任明軍，周俊蘭 , 秦偉, 楊曉勇

(1 安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局332地質(zhì)隊， 安徽黃山 245000 ;2 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)， 安徽合肥 230026)

0 引言

歙縣雙河口硯石板巖礦普查區(qū)位于歙縣縣城353°方位約35km處大谷運村雙河口組，行政隸屬歙縣溪頭鎮(zhèn)管轄。

本區(qū)為中低山區(qū)，海拔高程在350～1130m之間；地勢呈北西高，南東相對低的趨勢。相對高差在200～550m之間，屬中等切割區(qū)。

歙縣是國家歷史文化名城，位于安徽省南部，北倚世界著名風(fēng)景區(qū)黃山，東鄰浙江杭州。歙縣古代就有開發(fā)硯石的悠久歷史，歙硯與端硯、洮硯和沉泥硯一道為中國四大名硯之首，為歷代文人墨客所青睞。然而，歷史上一直沒有針對硯石開展過系統(tǒng)的資源評價，本研究是首次對該礦床開展歙硯石開展地質(zhì)調(diào)查，并獲得客觀的地質(zhì)儲量。 以雙河口硯石礦床為例，通過地表工程揭露與鉆探工程控制，圈定出硯石礦體8條。結(jié)合區(qū)域成礦條件，對皖南硯石資源的找礦方向進行了論述。

1 區(qū)域地質(zhì)

研究區(qū)在大地構(gòu)造上地處揚子板塊東南邊緣，江南造山帶的北東傾伏端北東端。屬歷口基底構(gòu)造區(qū)，基底構(gòu)造線原為東西向，后改造呈北東向。據(jù)徐先兵等（2015）系統(tǒng)總結(jié)認(rèn)為，江南造山帶東段在晉寧期經(jīng)歷了南北兩側(cè)大洋俯沖和兩期碰撞造山作用。新元古代早期（880～860 Ma）雙溪塢島弧與揚子陸塊東南緣發(fā)生弧-陸碰撞作用，形成淡色花崗巖、高壓藍片巖、NNE向褶皺-逆沖構(gòu)造以及弧后前陸盆地。新元古代中期（約850 Ma），揚子陸塊北緣開始發(fā)育由北向南的大洋俯沖。隨著俯沖作用的進行，弧后盆地發(fā)生關(guān)閉，揚子陸塊與華夏陸塊發(fā)生陸-陸碰撞并形成新元古代（820～810 Ma）江南造山帶，導(dǎo)致近E-W走向褶皺-逆沖構(gòu)造、韌性變形以及過鋁質(zhì)花崗巖的發(fā)育。研究認(rèn)為江南造山帶東段在約810 Ma開始發(fā)生后造山垮塌和裂谷作用，以發(fā)育南華紀(jì)早期（805～750 Ma）花崗巖、中酸性火山巖、基性巖以及裂谷盆地為特征。江南造山帶東段萬載—南昌—景德鎮(zhèn)—歙縣斷裂帶以南地區(qū)卷入了華南廣西期造山作用，發(fā)育近E-W走向由南向北的逆沖構(gòu)造（465～450 Ma）、NNE向正花狀構(gòu)造(449～430 Ma) 以及后造山近E-W走向韌性走滑剪切帶 (429～380 Ma)。印支期造山作用導(dǎo)致了NNE向褶皺-逆沖構(gòu)造和花崗巖的發(fā)育，并奠定了江南造山帶東段的基本構(gòu)造面貌（舒良樹等；1995）。

研究區(qū)南東側(cè)發(fā)育基底隆內(nèi)凹陷—績溪盆地，盆地受加里東及印支運動作用，形成北東向績溪南華紀(jì)及后南華紀(jì)向斜（盆地）。研究區(qū)內(nèi)西南方向外圍，基底內(nèi)發(fā)育青白口紀(jì)許村黑云母花崗閃長巖；區(qū)內(nèi)以北和以東外圍，發(fā)育晚侏羅世旌德花崗閃長巖體和石屋花崗斑巖。圖1是歙縣雙河口地區(qū)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖。

1.1 地層

普查區(qū)地層按照“安徽省地層區(qū)劃”，屬華南地層大區(qū)楊子地層區(qū)江南地層小區(qū)，主要地層分為前南華紀(jì)基底地層、南華紀(jì)及后南華紀(jì)沉積蓋層和中生代紅層三部分(安徽區(qū)域地質(zhì)志,1987）。

