广东阳山“阳山灰”饰面用大理岩成矿规律及开发前景浅析

秦 岭，孙 伟，潘标开，张 欢，陈荣峰，邱树桢

(1.中国建筑材料工业地质勘查中心广东总队，广东 广州 510403；2.阳山县自然资源局，广东 阳山 513100)

“阳山灰”[1]是指产自阳山县的灰色大理石饰面石材，因具白纹、冰裂纹等网纹而得名，商业品牌主要属“爱马仕灰”系列，现已成饰面石材的热销产品，主要为大理岩化石灰岩、白云岩、白云质灰岩。本文在研究区成矿地质背景的基础上，通过对“阳山灰”饰面用大理岩矿床分布特征、饰面石材特征的研究，结合典型矿床，探讨“阳山灰”饰面用大理岩的成矿规律、浅析开发前景。

1 成矿地质背景

区域上位于华夏活化陆台的湘粤褶皱带，局部轮回造山区，地质构造运动和岩浆活动强烈。印支运动的发生，造成该区强烈褶皱，产生大量的纵向逆断层和横向正断层，形成了北东向、北北东向、北西向、东西向和近南北向构造体系格局。地层从老到新为震旦系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、古近系和第四系[2-4]，其中泥盆系棋梓桥组(D2q)、天子岭组(D3t)、融县组(D3r)，石炭系连县组(C1l)、孟公坳组(C1m)、石磴子组(C1sh)、梓门桥组(C1z)、壶天组(C2ht)，二叠系栖霞组(P1q)、三叠系大冶组(T1d)为该地区主要的含碳酸盐岩地层，分布于研究区中部。北东部、南西部分布有大面积侵入岩，碳酸盐岩地层主要夹于二者之间。

1.1 地层

阳山县出露的地层从老到新主要为震旦系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、古近系和第四系。其中大理岩含矿地层主要为石炭系石磴子组(C1sh)、梓门桥组(C1z)、壶天组(C2ht)，少量为泥盆系棋梓桥组(D2q) 、二叠系栖霞组(P1q)。

(1)泥盆系棋梓桥组(D2q)，主要分布于黄坌、称架、岭背、阳城、江英、青莲、小江等镇，岩性主要为石灰岩、白云质灰岩夹泥灰岩、砂页岩。

(2)石炭系石磴子组(C1sh)、梓门桥组(C1z)、壶天组(C2ht)，主要分布于黎埠、小江、岭背、江英、青莲、大崀、杜步、七拱、太平、杨梅、阳城等镇，其岩性主要有白云岩，白云质灰岩夹页岩、炭质页岩、煤线。

(3)二叠系栖霞组(P1q)主要呈条状分布于黄坌、小江、黎埠、大崀等镇，其主要岩性为含燧石结核灰岩或条带状灰岩夹白云岩、页岩、局部夹煤线等。

1.2 构造

阳山县地质构造运动强烈，总体形成北东向、北北东向、北西向、东西向和近南北向的构造格局。其中与“阳山灰”成矿密切的主要为北北东向的上坪塘、小水洞、雷村、寨岗东断层和北西向的岭背圩、清水塘断层。

(1)北北东向断层。

上坪塘、小水洞、雷村、寨岗东断层，均为逆断层。上坪塘断层主要分布在西塘头二渡水一带，倾向南东、倾角60～80°，切割了泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系，全长约30km；小水洞断层主要分布在小江镇北部，倾向南东、倾角变化较大，切割了石炭系，全长约25km；雷村断层主要分布在小江雷村一带，倾向南东、倾角20～40°，切割了石炭系、二叠系、三叠系，全长约40km；寨岗东断层主要分布在黎埠镇，倾向南东、倾角70～80°，切割泥盆系、石炭系、二叠系，并使石炭系、泥盆系，逆覆于二叠系之上，全长约30km。

