李趙陽，周文文，涂秉峰

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖北總隊(duì)，湖北 武漢 430034)

湖北飾面石材資源豐富，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，湖北飾面用花崗巖板材2020年度產(chǎn)量達(dá)2.3億m2，居全國第二位。桐柏—大別山地區(qū)飾面用花崗巖板材產(chǎn)量占省內(nèi)產(chǎn)量的90%以上，在省內(nèi)具有舉足輕重的地位。桐柏—大別山地區(qū)石材產(chǎn)業(yè)主要集中在隨縣、麻城、大悟及羅田這四個(gè)地區(qū)，目前均已實(shí)現(xiàn)石材產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)，對(duì)外已形成明顯輻射帶動(dòng)作用。

本文總結(jié)了該地區(qū)飾面用花崗巖成礦特征，從成礦期及圍巖特征進(jìn)行了橫向?qū)Ρ确治?，結(jié)果顯示該地區(qū)成礦地質(zhì)特征具有一定相似性和規(guī)律性。通過對(duì)該地區(qū)石材開發(fā)利用現(xiàn)狀對(duì)比分析[1-2]，針對(duì)開采過程中存在的問題，提出了一定的開發(fā)利用建議，對(duì)該地區(qū)花崗巖石材找礦和開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 成礦地質(zhì)背景

桐柏—大別山地區(qū)共有花崗巖巖體約31處(圖1)，整體呈北西—南東向展布，形態(tài)近似卵圓形，巖體規(guī)模大小不一，均為酸性侵入巖。巖體邊緣可見少量混合巖，多為巖體與圍巖混合巖化產(chǎn)物。大型巖體侵入具多期次特點(diǎn)，幕式侵位顯著，不同巖相間以脈動(dòng)接觸為主，巖體內(nèi)部礦物顆粒大小分布特征具有明顯規(guī)律性，符合中心相到邊緣相的一般規(guī)律。巖體同位素測年為140～120Ma[3-6]，對(duì)應(yīng)為燕山晚期。桐柏—大別山地區(qū)共有5條區(qū)域性斷裂，對(duì)巖體控制作用明顯，且礦區(qū)主節(jié)理方向與區(qū)域性斷裂產(chǎn)狀具高度相關(guān)性。

圖1 桐柏—大別山地區(qū)巖體及斷裂分布簡圖

隨縣飾面用花崗巖礦主要賦存于七尖鋒巖體中，屬桐柏—大別造山帶，為中生代中—酸性侵入巖，呈北西—南東向橢圓形展布，主要侵位于武當(dāng)巖群、耀嶺河組、陡山沱組中。局部可見上白堊統(tǒng)寺溝組，說明其形成年代早于晚白堊世，巖體由外至內(nèi)具現(xiàn)幕式侵位特點(diǎn)，以脈動(dòng)接觸為主，環(huán)帶邊緣自外至內(nèi)花崗巖粒度變粗，其中外帶及中帶可見(似)斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶以微斜長石和石英為主。

麻城地區(qū)飾面用花崗巖礦位于大別山中段的白鴨山巖體中，主要產(chǎn)出于燕山晚期的白鴨山序列，主要侵位于太古代大別山巖群和古元古代龜峰山片麻巖之中，巖性主要為中—細(xì)粒黑云二長花崗巖和中—粗粒黑云母花崗巖，以中—細(xì)粒黑云二長花崗巖為主，巖體西側(cè)受麻團(tuán)斷裂破壞，產(chǎn)生數(shù)十米寬呈北北東向展布的糜棱巖化帶，巖體中捕虜體較少。

大悟縣飾面用花崗巖礦位于大別山中段夏店巖體中，產(chǎn)出于燕山晚期，主要侵位于新元古代七角山組和黃麥嶺組中，具多期成礦特點(diǎn)，礦體整體似橢圓形，環(huán)帶邊緣自外至內(nèi)花崗巖粒度變粗，邊緣相中礦石類型主要為細(xì)粒黑云二長花崗巖，占比較小，中心相為斑狀二長花崗巖。本區(qū)西側(cè)為澴水?dāng)嗔?，區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂活動(dòng)為主，發(fā)育有各方向的脆性斷裂，其中北西西向、北北東向兩組最為發(fā)育，它們組成了區(qū)內(nèi)網(wǎng)格狀的斷裂構(gòu)造格架。

羅田飾面用花崗巖礦主要賦存于石垅寨巖體(白蓮河巖體一部分)中，屬燕山晚期早中生代白堊紀(jì)侵入巖，主要分布于石垅寨—天明山—斗方山一帶，以二長花崗巖為主，少量鉀長花崗巖，區(qū)內(nèi)廣泛出露前寒武紀(jì)中深變質(zhì)巖系和中生代侵入巖，經(jīng)歷了多期變形變質(zhì)作用和巖漿活動(dòng)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。