區(qū)域與歙硯資源有關(guān)的地層為中元古界基底地層，主要有牛屋組（Pt2n）、大谷運組(Pt2d)和晚元古界青白口系的鎮(zhèn)頭組（Qnzh）。

區(qū)內(nèi)主要基底地層特征歸納如下：

圖1 歙縣雙河口地區(qū)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖（□工作區(qū)）Figure 1. Regional geological and mineral map of the Shuanghekou area in Shexian County (□ working area)

牛屋組（Pt2n）：以斜坡相濁積巖為主，分下、上兩段。牛屋組下段（Pt2n1）分下、中、上三部分，厚1383.41m。主要又中層巖屑砂巖—薄層細砂粉砂巖和硅質(zhì)板組合構(gòu)成的組合帶夾來綠色厚至塊層狀巖屑砂巖、板巖。單個中層砂巖—板巖組合厚約幾十cm，由數(shù)十個至百余個上述組合的構(gòu)成了厚約幾十米至近百米的組合帶，是下部最具代表性的主體層體。組合帶間所夾的厚至塊層狀砂巖層厚0.8～3.0m，所夾板巖厚10～20cm，往往呈單個或幾個組合尖滅于上述主體的組合帶中。

牛屋組上段（Pt2n2）：由灰黑色板巖夾灰色中厚層砂，灰色中厚層砂巖夾灰黑色板巖或砂巖、板巖互層。厚459.53m。其組合形式有砂巖與板巖的單層韻律，也有砂巖、板巖的層系互層。砂巖單層厚30-180cm，一般50～100cm，板巖單層厚3～20cm。每個層系互層厚10～20cm，一般15cm左右。砂巖主要由巖屑、長石及少量石英組成，板巖主要由泥質(zhì)、絹云母及粉砂組成。

大谷運組(Pt2d) :大谷運組以淺水陸棚相沉積為主，是賦存硯石板巖的地層單位。分上、下兩部分。

大谷運組下部 ：厚1450m，由暗紫色沉凝灰?guī)r與灰黑色凝灰質(zhì)板巖往往呈韻律相伴產(chǎn)出，沉凝灰?guī)r厚至塊層狀，層厚80～150cm，最厚可達3m以上，塊層狀凝灰?guī)r往往不發(fā)育粒序?qū)永?，中至厚層凝灰?guī)r的中上部明顯具粒序特征，并發(fā)育平行層理，底面見沖刷構(gòu)造及火焰狀構(gòu)造；凝灰質(zhì)板巖厚約3～10cm，有的發(fā)育水平層理，有的不發(fā)育水平層理。

沉凝灰?guī)r由棱角狀的石英、長石晶屑、火山熔巖巖屑等火山物質(zhì)組成，膠結(jié)物主要為絹云母、綠泥石及火山灰等。沉凝灰質(zhì)板巖除細碧質(zhì)的熔巖外，尚有凝灰質(zhì)巖屑及長石、石英晶屑，由泥質(zhì)、火山凝灰質(zhì)膠結(jié)。

大谷運組上部 ：厚2013.69m。底部灰綠色、青灰綠色，中厚層巖屑砂巖、粉砂巖夾同色千枚狀板巖。砂巖內(nèi)發(fā)育遞變層理，底部為砂巖(少量含細礫砂巖)，向上遞變?yōu)榧毶埃傧蛏蠆A板巖。下部青灰色中層砂巖與黑色板巖互層。砂巖單層厚10～30cm，少量小于10cm或大于50cm，內(nèi)部見不甚明顯的砂、細砂遞變層，粒序已不明顯；板巖厚10～20cm，少量達厚層，總體看砂巖與板巖幾乎成等厚互層，層面平整，韻律明顯。該層板巖為較好的硯石板材。中部淺灰色中厚層砂巖來微層深灰色粉砂巖板巖。砂巖單層厚30～40cm，板巖厚0.5～10cm。有單層砂巖夾板巖，也有2～3層甚至數(shù)層砂巖夾1層板巖，總體是砂巖厚度占絕對優(yōu)勢。

圖2 歙縣雙河口硯石板巖礦區(qū)地質(zhì)簡圖Figure 2. Geological sketch of the Shuanghekou inkstone slate district in Shexian County

