳毓川等[11]厘定了成礦系列和成礦譜系等成果，在礦產勘查、科研等諸方面具有重要參考價值，但遺憾的是飾面用大理巖未列其中。本文分析了我國飾面用大理巖成礦地質背景，依據原巖建造、構造環境、成礦作用、成因類型，以及礦床密集分布程度等，結合中國大地構造單元劃分[12]、中國成礦區帶[10]等重要文獻資料，總結了我國飾面用大理巖成礦規律，劃分了20個成礦區帶，為我國飾面用大理巖找礦勘查提供了有益借鑒。

1 資源特征

我國飾面用大理巖資源總量大、分布廣、品種多，但成礦時代及空間分布不均。

依據全國礦產資源儲量通報，截止2018年底，我國飾面用大理巖礦區290處，保有資源量17.71億m3。通過資料收集和整理分析，包括臺灣省在內，目前我國27個省(市、區)有飾面用大理巖礦產地450余處，查明資源儲量約22.6億m3。資源儲量主要分布于河北、甘肅、江西、安徽等省，其中河北省最大約占16%(圖1)。

圖1 我國飾面用大理巖資源分布占比

飾面用大理巖礦床有區域變質型和接觸變質型兩種，區域變質型是主要成因類型。據統計，截止2018年底，查明區域變質型資源儲量占58.8%，集中分布于華北、西北和華東地區；接觸變質型主要分布于華東、中南和西北地區(表1、圖2)。我國各大地構造分區均有飾面用大理巖分布，但主要分布于秦祁昆造山系、華北陸塊、揚子陸塊和華夏造山系。主要成礦期有前寒武紀、華力西期和燕山期三個時期，時間最早為阜平期(陜西玉石峪)，最新為喜馬拉雅期(臺灣省臺東“白化石”、西藏唐家)。

表1 我國飾面用大理巖資源分布

圖2 飾面用大理巖資源儲量礦床類型分布

2 礦床類型

2.1 區域變質型

區域變質型大理巖是在強大壓力及熱力等條件下變質形成的[13]。一般情況下，為中-低溫，中-高壓變質，壓力范圍2～10kPa[14]，溫度300～ 700℃，變質深度5～32km[15]，含礦建造多屬于綠片巖相—角閃巖相[8]。

成礦期以前寒武紀和海西期為主，主要分布于秦祁昆造山系、華北陸塊、揚子陸塊、華夏造山系等結晶基底或褶皺帶。四川鍋巴巖“寶興白”、云南倉山“漢白玉”、北京房山“漢白玉”、河北羊平“草白玉”，均是我國有名的區域變質型大理石品種，賦存于鹽井群、蒼山群、薊縣群、阜平群。礦石類型主要有方解石大理巖、白云石大理巖，少量陽起石大理巖、透閃石大理巖、透輝石大理巖等。原巖為碳酸鹽巖建造，或碳酸鹽巖+碎屑巖建造。巖石共生組合主要為大理巖、白云石大理巖、滑石巖、菱鎂巖、綠泥石片巖、云母石英片巖、變粒巖等。臺灣省大理巖資源較豐富，品種有“白化石”、“和平白”等[6]，系古近紀大南澳巖系碳酸鹽巖經區域變質作用形成。

區城變質型大理巖礦體一般呈巨大的層狀、似層狀或透鏡狀，長寬幾百米至數千米，厚幾米至上百米，延深幾十米至上百米。礦體與圍巖呈整合接觸，接觸界線多呈漸變過渡關系，礦床規模大。在較大區域內，礦石的顏色、花紋、結構等特征變化不大，一般以均質細粒變晶結構居多，巖石類型以白云石大理巖為主。我國東部少數礦床(如北京房山)，為前震旦紀變質巖系，經區域變質成礦，后期疊加接觸熱變質，提高了礦床價值。正常情況下，名貴品種的礦床規模一般不大，且賦礦層位時代老，如陜西玉石峪、云南點蒼山、北京房山都是世界聞名的大理石礦床。

