随州饰面用花岗岩矿的勘查与开发

鲁志雄，谭满堂，余 明

(1.武汉地质工程勘察院，湖北 武汉 430051;2.中国地质大学(武汉)资源学院研究生院，湖北武汉 430074;3.湖北省地质科学研究所，湖北武汉 430034)

0 引言

近年来，随着人民生活水平的不断提高，石材早已走进平常百姓家。国际国内的石材工业发展迅速，根据海关总署最新统计(中国投资咨询网讯)，2009年中国石材出口2 133万t，创汇36.11亿美元;共进口811万t，使用外汇14.5亿美元。中国石材市场的繁荣和石材需求的增加，使得中国石材市场正朝着国际石材市场中心迈进，已经成为国际石材市场中不可或缺的重要力量。今后几年国内石材消费需求依然旺盛，发展速度依然会保持在两位数的百分点。广泛应用于地面铺装、橱柜和家具的台面装饰。中国石材生产地主要分布在福建、广东和山东，主要产品有大理石、花岗石等[1]。

湖北省随州市是花岗岩分布较为广泛的地区，2002年以来该市的花岗岩石材矿开发利用十分迅速。截至2009年，该市累计查明饰面用花岗岩矿资源储量1 341.34 万 m3，保有资源储量 1 109.34 万 m3，资源充足，潜力巨大，已成为该市特色优势矿产。目前开采矿山有 23 家，年开采量约 13.5 万 m3[1，2]。主要集中在七尖峰杂岩体大仙垛岩体中，少量分布在玉皇顶岩体和草店岩体中。

随州市花岗岩石材矿开发利用时间短，在地质勘查、开发利用等各方面尚存在一些问题，譬如:①总体勘查程度不高，缺乏全面地质矿产基础研究;②对花岗岩石材矿特性认识不足，没有专项研究;③开发利用缺乏统一规划，资源浪费，环境污染时有发生。针对上述问题，本文试做一些研究和探讨。

1 饰面用花岗岩矿

1.1 概念及含义

作为一种非金属矿产，饰面石材矿床的定义应当与矿床地质学的概念相一致，也应该是在地壳中由地质作用形成的，其所含的有用矿物集合体的质和量是在当前的经济、技术条件下能被开采和利用的地质体。这表明:①饰面石材矿的主体仍然是地质体，其形成和分布必然受地质条件控制，是有规律可寻的。②饰面石材矿的可利用性主要指其花式品种能被人们普遍认可并被利用;同时其放射性等有害物质含量符合国家有关规定，对人体无害。③饰面石材矿的确定标准也是随经济需要和技术发展的变化而变化的[3－5]。

饰面用花岗岩矿是很重要的饰面石材矿矿种，一方面它具有饰面石材矿的一般特点，另一方面也有自己一定的特性;花岗岩不等于饰面用花岗岩矿，只有满足一定的利用价值，达到一定工业指标的花岗岩才可以成为饰面用花岗岩矿。饰面用花岗岩矿可利用价值主要是基于花岗岩的高硬度、多色调、耐磨耐腐蚀等特性而可以用来作为建筑物的内外墙、地面、柱面、台面等。而其工业指标或评价指标一般包括颜色、花纹、光泽度、块度、硬度、密度、抗压强度、抗弯强度、放射性、可加工性、剥采比及可采深度等。

1.2 饰面用花岗岩矿的成矿作用

任何矿床都有一个形成、保护与破坏的过程，饰面用花岗岩矿的存在同样是花岗岩体的侵入就位以及后期保护或破坏的统一作用的结果;具体而言，饰面用花岗岩矿的主要成矿作用应包括岩浆活动、构造运动、侵蚀作用和风化影响。

岩浆活动形成的大量花岗岩类侵入岩体为饰面用花岗岩矿的形成提供了必要的物质基础，需要指出的是，这里所指的花岗岩体，主要是岩浆作用形成的侵入花岗岩体。中国地质条件复杂、构造期次多、岩浆活动频繁，岩浆型花岗岩分布广泛，具有良好的饰面用花岗岩找矿前景，但这些花岗岩体形成后，必须经过后期内外地质作用的改造，才能成为可供利用的饰面用花岗岩矿。