上部為黑色薄至中層板巖、含星散狀黃鐵礦砂板巖、條紋狀板巖夾灰色薄—厚層砂巖。砂巖和板巖均不發(fā)育遞變層。該層板巖為良好的硯石板材。

鎮(zhèn)頭組（Qbzh）:下部紫灰、深灰中至厚層狀沉凝灰?guī)r、夾砂礫巖夾層，底部為礫巖、含礫凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)砂巖。上部青灰綠色，中厚層巖屑砂巖、粉砂巖夾同色千枚狀板巖，青灰色中層砂巖與黑色板巖互層。

1.2 區(qū)域構(gòu)造與巖漿活動

普查區(qū)在大地構(gòu)造上地處揚子板塊東南邊緣，江南造山帶的北東傾伏端北東端。屬歷口基底構(gòu)造區(qū)，基底構(gòu)造線原為東西向，后改造呈北東向。普查區(qū)南東側(cè)發(fā)育基底隆內(nèi)凹陷—績溪盆地，盆地受加里東及印支運動作用，形成北東向績溪南華紀(jì)及后南華紀(jì)向斜（盆地）。

區(qū)域上巖漿巖有許村黑云母花崗閃長巖、許村復(fù)合巖墻群，侏羅紀(jì)第一階段石屋斜長花崗斑巖，侏羅紀(jì)第二階段為旌德黑云母花崗閃長巖。

上述巖漿活動，對歙縣龍?zhí)冻幨臒嶙冑|(zhì)改造具有一定的影響。

2 礦床地質(zhì)

歙縣雙河口硯石板巖礦區(qū)處于旌德(許村)斷裂與汪滿田韌脆性平移斷層之間，斷裂構(gòu)造不發(fā)育。地層以大谷運組的淺變質(zhì)碎屑巖系為主，巖漿巖不發(fā)育。地質(zhì)概況見礦區(qū)地形地質(zhì)圖(圖2)。

2.1 含礦層位調(diào)查

普查區(qū)地層出露單元較少，自南至北出露地層為中元古代大谷運組(Pt2d)、青白口紀(jì)鎮(zhèn)頭組（Qnzh）和南華紀(jì)休寧組（Nh1x）。

礦區(qū)大谷運組（Pt2d）地層是賦存硯石板巖。區(qū)域上該地層層位分上、下二部分。下部暗紫色沉凝灰?guī)r與灰黑色凝灰質(zhì)板巖呈韻律相伴產(chǎn)出，部分為中厚層凝灰質(zhì)（硅化）硅質(zhì)巖、條紋狀硅質(zhì)板巖；上部為巖屑砂巖、粉砂巖夾千枚狀板巖和淺灰色砂巖、板巖。綜觀該組地層，經(jīng)歷了由沉凝灰?guī)r→硅質(zhì)巖→巖屑砂巖、板巖的沉積變化過程。沉積環(huán)境發(fā)生了由淺水相向深水相的轉(zhuǎn)移后又向淺水體、強水流、弱補給和較高成熟度的濱岸相砂巖沉積。產(chǎn)微古植物化石，厚約3279～3464m。

大谷運組中夾有多層板巖，巖層板理面平整，是理想的歙硯硯石資源。

大谷運組下段(Pt2d1)：厚1450m，暗紫色沉凝灰?guī)r與灰黑色凝灰質(zhì)板巖往往呈韻律相伴產(chǎn)出，沉凝灰?guī)r厚至塊層狀，層厚80～150cm，最厚可達3m以上，塊層狀凝灰?guī)r往往不發(fā)育粒序?qū)永恚兄梁駥幽規(guī)r的中上部明顯具粒序特征，并發(fā)育平行層理，底面見沖刷構(gòu)造及火焰狀構(gòu)造；凝灰質(zhì)板巖厚約3～10cm，有的發(fā)育水平層理，有的不發(fā)育水平層理。

大谷運組上段(Pt2d2)：分布范圍占普查區(qū)的80%以上，面積約7.7km2，在本礦區(qū)自下往上(自南向北)可分為四個巖性層,依次為：

A層 Pt2d2（A）：灰綠色砂巖夾青灰綠色千枚狀板巖厚588.20m

粉砂巖，灰黑色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要以粉砂碎屑及石英組成，單層厚2～10cm。

