四川宝兴大理石矿成矿规律及资源潜力分析

高显忠,高瑞祥,马 源

(中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，四川 成都 610000)

大理石是天然饰面石材的一大门类，常见的大理岩、石灰岩、白云岩等符合饰面石材工业指标要求的均能形成大理石饰面石材。四川宝兴矿产资源较多，主要有大理岩、石灰岩、花岗岩、石膏、重晶石、煤、铁矿等；宝兴石材品种30多种，总储量30亿m3，有“石材博物馆”的美称，是我国西南地区重要的大理石产地之一，以汉白玉为代表的大理石被誉为“天下第一白”，是目前我国最大的汉白玉矿集区，品种主要有“宝兴白”、“青花白”、“青花灰”，尤其是“宝兴白”大理石因储量丰富、洁白无瑕、质地细腻、抗折性强、出材率高等特点而与意大利“卡拉拉白”同登榜首，被誉为“东方汉白玉之都”。

1 区域地质概况

区域处在扬子准地台和松潘甘孜地槽褶皱系两个一级构造单元的交接部位[1](图1)，构造形态十分复杂，主要表现为北东向及北东东向断褶带。本次研究区域位于大园包复式背斜北西翼，出露地层主要有前震旦系、震旦系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系及第四系。岩浆活动比较频繁，主要为澄江—晋宁期侵入岩。变质岩类型有变质流纹岩、变质粗面岩、变质砂岩、千枚岩、大理岩等。

图1 区域地质图

2 矿床地质特征

2.1 宝兴地区大理石矿床特征

据1∶20万宝兴幅区域地质调查报告[2]，宝兴地区区域地层除寒武系缺失外，其它各时代地层都有不同程度的发育，主要有前震旦系、震旦系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系和三叠系。宝兴地区大地构造位处台槽结合部位，构造形态十分复杂，北东向及北东东向断褶带、褶皱及断裂均很发育；南东向北西方向主要构造有宝兴复背斜、盐井断裂、大园包复式背斜、黄店子断裂、锅巴岩断裂等。岩浆岩主要为澄江—晋宁期第四期花岗岩、闪长岩。变质岩主要为大理岩。

宝兴地区大理石矿主要产于前震旦系盐井群锅巴岩组(AnZg)的第二岩性段和第四岩性段，矿层为单斜构造，呈北东—南西走向，倾向北西，倾角26～85°，呈层状、似层状，由白色、灰白色厚层块状大理岩组成，矿层厚度最大可达220m。大理岩矿物成分单一，以方解石为主，含少量白云石，粒状结构，致密块状构造。

北起锅巴岩，南到陇东，长约33km，出露面积约40km2范围内已发现的大理石矿床多处，均集中在蜂桶寨乡和陇东镇境内，本次列举主要大理石矿床8处[4-5](图2、表1)。品种以“宝兴白”为主，“青花白”品种相对较少；“宝兴白”均为白色细晶大理岩，主要由方解石组成，不均匀含少量白云石，局部含少量绢云母、石英及钠长石矿物，粒状结构，致密块状构造。“青花白”为白色大理岩中分布有不同规则浅灰、深灰色纹条带；有时条纹紊乱，锯切的板材有如一幅天然山水画；岩石为条纹、条带状大理岩，矿石中主要矿物为方解石和白云石，含少量云母和石英，以细粒变晶结构为主，有时为中—粗变晶结构，常见不等粒和交代构造，条纹条带状构造，条纹条带集中分布部分矿物粒度较细，碳质、云母和石英等含量相对较多，非条纹带部分矿物粒度较粗，杂质矿物较少。“青花白”大理石主要产于“宝兴白”大理石顶部或底部[3]。

表1 宝兴地区大理石矿床特征表

2.2 典型矿床

锅巴岩大理石[6]矿区出露地层有前震旦系盐井群黄店子组、锅巴岩组及下志留统及第四系全新统(图3)。含矿(岩)组为盐井群锅巴岩组(AnZg)，总厚218.34～377.18m，按岩性组合特征分四段。

图3 锅巴岩大理石矿区地质略图

第一段(AnZg1)：白、乳白色薄至中层状细晶大理岩为主，夹变质碱性长石粗面岩，大理岩中见较多褐色绢云母片岩条带，厚120～209m，与盐井群黄店子组(AnZh)呈整合接触。第二段(AnZg2)：白、纯乳白色厚层状细晶大理岩，下部夹奶油色细晶大理岩和多层褐色条纹绢云母片岩，厚73.57～112.38m，为大理石赋矿层位。第三段(AnZg3)：白、奶油色薄层状细晶大理岩，层间夹较多绢云母片岩，厚4.29～18.80m。第 四 段(AnZg4)：下 部 以 浅 灰 白色薄层状微晶白云质大理岩为主，夹叶片状云母片岩，上部浅灰、灰色含石英微晶白云质大理岩，厚20.48～37.0m。矿区内未见岩浆岩和脉岩。