构造运动为饰面用花岗岩矿的开发利用创造了必要条件，只有通过构造运动将花岗岩从地下一定深度抬升到地表，才能使其具有可开发利用性;同时构造运动所产生的断层、裂隙、节理等又会对花岗岩体产生一定的破坏作用，这种破坏作用是普遍存在的。构造作用应力强的地方会破坏岩体的完整和连续性，各类裂隙的发育程度直接影响花岗岩矿的可利用率和荒料率。只有在应力弱的地方，节理、裂隙较少，才会成为有利成矿地段。

侵蚀作用也是影响饰面用花岗岩矿开发利用的关键因素。饰面用花岗岩矿的利用特性，其经济、技术等因素决定其适宜于露天开采，而且开采深度不可能很大。因此花岗岩体最终成为可利用的饰面用花岗岩矿的一个关键因素是侵蚀作用。因构造运动抬升至地表的花岗岩体，继续经受各种外力地质作用，尤其是侵蚀地质作用的冲刷切割，才可以使得足够量的符合质量要求的饰面用花岗岩矿体出露于侵蚀基准面之上，从而为饰面用花岗岩矿的露天开采营造了可行性条件。

风化作用也是影响饰面用花岗岩矿形成的重要因素。出露于地表的花岗岩体受太阳辐射，并与大气、水等发生风化作用而不再稳定，产生崩裂、分解或者成分及化学变化，其风化剥蚀深度可从几十厘米到几百米不等，这直接决定着花岗岩体能否成为饰面用花岗岩矿，影响了饰面用花岗岩矿的荒料率、品种和品质。控制和影响饰面用花岗岩矿形成的风化作用，主要包括化学、物理风化作用两个方面。化学风化使花岗岩体的颜色、密度、硬度等均会产生相应的改变，从而影响饰面用花岗岩矿的品质和品种。物理风化为化学风化的深入发展创造了有利条件，还直接影响着花岗岩体中的节理裂隙的发育，一般节理裂隙的密度随着物理风化作用的减弱而减小，在同一地块深度增加，风化强度减弱，裂隙密度变小，有利于饰面用花岗岩矿的形成。因此物理风化作用影响着饰面用花岗岩矿的块度，影响着饰面用花岗岩矿床的荒料率，同时风化层的厚度也直接决定着露采剥采比的大小，对矿床有无开采价值或价值大小具有密切联系。

1.3 饰面用花岗岩矿的成矿规律与找矿标志

从某种意义上说，饰面用花岗岩矿是成矿母岩——岩浆型花岗岩经历后期改造作用形成的，具有成矿后期性的特点。岩浆侵入的原生花岗岩体可以作为饰面用花岗岩矿床的矿源或矿胚，通过地质构造作用后上升至地表，经受侵蚀作用后形成适宜露天开采的矿体，再经过风化作用的改造后，那些基本没有变色，节理裂隙发育弱的具有一定块度的花岗岩岩块就形成了饰面用花岗岩矿床。矿体与围岩或夹石为同一岩体，岩石结构、构造、成分等基本相同，但又因为风化程度的差异而在硬度、颜色、块度等方面不同形成矿与非矿之别。由于后期改造作用的存在，尤其是不连续风化作用，使得花岗岩岩体中可供利用的饰面用花岗岩矿体往往是以不连续的团块状出现的，出现的密度、连续程度与后期改造作用影响大小相关，一定范围内出现多个矿体就可以形成矿带。

根据饰面用花岗岩矿床的成矿作用及过程，寻找其有利成矿与找矿地段需要注意三个找矿标志:花岗岩体的出露、构造裂隙较少的岩块、弱风化带。花岗岩体的出露是首要条件，断层、裂隙少的区域必然成为有利成矿地段。构造及风化作用对地形地貌的影响使得宏大山体的岩石受改造相对较小，反之，山体小则地形支离破碎，表明断层裂隙发育;地形浑圆说明断裂不太发育，而锯齿状的地形则往往是断层破碎带。因此，“山体宏大，地形浑圆”也是寻找饰面用花岗岩矿床的重要找矿标志。同时应注意地形阴坡、缓坡、水系发育少、植被覆盖一般的地区。