2 礦床及其分布特征

2.1 礦床特征

桐柏—大別山地區(qū)飾面用花崗巖礦床特征具有一定相似性，飾面用花崗巖侵入期次均集中于燕山晚期，巖漿成分相似，其次巖體圍巖均以片麻巖為主，片麻巖與酸性侵入巖的混合巖化作用使在不同巖體不同礦區(qū)表現(xiàn)為相似花色品種。從礦床規(guī)模上對(duì)比可知，隨縣飾面用花崗巖出露面積最大，探明資源儲(chǔ)量規(guī)模也最大，其次為麻城地區(qū)的白鴨山巖體及大悟巖體，羅田地區(qū)巖體規(guī)模最小。飾面用花崗巖均具侵入巖一般特征，出露形態(tài)一般以卵圓形為主，長軸方向受區(qū)域構(gòu)造影響以北西—南東向?yàn)橹?，巖性整體較為單一，均以二長花崗巖為主，礦物顆粒結(jié)晶大小為區(qū)分花色主要因素。

隨縣七尖峰巖體是一個(gè)由三合店斑狀花崗巖、大仙垛中粗粒花崗巖，以及周樓細(xì)—中?；◢弾r等三個(gè)巖體組成的復(fù)合巖體。三合店巖體侵入最早，巖石具似斑狀結(jié)構(gòu)，近圍巖接觸處出現(xiàn)粗斑花崗閃長巖，向內(nèi)為中粒斑狀黑云母角閃石花崗巖和粗粒斑狀黑云母角閃石花崗巖[5]。大仙垛巖體為第二次侵入的產(chǎn)物，侵位于三合店巖體之中，平面圖上巖體呈等軸形。除北東側(cè)與元古界柳林群變酸性火山巖接觸外，其余部分均產(chǎn)在早期三合店巖體之中，并在接觸帶內(nèi)側(cè)常見有三合店斑狀花崗巖的捕虜體。在巖體的邊部主要為中粒黑云母花崗巖，而在中心部位則多出現(xiàn)粗粒黑云母花崗巖，另外在巖體中出現(xiàn)了一些規(guī)模不大的細(xì)?；◢弾r，為源巖殘留體。周樓巖體，位于三合店花崗巖體北西端，形態(tài)呈鉗夾狀，在與圍巖接觸之內(nèi)側(cè)局部出現(xiàn)細(xì)?；◢弾r，向中心過渡分別為細(xì)—中粒黑云母花崗巖和中粒花崗巖，與大仙垛巖體為同次侵入的產(chǎn)物。由于七尖峰花崗巖體為一同源同期兩次間歇侵入而成的復(fù)合巖體，故其基本巖石特征類同，造巖礦物組合也變化不大，只是暗色礦物隨巖漿演化依次明顯減少，反映出早晚兩次侵入體之間的繼承與發(fā)展關(guān)系。

與隨縣七尖鋒巖體相比，麻城市白鴨山巖體規(guī)模較小，多期次侵入特征不明顯，在平面上近南北向展布，整體呈北西高南東低的形態(tài)，巖性主要為中—細(xì)粒黑云二長花崗巖和中—粗粒黑云母花崗巖，以中—細(xì)粒黑云二長花崗巖為主，與隨縣地區(qū)巖石特征類同，造巖礦物組合也表現(xiàn)出較強(qiáng)一致性。大悟縣的夏店巖體在礦體形態(tài)、巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造與隨縣及麻城地區(qū)巖體前類似，但夏店巖體巖石中鉀長石含量較高，夏店花色較為鮮艷。羅田縣石垅寨巖體面積最小，巖性主要為細(xì)粒黑云二長花崗巖，邊緣相特征明顯，巖體中可見圍巖殘留體，多為斜長角閃巖[7]。

2.2 色系和花紋

飾面石材的色系與花紋除與巖石中礦物成分及含量有關(guān)外，還與礦物結(jié)晶顆粒大小及礦物組合有關(guān)。桐柏—大別山地區(qū)在燕山晚期的侵入巖巖體的礦物成分具有高度一致性，石材花色整體以淺色系為主，色彩較為明快，能廣泛應(yīng)用于各種公共場所及建筑外立面。受礦物結(jié)晶顆粒大小及礦物組合不同影響，不同巖體石材花紋具有一定差異，并以此區(qū)分不同的花色品種(圖2)。