矿区位于龙门山陷褶断束的盐井—五龙深断裂北西侧的黄店子背斜北西翼，由前震旦系盐井群黄店子组、锅巴岩组地层组成，向北西倾斜的单斜构造，地层倾角39～69°，未见断层和褶皱构造，地质构造较简单。

矿区出露中元古界盐井群黄店子组及锅巴岩组变质岩系，由变质火山岩及大理岩等组成，厚282.74～4 268.18m。原岩：黄店子组为钙碱性—碱性粗面岩建造；锅巴岩组为纯碳酸盐岩(石灰岩)建造，岩石中有大量残留的原岩组构，劈理发育，沿劈理面有重晶现象，大理岩层理间夹褐色绢云母条(纹)带，定向构造清楚。变质碱性岩中典型矿物共生组合为钠长石+绿泥石，属低绿片岩相单变质，为区域低温动力变质作用，变质时期为晋宁期。

矿体赋存于前震旦系盐井群锅巴岩组第二岩性段(AnZg2)地层中，矿体主要由白、乳白色厚层状细晶大理岩组成，倾向290～325°，倾角39～69°(图4)，矿层走向长＞1 000m，北东端出露宽为270m，南西端宽为90m，矿层厚度73.57～112.38m，矿 体 呈 北 东 厚 南 西 薄 为特征，矿体呈板状产出。大理岩发育有二组裂隙(180°∠76°、225°∠75°)，发育密集地段会影响开采块度的要求，整个矿区平均荒料率39.6%。

图4 锅巴岩大理石矿5线剖面图

矿体顶板为白、奶油色薄层间附着绢云母片岩的细晶大理岩；底板为白、奶油色薄至中层间附着褐色条带绢云母片岩的细晶大理岩，矿体与顶底板围岩易于区别。

矿石自然类型为细晶大理岩，矿石为白、乳白色，自形至半自形镶嵌、变晶结构，厚层至块状构造。矿物成分以方解石为主，含量在95%～98%，少量白云石及微量石英呈星散状点缀其中。矿石有益 组 分：CaO 54.64%～55.27%，MgO 0.03%～ 0.188%；有害组分：Fe2O30.24%～0.39%，MnO 0.032%～0.062%，矿石质纯。

矿石物理性能：吸水率0.19%～0.29%；抗压强度90MPa；抗剪强度高，抗冻标号为M50；击穿电压强度在室温19℃时为4.1～7.8kV/mm；光泽度≥90；矿石物理力学性能良好。

矿石品种主要为“宝兴汉白玉”、“宝兴白”两类。“宝兴汉白玉”为晶莹纯洁、洁白如玉、熠熠生辉而得名，是雕刻、绘画的良好材料，可加工成优美的建筑饰面板材、异形板材。“宝兴白”底面上泛起天然白云状花纹而得名，石质细腻，光泽柔润，玉石感强，是优良品种。

3 矿床成矿规律

(1)区域大地构造位置的特殊性。大理石矿床均分布于松播甘孜地槽系(I3)东南缘茂汶地背斜(III21)内，紧邻扬子准地台(I1)西缘龙门山陷断褶束(III7)；大地构造位处于地台、地槽结合部位，大理石矿在地域分布上具有特殊性。

(2)碳酸盐岩建造及大理石赋矿层位。赋存于前震旦系盐井群锅巴岩组地层，属中元古界构造层。原岩为典型的碎屑岩—碳酸盐建造，属冒地槽沉积，这种建造是裂陷槽活动性减弱、逐渐走向封闭的产物[7]。在邻近古陆核和扬子准地台的地槽内夹有的这些蒸发岩和碳酸盐岩建造，正是形成大理石矿床的必要条件。

(3)变质作用。该区属川西变质区，矿床产出层位为前震旦系盐井群变质岩系，其原岩为碎屑岩—碳酸盐岩建造；在后期海西期、印支期区域低温动力热变质叠加在早期变质碳酸盐岩之上，中压绿帘角闪岩相[8]，沉积的灰岩变质重结晶为大理岩。由于原岩成分并非十分纯净的石灰岩，或变质变形过程中物质迁移富集等因素，而形成了各自不同工艺类型(品种)的大理石石材类型[9]。

4 资源潜力分析

研究区位于扬子准地台的龙门大巴台缘坳陷的龙门山陷褶断束的盐井—五龙深断裂北西缘。该区已发现多处大理石矿床，主要产于盐井群锅巴岩组地层中，仅少量产于志留系地层中[10]，含矿层主要为厚层状大理岩，从锅巴岩至陇东一带，出露有长约33km，面积约40km2的锅巴岩组地层；通过与锅巴岩大理石等矿床成矿地质条件对比，该区的地层、构造、变质岩等成矿条件与其相同，认为该区具有较好成矿条件和较大资源潜力。预测其大理石矿资源量大于1.5亿m3；有很可观的大理石资源量和巨大的产业发展潜力。