2 随州地区的花岗岩

2.1 分布与产出

湖北省岩浆岩的形成时代，主要包括大别期、扬子期、加里东期、燕山—喜山期。随州地区的花岗岩按形成时代和成因类型主要属于燕山期侵入岩，主要分布在随州西北部吴山镇、万和镇、七尖峰林场以及北东部的淮河镇、小林镇和草店镇，依据产出的地理位置，可分为七尖峰杂岩体、新玉皇顶岩体以及草店岩体(如图1)。三个岩体均属于湖北省燕山早期岩浆岩第一阶段第二次侵入的产物(湖北省地质志)，岩性基本都是黑云母二长花岗岩，其产出受燕山期改造的前期构造控制明显，总体呈北西—南东向展布，侵入于前寒武纪地层，东侧以岩枝插入围岩，平面上接触界线弯曲。

图1 随州市地质简图Fig.1 Generalized geologic map in Suizhou

草店岩体主要分布在草店镇、小林镇南部以及淮河镇南部，出露面积大约350 km2，地貌上属于低山地区，一般地表标高为100～400 m之间，平面上呈北西—南东展布的不规则长条状。新玉皇顶岩体主要分布于淮河镇中西部，面积仅约50 km2，地貌上属于中低山地区，一般地表标高为300～900 m之间，平面不规则的近似圆状。七尖峰杂岩体主要分布在吴山镇、万店镇以及七尖峰林场等地，出露面积大约380 km2，地貌上属于中低山地区，一般地表标高为200～900 m之间，平面上呈北西—南东展布的不规则长条状。

草店岩体的围岩中可见到受岩体侵入烘烤及挤压变形等现象，岩体内部一般可见到形态大小不一的围岩捕虏体，最大者可达数十平方米;各岩体形成深度较大，以中深成相为主;岩体内部岩相垂直分带明显，一般由内部或中心相以及边缘相构成，如七尖峰岩体可见出露一定面积的内部相，表明其剥蚀程度较深[6]。

2.2 岩石特征

上述七尖峰杂岩体、新玉皇顶岩体和草店岩体的岩性大体一致，均由中心相的黑云母二长花岗岩和边缘相的斑状黑云母角闪花岗岩组成，二者呈渐变关系，过渡带宽100～200 m不等。

中心相黑云母花岗岩:岩石一般呈浅灰、浅灰白色微带肉红色，暗色矿物呈星散状分布;具有中粒花岗结构，块状构造。主要矿物有石英(20% ～30%)、斜长石(25% ～35%)、钾长石(30% ～38%)、黑云母(5% ～7%)等矿物。斜长石常发育聚片双晶和肖钠双晶;钾长石为微斜长石或微斜条纹长石，黑云母为不规则片状。边缘相斑状黑云母花岗岩:岩石一般呈灰白色，具有似斑状结构、块状构造。斑晶含量15% ～25%，主要由微斜条纹长石组成;钾长石可见卡式双晶，从横截面上可见“似环带”构造;黑云母大者也可成为斑晶，偶见向白云母过渡;此外常见一定含量(5%～10%)的普通角闪石。岩石中主要副矿物有磁铁矿、榍石、磷灰石、锆石等。

2.3 地质构造

随州地区的地质构造主要由于受襄—广断裂的影响，区域上以北西向构造为主，主要为断裂构造，走向一般300°～330°，倾向北东或南西，倾角 40°～80°，大多为逆断层和平移—逆断层;此外还有北东向、近南北向的断裂发育，多为平推断层和正断层。这些断层构造的发育与岩浆岩、矿产尤其是内生矿产关系十分密切，基本控制着岩体、矿化体的形成、产出部位及形态等。岩体内部主要除了发育一些与大地构造方向平行或垂直的裂隙外，还有少量与岩体侵入围岩的界线相平行的次级节理，大多沿着岩体边缘尤其是边缘相边部呈环状发育。按节理走向主要分为三组:北北西向、近东西向和北北东向;力学性质以压扭性为主，张性节理较少;节理中常见有二组:一组倾角较陡＞70°，一组倾角较缓＜30°;节理一般长2～20 m，间距3～10 m不等，延深一般在2～6 m，最深可达12 m;节理面大多平直光滑，无填充物，一般为10～20 m2不足一条。

