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中国石材地质特征及开发前景——巩辉

2017-06-03 14:39:48 石材人13632800621 阅读

 我们往往羡慕进口石材的美丽,板面大、价格高。这使我们也想在国内找到类似产品,但是我国的地质环境与国外有很大的差异,有些品种在国内就是找不到。如名贵的印度红,它生成于稳定的地台区内,而我国没有这类地质环境,所以也就找不到这类品种。同样,我国的名特品种在国外也深受欢迎,如太白青黑色花岗石,汉白玉白色大理石、各种颜色的砂岩、板岩等。所以说,结合中国石材地质的特色开发中国有优势的石材产品才是大有前途的。


 石材资源的形成是与地壳的运动紧密关联的,是地壳运动的产物。就如生大米不好吃,必须加水用火来煮,火候到了,才成为香喷喷的大米饭。岩浆与石头也必须经过地壳运动的作用使其分异、结晶、成岩、变质,才能生成美丽的石材。以下,就以地壳运动为主线来探讨中国石材地质的规律和特色。


 1.太古宇(46~25亿年)


 太古宙时期形成的地层称为太古宇,包括古太古界迁西系,新太古界阜平系、五台系,经历了遍及全球范围的迁西(地壳)运动,阜平运动、五台运动。原始地壳的表壳岩(以变质的火山岩、沉积岩为主)在局部地区隆起,形成地台的核心,或称为陆核、雏地台。以此为核心向四周漫延形成地台。在中国区内,分别形成三个地台既华北地台、塔里木地台、扬子地台、因其面积相对小,四周又都是地槽区及洋壳区,环境动荡,所以有人称其为准地台,确实如此,见图1.

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 这一时期以火山的喷发活动为主,沉积了巨厚的火山岩、火山凝灰岩、少量的砂岩、泥岩、石灰岩。火山岩、凝灰岩经变质成为绿片岩、角闪岩。砂岩、泥岩经变质成为千枚岩、片麻岩、混合岩。而石灰岩(含白云岩)经变质成为大理岩或蛇纹石化大理岩。这几种岩石往往在同一地区出现,所以又笼统的称为杂岩,构成了地台的基底。这套地层在华北地台广泛出露,成为中国最古老的石材含矿层。


 片麻岩类有:河南辉县太行红、山西灵丘贵妃红、山东平邑将军红,这三种红色花岗石曾红极一时,尤其是将军红,矿体较大,仍有潜力,还有河南辉县夜里雪(灰色)、山东平邑孔雀绿。北京一家麦当劳餐厅用孔雀绿装饰墙壁,在绿色基底上、散步红色斑晶,感觉舒适优美。


 混合岩有:山西应县幻彩、河北平山幻彩、河南辉县幻彩,红灰白杂色条纹如云状环曲展布在灰色基底上,如同幻境,故名幻彩。


 蛇纹岩类有陕西潼关孔雀绿、香蕉黄等。


 在山西代县,片麻岩与角闪岩之间,形成一种热液交待型的岩石,名叫石榴石阳起石岩,沿接触面分布,磨出板材一看,玫瑰红色石榴石散布,金黄色闪光的阳起石晶束放射状出现,如同礼花绽放于夜空,如梦似幻,遂定名金梦(国际编号1407),1996年,产品展于意大利卡拉拉国际石材博览会,华彩惊世。笔者参加了找矿的过程,其艰辛、其惊诧、其自豪溢于言表,特留诗为证:


《寻梦》


那人却在,


那人何在?


梦君寻君万水千山,


梦君寻君太行山上。


梦君寻君吾之有幸,


物华天宝、惊世之殊。


 金梦板材装饰在首都机场候机大厅,引人注目。板材售价1000元左右/㎡。这类高品味的石材在华北地台内还可找到。


 五台运动结束了太古宇,至此,华北地台初具骨架。而塔里木地台和杨子地台仅达陆核阶段。


 2.元古宇(25~5.70亿年)


 包括古元古界滹沱系、中元古界长城系、蓟县系、新元古界青白口系、震旦系。经历了五台运动、中条(吕梁)运动、武陵(东安)运动、双桥山(芹峪)运动、晋宁(雪峰)运动、澄江运动、桐湾运(变)动。


 在地台区内以强烈的火山喷发为前导,堆积了巨厚的安山岩、凝灰岩。如山西新降、垣曲,在安山岩中有一层含红玛瑙的紫红色安山岩,比较罕见。在地台区内还沉积了大量的砂岩、泥岩及石灰岩(白云岩)。蓟县系的石灰岩遭受区域变质作用变成大理岩,遍布地台区内。在此基础上迭加后期的岩浆热作用可生成高档的白色大理石。如北京汉白玉,受后期燕山期花岗岩体影响;四川宝兴白,受晋宁期花岗岩体影响;山东莱州雪花白亦如此。


 在陆相沉积的砂岩、砂质板岩中已开发出新的石材品种砂岩板。采出厚层的砂岩再锯切成板,如河南的斑马红,云南的山水纹砂岩、木纹砂岩,以及山东四川的砂岩。售价超过普通的花岗石,需求量会逐年增加。在四川、山东和山西、河北、河南交界的太行山区,蕴藏大量的砂岩、砂板岩资源,有浪痕板,就像洗衣搓板一样,铺装在地上,对脚部有按摩作用,还有白砂板、黄砂板、紫红砂板、褐色砂板、绿砂板、各种颜色俱全。目前还主要供出口,国市建材装饰市场才刚刚认识到砂板岩的美学内涵,称其为文化石,做为装饰中的点缀。实际上,砂岩早在7000年左右,就被古埃及人用做建筑材料、修筑金字塔、神庙,至今风韵尤存。


