馮建濤

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第四地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450001)

虢州石作為一種工藝類(lèi)非金屬礦產(chǎn)，質(zhì)地細(xì)膩、潤(rùn)澤似玉、表面光潔，顏色以暗紫紅色為主，夾淺綠、淺黃色條帶，構(gòu)圖簡(jiǎn)潔大方，具有極高的觀賞價(jià)值，是中國(guó)歷史上硯用名石之一?，F(xiàn)今制作硯臺(tái)、茶盤(pán)、屏風(fēng)等工藝品，開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越廣泛。2017年在靈寶市朱陽(yáng)鎮(zhèn)南部一帶開(kāi)展地質(zhì)勘查工作，大致查明了礦床的賦存條件及形態(tài)特征，初步了解礦體地質(zhì)特征、礦石質(zhì)量。通過(guò)對(duì)虢州石礦資源的基礎(chǔ)研究，對(duì)今后開(kāi)發(fā)利用及特色資源帶動(dòng)鄉(xiāng)村振興發(fā)展有著重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

區(qū)域大地構(gòu)造位置屬于華北陸塊區(qū)(II級(jí))—豫皖陸塊(II-6級(jí))—華北南緣陸緣盆地(II-6-2級(jí))與秦祁昆造山系(IV級(jí))—秦嶺弧盆系(IV-10級(jí))—北秦嶺巖漿弧(IV-10-2級(jí))接觸部位的華山—熊耳山陸緣帶中[1]。地層隸屬華熊地層小區(qū)，在三門(mén)峽—魯山斷裂與馬超營(yíng)斷裂之間分布，屬于華北陸塊南緣臺(tái)地型沉積；出露地層有新太古界太花巖群、中元古界長(zhǎng)城系熊耳群、薊縣系高山河組、官道口群龍家園組、官道口群巡檢司組、官道口群杜關(guān)組、官道口群馮家灣組、震旦系羅圈組、寒武系東坡組、寒武系辛集組、第四系[2-6]。區(qū)域上寬緩的背斜、向斜構(gòu)造和與之相關(guān)發(fā)育在褶皺核部和翼部的脆性斷裂構(gòu)造分布[7-8]，以近東西向斷裂為主，北西向斷裂次之。區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動(dòng)較弱，在西北部有新元古代中酸性巖體和燕山期花崗巖體(圖1)。

圖1 區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖（a據(jù)張國(guó)偉[9-10]修改；b據(jù)河南省地調(diào)院[7]修改）

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

虢州石礦體賦存于震旦系羅圈組冰磧巖下部[11]的厚層狀泥巖、含粉砂泥巖。通過(guò)槽探、鉆孔等工程控制，虢州石礦體空間上呈層狀產(chǎn)出，傾向南東，傾角6～12°；礦體長(zhǎng)800～1 400m，寬800～1 200m，厚度一般17.99～62m。礦 體厚度變化主要由于上部風(fēng)化剝蝕造成；礦體賦存標(biāo)高660～860m，控制分布面積約1.5km2。由于斷層作用將礦體斷為兩部分，編號(hào)分別為①、②號(hào)礦體(層)。①號(hào)礦體：傾向南東，傾角8～12°，厚度13.41～58.35m，平均厚度29.04m，厚度變化系數(shù)42.20%。②號(hào)礦體：傾向南東，傾角6～8°，工程控制礦體厚度69m。

由于斷層影響，區(qū)內(nèi)節(jié)理發(fā)育，節(jié)理面平直光滑，以剪節(jié)理為主。通過(guò)對(duì)礦體節(jié)理的觀察、測(cè)量、統(tǒng)計(jì)、分析，掌握了節(jié)理的空間展布形態(tài)，為虢州石的選料、用料及荒料率統(tǒng)計(jì)提供了理論依據(jù)。本次在紫石溝(GC1)、煙囪溝(GC2)、南溝(GC3)選取3個(gè)觀察點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并繪制節(jié)理走向、傾向玫瑰花圖，由節(jié)理玫瑰花圖(圖2a)可知，節(jié)理走向以北西西為主，其次為北東東，傾向南、北向，呈X型節(jié)理；由節(jié)理玫瑰花圖(圖2b)可知，節(jié)理走向以北西為主，其次為北東東，東西向較弱，傾向以北東為主，東南次之；由節(jié)理玫瑰花圖(圖2c)可知，節(jié)理走向以北北東為主，其次為北西向，近東西向較弱，傾向以北西西為主，東南次之。節(jié)理傾角分布范圍為50～90°，主要分布區(qū)間為70～90°，占節(jié)理總數(shù)的87%，表明節(jié)理以高傾角為主[12]。

圖2 觀測(cè)點(diǎn)節(jié)理走向、傾向玫瑰花圖

根據(jù)虢州石的用途，大料制作硯臺(tái)、工藝美術(shù)品，價(jià)值較高，而小的邊角料可制作印章、鎮(zhèn)紙、小工藝品，價(jià)值相對(duì)比較低。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研選取塊度(表1)進(jìn)行布裁理論圖解荒料率。

表1 虢州石礦荒料規(guī)格劃分表

通過(guò)對(duì)選點(diǎn)(GC1、GC2、GC3)礦體節(jié)理、層理進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)、素描，在素描圖上按照最小布裁規(guī)格布裁，理論圖解荒料率為80%，作為今后開(kāi)發(fā)利用的參考依據(jù)。