2.2 接觸變質型

接觸變質型大理巖是碳酸鹽類巖石受火成巖的侵入后，在接觸帶上因熱力作用使方解石或白云石結晶形成，含礦建造屬于低壓變質相，其中鈉長綠簾角巖相和角閃石角巖相廣泛發育[8]。中酸性侵入體，因其巖漿能析出較多的揮發份，有利于變質過程中化學反應的進行，侵入體四周常形成較寬變質圈。根據巖體性質，推斷變質溫度400～600℃[14]，變質深度1.5～8.5km[16]，地熱梯度≥60℃/km[15]。

接觸變質型大理巖主要分布于大興安嶺—太行山—武陵山一線以東，西部礦床較少。成礦期以燕山期為主，華力西期和印支期礦床較少。賦礦層位以泥盆系—三疊系碳酸鹽巖為主。侵入體巖性為花崗巖、二長花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖、石英正長閃長巖等。典型礦床如甘肅牛圈溝、北京銀冶嶺、廣西將軍山，均為燕山期形成，規模大型；甘肅石板墩礦床，為華力西期形成，規模中型。

接觸變質型礦床規模往往都不大，一般分布在接觸帶附近不超過300～500m范圍內。礦體的形態多為不規則狀，隨接觸關系變化。如果原巖厚度大，受侵入體影響范圍廣，也可形成規模較大的礦體。巖石類型以方解石大理巖、白云石大理巖、含石英大理巖為主。原巖因含少量雜質，礦石中顯示多種天然色彩和條帶花紋，從而提高礦床的價值。

3 飾面用大理巖成礦(區)帶劃分

3.1 劃分原則

依據賦礦地層、原巖建造、構造環境，結合典型礦床特征、礦床成因和密集程度，共劃分出20個飾面用大理巖成礦帶(表2、圖3)。礦床形成與成礦建造、構造環境有關，但考慮到斷裂構造對沉積原巖有破壞，以及先成礦后構造破壞等因素，個別成礦帶劃分出現跨三級成礦帶或二級成礦省。

圖3 我國飾面用大理巖成礦(區)帶劃分圖

表2 我國飾面用大理巖成礦(區)帶劃分

3.2 主要成礦區帶特征

3.2.1 區域變質型飾面用大理巖成礦區帶

區域變質型共劃分14個成礦帶，以哈爾克山—星星峽大理巖成礦帶、青海南山—鳥鼠山—老君山大理巖成礦帶、大青山大理巖成礦帶、五臺山—燕山花崗巖成礦帶、大別山大理巖成礦帶、石棉—小金縣大理巖成礦帶最為重要。結合勘查及最新研究成果，總結主要成礦帶成礦地質特征及其新的認識。

(1)mb1哈爾克山—星星峽大理巖成礦帶。

屬古亞洲成礦域(I-1)伊利成礦省(II-3)和塔里木成礦省(II-4)[10]。地處天山—準噶爾—北山造山系(III)、南天山對接帶(IV)和卡拉庫姆—塔里木陸塊區(V)結合地帶[12]。賦礦地層主要為下石炭統甘草湖組、中泥盆統薩阿爾明組等晚古生代地層。礦床與海西旋回構造—巖漿—變質作用有關，區域變質為主，少量疊加接觸變質成礦。成礦帶長約1 150km，寬約150km。已發現礦產地33處，其中新疆和碩阿拉塔格大理巖規模超大型，查明資源量5 498萬m3。開采品種有“和碩白”、“金米黃”、“金皇后”、“紫樓蘭”等，成礦期為華力西期。