隨縣飾面用花崗巖板材品種以“白麻”為主(圖2a)，出產(chǎn)少量“黃金麻”；麻城板材品種以“芝麻白”為主(圖2b)，輔以少量“芝麻灰”及“浪淘沙”(圖2e)；大悟夏店板材以“木蘭花”(圖2c)、“木蘭紅”為主，顏色以肉紅色為主；羅田石垅寨巖體板材品種以“芝麻灰”為主(圖2d)，出產(chǎn)少量“幻彩紅”(圖2f)、“浪淘沙”?！袄颂陨场奔啊盎貌始t”花紋具有明顯變質(zhì)—交代型花崗巖特點(diǎn)，屬混合花崗巖，出露面積一般較小，多出現(xiàn)在巖體邊緣；花紋具有較大相似性，均具有波浪狀條紋，“幻彩紅”條紋間填充物以鉀長石為主，呈現(xiàn)為紅色，“浪淘沙”條紋之間則以黑白灰色相間，交替排列，色彩純粹，具水墨畫意境。除混合花崗巖外，其他品種均為地殼物質(zhì)重熔后，沿構(gòu)造有利部位侵入，整體以淺灰、灰白色為主。

圖2 桐柏—大別山地區(qū)主要花崗石板材花色品種

2.3 節(jié)理裂隙特征

節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，桐柏—大別山地區(qū)飾面用花崗巖礦體內(nèi)部節(jié)理裂隙走向與巖體周圍區(qū)域性斷裂走向具有一定相關(guān)性，從圖3的節(jié)理走向玫瑰花圖中可以看出，礦區(qū)內(nèi)部節(jié)理走向的優(yōu)勢方向與周圍斷裂走向基本保持一致。隨縣飾面用花崗巖礦體節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(圖3a)，主節(jié)理走向方向與新城—黃陂斷裂方向一致，傾向以南西為主，傾角較陡，一般大于60°。麻城飾面用花崗巖礦體區(qū)內(nèi)節(jié)理發(fā)育程度中等(圖3b)，主要有北西向、北北東向、北東向三組[6]，以北西向和北東向兩組為主，主節(jié)理方向與團(tuán)麻斷裂呈現(xiàn)高度相關(guān)性。大悟縣飾面用花崗巖礦體內(nèi)節(jié)理主要有北北東向和北西向兩組[8-9](圖3c)，多以共軛剪解理形式出現(xiàn)，與桐柏一浠水?dāng)嗔选⑿鲁且稽S陂斷裂、濃水?dāng)嗔言诳臻g走向上呈現(xiàn)明顯正相關(guān)。羅田縣石垅寨巖體內(nèi)節(jié)理主要有三組(圖3d)，分別為正北向、北西向以及南西向，傾角在60°左右，節(jié)理相對(duì)較為發(fā)育，對(duì)礦體影響較大。

圖3 桐柏—大別山地區(qū)飾面花崗巖礦節(jié)理走向玫瑰花圖

2.4 礦物組成及巖石化學(xué)特征

桐柏—大別山地區(qū)花崗巖礦物組成主要以石英、長石、黑云母、角閃石為主，未見堇青石等富鋁礦物，未見原生白云母，且斜長石為奧長石或鈉—奧長石，黑云母均呈常見的淺褐、深褐色，具“Ⅰ”型花崗巖特征[10]?；◢弾r礦物顆粒大小具有顯著地域特征，其中隨州地區(qū)花崗巖中礦物顆粒最大，以鉀長石團(tuán)塊及石英斑晶形式存在，團(tuán)塊及斑晶直徑可達(dá)2～3cm。麻城及大悟地區(qū)花崗巖中礦物顆粒以中粒為主，細(xì)粒較少，長石及石英顆粒粒徑一般在0.5cm。羅田地區(qū)花崗巖屬邊緣相，礦物結(jié)晶以細(xì)粒為主。

從桐柏—大別山地區(qū)收集到的巖石化學(xué)分析結(jié)果顯示[8-9]，巖石總堿量(Na2O+K2O)平均為8.6，高于中國花崗巖類數(shù)據(jù)，巖石堿含量較高；ANKC指數(shù)(含鋁指數(shù))平均＜1，部分＞1，為弱鋁巖石；里特曼指數(shù)σ平均2.6～3.0為鈣堿性巖石，分異指數(shù)在70～90之間，巖石分異程度高。巖石結(jié)晶溫度約為800℃，在Na2O-K2O變異圖中均落入“Ⅰ”型花崗巖區(qū)，即源巖主要來自于地殼深部未經(jīng)風(fēng)化的巖漿巖的熔融[11]。

2.5 物理性能及放射性

從實(shí)際測試及收集到的結(jié)果顯示，桐柏—大別山地區(qū)飾面花崗巖礦石物理性能優(yōu)異(表1)，其飽和壓縮強(qiáng)度均大于132MPa，彎曲強(qiáng)度＞8MPa，光澤度一般87～92，礦石吸水率0.27%～0.45%，礦石密度一般為2.62～2.65g/cm3，各項(xiàng)物理參數(shù)均符合飾面石材一般工業(yè)指標(biāo)要求。桐柏—大別山地區(qū)飾面石材放射性較低，其內(nèi)照及外照指數(shù)均低于A類石材限值，其使用范圍不受限制[12]。

