大理岩矿地质特征及利用前景

　　白云石大理岩、蛇纹石化大理岩是辽东地区主要的建筑石材和饰面石材原料，其中层控变质叠加后期热液改造型[1]大理岩矿床是辽东地区分布最广的大理岩矿床类型，白沙沟大理岩矿位于鞍山市中部，隶属于海城市析木镇。经普查、详查工作，现已探获通过评审备案的大理岩矿资源量6066.92万m3，矿床储量规模为大型大理岩矿床。

　　1.区域地质概况

　　区域大地构造位置位于华北陆块东段古元古代辽东裂谷[2]。区域出露地层除新生界第四系全新统残坡积-冲洪积层外，均为古元古界辽河岩群变质岩系，下部为富含碱质的中性-基性火山建造，中部为富含碳质的陆源建造，上部为滨海相-浅海相陆源粘土夹碎屑岩建造。区域上侵入岩较发育，区域的西南部为古元古代虎皮峪花岗岩和晚元古代海龙川花岗岩。东部大面积分布印支期韩岭花岗岩及龙凤峪一带的燕山早期花岗岩。区域构造位置为虎皮峪—红石砬子近东西向复背斜的西部，虎皮峪背斜的北翼，核部为古元古代辽吉花岗岩。区域断裂构造较发育，其中主要为北东向、东西向压扭性断层。

　　2.矿区地质

　　矿区出露地层主要为沿沟谷分布的第四系全新统冲、洪积层、与下元古界辽河岩群大石桥岩组(见图1)。其中大石桥岩组二段岩性以二云片岩为主;大石桥岩组三段，岩性为白云石大理岩、蛇纹石化白云石大理岩;其中矿体主要产于大石桥岩组三段变质地层中。矿区内的岩浆岩主要是分布于北部的燕山早期侏罗纪花岗岩，呈岩株状侵入到大石桥岩组三段地层中，岩体内相带部明显，主要岩石类型为二长花岗岩。脉岩主要为花岗岩、花岗斑岩、煌斑岩等。矿区位于虎皮峪背斜的北翼，区内地层走向170°～200°，倾向南西，倾角约28°～60°，均为单斜构造，矿区断裂构造不发育。

　　3.矿床地质特征

　　3.1矿床地质特征

　　矿体主要为大石桥岩组三段的白-灰色白云石大理岩、浅橄榄绿色蛇纹石化大理岩、黑绿色蛇纹石化大理岩矿，矿体受层间构造控矿成矿条件较好。

　　3.2矿体地质特征

　　本矿床为一大型大理岩矿床，区内矿体出露宽1100余米，走向延长1000余米，矿体呈层状、似层状产出，赋存标高为110m～270.50m，矿体倾向220°～240°，倾角25°～45°。矿体从西至东由于受岩浆热液的作用，白云石大理岩的粒度由中粗-中细粒-细粒逐渐过渡，其蛇纹石化蚀度也随之增强，整个白云石大理岩矿都有不同程度的蛇纹石化现象，矿石具不同程度的碳酸盐化，主要沿裂隙充填呈细脉状分布的方解石，一般宽2mm～5mm，个别可达10cm，局部呈团块状水规则分布。

　　3.3矿石质量

　　矿石分为三个品种，按照岩石颜色、岩石岩性分为：①白-灰白色白云石大理岩;②浅绿色花纹状蛇纹石化大理岩;③黑绿、墨绿色花纹状蛇纹石化大理岩。不规律的花纹条带，在白色的大理岩基底上，稠密浸染散布着浅橄榄绿色-黑绿色蛇纹石，形成色彩各异的花纹，经切割磨光后呈美丽的油脂光泽，灰白色、浅绿色、橄榄绿色及墨绿色，品种多样。其主要化学组分为：SiO2平均10.69%，CaO平均37.7%，MgO平均19.1%，Fe2O3平均1.22%，Al2O3平均1.25%，烧失量平均40.05%。矿石质量稳定，在走向及倾向上无明显变化。

