四川草鞋坪礦區飾面用輝長巖礦床地質特征及資源遠景淺析

楊 勇，鄧修林，羅 林，陳海軍

(中國建筑材料工業地質勘查中心四川總隊，四川 成都 610000)

飾面石材廣泛應用于機場、高鐵站、地鐵站以及展館、賓館、寫字樓等重要建筑物中，在國民經濟和社會主義建設中有著重要地位。歷經億萬年的巖石，通過荒料開采、切割以及拋光等加工工藝，就會幻化出美麗的顏色、精美的花紋圖案和無窮的色彩，具有無與倫比的裝飾效果，寶興縣草鞋坪礦區飾面用輝長巖是雅安地區繼寶興縣“寶興白”、“青花白”、“青花灰”和滎經縣“中國紅”之后發現的又一具有裝飾效果的飾面產品—“寶興綠”。本文總結了該區礦床地質特征以及礦石加工技術性能，提出了找礦遠景區，對該區“寶興綠”飾面石材找礦和開發具有一定的指導意義。

1 成礦地質背景

1.1 區域地質特征

礦區大地構造位于揚子陸塊區(I)中部，屬上揚子陸塊(I1)西緣與松潘—甘孜造山帶(II1)兩大構造單元的接合部位，屬于龍門山前陸逆沖—推覆帶(I1-2)，夾持于鹽井沖斷層與五龍沖斷層之間的微陸地塊，主要區域構造線呈北東—南西向展布。區內出露地層主要為震旦系、奧陶系、志留系和泥盆系。

區域內出露的巖漿巖為元古代澄江—晉寧期巖漿巖，初期表現為大規模巖漿噴溢，二期基性—超基性巖侵入，三期中性—閃長巖、石英閃長巖等，四期以酸性巖類—斜長花崗巖、花崗巖、花崗閃長巖等，廣泛出露于北東向構造帶的寶興復背斜核部，以及南北向構造帶的大渡河主流兩岸和二郎山山嶺。其中，元古代澄江—晉寧期第二期基性—超基性巖體為“寶興綠”飾面石材的含礦巖體。

1.2 礦區地質特征

1.2.1 地層

礦區出露地層(圖1)主要為中志留統(S2)和下泥盆統(D11)，另外，在山坡平緩地帶有少量第四系殘坡積分布。

圖1 礦區地質簡圖

中志留統(S2)大面積出露于礦區的南東側，該段主要以淺灰、灰、深灰、灰白色中—厚層狀結晶灰巖、生物碎屑灰巖為主，夾淺灰、瓦灰色絹云母板巖、絹云母千枚巖、頁巖，礦區內厚≥163m。

下泥盆統(D11)出露于礦區的北部，淺灰、灰色薄—中厚層變質灰巖、灰質白云巖、變質石英砂巖及千枚狀板巖間互不等厚組成，礦區內厚≥770m。

第四系(Q4edl)礦區內殘破積物主要分布于地形平緩和溝谷兩側，由棕紅、褐棕色粘土、巖石碎石，腐植土等組成，厚度一般在1～5m，局部位置厚度＞10m。

1.2.2 構造

區內發育有五龍沖斷層(F1)和五龍沖斷層次生斷裂(F2)，控制了區內巖漿巖體產出形態。

五龍沖斷層(F1)發育背斜軸部北西側，位于礦體北西側，礦區內出露長度1.9km，斷層與寶興背斜軸向大致平行，斷層走向北東45°～50°，傾向北西，傾角一般在68°～70°，呈舒緩波狀，斷層上盤為下泥盆統下段(D11)泥質巖、灰巖等；下盤北東段為中志留統(S2)結晶灰巖、生物碎屑灰巖夾千枚巖，南西段為澄江—晉寧期第二期含石英輝長巖。

五龍沖斷層次生斷裂(F2)位于礦體南東側，礦區出露長度1.4km，斷層走向北東45°～50°，傾向北西，傾角一般在68°～70°，呈舒緩波狀，斷層上盤為澄江—晉寧期第二期含石英輝長巖等；下盤為志留系中統(S2)結晶灰巖、生物碎屑灰巖夾千枚巖等。