(2)mb5青海南山—鳥鼠山—老君山大理巖成礦帶。

位于秦祁昆造山系地質構造帶(VIII)，屬古亞洲成礦域(I-1)阿爾金一祁連成礦省(II-5)、昆侖成礦省(II-6)和秦嶺一大別—蘇魯成礦省伊(II-7)。東西長約1 200km，南北寬15～90km。賦礦地層主要有二郎坪巖群、秦嶺群雁嶺溝巖組及古生界地層等。礦床與祁連—秦嶺新元古代構造旋回，或與海西旋回構造—巖漿—變質作用有關，區域變質為主，少量疊加接觸或接觸變質成礦。成礦期有晉寧期、加里東期、華力西期、燕山期等。已發現礦產地7處，其中青海溝后規模為大型，查明資源量近1 800萬m3。開采品種有“木紋黑”、“西北黑”、“雪花白”、“山水云白”、“云灰白”、“大花綠”等。

(3)mb7大青山大理巖成礦帶。

屬古亞洲成礦域(I-1)華北成礦省(II-14)。地處華北陸塊區(VI)冀北—陰山地塊(VI-1)和鄂爾多斯陸塊(VI-2)。賦礦地層主要為古元古代二道凹群、中元古代烏拉山群地層。礦床與太古宙末期—元古宙初期(2 500Ma前后)擠壓(造山，五臺運動)環境強烈變質作用、與中元古代構造旋回巖漿—沉積變質作用有關，系碳酸鹽巖原巖在古老基底上經區域變質成礦。成礦帶長約350km，寬約25～90km。已發現礦產地8處，其中內蒙古五兒溝查明資源量1.7億m3。品種有“柏斯雅灰”、“沙漠黃金”等，成礦期為古、中元古期。

(4)mb8五臺山—燕山花崗巖成礦帶。

構造位于華北陸塊區(VI)冀北—陰山地塊(VI-1)、五臺—太行陸塊(VI-3)和冀遼陸塊(VI-4)，屬古亞洲成礦域(I-1)華北成礦省(II-14)。長約700km，寬約200km，北東—南西向分布。賦礦地層由老至新主要有太古界阜平群木廠組、古元古界中條群余元下組、滹沱群東冶亞群、中元古代薊縣系霧迷山組等。成礦時代主要有新太古期、古元古期、加里東期、燕山期。五臺山一帶主要為區域地質作用成礦，部分礦床后期可能疊加燕山期巖漿熱變質成礦。燕山一帶主要為接觸變質型礦床，如北京銀冶嶺礦床，成礦期為燕山期，礦床規模為大型，查明資源量1 062萬m3。北京房山石窩、黃元井礦床賦存于薊縣系霧迷山組，屬區域變質疊加接觸變質成礦。已發現礦產地88處，多為小型和礦點。開采品種名貴，有“漢白玉”、“草白玉”等。

(5)mb13大別山大理巖成礦帶。

為秦祁昆造山系地質構造帶(VIII)—大別—蘇魯地塊(VIII-12)大別高壓—超高壓變質折返帶(VIII-12-1)(T3)構造單元，處于秦祁昆成礦域(I-2)秦嶺—大別—蘇魯成礦省(II-7)桐柏—大別—蘇魯成礦帶(III-67)桐柏—大別成礦亞帶(Pt3、Pz1、Ym、Yl)[10]，屬于下揚子與新元古代熱水沉積—變質作用有關成礦亞系列(Pt3-42)[11]，礦床形成與新元古期區域變質作用有關。賦礦層位為新元古界宿松群大新屋組。礦帶長約200km，寬約60～150km。已發現礦產地8處，其中安徽廖河資源量1.1億m3，安徽小崗資源量4 143萬m3，規模為大型以上。白云石大理巖為主要類型。品種有“漢白玉”、“彩云玉”和“青花玉”三種。