2.4 水文条件与风化剥蚀程度

随州地区花岗岩分布区地形地貌以中低山丘陵为主，属于亚热带季风性气候，年降雨量1 100 mm，降水分布比较均匀，地表水系发育，侵蚀基准面一般在海拔100 m左右，大部分地段的花岗岩出露高于当地侵蚀基准面，适合于露天开采;地下水类型主要为岩浆岩风化裂隙水及少量残坡积层中的空隙水，在自然降水过程中，风化裂隙水随时可排出地表。花岗岩风化以物理风化作用为主，由于长期地表水作用，易溶解矿物如长石类矿物被慢慢溶解流失，残留物多为石英砂;另外地表水沿裂隙渗透，使岩石松散，失去开采价值。随州地区花岗岩分布区域地表一般植被发育较差，以稀疏的灌木为主，表层腐殖质层厚约0～50 cm，浅部较松散岩石及裂隙影响带为1～15 m不等，开采利用饰面用花岗岩之前需要进行必要的剥离工作。岩石颜色较浅而且稳定，为浅灰—灰白色，矿石风化后颜色稍有变深，花纹总体上比较均匀，除了临近节理或裂隙附近的花纹有些变化外，一般都比较稳定，无明显的差别。

3 随州饰面用花岗岩矿的开发与利用

3.1 开发利用的历史与现状

随州地区花岗岩的开发利用虽然较早，但以往仅仅作为建筑石料加以利用，比较有规模的饰面用花岗岩矿的开采始于2000年左右。截至2009年底，累计查明饰面用花岗岩矿资源储量1 341.34万m3，保有资源储量1 109.34万m3;目前现有矿山企业23家，主要分布在吴山镇、万店镇、草店镇、淮河镇、小林镇，合计年生产饰面用花岗岩荒料约15万m3❶湖北省随县国土资源局，湖北省随县矿产资源总体规划 (2006—2015年)，2009。❷。

随州的饰面用花岗岩矿颜色较浅而且稳定，为浅灰—灰白色;花纹总体上比较均匀，工业矿种称为“芝麻白”，品种单一稳定，粒度均匀，颜色纯正，花纹和谐。根据区域地质调查以及区域上同类饰面用花岗岩矿山的相关岩石样品的各种分析与测试结果，该区域的花岗岩天然放射性强度并不高，最高约为0.33 βq/g，一般约为0.10 ～0.13 βq/g，最低约为0.05 βq/g，放射性浓度在允许范围之内，对人体无害。矿石的物理机械性能测试结果表明:矿石光泽度一般89°～95°，平均92°;矿石吸水率0.27% ～0.33%，平均 0.30%，明显 ＞0.15%;矿石体重一般为 2.62 ～2.65 g/cm3。花岗石的抗压强度一般220～239 MPa，符合《天然花岗石建筑板材》(GB/18601—2001)标准中规定的抗压强度≥100 MPa，抗折强度23.9 ～24.0≥8.0 MPa 的要求。矿石的镜向光泽度符合《天然花岗石建筑板材》(GB/18601—2001)标准中规定≥80°的要求，完全可用于装饰、装潢和建筑石料。

3.2 存在的主要问题

随州饰面用花岗岩矿的开发利用时间较短，近几年发展迅猛，但总体上还存在并引发一些问题，主要包括以下几个方面:

(1)勘查程度低，“矿”“岩”区分认识不足。随州地区虽然花岗岩分布区域较大，但并不是所有花岗岩均能作为饰面用花岗岩进行开发利用，“岩”与“矿”的区分及认识不足，勘查过程盲从性比较大。目前所有的饰面用花岗岩矿山几乎均为矿山企业为了生产利用而进行的分散矿点的勘查工作，绝大部分地质勘查程度仅为普查和检测，而且单个矿区面积极小，大多＜1 km2，在区域上没有统一地进行饰面用花岗岩矿地质勘查。所勘查的资源储量结果与花岗岩出露所展示的潜在资源储量尚有较大差距，这种星点式的勘查不能全面揭示随州饰面用花岗岩矿的成矿规律及资源储量。

(2)矿山规模小，矿产品深加工程度低。目前随州市现有的23家饰面用花岗岩矿山企业均为小型矿山和私营企业，生产能力有限，不能形成规模优势;而且矿产品仅仅以生产花岗岩饰面石材荒料为主，深加工程度低，副产品少，附加值低，没有获得更充分的经济和社会效益。

(3)开发秩序欠规范。由于随州的饰面用花岗岩矿山企业均为小型私有企业，规模小，监管难度大，开发管理秩序不尽规范，一矿多开、小矿密集、边采边探、采易弃难、浪费资源的现象时有发生。

