羅 梅, 周竹生, 陳新國, 常 亮, 伍建柏

1.成都理工大學 地球化學系，成都 610059； 2.中南大學 地球物理勘察新技術研究所，長沙 410083；3.國土資源部長沙珠寶巖礦測試中心，長沙 410011；4.湖南省有色地質研究院，長沙 410011; 5.湖南天源國土資源勘查有限公司，長沙 410011)

位于四川龍門山脈的青川南部地區(qū)是金、銅、鐵多金屬一級找礦遠景勘查區(qū)，位于“陜甘川”金三角找金戰(zhàn)略區(qū)[1]。1∶200 000及1∶50 000區(qū)調資料顯示[2]，該區(qū)磁鐵礦化極為普遍，并分布有20 km長的鐵礦化點(帶)。本文介紹的磁性石材礦，在轎子頂西部已控制低品位磁鐵礦(Fe平均質量分數為17%) 1 000多萬噸，遠景資源4 000多萬噸[3]。礦區(qū)勘查工作中發(fā)現(xiàn)一些奇特的現(xiàn)象：(1)東西向的磁鐵礦帶(含銅)附近南北極呈180°倒轉，中南大學物探工作組對此專門出具了抗磁體專題報告[4]，這是在其他任何磁鐵礦區(qū)都未能出現(xiàn)過的磁物理現(xiàn)象(一般僅出現(xiàn)磁極偏向，但不會倒轉)；(2)有關節(jié)炎、頸椎病等亞健康的人在磁異常區(qū)生活一星期后，炎癥消除，能正常爬山；(3)在此區(qū)長期工作人員無論氣候變化或冰天雪地，也不論男女老少，只要在磁異常梯度區(qū)，均沒有感冒病癥出現(xiàn)。這些現(xiàn)象引起了我們對磁能探索的興趣，結合這一礦區(qū)巖石顏色、硬度、塊度均適合做裝飾石材，我們對磁性石材礦的成因、分布及開發(fā)進行了研究。

1 新概念石材礦的由來

隨著人們生活水平的提高和傳統(tǒng)醫(yī)學的挖掘，新生的生物磁學、磁醫(yī)學等邊緣學科研究與探索，國內涌現(xiàn)了天津人工磁療醫(yī)院、湖北蓮花山天然磁異常區(qū)磁療養(yǎng)生為特色的中西醫(yī)結合醫(yī)院，還有廣西巴馬長壽村天然洞的磁療養(yǎng)生等，一時磁療養(yǎng)生概念被不少人所追捧，并有不少神奇效果案例[5]。該現(xiàn)象突顯出生活在以鋼結構為框架的高層建筑城市人群高比例(>50%)亞健康，磁能的缺失或許是亞健康禍首之一。但是僅靠人造設備、專業(yè)醫(yī)院、個別磁療養(yǎng)生區(qū)來解決龐大人群的亞健康，不僅不現(xiàn)實，而且代價高又耗費時間。那么，如有一材多用的天然磁性材料將會解決這一問題。筆者的地質勘查發(fā)現(xiàn)了這種磁性飾面石材。

該區(qū)在大地構造上屬于古揚子板塊西北部，后龍門山大型推覆體內，同時位于古揚子板塊與華北板塊結合地帶，即川陜甘金三角地區(qū)的東南部韌性剪切帶內的轎子頂復背斜西翼。該區(qū)發(fā)育一套元古界海相火山變質巖(通木梁群)。該套巖石以其略高于地磁強度的磁性，因特殊成因所表現(xiàn)出細密綠色調而具獨特性，可作為磁療養(yǎng)生為特點的天然高檔飾面石材。

2 磁性石材礦產出特征

2.1 地質特征

礦區(qū)于2010年4月～7月開展了1∶2 000磁法、高密度電法綜合物探工作[4]，其后開展了1∶5 000地表淺層土壤化探和溝谷水系沉積物化探。結合相關地質勘查，湖南天源國土資源勘查有限公司初步查明磁性異常體的分布特征與延深情況，認為鐵礦規(guī)模中等，品位較低[3]。

礦區(qū)東部(相當于轎子頂背斜軸部位置)出露巖漿巖，主要有元古界晉寧期黑云母二長花崗巖(Pths)、二長花崗巖(Ptl)；礦區(qū)中西部(相當于轎子頂背斜西翼)出露地層主要為元古界通木梁群，該群含通木頂組(Ptt)和太陽坪組(Ptty)，巖性為火山熔巖夾火山碎屑沉積巖；其次有震旦系堆窩梁組(Zd)，巖性為變質砂礫巖及石英巖狀砂巖；礦區(qū)西北部出露元古界晉寧期斜長花崗巖(Ptdy)。晉寧期花崗巖類與圍巖元古界通木梁群及震旦系堆窩梁組呈侵入接觸關系。

