陜西白河構扒—中廠一帶飾面用花崗巖地質特征及開發前景分析

韓鵬飛，崔擁軍，金 凱，張曉龍，孔 明

(中國建筑材料工業地質勘查中心陜西總隊，陜西 西安 710003)

花崗石是指以花崗巖為代表的一類裝飾石材，包括花崗巖、閃長巖、輝綠巖、輝長巖、片麻巖、變粒巖等，從外觀特征看，常呈整體均粒狀結構，稱為花崗結構。天然飾面花崗石石材耐磨、耐腐蝕、抗風化、花色豐富、品質優良。花崗石作為內外飾面裝飾的視覺效果美觀且耐久，主要應用于大型公共建筑工程或室內外裝飾工程。

陜西省石材資源豐富，種類齊全、品種繁多，目前已發現品種有20余種[1]。在巖漿構造活動頻繁、變質作用強烈、沉積環境多樣化的秦巴山區，更是廣泛分布著最具有代表性的花崗巖。本文總結了陜西省白河縣構扒—中廠一帶飾面用花崗巖礦地質特征，認為區內花崗石可分為三類，即輝綠巖、輝長巖和閃長(玢)巖[2]，礦石花紋獨特，裝飾性能優異，加工技術性能良好，是優良的飾面石材，是近幾年新發現的一處資源量大、花色品種多樣、礦石質量好的花崗巖礦。

1 成礦地質背景

1.1 區域地質概況

礦區大地構造位于華南古陸塊中部，南秦嶺東段之武當地塊西部，屬于揚子板塊(I級)—南秦嶺邊緣海盆(II級)—留壩—旬陽晚古生代陸緣海盆(S-P)(III級)，長期處于構造活躍區。伴隨著多期次、多形式的開合、升降運動，發育了較大規模的巖漿巖。區域出露地層主要為中—上元古界武當群、耀嶺河群，下古生界下志留統大貴坪組、梅子埡組。武當群為一套變質的酸性火山巖組合，耀嶺河群為一套基性火山巖組合。區域巖漿巖從中晚元古代、早古生代均有不同程度的發育，巖石類型主要有基性、中性巖。基性侵入巖可分為中—晚元古代和早古生代兩期，巖性均為輝綠巖。中—晚元古代輝綠巖集中分布在雀兒寨、余家院等地，巖體主體侵入于武當群和耀嶺河群一套淺變質火山—碎屑巖之中，脈體邊界基體平直，產狀多數陡立。脈體巖石呈灰綠色，深灰色，細—中細結構。中性侵入巖區內出露較少，其侵入時代為中—晚元古代，巖性為閃長(玢)巖，集中分布在太平寨—侯家灣一帶，巖體主體侵入于武當群。

1.2 礦區地質特征

礦區主要出露地層為中—上元古界武當群酸性沉凝灰巖組上段(Pt2-3Abt2)及中—上元古界耀嶺河巖群基性碎屑巖組(Pt2-3Bc)和基性熔巖組(Pt2-3Bl)。酸性沉凝灰巖巖性主要以灰—灰白色變沉凝灰質粉砂巖為主；基性碎屑巖組巖性以變灰綠色細碧—角斑質含角礫凝灰巖、凝灰巖、角礫巖、集塊巖為主；基性熔巖組巖性以變灰綠—綠色細碧巖、枕狀細碧巖、杏仁狀細碧巖為主。

礦區總體構造線為北東—南西向，主要發育北東—南西向(F1、F3)和北西—南東向(F2)兩組斷裂。F1正斷層貫穿整個礦區，產狀330～350°∠80～90°，斷裂帶寬1～5m；F3逆斷層，產狀160°∠50°，斷面呈舒緩波狀；F2正斷層延伸長1.8km，走向北西—南東向，該斷層兼具走滑性質。受區域構造的影響，礦區內發育一組北西—南東向的剪節理，各斷裂構造與礦體相距較遠，未見錯斷礦體現象，對礦石質量影響較小。