2.2 礦石質(zhì)量

2.2.1 物質(zhì)組成

虢州石巖石學(xué)名稱(chēng)為泥巖、含粉砂泥巖，呈暗紫紅色，泥狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。主要礦物成分為伊利石45%～65%，綠泥石2%～5%，呈泥狀、顯微鱗片狀，大致定向分布；斜長(zhǎng)石1%～5%，鉀長(zhǎng)石1%～3%，呈次棱角狀、無(wú)定形狀分布，d=0.01～0.06mm；赤鐵礦5%～7%，呈隱晶質(zhì)膠狀、粉末狀，呈薄層狀相對(duì)聚集，定向散染，使巖石薄層狀構(gòu)造明顯；碳酸鹽4%～10%，呈泥微晶狀，部分呈微紋狀相對(duì)聚集，相間斷續(xù)定向分布，部分呈次圓狀砂屑聚集，零散分布。

2.2.2 化學(xué)成分

根據(jù)礦區(qū)采集的6件礦石化學(xué)分析樣品測(cè)試結(jié) 果 可 知，礦 石SiO256.60%～59.6%、Al2O315.49%～18.17%、Fe2O33.86%～9.41%、FeO 0.12%～0.32%、CaO 0.48%～3.33%、MgO 0.03%～0.08%、 K2O 6.06%～6.74%、Na2O 0.21%～1.13%、TiO20.84%～0.96%、MnO 0.03%～0.08%、P2O50.20%～0.26%、SO30.008%～0.03%、LOSS 3.16%～6.86%。由化學(xué)分析結(jié)果可知(SiO2+Al2O3+K2O+Fe2O3)的平均值大于80%，虢州石是以粘土礦物為主的暗紫紅色、淺綠色含粉砂泥巖、泥巖，其顏色主要以Fe2O3含量而定(紫紅色7%～10%、淺綠色3%～4%)。

2.2.3 物理性能

虢州石作為工藝類(lèi)非金屬礦產(chǎn)，歷史上主要用以硯臺(tái)雕刻，現(xiàn)今用以工藝品、硯臺(tái)、茶盤(pán)、屏風(fēng)、大小擺件等。根據(jù)虢州石的用途，在礦體中采集具代表性物性試驗(yàn)樣品，分別對(duì)抗壓強(qiáng)度、體積密度、摩氏硬度進(jìn)行了測(cè)試[12](表2)。

虢州石礦抗壓強(qiáng)度≥70Ma，體積密度≥2.56g/cm3，摩氏硬度值4.7～5.1，測(cè)試結(jié)果表明：抗壓強(qiáng)度、體積密度指標(biāo)符合GB/T19766-2016《天然大理石建筑板材》對(duì)飾面石材規(guī)定的質(zhì)量要求；硬度指標(biāo)相比GB/T34852-2017《文房四寶 石硯》中摩氏硬度值2～4略大。

2.2.4 放射性

根據(jù)礦石類(lèi)型分別對(duì)暗紫紅色和淺綠色虢州石進(jìn)行天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40放射性比活度測(cè)試。暗紫紅色虢州石IRa≤0.18、Iγ≤0.81，淺綠色虢州石IRa≤0.16、Iγ≤0.81。放射性結(jié)果滿(mǎn)足GB/T34852-2017《文房四寶 石硯》IRa≤1.0、Iγ≤1.0的要求，同時(shí)滿(mǎn)足DZ/T0291-2015《飾面石材礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》IRa≤1.0、Iγ≤1.3的要求，產(chǎn)銷(xiāo)和使用范圍基本不受限制。

3 礦石加工技術(shù)性能

為了解虢州石礦的加工性能，根據(jù)歷史文化傳統(tǒng)、人文意義，結(jié)合當(dāng)代人的審美取向，采集樣品進(jìn)行了設(shè)計(jì)、雕刻、打磨、上蠟、檢驗(yàn)等工藝流程測(cè)試(圖3)，虢州石礦石加工料質(zhì)地細(xì)膩完整、無(wú)裂紋缺陷，顏色淡雅，礦物顆粒分布均勻，是上等工藝品原料。

圖3 虢州石礦原料與工藝品照片

4 開(kāi)發(fā)利用前景

虢州石作為一種工藝類(lèi)非金屬礦產(chǎn)，是制作硯石、屏風(fēng)、大小拍件等工藝品的原料，具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和文化意義。據(jù)《靈寶縣志》記載：朱陽(yáng)鎮(zhèn)出虢石，自生花草，可為屏風(fēng)、為硯。唐元和初有李文者于朱陽(yáng)澗側(cè)得一石，因琢為硯甚佳，縣人有能琢者取石琢之，售于稠桑驛，獲厚利，因名稠桑硯。可見(jiàn)歷史文化傳承久遠(yuǎn)。該石質(zhì)地細(xì)膩，有暗紫紅色、淺綠色、乳白、灰綠等，石體內(nèi)部有白色或淺黃色圖案，具有極高的觀賞價(jià)值。

通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)氐淖咴L和調(diào)查，目前虢州石雕刻作坊和工藝雕刻公司有數(shù)十家，但均未形成品牌化和規(guī)?；瑢?duì)外宣傳力度較弱。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展和國(guó)家城鄉(xiāng)一體化各項(xiàng)政策的出臺(tái)，鄉(xiāng)村振興發(fā)展放到首要位置，而虢州石礦資源的開(kāi)發(fā)利用，不僅能夠解決當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力就業(yè)，帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，更重要的是可培養(yǎng)優(yōu)秀的工藝雕刻師，有效傳承虢州歷史文化，推動(dòng)區(qū)域特色文化旅游發(fā)展，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展。