　　3.4矿区节理发育特征

　　矿区层间节理发育，主要节理共有三组：第一组为252～263∠23~44、第二组为310~320∠20~62、第三组为92~185∠43~75。根据对本区15个钻孔岩心的RQD测量统计，综合平均矿区矿体岩石质量等级为RQD>90%占5.8%;RQD为90%～75%占24.7%;RQD为75%～50%占31.7%;RQD为50%～25%占19.4%;RQD<25%的占18.4%。通过多个矿体自然露头素描统计估算求得荒料率24%，该荒料率与钻孔RQD值比较吻合，通过矿山对比、理论数据统计，选用荒料率24%作为矿山本勘查阶段参数，基本满足评价要求。

　　3.5矿石的物理性能

　　本次工作按照矿石品种，进行力学性质测试样品15组。测试结果：岩石饱和抗压强度为6.8MPa～59.5MPa;饱和抗拉强度为4.5MPa～6.2MPa;峰值抗剪凝聚力2.15MPa～8.97MPa，峰值抗剪摩擦角45.28°～58.47°，比例极限抗剪凝聚力0.54MPa～2.24MPa;比例抗剪摩擦角为20.38°～26.31°;耐磨度(1/cm2)≥13.5;光泽值>标准值70，测试指标合格，满足大理石矿要求，具体结果见表1。

　　3.6矿石的放射性强度

　　地表大理岩矿剖面γ测量，测点220个，大部分幅值在11～17(-3μc/kg·h(20μR/h))之间变化。钻孔大理岩矿岩心γ照射量率曲线比较平缓，大部分幅值10～20(-3μc/kg·h(20μR/h))之间变化，放射性γ值没有超标的异常反映。通过对大理岩矿地表剖面及钻孔岩心测量，放射性均无超标的异常反映。依据天然石材产品放射性防护分类标准的要求，白沙沟大理岩矿为A类产品，该类装饰装修材料的产销与使用范围不受任何限制。

　　4.矿床成因

　　根据研究及同类型矿床对比，确定该矿床为层控变质型矿床，约2.17Ga大石桥岩组开始沉积[3]，而后经历了1.89Ga的区域变质事件[4]，后期又经历了早侏罗世的岩浆热液叠加改造，在区域变质阶段、燕山早期二长花岗岩提供成矿热液，形成了蚀变程度不同蛇纹石化。

　　5.综合利用前景

　　现已探获通过评审备案的大理岩矿资源量6066.92万m3，矿床储量规模为大型大理岩矿床，荒料率按24%估算，勘查区内大理岩矿荒料达1456.06万m3。白云石大理岩、蛇纹石化建筑石材矿，随着城市基础建设逐年增长其市场需求量也随之增长，其中蛇纹石化大理岩矿随着近几年的开采其储量在逐年减少，蛇纹石化大理岩的饰面石材在市场上非常畅销，所以对大理岩的开发和利用具有一定的发展前景，市场增值潜力巨大。通过市场调研和岫岩地区同类矿床类比，蛇纹石化大理岩矿荒料价格可观，对该矿的开发利用具有一定的经济价值。本地区同类矿床选择天然花纹美观的图案，全部加工成形态各一的观赏石出售，其成本小，经济效益大于单一的石材加工。

　　6.结论

　　该矿区大理岩矿严格受大石桥岩组控制，呈成层状展布，该套地层局部受后期岩浆热液叠加改造，形成了不同程度的蛇纹石化，矿床成因为层控变质叠加后期热液改造型大理岩矿床。矿体规模大、矿石质量稳定、矿体厚度较稳定，可作为建筑石材、饰面石材及风景观赏石的大理岩原料。

　　参考文献：

　　[1]陈科,杜成玉.格尔木石灰窖地区大理岩饰面石材矿床地质特征及综合利用[J].中国非金属矿工业导刊,2016(03):38-39

　　[2]辽宁省地质勘察院.中国区域地质志.辽宁志[M].北京：地质出版社,2017:1171-1177.

　　[3]陈井胜,安茂国,段明等.辽河群大石桥组形成时代——来自酸性火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的制约[J].地质与资源,2017,26(2):105-110

　　[4]孟恩,刘福来,刘平华,等.辽东半岛东北部宽甸地区南辽河群沉积时限的确定及其构造意义[J].岩石学报.2013,29(7):2465-2480.

　　作者：李超