1.2.3 巖漿巖

礦區內出露的巖漿巖為元古代澄江—晉寧期第二期含石英輝長巖(υ2(2))，呈小巖株出露，多為殘留體、捕擄體或包體出現在閃長巖中，呈黃綠—綠色，中粗粒輝長結構，致密塊狀構造，組成巖石礦物成分主要為輝石(25%～35%)、斜長石(45%～65%)、石英(10%～15%)以及少量鐵質。輝石、斜長石呈半自形?！鶢睿⒊仕翁畛溆诘V物顆粒間。巖石有蝕變現象，包括輝石綠泥石化、斜長石鈉黝簾石化、絹云母化。巖體與圍巖呈斷層接觸，受斷層控制明顯，巖體內未發現其他脈巖。該巖體為含礦巖體，是區域內“寶興綠”飾面石材的找礦潛力層。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

礦體賦存于元古代澄江—晉寧期第二期含石英輝長巖 (υ2(2))中，呈小巖株產出。礦區內礦體出露長約2 000m，寬100～600m，地表出露形態似“雞腿”狀，深度65.35～200.5m，平均132.93m。礦體分布標高為+2 200～+2 689m。礦體總體走向北東—南西，傾向北西。礦體總體形態與巖體一致，與泥盆系和志留系地層斷層接觸。

受斷層的影響，礦體節理裂隙較發育，經統計分析，礦區較發育的節理主要有4組(圖2)。一組傾向328°～343°，傾角40°～62°；二組傾向163°～175°，傾角32°～64°；三組傾向105°～120°，傾角53°～63°；四組傾向0°～5°，傾角44°～66°。節理一般連續性差，延長為數米至數十米，延深為數米，寬為0.2～0.5cm，其間有少量泥質及鈣質充填。礦區內礦體節理裂隙線密度平均值0.49條/m，面密度平均值0.12條/m2。斷層附近25～50m范圍內礦體的完整性相對較差。

圖2 礦區節理裂隙玫瑰花圖

2.2 礦石特征

2.2.1 礦物組成及化學特征

含石英輝長巖礦石：黃綠—綠色，顏色較均勻，輝長結構，致密塊狀。巖石礦物成分主要為輝石、斜長石及石英，另有極少量鐵質，輝石無色—淡綠色，粒柱狀，粒徑0.2～1.0mm，斜長石無色，板—柱狀，粒徑0.2～2.0mm，石英無色，他形粒狀，粒徑0.2～1.0mm，鐵質黑色，星散粒狀。輝石及斜長石呈半自形?！鶢?，石英呈他形充填于礦物顆粒間。

礦石化學成分平均(%)為：CaO 5.237、MgO 4.01、SiO254.784、Al2O317.285、Fe2O34.18、FeO 3.39、K2O 1.712、Na2O 3.387、P2O50.379、SO30.098、Cl 0.0045、LOI 4.725、MnO 0.1156、TiO20.823。

2.2.2 飾面石材品種及其特征

通過標準樣、基本樣、拋光樣的對比，區內含石英輝長巖的顏色、結構及其裝飾效果的主體色調基本一致，因此將區內飾面石材品種劃歸為一種工業類型，屬花崗石類飾面石材，商業定名為“寶興綠”(圖 3)。

圖3 寶興縣草鞋坪飾面用輝長巖品種

(1)裝飾效果：含石英輝長巖制成的飾面板材，外觀黃綠—綠色，顏色較均勻、穩定，可拼性好，光澤度(89.3～92.4)，硬度高，強度大，耐磨損，不易變色，無孔隙，無裂紋，色線、色斑較少，具有較好的裝飾效果。