B層 Pt2d2（B）：青灰色中層砂巖與黑色板巖互層厚417.37m

砂巖單層厚10-30cm，少量小于10cm或大于50cm，內(nèi)部見不甚明顯的砂、細砂遞變層，粒序已不明

C層 Pt2d2（C）：淺灰色中厚層砂巖夾薄層深灰色粉砂質(zhì)板巖 厚766.47m

D層Pt2d2（D）：以粉砂質(zhì)板巖為主，其中夾有少量粉砂巖，該段硯石板巖發(fā)育，1號主礦體即位于此層內(nèi)(北區(qū))，部分地段已被開采利用(龍?zhí)冻幨V) 厚411.72m

為了使我們更加直觀地感受EZcolor系統(tǒng)的強大，項建龍親自“操盤”，在我們隨機提供了一張照片后，他在操控臺上進行了簡單調(diào)試，隨即輕輕按下了印刷按鈕。一臺02年生產(chǎn)的海德堡四色機接收指令后，很快發(fā)出轟轟的聲音，幾句話的功夫便將數(shù)十張照片印刷出來。項建龍從中隨意抽出了一張，放在操作臺上檢驗色彩標(biāo)準(zhǔn)時，結(jié)果顯示還原度高達98%。在我們的“目瞪口呆”中，這單活輕輕松松地劃上了句號。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造調(diào)查分析

普查區(qū)處于汪滿田大型倒轉(zhuǎn)扇形背斜褶皺的倒轉(zhuǎn)翼，大谷運組地層倒轉(zhuǎn)，倒轉(zhuǎn)褶皺軸面傾向南東，傾角陡。

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅部分單點見到斷裂破碎，規(guī)模較小。

普查區(qū)裂隙、節(jié)理構(gòu)造較發(fā)育。沿北東向板理劈理發(fā)育，常見板理錯動擦痕。巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育，通過對1號礦體進行7個節(jié)理裂隙調(diào)查統(tǒng)計，編制了節(jié)理測量統(tǒng)計玫瑰花圖(圖3)。

雙河口普查區(qū)節(jié)理較明顯特征如下：

（1）受風(fēng)化作用影響，淺表裂隙劈理發(fā)育。板巖在地表或山脊處常風(fēng)化成碎裂瓦片狀密集排列，當(dāng)?shù)爻Ｓ闷渲休^大者當(dāng)做屋瓦使用；在溝谷底部或較新鮮基層出露地段，常見條紋條帶狀黑色板巖與灰黑色板巖互層，節(jié)理裂隙不發(fā)育。根據(jù)鉆孔巖心揭露情況看，風(fēng)化影響地表以下5.6m范圍內(nèi)比較嚴(yán)重，巖石破碎強烈；在個別山坡處可深至16m左右。

圖3 礦區(qū)節(jié)理走向玫瑰花圖Figure 3. Rose diagram of the trends of joints in the mineral district

（2）受重力影響，垂直巖層在近地表常沿山坡向下傾斜，造成巖層產(chǎn)狀變緩的假象(圖4-1)；巖石中常見順坡向發(fā)育的褶節(jié)理，呈臺階狀下傾（圖4-2)。該組節(jié)理沿伸較長，一般數(shù)十米，垂向間距1-2m不等。

（3）巖石節(jié)理裂隙受巖石埋深影響明顯，近地表裂隙節(jié)理發(fā)育，其規(guī)模以數(shù)十厘米居多，數(shù)米以上者較少；地下5米左右，節(jié)理裂隙明顯減少(圖4-3、圖4-4)，數(shù)十厘米長與數(shù)米以上者數(shù)量相差較少。

2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)區(qū)內(nèi)圍巖蝕變較弱，因沒較大的火成巖出露，巖石基本未發(fā)生較強烈的熱液蝕變。蝕變主要為絹云母化、綠泥石化、硅化、鈉長石化、黃(褐)鐵礦化和高嶺土化等。

圖4 礦區(qū)巖層野外露頭照片F(xiàn)igure 4. Outcrops of the rock beds in the mineral district

絹云母化：絹云母化普遍發(fā)育。絹云母呈顯微鱗片變晶交代斜長石斑晶、基質(zhì)，或膠結(jié)物重結(jié)晶為絹云母，絹云母顯微鱗片變晶多呈定向分布。常與綠泥石相共生。

