四川寶興大理石礦成礦規律及資源潛力分析

高顯忠,高瑞祥,馬 源

(中國建筑材料工業地質勘查中心四川總隊，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、石灰巖、白云巖等符合飾面石材工業指標要求的均能形成大理石飾面石材。四川寶興礦產資源較多，主要有大理巖、石灰巖、花崗巖、石膏、重晶石、煤、鐵礦等；寶興石材品種30多種，總儲量30億m3，有“石材博物館”的美稱，是我國西南地區重要的大理石產地之一，以漢白玉為代表的大理石被譽為“天下第一白”，是目前我國最大的漢白玉礦集區，品種主要有“寶興白”、“青花白”、“青花灰”，尤其是“寶興白”大理石因儲量豐富、潔白無瑕、質地細膩、抗折性強、出材率高等特點而與意大利“卡拉拉白”同登榜首，被譽為“東方漢白玉之都”。

1 區域地質概況

區域處在揚子準地臺和松潘甘孜地槽褶皺系兩個一級構造單元的交接部位[1](圖1)，構造形態十分復雜，主要表現為北東向及北東東向斷褶帶。本次研究區域位于大園包復式背斜北西翼，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。巖漿活動比較頻繁，主要為澄江—晉寧期侵入巖。變質巖類型有變質流紋巖、變質粗面巖、變質砂巖、千枚巖、大理巖等。

圖1 區域地質圖

2 礦床地質特征

2.1 寶興地區大理石礦床特征

據1∶20萬寶興幅區域地質調查報告[2]，寶興地區區域地層除寒武系缺失外，其它各時代地層都有不同程度的發育，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。寶興地區大地構造位處臺槽結合部位，構造形態十分復雜，北東向及北東東向斷褶帶、褶皺及斷裂均很發育；南東向北西方向主要構造有寶興復背斜、鹽井斷裂、大園包復式背斜、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、閃長巖。變質巖主要為大理巖。

寶興地區大理石礦主要產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，粒狀結構，致密塊狀構造。

北起鍋巴巖，南到隴東，長約33km，出露面積約40km2范圍內已發現的大理石礦床多處，均集中在蜂桶寨鄉和隴東鎮境內，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”品種相對較少；“寶興白”均為白色細晶大理巖，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、石英及鈉長石礦物，粒狀結構，致密塊狀構造。“青花白”為白色大理巖中分布有不同規則淺灰、深灰色紋條帶；有時條紋紊亂，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，以細粒變晶結構為主，有時為中—粗變晶結構，常見不等粒和交代構造，條紋條帶狀構造，條紋條帶集中分布部分礦物粒度較細，碳質、云母和石英等含量相對較多，非條紋帶部分礦物粒度較粗，雜質礦物較少。“青花白”大理石主要產于“寶興白”大理石頂部或底部[3]。

表1 寶興地區大理石礦床特征表

2.2 典型礦床

鍋巴巖大理石[6]礦區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及第四系全新統(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 鍋巴巖大理石礦區地質略圖

第一段(AnZg1)：白、乳白色薄至中層狀細晶大理巖為主，夾變質堿性長石粗面巖，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、純乳白色厚層狀細晶大理巖，下部夾奶油色細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大理巖，厚20.48～37.0m。礦區內未見巖漿巖和脈巖。

礦區位于龍門山陷褶斷束的鹽井—五龍深斷裂北西側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造，地層傾角39～69°，未見斷層和褶皺構造，地質構造較簡單。

礦區出露中元古界鹽井群黃店子組及鍋巴巖組變質巖系，由變質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(石灰巖)建造，巖石中有大量殘留的原巖組構，劈理發育，沿劈理面有重晶現象，大理巖層理間夾褐色絹云母條(紋)帶，定向構造清楚。變質堿性巖中典型礦物共生組合為鈉長石+綠泥石，屬低綠片巖相單變質，為區域低溫動力變質作用，變質時期為晉寧期。

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、乳白色厚層狀細晶大理巖組成，傾向290～325°，傾角39～69°(圖4)，礦層走向長＞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，礦體呈板狀產出。大理巖發育有二組裂隙(180°∠76°、225°∠75°)，發育密集地段會影響開采塊度的要求，整個礦區平均荒料率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晶大理巖，礦體與頂底板圍巖易于區別。

礦石自然類型為細晶大理巖，礦石為白、乳白色，自形至半自形鑲嵌、變晶結構，厚層至塊狀構造。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%，礦石質純。

礦石物理性能：吸水率0.19%～0.29%；抗壓強度90MPa；抗剪強度高，抗凍標號為M50；擊穿電壓強度在室溫19℃時為4.1～7.8kV/mm；光澤度≥90；礦石物理力學性能良好。

礦石品種主要為“寶興漢白玉”、“寶興白”兩類。“寶興漢白玉”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，可加工成優美的建筑飾面板材、異形板材。“寶興白”底面上泛起天然白云狀花紋而得名，石質細膩，光澤柔潤，玉石感強，是優良品種。

3 礦床成礦規律

(1)區域大地構造位置的特殊性。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，緊鄰揚子準地臺(I1)西緣龍門山陷斷褶束(III7)；大地構造位處于地臺、地槽結合部位，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性減弱、逐漸走向封閉的產物[7]。在鄰近古陸核和揚子準地臺的地槽內夾有的這些蒸發巖和碳酸鹽巖建造，正是形成大理石礦床的必要條件。

(3)變質作用。該區屬川西變質區，礦床產出層位為前震旦系鹽井群變質巖系，其原巖為碎屑巖—碳酸鹽巖建造；在后期海西期、印支期區域低溫動力熱變質疊加在早期變質碳酸鹽巖之上，中壓綠簾角閃巖相[8]，沉積的灰巖變質重結晶為大理巖。由于原巖成分并非十分純凈的石灰巖，或變質變形過程中物質遷移富集等因素，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

研究區位于揚子準地臺的龍門大巴臺緣坳陷的龍門山陷褶斷束的鹽井—五龍深斷裂北西緣。該區已發現多處大理石礦床，主要產于鹽井群鍋巴巖組地層中，僅少量產于志留系地層中[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條件對比，該區的地層、構造、變質巖等成礦條件與其相同，認為該區具有較好成礦條件和較大資源潛力。預測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業發展潛力。