礦區巖體主要為中—晚元古代輝綠(長)巖脈(βμ22-3)及閃長巖脈(δμ22-3)，為飾面用花崗巖礦賦礦巖體。輝綠(長)巖脈侵入于武當群酸性沉凝灰巖組上段、耀嶺河組基性碎屑巖組和基性熔巖組。主體巖性為細粒輝綠巖，巖石呈灰綠—灰黑色，具有典型輝綠結構，嵌晶含長結構、塊狀構造。閃長(玢)巖侵入于武當群酸性沉凝灰巖組上段，呈淺灰—淺灰綠色，礦物成分主要為鈉長石，其次為陽起石、綠簾石、綠泥石，此外含少量的磷灰石、赤鐵礦、榍石等。其中淺色礦物含量大于暗色礦物，局部見有少量的石英。巖石為變余半自形結構，塊狀構造。

2 礦體地質特征

2.1 礦體地質特征

礦區內共發現6條巖脈，其中4條輝綠(長)巖脈，2條閃長(玢)巖脈(表1、圖1)。

表1 白河縣構扒—中廠一帶飾面用花崗巖特征一覽表

圖1 礦區地質簡圖

輝綠巖脈(KI)：控制脈體長度約1 400m，北東—南西走向，脈體厚度約30～50m，脈體沿片理方向侵入，接觸面產狀355°∠55°。礦石呈灰黑—灰綠色，中細粒結構，塊狀構造，對應礦石品種為“白河黑”，礦體圍巖為石英角斑巖(出露寬度60～80m)、絹云石英片巖。礦體理論荒料率為34.94%[3]。

輝長巖脈(KIV、KV、KVI)：基本呈近東西向展布，沿走向控制脈體長度500～1 400m，出露寬約30～150m，其中KIV、KVI礦體規模較大，礦石整體為灰黑—灰綠色，中細粒結構，塊狀構造，對應礦石品種為“帝王青”及“白河綠麻”。脈體圍巖為變角斑質含角礫凝灰巖，礦體理論荒料率分別為31.27%、21.55%、29.84%。

閃長(玢)巖脈(KII、KIII)：KII走向近東西向，控制脈體長度＞600m，控制厚度30～80m。礦石呈灰綠色，斑狀結構，塊狀構造，對應礦石品種為“豹皮灰”。KIII礦體近南北向，北部窄，中部略寬，南部呈分枝狀，沿走向控制脈體長度＞1 500m，出露寬度約80～200m，控制脈體延深130～180m，礦石呈灰色—淺灰綠色，中細粒結構，塊狀構造，對應礦石品種為“芝麻灰”。脈體圍巖均為絹云母片巖，脈體沿圍巖片理方向侵入。礦體理論荒料率為28.80%、28.75%。

2.2 礦石質量特征

(1)礦石類型。

根據野外觀察和巖礦鑒定結果資料，將礦區礦石劃分為3種自然類型。

輝綠巖：主要產出于KI礦體，礦石呈灰綠色，礦物成分為斜長石、單斜輝石等，具輝綠輝長結構、交代殘余結構，塊狀構造。斜長石鈉黝簾石化較強，普通角閃石呈半自形柱狀，石英呈他形粒狀、柱狀，黑云母呈片狀、彎曲狀，未見黃鐵礦等金屬礦物。主要石材品種為“白河黑”。

輝長巖：主要產出于KIV、KV、KVI礦體中，淺灰綠色，主要礦物成分為斜長石、普通角閃石等，金屬礦物含量＜1%，巖石具變余輝長結構，塊狀構造。主要石材品種為“白河綠麻”、“帝王青”。

閃長巖：主要產出于KII、KIII礦體，礦石呈淺灰色，主要礦物成分為斜長石、鈉長石、綠泥石、綠簾石等，具變余半自形柱粒狀結構、塊狀構造。斜長石半自形晶。原巖暗色礦物可能為角閃石、黑云母，交代蝕變較強，基本由黑云母、白云母、綠泥石、綠簾石、方解石、榍石等蝕變礦物集合體替代，并充填在斜長石粒間，未見黃鐵礦等金屬礦物。主要石材品種為“芝麻灰”、“豹皮灰”。