(6)mb18石棉—小金縣大理巖成礦帶。

構造位于北羌塘—三江造山系(IX)，屬巴顏喀拉一松潘成礦省(II-8)。礦床分布于揚子陸塊區西緣，區域變質使陸塊邊緣碳酸鹽巖普遍大理巖化，部分地區形成塊度大，花色品種和物理力學性能符合要求的飾面用大理巖。寶興一帶賦礦地層為鹽井群鍋巴巖組(相當奧陶紀寶塔組)變質碳酸鹽巖，小金縣為志留紀茂縣群變質砂巖及碳酸鹽巖，石棉一帶為泥盆系及中二疊統棲霞茅口期大理巖。大理巖分布受龍門山構造帶控制。礦帶長約210km，寬約35km。已發現礦產地25處，其中四川燒茶坪資源量1 834萬m3，鍋巴巖資源量902萬m3。品種有“寶興白”、“漢白玉”、“東方白”、“水晶白”等。成礦期有加里東期和華力西期。

(7)其他成礦帶。

mb2博格達山—托木爾提成礦帶屬古亞洲成礦域，華力西期成礦，賦存于晚古生代地層中，品種“和碩白”，小型以下規模，礦床如新疆下馬崖，已開采；mb3格爾木成礦帶屬秦祁昆成礦域昆侖成礦省，已發現礦產地6處，其中大型3處，礦床賦存于古生代及中元古代地層中，品種有“昆侖玉”、“蛇紋玉”。 mb4隴南—漢中成礦帶屬秦祁昆成礦域，變質原巖為晚古生代地層，成礦期主要為華力西期，品種有“雪花白”、“云灰白”、“漢青玉”、“灰冰玉”等。中型以上規模，礦床如青橋鋪、姚家溝。mb6中條山成礦帶位于華北陸塊，屬古亞洲成礦域，賦礦層位為太華群和古中條群，陜西玉石峪礦床成礦期最早為阜平期。mb10千山成礦帶屬古亞洲成礦域，成礦期以前寒武紀為主，部分疊加印支期和燕山期，礦產地密集，以中小型為主，賦存于遼河群，品種有“丹東綠”、“長白玉”、“漢白玉”、“雪龍玉”等。mb11臨沭—萊州成礦帶屬古亞洲成礦域華北成礦省，已發現礦產地4處，為中小型規模，賦礦地層為粉子山群，主要品種“萊州雪花白”。mb19高黎貢山成礦帶位于斑公湖—怒江結合帶—怒江蛇綠混雜巖區，是云南重要的白色系列大理石產區，品種多，有“漢白玉”、“米黃”、“白晶玉”、“水晶白”等，賦存于石炭系，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀。mb20點蒼山—哀牢山成礦帶位于上揚子古陸塊—哀牢山變質基底雜巖區，是云南最重要大理石產區，礦體賦存于哀牢山巖群、蒼山巖群，呈似層狀、透鏡狀，品種有“漢白玉”、“雪花白”、“水井白”、“白晶玉”等。

3.2.2 接觸變質型飾面用大理巖成礦區帶

接觸變質型共劃分6個成礦帶，以下揚子大理巖成礦帶、玉華山—千山大理巖成礦帶、南嶺大理巖成礦帶最為重要。

(1)mb14下揚子大理巖成礦帶。

構造位于下揚子陸塊(XII-2)，屬下揚子成礦亞省(II-15A)，礦床形成與燕山期花崗巖侵入接觸變質作用有關。賦礦地層以震旦系、石炭系、二疊系、三疊系為主，屬海相碳酸鹽沉積建造。成礦帶長約600km，寬約200km。已發現礦產地26處，典型礦床如江蘇白云洞、江西天寶。品種有“金鑲玉”、“啡網”、“米黃”、“古木紋”、“奶油米黃”等。

