辽东地区辽河群大理岩饰面石材地质特征及找矿前景

刘昊鹏，陈志斌，夏海波，李 芃

(中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 沈阳 110004)

辽宁省饰面石材矿产分布广泛。已利用的岩石类型有花岗岩、辉长岩、闪长岩、凝灰岩、玄武岩、安山岩、大理岩、石灰岩、白云岩、板岩[1-2]。其中尤以辽东地区的绿色系列石材最为著名，为辽宁省地方特有的石材品种。本文总结了辽东地区辽河群大理岩饰面石材矿的成矿地质背景、分布特点、主要矿床类型特征等成矿地质因素，圈定了找矿靶区，为辽东地区大理岩饰面石材矿找矿提供了方向。

1 成矿地质背景

辽东地区大地构造单元属辽东新元古代—古生代坳陷带，西以郯庐断裂与新生代华北盆地毗邻，发育地层为辽河群浪子山组、里尔峪组、高家峪组、大石桥组、盖县组岩层[3-4]。以营口—草河口复向斜轴部为界，将辽河群划分为南北两区：北区辽河群大石桥组岩层厚度大且稳定，连续性好，岩层内叠层石发育，且富含菱镁矿、滑石矿；南区辽河群各组岩层受到火山活动的影响，厚度相较于北区较薄，变化大，同时其岩层变质程度较深，岩层内无叠层石，菱镁、滑石矿矿化较差，蛇纹石化发育[5-6]。

古元古代辽河期，华北古陆块第二次克拉通化开始，辽吉古裂谷开始形成[7]。辽吉古裂谷经裂解、沉积后，于第二期变形作用形成营口—草河口复向斜[8](图1)。期间沉积了辽河群浪子山组(南区未见)、里尔峪组、高家峪组岩层[9]。至大石桥期，古裂谷拉伸事件结束后，构造活动由拉伸转为收拢闭合，辽东地区大部分地壳上升为陆地，造成大面积海退，致使大石桥组岩层主要沉积环境为稳定被动大陆边缘浅海碳酸盐岩台地。由于蒸发作用海水中Ca2+、Mg2+离子与海水中的CO32-离子结合沉积形成镁质碳酸盐岩建造[10-11]。丹东东港地区，大石桥组原岩经同期区域混合岩化作用，镁质碳酸盐岩中白云石于高温高压下发生镁橄榄石化、金云母化、透辉石化，形成了镁矽卡岩[12]。盖县期，挤压活动结束，地壳大幅下降，海水重新覆盖该区，沉积环境变为陆表海沉积，形成了富铝黏土岩—碎屑岩建造，覆盖在大石桥组岩层之上[13-14]。

图1 辽东地区地质构造简图

燕山运动中期，辽东地区大面积岩浆岩侵入[15]，南区辽河群大石桥组镁碳酸盐岩建造，在中低温SiO2饱和热液状态下，白云石大理岩发生蚀变，蛇纹石化大理岩矿形成。东港地区蚀变的镁矽卡岩矿物发生次生分解和交代，蛇纹石普遍交代镁橄榄石、透辉石、金云母等，同时蛇纹石还直接交代原岩中的白云石，进而形成著名的“丹东绿”。

2 饰面石材分布特征

辽东地区绝大多数饰面用蛇纹石大理岩矿分布在岫岩哈达碑—苏子沟一带，目前该地区已查明资源量约4 000万m3；镁橄榄石矽卡岩大理岩矿床，仅见于丹东市东港市，且已有矿床资源已经枯竭(图2)。

图2 辽宁东部大石桥组展布地质简图

从时间上看，饰面用蛇纹石大理岩矿床与镁橄榄石矽卡岩大理岩矿床均形成于古元古代，古元古代辽河群大石桥组为其含矿层位。镁质碳酸盐岩地层及燕山期中酸性岩浆岩侵入是两类矿床形成的共同特征；而镁橄榄石矽卡岩大理岩矿床的形成则与古元古代辽河期区域混合岩化作用密切相关。

从空间上看，两类大理岩矿床分布辽东新元古代—古生代坳陷带，辽—吉古元古代古裂谷之中。属营口—草河口复向斜轴部以南中部凹陷区。矿床附近区域内往往可见大面积岩浆岩侵入。

3 主要矿床类型特征

3.1 饰面用蛇纹石大理岩矿床特征

矿床位于营口—草河口复向斜南缘浅台区，出露地层为古元古界辽河群里尔峪组、高家峪组、大石桥组、盖县组及第四系[16]。矿床多呈单斜构造，走向近东西，倾向北，倾角一般20～45°，局部可达75°。区域内岩浆岩主要为古元古代(吕梁期)中酸性侵入岩及中生代(燕山期)中酸性侵入岩。矿体赋存于辽河群大石桥组地层之中，呈层状产出，产状与岩层一致。矿体沿走向上及倾向上均有一定延伸，厚度5～30m不等。矿区局部构造较发育，多为煌斑岩脉或辉绿岩脉充填，对矿体有一定的破坏作用。矿体顶底板围岩为大石桥组白云石大理岩，矿体与围岩界线较明显，围岩蚀变不发育。矿体内一般不含夹石[17-18]。矿床成矿类型为接触变质型矿床[19-20]。

矿石呈绿灰色或呈灰、白、绿相间的斑杂色，显微纤维状或粒状变晶结构，致密块状构造。主要矿物成分为白云石、蛇纹石，含少量透闪石、滑石。矿石矿物以白云石为主，约占30%～70%，蛇纹石含量一般在10%～75%，蛇纹石化强烈时含量最多可达90%。蛇纹石由叶蛇纹石、纤维蛇纹石组成，呈叶片状、纤维状集合体。蛇纹石在矿石中展布形态较复杂，大多呈浅绿色、翠绿色、黄绿色不规则团块状；有的沿裂隙及页理方向，呈浅绿色、绿色及翠绿色串珠状，大小不一，界线清晰，形成大小不一的串珠，断断续续平行排列。

