廣東陽山“陽山灰”飾面用大理巖成礦規律及開發前景淺析

秦 嶺，孫 偉，潘標開，張 歡，陳榮峰，邱樹楨

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

“陽山灰”[1]是指產自陽山縣的灰色大理石飾面石材，因具白紋、冰裂紋等網紋而得名，商業品牌主要屬“愛馬仕灰”系列，現已成飾面石材的熱銷產品，主要為大理巖化石灰巖、白云巖、白云質灰巖。本文在研究區成礦地質背景的基礎上，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，結合典型礦床，探討“陽山灰”飾面用大理巖的成礦規律、淺析開發前景。

1 成礦地質背景

區域上位于華夏活化陸臺的湘粵褶皺帶，局部輪回造山區，地質構造運動和巖漿活動強烈。印支運動的發生，造成該區強烈褶皺，產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)為該地區主要的含碳酸鹽巖地層，分布于研究區中部。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，巖性主要為石灰巖、白云質灰巖夾泥灰巖、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，其巖性主要有白云巖，白云質灰巖夾頁巖、炭質頁巖、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，其主要巖性為含燧石結核灰巖或條帶狀灰巖夾白云巖、頁巖、局部夾煤線等。

1.2 構造

陽山縣地質構造運動強烈，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，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

區內巖漿巖為侵入巖，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(印支期)、侏羅紀、白堊紀(燕山期)(表1)。

表1 陽山縣主要巖體一覽表

1.4 變質作用

研究區內變質作用較強烈，主要表現在老地層震旦系區域變質形成變質砂巖、砂質板巖[2，5，7]，凝灰質板巖，含碳質絹云母，千枚巖等，斷裂構造附近大理巖化碳酸鹽巖，巖漿巖接觸帶附近出現大理巖、矽卡巖、變質砂巖、混合巖化等。

2 礦床分布特征

研究區大理巖礦點主要分布在小江鎮、陽城鎮、大崀鎮、黎埠鎮[6](表2、圖1)，其中小江鎮、陽城鎮為“陽山灰”主要產地。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。根據各礦點空間分布特征，其大多沿斷裂構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)沿斷裂構造分布礦點特征。

研究區斷裂構造體系格局中以北北東、北西向斷裂構造為主，大理巖礦點大多沿切割石炭紀碳酸鹽巖地層的北北東斷裂構造分布。整體表現出距離斷裂構造越近，大理巖化程度越高，距離斷裂構造越遠，大理巖化程度越低，主要為大理巖化石灰巖、白云巖、白云質灰巖，少部分為大理巖。受附近斷裂構造影響，產生接觸熱變質作用[7]及少量接觸交代變質作用，后期亦有含鐵質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，由于交通不便，經濟可利用礦點較少，因此已開發利用的該類型大理巖礦點主要分布在南西部。通過該地區大理巖礦點調查情況顯示，巖漿巖主要為印支期(三疊紀)、燕山期(侏羅紀、白堊紀)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)的石灰巖、白云巖、白云質灰巖，礦點均分布碳酸鹽巖一側，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(由于鐵質等其他物質的混入)，并重結晶；呈現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(0.1～0.5mm)，同時在氣水熱液交代變質作用下，使原來的白云巖部分發生去鎂作用，這些鎂質并未被帶出，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、分布較為復雜，有的呈板狀、似層狀，有的呈透鏡狀或不規則狀，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

通過調查及收集資料研究，“陽山灰”礦點主要沿斷裂構造分布，小江鎮、陽城鎮為“陽山灰”主要產地，主要為大理巖化石灰巖、白云巖、白云質灰巖。部分飾面用大理巖礦石化學成分為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、陽城鎮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即為“陽山灰”飾面石材的網紋。

圖2 “陽山灰”飾面石材顯微結構圖

“陽山灰”因具白紋、冰裂紋等網紋而得名，因此網紋是“陽山灰”重要特征之一。根據對原巖及飾面板材觀察及鑒定，網紋主要為方解石脈(白紋)及應力、溫度作用產生的微裂縫(冰裂紋)，少量因構造碎裂形成，網紋大多呈白色，部分成黃色(含淡紅色)。根據“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，網紋發育可分為一般發育、發育、很發育，網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，網紋發育—很發育，網紋顏色純凈(白色)的大理石品級高；其次為底色為淺灰色，網紋發育—很發育，網紋顏色較純凈(白色)的大理石；網紋一般發育，網紋顏色不純(淺黃色)，網紋不呈特定景觀紋理(山水紋)的大理石品級較低。由于該石材網紋較發育，在荒料切割加工過程中易產生破碎、掉邊角等現象，需采用注膠、背網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

