海城市白沙沟大理岩矿地质特征及利用前景

李超

摘要：海城市白沙沟大理岩矿赋存于古元古代辽河岩群大石桥岩组中，该套地层是经过区域变质作用形成的，大理岩矿体呈层状分布，矿石的自然类型根据其颜色基调可分为三个品种，品种一为白-灰白色白云石大理岩；品种二为浅橄榄绿色条纹、条带状蛇纹石化大理岩；品种三为黑绿、墨绿色条纹、条带状蛇纹石化大理岩。品种一可作为建筑石材的原料，品种二与品种三可开发为饰面石材、工艺品、风景石等，综合利用前景较好。

关键词：大理岩矿床；地质特征；利用前景；白沙沟

Geological Characteristics and Utilization Prospects of the Baishagou Marble Deposit in Haicheng County

LI Chao

Liaoning Research Institute of Geology and Mineral Resources Co Ltd.，Shenyang 110032，China

Abstract： The Baishagou Marble deposit in Haicheng County，is occurred in the paleoproterozoic Liaohe Group Dashiqiao formation （Pt1lhd）， The strata is formed through reginal metamorphism. Marble orebodies are stratified. According to its colour is divided into three types. The first is white dolomite marble. The second is light olive green stripe and banded petpentinized marble. The third is black green，green black stripe，serpentinized marble.The first can be used as the raw material of construction stone， The second and the third are developed for facing stone， handicraft， landscape stone， the comprehensive utilization prospect is better.

Key words： Marble deposit； Geological characteristics； Utilization prospects； Baishagou

白云石大理巖、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、蛇纹石化建筑石材礦，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.