綠泥石化：綠泥石化較發(fā)育。綠泥石呈顯微鱗片變晶交代輝石斑晶、基質(zhì)及少量斜長石斑晶、基質(zhì)。綠泥石顯微鱗片變晶多呈定向分布。

硅化：原巖中的石英碎屑次生加大，玻屑脫?；癁榧毿?0.05mm)石英集合體；原膠結(jié)物重結(jié)晶為細小石英顆粒，石英呈顯微微粒變晶鑲嵌。偶見斜切巖石板理面，緩傾角的無根透鏡狀石英脈(或團塊)。

鈉長石化：原巖中膠結(jié)物重結(jié)晶為細小鈉長，鈉長石呈顯微微粒變晶鑲嵌。

黃(褐)鐵礦化：黃鐵礦呈細小顆粒零星分布，或呈薄膜狀分布于板(劈)理面，或細小脈狀沿巖石節(jié)理貫入。風(fēng)化后褐鐵礦化。

高嶺土化：高嶺土化為非晶質(zhì)的黏土礦物，發(fā)育于近地表，常見于巖石板(劈)理面和節(jié)理面。

2.4 礦體特征

歙縣雙河口硯石板巖普查礦種為硯石板巖。 硯石板巖礦體總體呈深灰色，薄至中層板巖、含粉砂質(zhì)板巖，板理面平整，延伸長，典型板狀構(gòu)造。主要礦體成分絹云母、綠泥石，細微粒砂質(zhì)。巖石單層厚10～15cm，以12～13cm為主，產(chǎn)狀陡立。硯石板巖呈層狀產(chǎn)出，其產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀一致。硯石板巖具有層數(shù)多、規(guī)模大的特征。

本次工作共發(fā)現(xiàn)5條礦(帶)體，其中主礦體1條（1號礦體），次要礦體4條（2號-8號礦體）。雙河口礦區(qū)硯石礦體全部產(chǎn)于大谷運組上段，其中1號、4號、5號、6號和7號礦體，賦存于北區(qū)大谷運組上段D層(Pt2d2(D)),2號礦體、3號礦帶和8號礦體，賦存于南區(qū)雙河口村附近大谷運組上段B層(Pt2d2(D))。

以主礦體1號礦為例，其特征詳述如下：

1號礦體位于普查區(qū)北西部，賦存于大谷運組上段D層Pt2d2（D），出露于礦區(qū)北東段光龍培—中部灣塘—南西端東寺一線(圖5-a，b)。礦體由深灰色、灰黑色薄至中層綠泥絹云板巖、含粉砂質(zhì)絹云板巖組成。單層厚10～18cm，主要厚度12～13cm，板理發(fā)育，由薄中層板巖構(gòu)成板巖層系，層系厚約7m。板巖層系特征清晰，見硯石板巖層系柱狀圖（圖5-c）。

1號礦體出露形態(tài)呈條帶狀，賦存大谷運組上段D層Pt2d2（D），呈板狀順層產(chǎn)出。從光龍培至東寺斷續(xù)出露，長度大于2400m,總體走向北東60°，傾角近直立，北東段略傾向北西(產(chǎn)狀322°∠82°)，南西段略傾向南東(產(chǎn)狀1 5 1°∠8 7°)。出露標(biāo)高+760～+420m,鉆孔控制礦體底板標(biāo)高+554.22～+318.83m。礦體頂?shù)装鍨榉凵百|(zhì)板巖。沿1號礦體走向上地表施工有11條探槽， 7處剝土和3個淺井工程控制。并在傾向上施工10個鉆孔，鉆孔總進尺1500m，對其延深進行控制。各工程見礦厚度2～20m不等，實際控制走向長度2000m，傾向控制延深60～100m不等。1號礦體從礦區(qū)北東端跨越到礦區(qū)南西端，長度大于2km。在不同地段其厚度有所不同，地表沿走向變化范圍在2.08～20.05m之間，平均9.02m；鉆孔內(nèi)變化范圍在2.87～10.77m，平均7.2m。1號礦體傾向上變化范圍不大，除1線和23線變化較大外，其余各線基本無多大變化，礦體厚度變化系數(shù)52.09%，礦體厚度穩(wěn)定。其特征符合層控型沉積變質(zhì)礦床特點。

圖5 歙縣雙河口灣塘采坑硯石板巖1號礦體露頭及巖層序柱狀圖Figure 5. Outcrop of the inkstone slate body No.1 and rock sequence column in the Wantang quarry, Shuanghekou, Shexian County