(2)mb16玉華山—千山大理巖成礦帶。

分布于華夏造山系武夷—云開弧盆系新干—永豐弧間盆地(∈-O)及武夷地塊(Pt1)(島弧O-S)接觸地帶，歸屬華南成礦省(II-16)南嶺成礦帶之南嶺東段(贛南隆起)成礦亞帶(Ym1、Yl1、Q)(III-83-①)，為南嶺與燕山期中淺成花崗巖類有關的成礦系列(Mz2-41)，大理巖形成與燕山期花崗巖侵入接觸變質作用有關。賦礦地層有石炭系大埔組(C2d)、黃龍組(C2h)，屬海相碳酸鹽沉積建造。品種有“銀貂”、“雅柏灰”、“雅柏白”、“雅柏玉”、“九龍玉”、“金絲黃玉”等。已發現礦產地14處，如江西長河、天寶，已開采。

(3)mb17南嶺大理巖成礦帶。

分布于上揚子陸塊湘桂裂谷盆地(D-P)武夷—云開弧盆系羅霄巖漿弧(Pz)接觸帶，為南嶺成礦帶南嶺中段(D2、Ym、Yl)和西段(D2-3、C1、P2、Ym、Q)成礦亞帶，屬南嶺與燕山期中淺成花崗巖類有關的成礦系列(Mz2-41)。大理巖形成與燕山期花崗巖侵入接觸變質作用有關。主要賦礦地層有泥盆系、石炭系、二疊系，屬海相碳酸鹽沉積建造。主要開采品種有“漢白玉”、“湘白玉”、“廣西白”、“大象白”、“銀河藍”、“水晶白”、“紅龍玉”、“黑白根”、“木紋黃”等。已發現礦產地37處，如廣西將軍山、廣東大麥山，規模大型，已開采。

(4)其他。

mb9哈達嶺成礦帶屬吉黑成礦省，泥盆紀—中二疊世形成的礦床，原巖為晚古生代地層，發現2處礦產地，大中型以上規模，已開采，品種有“淺綠晶”、“墨綠晶”。mb12霍邱—蚌埠—徐州大理巖成礦帶位于霍邱—徐州一線，屬濱太平洋成礦域華北成礦省，賦礦層位為寒武紀及以前地層，已發現礦產地9處，中型以下規模。mb15仙霞嶺—九連山大理巖成礦帶位于福建龍巖市—南平市一線，呈北東-南西向展布，屬濱太平洋成礦域華南成礦省，有多個賦礦層位和成礦時代，已發現礦產地20處，接觸變質型為主，小礦居多。

4 成礦規律

4.1 成礦時代

我國飾面用大理巖成礦期以燕山期、前寒武紀和華力西期為主。區域變質型主要為前寒武紀(占35.3%)、華力西期(占15.9%)，少量加里東期(占4.4%)、印支期(占2.3%)和喜馬拉雅期(占0.8%)，接觸變質型成礦時代主要為燕山期(占40%)，少量華力西期(占0.9%)和印支期(占0.3%)。

4.2 空間分布

我國飾面用大理巖在古亞洲、秦祁昆、特提斯、濱太平洋4個成礦域均有分布。依據24個省市共51個代表性礦床分析，飾面用大理巖主要分布于古亞洲成礦域(I-1)，特提斯成礦域(I-3)分布較少；礦產地主要分布于濱太平洋成礦域和古亞洲成礦域。其中，區域變質型主要分布于古亞洲成礦域；接觸變質型飾面用大理巖主要分布于秦祁昆成礦域和濱太平洋成礦域(表3)。

表3 代表性礦床在Ⅰ級成礦(區)帶分布規律

4.3 地層專屬性

我國飾面用大理巖賦礦層位基本齊全，主要為前寒武紀、古生代地層，而中生代及以后地層較少。晚古生代地層(包括泥盆系、石炭系、二疊系)為接觸變質型主要賦礦地層，經統計，約占84%，其他為前寒武紀和早古生代地層。前寒武紀、晚古生代地層為區域變質型主要賦礦地層，分別占65%、26%，其他為早古生代和中生代等地層。區域變質最老地層為阜平群木廠組、太華群板石山組，最新為古近系南澳組(表4)。