表1 桐柏—大別山地區(qū)飾面花崗巖物理性能及放射性均值一覽表

3 開發(fā)利用現(xiàn)狀及建議

3.1 礦床開采現(xiàn)狀

目前，各地政府已開始對(duì)桐柏—大別山地區(qū)石材礦山進(jìn)行整合，以提升石材產(chǎn)業(yè)規(guī)?；盒?yīng)，本著依靠資源善用資源的發(fā)展理念，進(jìn)一步打通石材產(chǎn)業(yè)上下游，促進(jìn)石材產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。截止到2021年7月，麻城地區(qū)現(xiàn)有11個(gè)采礦權(quán)(整合前)整合后預(yù)計(jì)保留6個(gè)采礦權(quán)，礦山總面積約18.3km2，探明 總儲(chǔ) 量約2.3億m3，已成立 石材產(chǎn)業(yè)園，發(fā)展勢頭良好。隨州地區(qū)19個(gè)(整合前)整合后預(yù)計(jì)保留10個(gè)采礦權(quán)，礦山總面積達(dá)216km2，探明總儲(chǔ)量約6.4億m3，已成立石材產(chǎn)業(yè)園，將進(jìn)一步規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)。羅田地區(qū)石材企業(yè)目前已整合為1個(gè)采礦證，礦山總面積約9.2km2，探明儲(chǔ)量約0.6億m3，大力扶持白蓮河石材產(chǎn)業(yè)園建設(shè)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模日趨擴(kuò)大，在湖北省內(nèi)石材行業(yè)影響力也日益顯現(xiàn)。大悟夏店地區(qū)共有13個(gè)(整合前)采礦權(quán)，礦山總面積約78km2，探明儲(chǔ)量約0.8億m3，當(dāng)?shù)匾卜e極著手石材產(chǎn)業(yè)園建設(shè)及相關(guān)配套。

目前為止，大部分礦山開采尚未能做到資源的綜合利用，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量剝離物及廢石，每個(gè)礦區(qū)均設(shè)置有排渣區(qū)。排渣區(qū)產(chǎn)生安全隱患的同時(shí)又占用了大量土地資源，剝離物及廢石的處理日漸成為擺在當(dāng)?shù)卣捌髽I(yè)面前的一大難題。

3.2 開發(fā)利用建議

近年來，隨著小型河砂及建筑石料礦山的關(guān)停，為剝離物及廢石再利用提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。將石材開采和加工過程中產(chǎn)生的廢棄物加工成建筑石料和機(jī)制砂，不僅解決了剝離物及廢石堆放的安全隱患、土地資源占用和環(huán)境影響問題，還能產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，創(chuàng)造了良好社會(huì)效益。因此，在礦業(yè)權(quán)整合后，企業(yè)生產(chǎn)模式也需進(jìn)行相應(yīng)配套升級(jí)，礦山生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮剝離物及廢石的綜合利用問題，譬如配套機(jī)制砂及建筑石料生產(chǎn)場地及設(shè)備等，同時(shí)，綜合利用處理規(guī)模需與其年板材生產(chǎn)能力相匹配，綜合利用和石材加工生產(chǎn)一體化協(xié)同發(fā)展。隨著礦業(yè)權(quán)整合的穩(wěn)步推進(jìn)，石材產(chǎn)業(yè)終將走向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、高端化，礦業(yè)開發(fā)也能做到既要“綠水青山”，又要“金山銀山”。

4 結(jié)論

(1)桐柏—大別山地區(qū)飾面用花崗巖成礦期均為燕山晚期，同位素年齡集中在140～120Ma，巖體呈北西—南東向條帶狀展布，幕式侵位顯著，不同巖相間以脈動(dòng)接觸為主，巖體內(nèi)礦物結(jié)晶程度呈現(xiàn)明顯環(huán)帶狀特征，為后期尋找不同花色品種石材，指明了找礦方向。

(2)該地區(qū)石材花色品種以淺色系為主，物理性能指標(biāo)均高于規(guī)范要求，放射性普遍較低，均滿足A類石材要求，應(yīng)用前景廣闊。

(3)在剝離物及廢石綜合利用方面，礦山建設(shè)初期，應(yīng)配套相應(yīng)機(jī)制砂及建筑石料生產(chǎn)能力，保證綜合利用處理規(guī)模與其年板材生產(chǎn)能力相匹配，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)礦山無廢生產(chǎn)，同時(shí)才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)石材產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量綠色發(fā)展。