(2)裝飾性能。

區內礦石品種花色多樣，閃長巖以淺色基調為主，主要產品為“芝麻灰”(圖2a)、“豹皮灰”(圖2b)，輝綠巖、輝長巖主要為深色基調，主要產品為“白河黑”(圖2c)、“白河綠麻”(圖2d)、“帝王青”(圖2e)。此外，礦體圍巖變角斑質凝灰巖也可生產石材，品種為“古堡灰”(圖2f)。各類型石材質地堅硬，紋路細膩，色調鮮明，給人以莊重典雅的感覺。板材色調均勻性、拼接性均較好[4-5]。

圖2 飾面花崗巖品種

(3)礦石化學成分。

輝綠巖、輝長巖樣品SiO2含量49.50%～55.84%，整體偏基性；閃長巖樣品SiO2含量64.38%～70.46%，為中酸性。SO3等有害組分含量低，對礦石質量無明顯影響[6-8](表2)。

表2 區內花崗石化學分析結果統計表 (單位：%)

(4)放射線比活度。

礦區礦石放射性測試結果達到標準 DZ/T 0291-2015《飾面石材礦產地質勘查規范》A類產品質量要求[9](表3)。

表3 區內花崗石放射性測試結果表

(5)物理特性。

為了解礦石的物理性能，在礦體中采集具代表性的耐酸耐堿度、吸水率、耐磨性、光澤度和抗壓、抗折強度實驗樣，通過對樣品的測試分析，其結果為：礦石具優異的耐酸堿性能；平均吸水率為0.38%～0.49%；平均光澤度為73～75，光澤度較高；平均干燥抗壓強度為118.9～124.8MPa，水飽和抗壓強度為100.2～102.3MPa；平均干燥抗折強度為9.9～12.4MPa，平均水飽和抗折強度8.0～8.1MPa，均滿足標準 DZ/T 0291-2015《飾面石材礦產地質勘查規范》要求[9](表4)。

表4 區內花崗石物性測試結果統計表

3 礦床成因

礦區及周邊中—晚元古代花崗石均侵位于中上元古界武當巖群和耀嶺河群一套淺變質火山—碎屑巖之中，侵入時代為中晚元古代[10]。中性巖閃長巖及閃長玢巖侵位于武當巖群，輝綠(長)巖主要侵入于耀嶺河巖群。由于巖體經歷的地質時期較長，受多期變質使得巖體變質較深，原生礦物被后期的變質礦物所取代。輝綠巖中的斜長石經過變質鈉長石化后，與耀嶺河組地層中的鈉長石牌號接近，說明工作區及周邊中—晚元古代輝綠巖與晚元古界耀嶺河組形成時間相近。南秦嶺區域耀嶺河巖群中發育的輝綠巖脈Sm-Nd全巖等時線年齡為(805.8±36.5)Ma，εNd(t)=±3.7，耀嶺河群火山巖的鋯石U-Th-Pb和Pb-Pb年齡分別為730Ma和796Ma，表明輝綠巖基性巖墻群和耀嶺河群是同源異相的巖漿系列[11]。

區內及周邊中—晚元古代輝綠巖脈體延伸方向呈近東西向，與該區同期構造地質體構造線展布方向一致，該區花崗巖脈體的展布受區域構造的控制，主要沿先期形成的斷裂(晉寧期)或晉寧期造山事件區域變形變質形成的次生片理侵位。

4 開發利用前景

(1)白河縣地方政府為進一步挖掘礦產資源對地方經濟發展的促進作用，加快推進全縣石材產業快速健康發展。區內輝綠巖礦已開采多年，主要產品為“帝王青”、“白河綠麻”、“古堡灰”，已形成品牌效應，構扒鎮一帶已建成數個石材加工廠，未來將建成陜西南部一帶具備一定規模產銷研一體的石材產業園。

(2)白河縣構扒—中廠一帶飾面用花崗巖礦目前已發現6條礦體，主要巖性分為輝綠巖、輝長巖、閃長巖三類，花紋獨特，裝飾性能優異，礦石加工技術性能良好，是優良的飾面石材。初步估算區內花崗石礦石量約4 000萬m3，荒料量約1 200萬m3(荒料率按30%計)，資源儲量豐富。此外，礦體圍巖主要為石英角斑巖及細碧—角斑質含角礫凝灰巖，亦可作為石材進行綜合利用。

(3)區內未開發的閃長巖及輝綠巖飾面石材礦，礦石品質好，是中高檔飾面石材，潛在經濟價值較大，開發利用前景較好。