(2)北西向断层。

岭背圩断层主要分布于岭背圩、下坪村一带，为正断层，倾向北东，倾角不明，切割了石炭系、二叠系、三叠系，见断层角砾岩，全长约11km；清水塘断层主要分布在清水塘、塘边一带，为逆断层，倾向南东、倾角45～65°，切割了泥盆系、石炭系，见2.5～3.5m的断层角砾岩，全长约24m。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩为侵入岩，主要分布于北东部称架及南西部七拱、太平、杨梅；杜步、大崀、黎埠等地呈零星分布，占总面积约22%，其岩性主要以黑云母花岗岩、花岗岩、晶洞花岗岩、斑状花岗岩、二长岩为主，侵入时代为三叠纪(印支期)、侏罗纪、白垩纪(燕山期)(表1)。

表1 阳山县主要岩体一览表

1.4 变质作用

研究区内变质作用较强烈，主要表现在老地层震旦系区域变质形成变质砂岩、砂质板岩[2，5，7]，凝灰质板岩，含碳质绢云母，千枚岩等，断裂构造附近大理岩化碳酸盐岩，岩浆岩接触带附近出现大理岩、矽卡岩、变质砂岩、混合岩化等。

2 矿床分布特征

研究区大理岩矿点主要分布在小江镇、阳城镇、大崀镇、黎埠镇[6](表2、图1)，其中小江镇、阳城镇为“阳山灰”主要产地。地层主要为石炭系石磴子组(C1sh)、梓门桥组(C1z)、壶天组(C2ht)，少量其他地层。根据各矿点空间分布特征，其大多沿断裂构造及碳酸盐岩与岩浆岩接触带分布。

图1 阳山县大理岩矿点分布图

表2 阳山县主要大理岩矿床（矿山）一览表

(1)沿断裂构造分布矿点特征。

研究区断裂构造体系格局中以北北东、北西向断裂构造为主，大理岩矿点大多沿切割石炭纪碳酸盐岩地层的北北东断裂构造分布。整体表现出距离断裂构造越近，大理岩化程度越高，距离断裂构造越远，大理岩化程度越低，主要为大理岩化石灰岩、白云岩、白云质灰岩，少部分为大理岩。受附近断裂构造影响，产生接触热变质作用[7]及少量接触交代变质作用，后期亦有含铁质的方解石沿裂隙充填等。“阳山灰”矿点大多为该类型。

(2)沿岩浆岩接触带分布矿点特征。

研究区岩浆岩主要分布在北东部、南西部，以燕山期花岗岩为主，部分印支期。阳山县北东部划定了大面积自然保护区，由于交通不便，经济可利用矿点较少，因此已开发利用的该类型大理岩矿点主要分布在南西部。通过该地区大理岩矿点调查情况显示，岩浆岩主要为印支期(三叠纪)、燕山期(侏罗纪、白垩纪)花岗岩体，碳酸盐岩地层主要为石炭系石磴子组(C1sh)、梓门桥组(C1z)、壶天组(C2ht)的石灰岩、白云岩、白云质灰岩，矿点均分布碳酸盐岩一侧，基本已完全大理岩化，局部并伴有矽卡岩化(与花岗岩接触面的凹陷洼部位)。其中大理岩化特征：碳酸盐岩石均褪色化成白色，部分呈黄色或淡红色(由于铁质等其他物质的混入)，并重结晶；呈现靠近岩浆岩体晶体粒度较粗(0.5～1mm)，远离岩浆岩体晶体粒度较细(0.1～0.5mm)，同时在气水热液交代变质作用下，使原来的白云岩部分发生去镁作用，这些镁质并未被带出，只是作了重新组合，生成了方解石和水镁石，同时外来物质的混入，也生成一些新的矿物，如硼镁石、硼镁铁矿、透闪石、硅灰石等。该类矿体分布不均，矿体形态、分布较为复杂，有的呈板状、似层状，有的呈透镜状或不规则状，而且各品种之间常有混杂。