礦區(qū)構造包括褶曲和斷裂構造，褶曲構造主要為轎子頂背斜西翼(礦區(qū)為單斜地層)，地層傾向北西(315°)、傾角60°。斷裂主要有近南北向(F1)和北西向(F3、F4)兩組(圖1)；此外還有北東向和近東西向斷裂，主要被后期巖漿脈體(石英脈)充填或切割。

2.2 地層特征

石材礦產出層位主要為元古宇通木頂組和其上覆元古宇太陽坪組。

a.通木頂組：勘查區(qū)轎子頂以西觀摩頂花崗巖圍巖通木頂組，自下而上為一套含磁鐵紋層條帶石英巖(玉髓)、含磁鐵細碧巖、細碧巖、角斑巖、細碧角斑巖、綠簾石凝灰?guī)r。

b.太陽坪組：礦區(qū)范圍內覆于通木頂組之上的太陽坪組可見中、上兩個礦段。

中段(Ptty2)：主要為細碧巖、角斑巖、石英角斑巖等火山熔巖(主礦層)。

上段(Ptty3)：主要為凝灰?guī)r、石英巖等火山碎屑巖。

該地層南北延長達20 km，但以背斜南部轉折端處最為發(fā)育，構造節(jié)理稀疏，每套巖石厚度為100～200 m，總厚度達800 m左右。區(qū)域上太陽坪組與通木頂組呈整合接觸關系，但礦區(qū)內為斷層接觸，且缺失太陽坪組下段。

2.3 分布特征

在工作區(qū)主要進行了2條剖面鉆孔勘查(圖1)，即編號為3號勘探線(圖2)和13號勘探線(圖3)兩條剖面，主要在太陽坪組中段內控制了10個礦體(D1～D10)。

圖1 龍門山青川磁性石材礦地質圖Fig.1 Geological map of the Qingchuan magnetic rock producing areas

3號勘探線剖面：地表出露貧鐵礦體及細碧巖(磁性石材Sc1-1)、角斑巖(磁性石材Sc2-1)、條帶狀石英巖(磁性石材Sc3-1)，區(qū)域西北部鉆孔(ZK10401、ZK10402)中見相應層位，被斷層(F1、F2)錯斷位移。

13號勘探線剖面：主要產出磁性細碧巖型石材(Sc1-1)、磁性角斑巖型石材(Sc2-1)、磁性條帶狀石英巖型石材(Sc3-1)和細碧巖型石材(Sc1-2)、角斑巖型石材(Sc2-2)。

3 磁性石材礦類型及特征

本區(qū)石材類型主要有紋層條帶石英(玉髓)巖、細碧巖、角斑巖3種，其次有塊狀凝灰?guī)r。

3.1 紋層條帶石英(玉髓)巖型石材

該類巖石僅見于觀摩頂以西，南北長約800 m，平均厚度50 m左右，呈透鏡體狀產出，屬于火山噴發(fā)前的海底熱泉膠體沉積。石材組構為：石英微晶，少量磁鐵礦微粒，發(fā)育綠簾石互層的條帶狀構造。巖石堅硬(硬度6.5以上)，呈巨厚層狀，拋光面呈米黃與綠色相間條紋，形似木紋。磁感應強度50～51 μT，用強磁鐵吸附感非常明顯(圖4-A)，無放射性(γ值<4)，無節(jié)理，也無內部微細裂紋，板材成材率相當高。

3.2 細碧巖型石材

根據巖石蝕變程度差異，將該品種石材劃分為一般磁性細碧巖和強綠簾石化磁性細碧巖2個亞種。

圖2 龍門山青川磁性石材礦3號勘探線剖面圖Fig.2 No.3 exploration line profile of the Qingchuan magnetic rock mines

圖3 龍門山青川磁性石材礦13號勘探線剖面圖Fig.3 No.13 exploration line profile of the Qingchuan magnetic rock mines