雙河口硯石礦床為沉積淺變質(zhì)型層狀礦床，Ⅰ號礦體規(guī)模大，長度大于2000m，形態(tài)比較簡單，礦區(qū)斷裂構(gòu)造不發(fā)育。依據(jù)設(shè)計和沿礦體從北東段至南西段分布的5個硯石礦老采坑，以及專家建議沉積型層控礦床的特征，采用的勘查控制網(wǎng)度為100m×200m，以此布置探礦工程，對礦體進行控制是可靠的。

先期進行了部分硯石料試雕，打磨出不同種類硯石標(biāo)準(zhǔn)樣和部分基本樣。在各控制工程中采取基本樣，進行測試并與標(biāo)準(zhǔn)樣進行對比，基本樣控制間距≤5m，以此來圈定礦體。相鄰勘探線中的工程控制礦體，按照礦體走向自然連接，其中有夾石的剔除。同一勘探線中，地表工程和鉆孔中的礦體，依據(jù)礦體傾角進行連接。礦體連接的依據(jù)充分。

3 礦石品級

礦石品級劃分的原則一是根據(jù)其用途，二是礦石尺寸(塊度)。主要依據(jù)《石硯》規(guī)范(QB/T 1751-1993)及《歙硯》(DB 34/1378-2011)進行分類。其中規(guī)格硯包括長方、正方、圓、幾棱、橢圓等，一般長方形、正方形規(guī)格硯長度范圍在76～305mm之間；圓形規(guī)格硯直徑范圍在102～254mm之間；菱形、橢圓形規(guī)格硯長度范圍在76～254mm之間；厚度大于2cm依據(jù)為《歙硯》(安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/1378-2011)、《石硯》(中華人民共和國輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 1751-1993)；隨形硯不做要求。因歙硯的分類不同，硯石的品級劃分比較復(fù)雜。歙硯按用途可分為書畫用歙硯和工藝收藏品歙硯；按外形可分為規(guī)格歙硯和隨形歙硯。結(jié)合兩種劃分方法，可將礦石品級進行大致的品級劃分。

雙河口礦區(qū)的硯石品級可大致分為：特等品、一級品、二級品、三級品四個品級。

（1）特等品：石質(zhì)細膩，塊度達到50cm×40cm×5cm以上；或可用于書畫硯，并滿足二級品以上尺寸的。

（2）一級品：石質(zhì)較細膩，塊度達到40cm×30cm×3cm。

（3）二級品：石質(zhì)較細膩，塊度達到30cm×20cm×3cm。

（4）三級品：石質(zhì)細膩，塊度達到10cm～20cm×10cm×2.5cm；并滿足書畫用硯要求。

礦石的各品級分布相互交叉，規(guī)律性不強，難以區(qū)分。但根據(jù)其石質(zhì)大致可總結(jié)出如下幾方面特點：一是特等品大多分布在灰黑色-黑色，絹云母含量較高的絹云板巖層中。二是硯石塊度直接決定其品級，近地表因受物理化風(fēng)作用影響，其硯石塊度相對較小。特等品一般分布在地表3～5m以下。三是開采方式和方法的不同，直接影響硯石的品質(zhì)等級。人工開采遠遠優(yōu)于爆破方式開采。向以往開采人了解，四種品級占比約為1∶2∶2.5∶4.5。

大谷運組以淺海相韻律型砂板巖為主，總體淺海相層狀有序淺變質(zhì)巖系。雙河口礦區(qū)硯石礦即產(chǎn)于大谷運組上段，礦層及圍巖受其地層層序控制。巖性為中-薄層灰黑色板巖或含粉砂質(zhì)板巖與粉砂質(zhì)板巖或粉砂巖互為韻律層序組合比較多，其中以符合工業(yè)指標(biāo)的灰黑色-黑色板巖與灰黑色含粉砂質(zhì)板巖圈定為硯石礦體；不符合質(zhì)量要求的為近礦圍巖。圍巖大多為單層中微層理構(gòu)造發(fā)育的黑色板巖或含粉砂質(zhì)板巖、中-薄粉砂質(zhì)板巖和粉砂巖，它們與礦體產(chǎn)狀一致，與礦體界線較明顯。根據(jù)開發(fā)利用情況，單層板巖厚小于3cm的巖層可視為夾石，因此，夾石偏多。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