3 “阳山灰”饰面石材特征

3.1 基本特征

通过调查及收集资料研究，“阳山灰”矿点主要沿断裂构造分布，小江镇、阳城镇为“阳山灰”主要产地，主要为大理岩化石灰岩、白云岩、白云质灰岩。部分饰面用大理岩矿石化学成分为CaO 34.2%～55.04%、MgO 0.52%～20.1%、SiO20.18%～0.676%，其中落马寮石场为白云大理石，MgO 20.1%，天然状态下抗压强度为65.90～ 82.08MPa，抗折强度为10.60～28.37MPa，放射性总体不高，荒料率为22.92%～35.28%，平均值为26%左右(表3)。

表3 小江镇、阳城镇部分饰面用大理岩矿点(矿山)基本情况

在显微镜单偏光、正交偏光下(图2)，矿石中方解石整体为半自形—他形粒状，少量微晶，粒径0.06～0.7mm，见聚片双晶，可测到双晶平行于解理的锐角夹角，含多条方解石脉，脉中方解石晶型整体偏大，方解石脉脉宽一般0.02～0.7mm，个别较粗，镜下亦可观测到未见充填的微裂缝。镜下观察到的方解石脉及微裂纹的宏观表现即为“阳山灰”饰面石材的网纹。

图2 “阳山灰”饰面石材显微结构图

“阳山灰”因具白纹、冰裂纹等网纹而得名，因此网纹是“阳山灰”重要特征之一。根据对原岩及饰面板材观察及鉴定，网纹主要为方解石脉(白纹)及应力、温度作用产生的微裂缝(冰裂纹)，少量因构造碎裂形成，网纹大多呈白色，部分成黄色(含淡红色)。根据“阳山灰”板材特征，底色大体分可为浅灰(图3a～c)、深灰(图3d～f)两种，网纹发育可分为一般发育、发育、很发育，网纹颜色大体含白色和浅黄色(含淡红色)两种。其中底色为深灰色，网纹发育—很发育，网纹颜色纯净(白色)的大理石品级高；其次为底色为浅灰色，网纹发育—很发育，网纹颜色较纯净(白色)的大理石；网纹一般发育，网纹颜色不纯(浅黄色)，网纹不呈特定景观纹理(山水纹)的大理石品级较低。由于该石材网纹较发育，在荒料切割加工过程中易产生破碎、掉边角等现象，需采用注胶、背网等措施来保证板材率。

图3 “阳山灰”饰面板材照片

3.2 典型矿床

小江镇是“阳山灰”饰面用大理岩矿主要开采区之一，下面以小江镇的落马寮石场饰面用大理岩矿山进行分析。

矿区内地层简单，上石炭统壶天组(C2ht)分布整个矿区，主要为浅灰色、灰白色白云岩、白云质灰岩，具大理岩化，上部含燧石结核或条带。矿区呈山包型，矿区内岩石基本裸露。第四系(Q)残坡积层主要分布于坡脚及矿区西侧低洼地段。

矿区西侧第四系覆盖层下即为当地小水洞断层，呈北北东向，倾向南东，倾角65～75°，受断层的影响均存在大理岩化，但大理岩化不均，局部存在构造角砾岩(图4)。

图4 落马寮石场1-1’ 剖面图(根据开采现状)

矿体较稳定，矿层与岩层产出特征一致，产状265～275°∠25～33°，厚度40m，矿体长约125m，宽53m。为接触变质型大理岩矿床。

矿石自然类型为大理岩化白云岩、白云质灰岩，工业类型为大理石(饰面用大理岩[8])。主要化学成分为CaO 34.2%、MgO 20.1%、SiO20.22%；天然状态下抗压强度为43.7～101MPa，平均68.75MPa；抗折强度为10.2～18.2MPa，平 均13.65MPa；吸水率为0.35%～0.44%，平均0.39%；天 然 密 度2.80～2.81g/cm3，平 均2.81g/cm3；耐酸度97.57%～97.85%，平均97.72%；耐碱度99.98% 。矿石的内照射指数IRa≤0.01，外照射指数Iγ≤0.07，其产品销售不受限制，荒料率23.37%。