(2)放射性水平分類：外照射指數Iγ=0.2，內照射指數IRa=0.1，放射性比活度較低，符合國家A類裝飾裝修材料標準。

(3)荒料：全礦區平均理論荒料率為21.08%，其中荒料≥ 0.5m3占 25.53%，荒料≥ 1m3占比57.33%，荒料≥ 3m3占比 17.14%。

(4)飾面石材物理性能：莫氏硬度一般為7，少數為 6～ 7；光澤度：89.3～ 92.4，平均值為90.74；干密度值為 2.68 ～ 2.94g/cm3，平均值為2.75g/cm3；抗壓強度：101.3 ～ 115.4MPa，多數集中于 102.8 ～ 110.8MPa，平均值為 106.20MPa；吸水率：0.23%～0.59%，多數集中于0.30%～0.41%，平均值為0.36%，抗風化性能較強；抗剪強度：內聚力 12.5 ～ 18.0MPa，平均值為 14.85MPa，內摩擦角 38.6°～ 40.6°，平均值為 39.68°；耐磨性平均值 103.3(1/cm3)。

(5)加工技術性能：經測定，礦石的加工技術性能如下：鋸切性：1.33m2/h(國產單臂園盤鋸)；磨拋性：1.90m2/h(國產手扶磨機)；光澤度：90。板材率：19m2/m3(板材厚 2.5cm)。

3 綜合開發利用評價

受構造影響，區內礦體在近斷層25～50m段節理裂隙相對較發育，整個礦區平均理論荒料率僅為21.08%，因此，礦山開發后將產生大量不成荒料的廢石。鑒于上述情況，本文在原勘查資料基礎上對該區廢石進行了有關分析測試及綜合利用評價。經綜合整理發現：區內巖石自然類型為含石英輝長巖，巖石的內、外照射指數均較低；抗壓強度 101.3 ～ 115.4MPa，多集中于102.8 ～ 110.8MPa，平均值為 106.20MPa；硫酸鹽及硫化物含量SO30.03%～0.26%，平均0.098%，含量低，符合建筑用石料一般工業指標要求。類比同類礦產，輝長巖滿足建筑用石料的其它一般工業指標要求。目前骨料市場走勢良好，價格穩步增長，該區廢石作為建筑石料開發，具有較好的經濟效益，同時綜合利用后減少了廢石排放，利于環境保護，生態效益明顯。因此，區內含石英輝長巖采用飾面石材和建筑石料綜合開發模式的經濟和生態效益均較明顯，綜合利用價值高。

4 遠景預測

根據四川省1/20萬寶興幅區域地質調查資料，該區澄江—晉寧期的巖漿活動，初期表現為大規模巖漿噴溢；爾后則轉變為大規模巖漿侵入，最早出現的侵入巖石基性—超基性巖類，它入侵于前震旦紀(第一期)火山巖中，呈小巖株產出，此為第二期；第三期出現的是中性巖—閃長巖、石英閃長巖等，這一期巖石多呈巨大巖株、巖基，明顯的分割、侵吞、包裹了第二期，致使第二期基性巖、超基性巖體成為殘留體、包裹體、捕擄體狀態出現；第四期出現的是酸性巖類—斜長花崗巖、花崗巖、花崗閃長巖等，是澄江—晉寧期巖漿巖的主體建造，分布最廣，到處見它侵沖于第三期閃長巖之中；最后出現的是鉀長花崗巖類，它明顯侵沖于上列各期巖漿巖中。因此，整個澄江—晉寧期的巖漿活動從噴發到侵入具有多期次活動特征，同時具有連續演化的特點，在巖漿作用過程中，還伴有強烈的混合巖化作用。四川花崗巖礦床中大部分為該階段形成，草鞋坪飾面用輝長巖礦即為該時期產物。

區域內巖漿巖較為發育，主要以酸性巖類—斜長花崗巖、花崗巖、花崗閃長巖為主，次為中性巖—閃長巖、石英閃長巖等，而區內含礦巖體基性—超基性巖類，它入侵于前震旦紀火山巖中，呈小巖株產出，受中性巖體對它的分割、侵吞、包裹，致使該期的基性巖、超基性巖體成為殘留體、包裹體、捕擄體狀態出現。從區域資料分析看，蘆山縣舉人溝一帶大面積分布的閃長巖中，常見較大的輝長巖體，具有飾面用輝長巖資源潛力。