(4)环境保护存隐患。饰面用花岗岩矿的开采以露天开采为主，并多采用阶梯式盘锯切割开采工艺，地表剥离土石量较大，而且生产过程中也会产生一定量的废渣、废石及废水。因此必然产生侵占土地、废弃物堆放、植被破坏、水土污染等环境问题，而且局部地区的矿山环境有恶化趋势。

4 随州饰面用花岗岩矿的找矿预测及开发建议

随州地区花岗岩出露面积广，饰面用花岗岩矿找矿与开发潜力巨大，结合前述的随州地区花岗岩的发育情况、饰面用花岗岩矿的概念与特征以及随州饰面用花岗岩的开发利用现状，随州饰面用花岗岩矿的找矿及开发需要注意以下几个方面:

(1)找矿预测 应组织专业地勘队伍对随州地区内的花岗岩展开以饰面用花岗岩矿为主体的全面科学调查，而不能仅仅依靠目前这种开采矿山分散式的勘查方式;要依据岩浆活动—构造运动—风化作用的成矿模式来进行勘查;把握三个重要的找矿标志:花岗岩体的出露、构造裂隙较少的岩块、弱风化带。同时应注意山体宏大、地形浑圆、阴坡、缓坡、水系发育少、植被覆盖一般等特点。另外，重点应放在以下区域:首先是吴山镇、万和镇的大仙垛—七尖峰林场一带的七尖峰杂岩体，尤其是该岩体的中心相;其次为淮河镇新玉皇顶岩体中心相、草店镇北西侧祖师顶与南东侧的大鸡笼山—灯盏窝一带。应通过全面勘查对随州地区的饰面用花岗岩矿的分布特征、资源储量有较为详尽的了解。

(2)矿业开发 应将饰面用花岗岩矿作为随州市的特色产业进行开发，将资源优势转化为经济优势;加大宣传力度，提高随州花岗岩石材矿资源和产品的知名度，吸引更多投资;调整开采规模，总体上控制矿山总数，提高生产规模，组建龙头型骨干企业，改变目前私有小型企业一统天下的局面;提升产品结构，引进新技术、新工艺、新设备，增强矿产品深加工生产和开发能力，除了将花岗岩做饰面板材外，还可以将废弃岩石碎块作为建筑石料加以应用，大块石可以引进石材雕刻工艺产品企业，开发出新的应用领域和经济增长点;此外还要加大环境保护力度，建立有效的环保机制和措施，促进矿业开发与生态环境保护协调发展。

(3)专项规划 制定矿产资源规划是积极保护矿产资源，维护国家矿产资源所有权益，加强矿产资源开发宏观调控，促进矿产资源合理利用，协调国民经济健康发展的重要措施和管理手段;作为一种新型的地方特色产业，制定随州市饰面用花岗岩矿专项矿产资源规划势在必行。在对随州市饰面用花岗岩矿全面勘查的基础上，划分相应的勘查规划区和开采规划区，据此来控制相应的探矿权及采矿权的投放，实现开发利用区域与总量调控，优化矿山布局，提高综合利用水平，加强矿山环境保护。

5 结论

随州市花岗岩分布面积较大，质地优良，适宜于作为饰面用花岗岩进行开发利用。近几年该市花岗岩石材产业发展迅速，但在花岗岩与饰面用花岗岩矿的区分以及成矿规律认识上尚有不足，全市饰面用花岗岩矿的地质勘查程度较低，开发利用中也存在诸多问题。因此，应提高对饰面用花岗岩矿的理论认识，全面详尽地进行地质勘查，制定合理的专项规划，促进随州市饰面用花岗岩矿的开发利用，将资源优势转化为经济优势，更好地为地方经济发展服务。

[1] 文飞，颜士发.加快乐平县花岗岩石材开发之我见[J].计划与市场探索，2002(2):16.

[2] 强山峰，田涛，鲁增峰.河南灵宝市朱阳地区花岗岩石材品种物理化学参数及地质特征[J].西北地质，2001，34(2):95 －101.

[3] 陈玮.花岗岩饰面石材矿床之我见(一)[J].石材，2008(12):24－25.

[4] 陈玮.花岗岩饰面石材矿床之我见(二)[J].石材，2009(1):16－18.

[5] 陈玮.花岗岩饰面石材矿床之我见(三)[J].石材，2009(2):2－5.

[6] 湖北省地质矿产局.湖北省区域地质志[M].北京:地质出版社，1990.