4 成矿规律

4.1 成矿地质条件

广东省及研究区内大理岩主要为接触变质型，极少区域变质型[9]。区内的大理岩是由石灰岩、白云岩、白云质灰岩等碳酸盐岩经接触变质作用而形成，因此其成矿条件除受地层条件控制外[10]，并受后期断裂构造及岩浆活动的影响。

(1)地层条件。

大理岩成矿主要受石灰岩、白云岩、白云质灰岩等碳酸盐岩原岩分布及成矿地质条件控制。本区石灰岩、白云岩、白云质灰岩产出的层位主要赋存于海侵旋回的晚古生代，尤以海侵规模最大的石炭纪分布最广。因此石炭系碳酸盐岩奠定了研究区大理岩成矿基础。

(2)断裂构造的控制。

研究区内大理岩主要分布断裂构造两侧、碳酸盐岩与岩浆岩接触带附近，“阳山灰”受断裂构造影响较大。根据断裂构造两侧碳酸盐岩大理岩化程度，整体表现出距离断裂构造越近，大理岩化程度越高，矿物重结晶或交代更加充分，甚至形成纯净白色大理岩；距离断裂构造越远，矿物重结晶越不充分，大理岩化程度越低的特点。

(3)岩浆侵入体的控制。

岩浆侵入碳酸盐岩地层中，岩石受到岩浆热能的影响发生重结晶作用，由于岩浆热能一般持续时间长，矿物重结晶充分，加上部分接触交代去镁作用，因此大理岩化完全、颜色总体呈白色。该类型大理岩较少有网纹，比较均一，靠近岩浆岩体晶体粒度较粗，远离岩浆岩体晶体粒度较细，大理岩总体形成呈板状、似层状、透镜状等。因此，区内成矿作用以接触热变质作用为主。

4.2 找矿方向

研究区内碳酸盐岩主导的接触变质型矿床主要产于晚古生代地层中，主要为断裂构造附近及碳酸盐岩与岩浆侵入岩体的接触带上，其赋矿层位主要为石炭系，少量其他地层。目前开采的“阳山灰”主要位于断裂构造带上，今后寻找此类矿床应重点考虑石炭系碳酸盐岩地区断裂分布及影响区域。小江镇石螺村石螺滩至罗汉塘村、双山村至下坪村，阳城镇双塘村至小江镇坦塘村等区域具有较好的远景资源，可为阳山拟设石材产业园提供资源保障。

5 开发前景浅析

饰面石材的市场需求易受国家宏观经济调控政策的影响，随着近几年国家对环境保护的重视，各省市关闭了大量饰面石材矿山，饰面石材供给锐减，供需矛盾突出。目前，“阳山灰”产品畅销，深受欢迎，市场前景较好，其荒料价格大致可分为三个等级：一级价格为3 600～4 300元/m3、二级价格为3 200～ 3 600元/m3、三级价格为2 200～3 200元/m3。相应的饰面板材对应为：一级为颜色呈深灰色，网纹发育—很发育、网纹颜色纯净的大理石；二级为颜色呈浅灰色，网纹发育—很发育、网纹颜色较纯净的大理石；三级为网纹一般发育、网纹颜色不纯净，呈黄色(含淡红色)，不呈特定景观纹理(山水纹)的大理石。

6 结论

“阳山灰”矿点大多沿断裂构造分布，主要为大理岩化石灰岩、白云岩、白云质灰岩，小江镇、阳城镇为“阳山灰”主要产地，荒料率22.92%～35.28%，平均值约为26%。

研究区内大理岩化程度与断裂构造和岩浆岩体距离具有很好的相关性，即距离断裂构造越近，大理岩化程度越高，距离断裂构造越远，大理岩化程度越低；靠近岩浆岩体晶体粒度较粗，远离岩浆岩体晶体粒度较细。

断裂构造附近及岩浆岩影响区域的石炭系碳酸盐岩地区为“阳山灰”矿床重要的找矿方向。“阳山灰”市场前景较好，价格优势明显，资源丰富，开发前景好，可以考虑大力发展。