圖4 磁性石材照片F(xiàn)ig.4 Photos showing the identification features of several magnetic rocks(A)磁性石英(玉髓)巖,被磁鐵吸著照片; (B)墨綠色一般磁性細碧巖,巖心照片; (C)細碧巖變余霏細-鱗片變晶結構,正交偏光, 200×; (D)灰黑色磁性細碧巖,被磁鐵吸著照片; (E)灰黑色角斑巖,巖心照片; (F)角斑巖中金屬礦物,光片,正交偏光, 200×

a.一般磁性細碧巖(圖4-B)：巖石基質組分均勻、細膩，呈顯微鱗片粒狀變晶結構，變余霏細結構或變余含火山角礫凝灰結構，長英質礦物、黑云母、絹云母、綠泥石及綠簾石等變質礦物粒徑≤0.3 mm，片理化定向構造明顯(圖4-C)。鏡下可見其中所含磁鐵礦顆粒細小，且多被長英質礦物包繞，磁鐵礦含量不等(TFe平均質量分數為12 %±)，巖石磁性均勻，強度弱-中，少量綠簾石細脈和網脈穿插交織，手感磁性較強(圖4-D)。

b.強綠簾石化弱磁性細碧巖：與前者比，綠簾石含量明顯增高，呈細脈狀、網脈狀，小團塊狀普遍分布，磁性不均勻，手感磁性較弱，應屬背景值磁感應強度，即50 μT，花紋較好。

經放射性檢測，綠簾石化細碧巖γ值為3～4，一般磁性細碧巖γ值為4～5，遠低于國家室內裝飾材料標準上限(32γ)。該石材硬度大(莫氏6級)，塊度一般3～5 m見方，不具微細裂縫，構造節(jié)理間距一般>3 m，成材率高。

本區(qū)條帶石英(玉髓)巖、細碧巖、角斑巖3種石材的化學組成見表1。由表1可知，磁性細碧巖與普通細碧巖成分相似，只是磁性細碧巖的鐵含量高于普通細碧巖。

3.3 角斑巖型石材

巖石特點是角斑以黑色角閃石為主，較均勻分布于灰綠色凝灰質及灰黑色細碧質基質中(圖4-E)，角斑粒度有變化，一般從下到上由細變粗再變細之趨勢，由3～5 mm向10～15 mm變化，但在同一層中粒度是較均勻的。拋光面呈墨綠基調，黑色斑點。該品種硬度也較大，在6級以上，塊狀，不具或少見微細裂隙，僅見有構造節(jié)理，間距3 m以上，多為兩個方向構成菱形或方形塊狀。此類巖石磁性一般較弱，用0.1 T的磁鐵吸引無明顯感覺，僅儀器可測，一般為30～45 μT，略低于當地背景值。經放射性檢測，γ值最高為4，遠低于國家標準。

在細碧巖和角斑巖中除了可見到金屬礦物磁鐵礦外，還可見到黃鐵礦和黃銅礦(質量分數≤2%)，顆粒細小(礦物粒徑多≤0.1 mm)，金屬光澤明顯(圖4-F)。

磁鐵礦在鏡下呈不完整的立方體、八面體及不規(guī)則的細粒狀，粒度大小不等，為0.01～0.4 mm。但磁鐵礦主要呈不規(guī)則的細粒狀沿脈石(長英質礦物)集合體邊緣分布，或被黃鐵礦與黃銅礦一起交代，呈骸晶結構或侵蝕結構。鏡下黃鐵礦多呈不規(guī)則細粒(粒徑為0.1 mm)及微細粒狀，黃銅礦多呈微細粒狀。在金屬礦物黃鐵礦和黃銅礦之間，可見到黃鐵礦被黃銅礦沿邊緣交代呈侵蝕結構，或沿內部裂紋交代呈細脈狀現(xiàn)象。由于上述金屬礦物顆粒微細并被長英質礦物包繞，礦石切片鏡下見金屬礦物顆粒都較新鮮。

表1 各種石材巖石化學組成分析結果(w/%)Table 1 Composition analysis results in all kinds of magnetic rocks

①數據來源于四川省地質礦產局(1995)《清溪幅區(qū)域地質調查報告(1∶5萬)》；②測試單位：西南冶金地質測試中心。

3.4 塊狀凝灰?guī)r型石材

基調顏色為灰綠色、綠色，放入水中為碧綠色，拋光上蠟后為碧綠色基調。主要成分為綠泥石、綠簾石及凝灰質火山灰碎屑物質組成。硬度4.8～5(強于大理巖，弱于花崗巖)，放射性強度很低(γ值<3)。該巖石最大特點是韌性強，不易碎裂，顏色鮮艷，磁感應強度低，為25～30 μT(低于當地礦區(qū)背景值)，僅儀器可檢測具弱磁性，是墻面飾材之佳品。