矿石节理裂隙发育中等，荒料率20%～35%。荒料块度最大可达几十立方米，最小0.5m3。矿石板材率18%左右。

矿石白底带绿色花纹，光泽度高，质地细腻，外观色泽清新淡雅，色调基本一致，花纹有规律性排列。其产品材质颗粒细腻均匀，同时其纹理图案繁多，有山水型、云雾型、图案型(螺纹、柳叶、文像、古生物等)、雪花型等。蛇纹石大理岩的质感柔和美观庄重，格调高雅，花色繁多，能进行各种加工，是装饰豪华建筑的理想材料，也是艺术雕刻的传统材料(图3)。矿石具有较高的抗压强度和良好的物理化学性质，易于加工(表1)。

表1 岫岩饰面用蛇纹石大理岩矿石主要物理特征

图3 岫岩白底绿纹大理岩标准样

3.2 镁橄榄石矽卡岩大理岩矿床特征

镁橄榄石矽卡岩大理岩矿床目前仅分布在丹东市东港市合隆满族乡齐家堡村一带，属南缘浅台区。矿床及外围出露地层、岩浆岩与蛇纹石化大理岩矿床出露地层基本一致，均为一整套辽河群地层，岩浆岩为古元古代中酸性侵入岩及中生代中酸性侵入岩。矿床区域构造位置位于辽吉古裂谷的最东端和辽东中新生代上叠盆地带的南缘。次级构造则属庄河断裂带北北东向东汤断裂的一部分。东汤断裂北北东向构造带北起东汤镇南至合隆满族乡，南北长约60km，由10余条断层、挤压带和北北东向岩脉群组成。矿床呈单斜产出，地层产状倾向20～70°，倾角30～80°。矿区内无大的断裂构造，但局部地段小断层发育。矿区裂隙构造比较发育。矿体赋存于区内残留的辽河群大石桥组地层之中，呈扁豆状或透镜状。矿体顶底板围岩多为白云石大理岩，局部与岩浆岩直接接触。矿床成矿类型为接触变质型矿床。

矿石呈浅绿、绿、黑绿色，粒状、柱状变晶结构，致密块状构造。矿物成分为蛇纹石(叶蛇纹石、胶蛇纹石、纤维蛇纹石)，其次为金云母、白云母、滑石、透闪石、叶绿泥石、水镁石和透辉石。影响矿石色调和质量的是镁橄榄石和蛇纹石含量的多寡。一般情况下，浅绿色矿石矿物成分为叶蛇纹石、镁橄榄石及少量白云石；绿色矿石矿物成分除浅绿色矿石矿物成分外，尚有少量胶蛇纹石和镁铁橄榄石；而黑绿色矿石中，除上述矿物外，还有磁铁矿，铁镁橄榄石、胶蛇纹石含量也有增多。

“丹东绿”矿石物理性质与蛇纹石大理岩矿石基本相同，区别在于“丹东绿”矿石压缩强度与弯曲强度略高，板材率略低。

根据矿石颜色，“丹东绿”矿石划分为3个品种。浅绿色石材具强玻璃质光泽，花纹为纯绿色或带白色斑花与白云石细脉组成美丽图案；绿色石材具玻璃光泽，花纹由纯绿色和少量白色大理石组成；黑绿色石材(图4)具暗玻璃光泽，花纹由黑绿色或云雾状黑绿相间组合而成。各品种矿石艳丽美观，其板质坚硬，色泽鲜明，特殊的结构花纹丰富，清晰自然。“丹东绿”为石材中一佳品，甚得国际市场欢迎。

图4 黑绿色“丹东绿”大理岩标准样

4 找矿前景分析

丹东市宽甸县、凤城市等大石桥组地层发育地区，具有较好的找矿前景，可作为辽东地区大理岩饰面石材矿的重点找矿区域。

宽甸县杨木—大西岔一带，位于营口—草河口复向斜南缘浅台区最东端，大地构造单元属辽—吉古元古代古裂谷。区内辽河群大石桥组地层发育，北西侧见大面积燕山期中酸性岩浆岩出露。该地区的成矿地质背景与岫岩哈达碑—苏子沟一带饰面用蛇纹石大理岩矿床成矿地质背景基本相同。首先，两者构造背景均位于营口—草河口复向斜南缘浅台区；其次，矿床沉积环境相同；再次，北西侧中酸性岩浆岩的侵入，为该区形成蛇纹石大理岩矿床提供了良好的成矿条件；目前区域内已形成1处蛇纹石大理岩矿产地。综上，宽甸县杨木—大西岔一带是寻找饰面用蛇纹石大理岩矿床的有利地段，有望形成大型的饰面用蛇纹石大理岩矿产地，找矿前景可观。

凤城通远堡—兄弟山—鸡冠山一带，具有丹东东港“丹东绿”矿床相同的构造和沉积环境，与“丹东绿”矿床形成密切相关的吕梁期、燕山期岩浆岩，出露于该区南侧，使该区既满足“丹东绿”矿床成矿早期形成镁矽卡岩的区域混合岩化条件，又满足后期蛇纹石交代镁橄榄石及白云石的中低温热液条件。该地区可作为寻找小型镁橄榄石矽卡岩大理岩(“丹东绿”)矿床的远景区域。