中元古代，雙河口地區(qū)處于大陸邊緣海構(gòu)造部位，沉積了一套陸棚相至濱岸相的碎屑砂巖與泥巖互為韻律的巨厚類復(fù)理石建造大谷運組。進入青白口紀(jì)，地殼進入全面活動期，區(qū)內(nèi)鎮(zhèn)頭組夾有火山噴發(fā)和沉凝灰礫巖沉積。

青白口紀(jì)末，由于北西—南東向剪切拉張力偶作用，形成了復(fù)合巖墻群。

晉寧期，在區(qū)域南北擠壓收縮構(gòu)造和晚期南東向北西擠壓縮短構(gòu)造的共同作用下，大谷運組、鎮(zhèn)頭組基底地層出現(xiàn)疊加褶皺，巖石以彎曲滑動、韌性變形為主。主構(gòu)造線呈北東向，區(qū)域變質(zhì)為亞-低綠片巖相。

泥質(zhì)巖在成巖階段主要發(fā)生壓實作用和礦物成分的轉(zhuǎn)變。軟泥中富含水，其水分多達總體積的70%～90%。在上覆地層(本地硯石的母巖厚達數(shù)千數(shù))和壓實作用下，排出大部分的水，在深度1km左右，泥質(zhì)沉積物僅含30%的水，此時已形成泥質(zhì)巖。隨沉積層的增加，埋深加大，發(fā)生不同程度的脫水作用，最后泥質(zhì)同中只剩下百分之幾的水。

礦物成分的轉(zhuǎn)變主要是由于溫度的升高發(fā)生。蒙脫石在地溫為75～95℃時，開始變成混層黏土(如蒙脫石—伊利石)，地溫增至150℃以上時，逐漸伊利石和綠泥石。高嶺石在100℃以上時，當(dāng)孔隙溶液中K：H的值升高時，轉(zhuǎn)變成伊利石。當(dāng)過江到初始變質(zhì)(溫度為200～300℃，壓力為1×108～2×108Pa)時，可出現(xiàn)葉蠟石和濁沸石。隨著初始變質(zhì)程度和加強和繼之而的低級變質(zhì)作用，最后，伊利石、絹云母和綠泥石代替。已知雙河口硯石中含有大量絹云母，說明其成巖階段已進入伊利石轉(zhuǎn)化為絹云母階段，即成巖溫度可能高于300℃，壓力在2×108Pa以上。推測硯石的變質(zhì)成巖深度可能在地表萬米以下，即在地下10km演化變質(zhì)而成(周俊，2017年)。

此后，經(jīng)過數(shù)億年地質(zhì)歷史變遷，通過地殼運動的抬升與風(fēng)化剝蝕，形成今天的雙河口硯石礦床。

歙縣雙河口硯石板巖礦床成因類型為層控型的高變形低變質(zhì)沉積變質(zhì)型礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

雙河口硯石板巖礦硯石為區(qū)域淺變質(zhì)作用形成，硯石的形成主要與原巖的泥質(zhì)成分含量有關(guān)。區(qū)域上可找尋賦存黑色板巖的地層，比如沉積環(huán)境相差不大，變質(zhì)程度相似的中元古代-青白口紀(jì)的牛屋組、大谷運組、鎮(zhèn)頭組等板巖相對發(fā)育層位。本礦區(qū)大谷運組上段部分巖性層滿足這個要求， B層和D層巖性以灰黑色、黑色薄-中層板巖、含粉砂質(zhì)板巖密切共存或為互層，相對而言，灰色粉砂巖、灰色、灰綠色巖屑細砂巖較少，是硯石賦存地段。而A層和C層巖性以巖屑細砂巖和粉砂巖為主，少或偶含有黑色板巖、粉砂質(zhì)板巖。

本礦區(qū)最主要的找礦標(biāo)志是向當(dāng)?shù)厝俗稍兒蛯ふ依喜煽?，以往前人采挖的地段，石質(zhì)相對都比較好。其次是尋找硯石礦露頭，沿溝谷露頭好的地段，通過肉眼觀察，很好區(qū)分黑色板巖硯石礦層，通過地質(zhì)隊員三件寶，結(jié)合硯石石質(zhì)手感細膩如膚的特征，基本可以確定是否為硯石礦。硯石呈層狀礦體，再沿走向進一步追索，能大致了解礦體的規(guī)模。