4 磁性石材礦資源規(guī)模

在青川石材礦探礦權區(qū)僅初步勘查了0.5 km2，就海拔高度2.4 km以上的小范圍初步評估(湖南天源國土資源勘查有限公司，2012)，條帶石英巖1.24×106m3，細碧巖19.07×106m3，角斑巖22.90×106m3，塊狀凝灰?guī)r未作儲量評估，前3種石材總儲量估算達43.21×106m3(圖5、表2)，達到大型飾面用石材規(guī)模(>10×106m3)，并接近超大型規(guī)模。經中南大學地球物理勘察新技術研究所對礦區(qū)2.4 km2范圍進行過高精磁測，>50 μT的磁化體達91×106m3，預計僅轎子頂礦區(qū)磁性石材資源量達0.15×109m3以上。

因此，本區(qū)磁性火山變質巖飾面石材礦已達大型-超大型規(guī)模[6]，是非常理想的特種石材資源區(qū)，但準確的資源量有待于進一步詳勘。

5 磁性火山變質巖的特殊性

龍門山青川石材礦區(qū)磁性火山變質巖產于非常獨特的地質構造環(huán)境，并有較獨特的成因特點，該資源在國內具罕見性，分析如下。

首先，青川石材礦區(qū)磁性火山變質巖的原巖是一套裂隙式火山噴發(fā)巖，這在國內外均少見。這類巖石的特點是礦物晶體非常細膩，反映出快速降溫的凝結成巖特點，因而巖石結構致密，部分可作玉髓級玉石原料(如條紋石英巖)。

表2 飾面石材資源量估算表Table 2 Estimation of the decorative magnetic rock resources

圖5 石材資源量計算平面圖Fig.5 Plane of calculating the magnetic rock resources

其二，該地質體成巖變質過程是，巖漿先進入海底水體并與水接觸自變質，再受晉寧-加里東運動區(qū)域應力低溫熱變質，引發(fā)明顯的磁鐵礦化而致該套巖石具有磁性，進而導致該區(qū)磁場背景值增高。因而該套磁性巖石的形成具有罕見性。

其三，該石材礦的組成巖石為一套形成于中新元古代并經歷淺變質的海相基性火山巖，本身基本不含放射性礦物，而且因距今地質年代久遠，即使有微量放射性元素，也已基本衰變；而其他地區(qū)含較多磁鐵礦而具有磁性的花崗巖類，大多形成于印支、燕山期，并含有放射性元素而致放射性超標(如華南地區(qū)印支-燕山期花崗巖普遍含放射性元素都較高)。因此，該套磁性巖石用于飾面石材有其優(yōu)越性。

其四，該類巖石為海相裂隙式溢流作用成巖，故其規(guī)模十分龐大，加之巖石中的磁鐵礦粒細小且被長英質微晶包繞而不易被氧化，致其巖石磁性得以保存。這是該套磁性巖石具有的特殊性。

6 磁性石材市場前景分析

據最近報道[7]，廣西巴馬長壽養(yǎng)生區(qū)，由于有地磁異常、負離子、堿性水等的養(yǎng)生因素，到該區(qū)養(yǎng)生的人逐年增多，現(xiàn)已人滿為患。地球的一般地區(qū)地磁約為25 μT，而巴馬高達58 μT，高于一般地區(qū)的一倍多。其原因是巴馬有一條斷裂帶，直接切穿地殼深達地幔層，導致地磁增強。巴馬磁場直接改善人體的血液循環(huán)，且具有抗高血壓、降血脂、改善微循環(huán)、防治動脈粥樣硬化和冠心病的作用，可以使腦梗塞患者的血液黏度降低。湖北鄂州蓮花山，建有磁療為特色的中西醫(yī)結合醫(yī)院，對于疑難雜癥病人具有神奇療效，其旅游區(qū)的磁療養(yǎng)生也被周圍城市人群認可，醫(yī)院與有關學者共同出版了地域磁療與養(yǎng)生的專業(yè)論文，并公布了一些神奇治病案例[5]。

本文討論的海相磁性火山變質巖，既可用作高檔飾面石材，同時也可替代人工磁療儀器，恢復因磁屏蔽而造成的磁能缺失。而含磁鐵礦的花崗巖磁性既不均勻，而且顆粒較粗，易于氧化變色，特別是大多含放射性礦物，不宜用于室內裝飾和作為磁療飾面石材。

綜上所述，以天然磁性飾面石材構建室內磁療養(yǎng)生屋，將是一個前景廣闊的領域，其特點是：一材多用，有益無害。人們將不刻意花時間去磁療，也不需專門尋找磁異常區(qū)休閑養(yǎng)生，使養(yǎng)生的分散性增強。因此，龍門山青川大型-超大型海相磁性火山變質巖(磁性飾面石材)資源的開發(fā)利用前景將十分廣闊，其價值也將特別巨大。

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