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

礦區內地層簡單，上石炭統壺天組(C2ht)分布整個礦區，主要為淺灰色、灰白色白云巖、白云質灰巖，具大理巖化，上部含燧石結核或條帶。礦區呈山包型，礦區內巖石基本裸露。第四系(Q)殘坡積層主要分布于坡腳及礦區西側低洼地段。

礦區西側第四系覆蓋層下即為當地小水洞斷層，呈北北東向，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，局部存在構造角礫巖(圖4)。

圖4 落馬寮石場1-1’ 剖面圖(根據開采現狀)

礦體較穩定，礦層與巖層產出特征一致，產狀265～275°∠25～33°，厚度40m，礦體長約125m，寬53m。為接觸變質型大理巖礦床。

礦石自然類型為大理巖化白云巖、白云質灰巖，工業類型為大理石(飾面用大理巖[8])。主要化學成分為CaO 34.2%、MgO 20.1%、SiO20.22%；天然狀態下抗壓強度為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% 。礦石的內照射指數IRa≤0.01，外照射指數Iγ≤0.07，其產品銷售不受限制，荒料率23.37%。

4 成礦規律

4.1 成礦地質條件

廣東省及研究區內大理巖主要為接觸變質型，極少區域變質型[9]。區內的大理巖是由石灰巖、白云巖、白云質灰巖等碳酸鹽巖經接觸變質作用而形成，因此其成礦條件除受地層條件控制外[10]，并受后期斷裂構造及巖漿活動的影響。

(1)地層條件。

大理巖成礦主要受石灰巖、白云巖、白云質灰巖等碳酸鹽巖原巖分布及成礦地質條件控制。本區石灰巖、白云巖、白云質灰巖產出的層位主要賦存于海侵旋回的晚古生代，尤以海侵規模最大的石炭紀分布最廣。因此石炭系碳酸鹽巖奠定了研究區大理巖成礦基礎。

(2)斷裂構造的控制。

研究區內大理巖主要分布斷裂構造兩側、碳酸鹽巖與巖漿巖接觸帶附近，“陽山灰”受斷裂構造影響較大。根據斷裂構造兩側碳酸鹽巖大理巖化程度，整體表現出距離斷裂構造越近，大理巖化程度越高，礦物重結晶或交代更加充分，甚至形成純凈白色大理巖；距離斷裂構造越遠，礦物重結晶越不充分，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生重結晶作用，由于巖漿熱能一般持續時間長，礦物重結晶充分，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，大理巖總體形成呈板狀、似層狀、透鏡狀等。因此，區內成礦作用以接觸熱變質作用為主。

4.2 找礦方向

研究區內碳酸鹽巖主導的接觸變質型礦床主要產于晚古生代地層中，主要為斷裂構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”主要位于斷裂構造帶上，今后尋找此類礦床應重點考慮石炭系碳酸鹽巖地區斷裂分布及影響區域。小江鎮石螺村石螺灘至羅漢塘村、雙山村至下坪村，陽城鎮雙塘村至小江鎮坦塘村等區域具有較好的遠景資源，可為陽山擬設石材產業園提供資源保障。

5 開發前景淺析

飾面石材的市場需求易受國家宏觀經濟調控政策的影響，隨著近幾年國家對環境保護的重視，各省市關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。相應的飾面板材對應為：一級為顏色呈深灰色，網紋發育—很發育、網紋顏色純凈的大理石；二級為顏色呈淺灰色，網紋發育—很發育、網紋顏色較純凈的大理石；三級為網紋一般發育、網紋顏色不純凈，呈黃色(含淡紅色)，不呈特定景觀紋理(山水紋)的大理石。

6 結論

“陽山灰”礦點大多沿斷裂構造分布，主要為大理巖化石灰巖、白云巖、白云質灰巖，小江鎮、陽城鎮為“陽山灰”主要產地，荒料率22.92%～35.28%，平均值約為26%。

研究區內大理巖化程度與斷裂構造和巖漿巖體距離具有很好的相關性，即距離斷裂構造越近，大理巖化程度越高，距離斷裂構造越遠，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。

斷裂構造附近及巖漿巖影響區域的石炭系碳酸鹽巖地區為“陽山灰”礦床重要的找礦方向。“陽山灰”市場前景較好，價格優勢明顯，資源豐富，開發前景好，可以考慮大力發展。