表4 我國飾面用大理巖在不同時代地層分布情況

4.4 構造演化與成礦

新太古代華北地塊區大陸地殼快速增生期，在五臺—太行陸塊、陜豫皖陸塊或泛大洋眾多地塊零星出露產生變質地層，遭遇巖漿侵位發生區域角閃巖相變質作用，形成了時代較老的玉石峪和羊平大理巖。

古元古期裂谷發育，華北陸塊形成遼吉裂谷和西部的山西裂谷[17]，沉積碳酸鹽巖及碎屑巖建造，古元古代末期華北陸臺區完全拼合，拼合過程中發生強烈褶皺變動和區域變質作用，在遼寧、陜西、內蒙形成遼河群[18]、中條群、二道凹群中大理巖；同時，揚子陸塊西南形成哀牢山群、蒼山群[19]等變質巖中大理巖。

中元古代—新元古代，華北地塊隆起，中部發生與裂解有關巖漿事件，邊緣形成陸緣裂谷和被動陸緣盆地，沉積長城系和薊縣系地層。經歷構造—巖漿事件，華北地臺中、東部及西部邊緣局部形成了飾面用大理巖；新元古代，華北地塊與中朝地塊相連并向北擴展，秦祁昆褶皺造山[12]，期間形成沉積—變質大理巖礦，如青海沙柳泉；新元古代末期，秦祁昆洋閉合，形成秦祁昆造山帶雛形，后經加里東期、海西期、印支期多期次反復造山，形成大量區域變質型大理巖礦床。

新元古代，武夷地塊出現陸緣裂谷，區域變質后局部形成飾面用大理巖。寒武紀—中奧陶世，秦祁昆造山帶在早古生代發生隆起和強烈下沉，形成加里東褶皺帶[20]，在強烈褶皺變形過程中局部變質形成飾面用大理巖。泥盆紀—中二疊世，古亞洲洋俯沖消亡及天山—北山和阿爾泰造山系形成，新疆、東北境內形成大量華力西期飾面用大理巖。

晚三疊世中國古大陸大規模形成，絕大部分地區進入陸內演化階段。晚三疊世—早侏羅世，形成斜貫我國東部的大興安嶺—太行山—武陵山一線形成東西的重要分界：東部為火山活動帶及中小型坳陷盆地為主，西部為大型穩定盆地[21-22]。

中侏羅世—白堊紀，形成一系列疊置于前中生代諸構造單元之上的構造—巖漿帶及沉積盆地。強烈的巖漿活動和褶皺斷裂，在侵入體附近的碳酸鹽巖發生接觸變質，在我國中東部形成較多的接觸變質型大理巖礦。

新生代，西太平洋板塊向西俯沖，臺灣東部變質巖系發生變形和區域變質作用，形成飾面用大理巖。西南地區碳酸鹽巖建造原巖遭受區域動力變質用，形成喜馬拉雅期大理巖。

5 結論

(1)飾面用大理巖有區域變質型和接觸變質型兩種成因類型，其中區域變質型是我國飾面用大理巖主要類型。

(2)劃分了20個飾面用大理巖成礦(區)帶，其中區域變質型14個，接觸變質型6個。

(3)飾面用大理巖成礦期主要為前寒武期、華力西期和燕山期。區域變質型成礦期主要為前寒武紀、華力西期，接觸變質型主要為燕山期。

(4)飾面用大理巖在古亞洲、秦祁昆、特提斯、濱太平洋4個成礦域均有分布。其中區域變質型主要分布在古亞洲成礦域，接觸變質型主要分布在秦祁昆和濱太平洋成礦域。

(5)賦礦層位基本齊全，飾面用大理巖主要賦存于前寒武紀、古生代地層。其中接觸變質型賦礦層位主要為晚古生代(包括泥盆系、石炭系、二疊系)地層，區域變質型賦礦層位主要為前寒武紀、晚古生代地層。