 在地台区周边的地槽区内(陆壳与洋壳的接触带),浅部的陆壳部分被挤压褶皱变质为片麻岩、混合岩。洋壳上部分残留超基性岩则被滞留下来,变质成为蛇纹岩(加工成板材叫大花绿,属高档大理石)。片麻岩和混合岩有湖北麻城龙衣、蕲春白麻、山东文登白、安徽岳西豹眼、珍珠红、江西星子芝麻白等,蛇纹岩则有:湖北红安大梧的孔雀绿,陕西留坝的大花绿。


 在地槽区内,陆壳的深层物质则被高温高压重溶(固态)变质为花岗岩体。又侵位于地台周边,如康滇岩体(生成于晋宁期),这个纵贯云南、四川的大岩体为中国中高档红色花岗岩石的主要产地,知名品种如:四川的芦山红、忠华红、三合红、荥经红、石棉红等。还有扬子地台北边,秦祁昆仑地槽系中生成的南江桃园红、玛瑙红。由于这一地质期年代较早,钾长石化较充分,所以颜色比较红。在地槽区内,还有侵入型的超基性、基性、中性岩体、岩株、岩墙、多为高档品种。主要是绿、黑、灰色花岗石。黑色品种如:安徽岳西黑豹(角闪辉石岩)、云南华坪黑(橄榄角闪辉石岩)、四川宝兴黑冰花(辉长岩)、芦山墨冰花(辉长岩),陕西南郑变彩黑冰花(辉长岩)、尤以陕西的黑花岗岩石名贵。绿色品种如:四川宝兴绿(闪长岩)、天全二郎山菊花绿(辉绿岩)、天全邮政绿(闪长岩)。灰色品种有:四川石棉、汉源、天全一带的雪晶花、紫灰绿、芝麻白(均匀闪长岩)。在秦祁昆仑地槽系的鄂西北一带,有50多个基性岩体(晋宁期)待开发。


 在元古宇震旦系石灰岩中,是大理石的重要成矿层位,且分布广泛,主要品种有:安徽灵壁磬云黑,北京黄金玉、奶油黄、银晶彩带、黄山玉、辽宁铁岭红、大连黑、辽阳黄、海城桃花、河北易县汉白玉、涞水青白石等。


 桐湾运(变)动使元古宇结束,中国地区大陆骨架基本形成,地槽区初具雏形。


 3.显生宇古生界(5.70~2.50亿年)


 包括寒武系、奥陶系、志留系,为加里东运动期。以及泥盆系、石炭系、二叠系,为华力西运动期。


 在地台区内,以稳定的升降运动为主,沉积或缺失某一时代的地层,为大理石的主要成矿时期,分述如下,山东省:长清紫檀,临朐红,淄博咖啡黑、豹皮,苍山红、竹叶,晚霞,北京:怀柔古彩陶,河北:获鹿紫豆辨,唐山晚霞,河南:舞阳紫娟,黄木纹,山西:五台虎皮黄,芮城玛瑙红,安徽:宿县彩云。上述品种总体是紫、灰、红、黄色调,因含泥质,又是浅变质,光泽度不太高,但具有一种柔和、


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图2 显生宇古生代中国大陆地台地槽示意图

 


                 


 古朴的情调。


 在地槽区内,见图2,生成的大理石,由于受岩浆活动的影响,结晶好、光泽度高、颜色鲜艳。


 例如:吉林:柳河花、黑云,安徽:怀宁山口黄、涡阳稻香玉,陕西:南郑紫、汉中雪花白、勉县奶油,四川:南江彩龟纹、广元黑、小金蜀金玉、丹巴白、理县白、石棉白。在文学家沈从文先生的故乡,美丽的(湖南)凤凰县,也是大理石的产地,有沱红绿、凤凰红、龟纹石,属大理石中的上品。慈利所产的海洋生物化石大理石又别具一格,永顺有白红黑色大理石。湘西一带山水秀丽、民风淳厚,大理石又瑰丽多彩,是一个值得开发的地区。沿湘西北上,湖北:鹤峰白鹤玉,利川腾龙玉,重庆:宁河玉等由生物化石构成奇妙的图画,极其观赏价值,贵州:那雍所产晶墨玉也是国际石材市场上的知名品种,河南:南阳晚霞、雪花白、松香黄,广西:全州木纹黄、德保白、崇左红,广东:罗定红根、蕉岭白、深圳白,以及黑龙江汤源雪花白,新疆和静彩云等。


 沿秦祁昆仑地槽系内的陕西南部、湖北西北部以及江西的西北部是一条巨大的板石成矿带,产出黑、灰、绿、红、黄色的板石,另一个板石产地位于北京西南部和河北满城、易县及山西五台一带,出产绿、红、紫、黑、灰、青、黄、白、铁锈等颜色的板石,掘量大,但生产方式落后,现在还使用毛驴驮板。在国外,天然板石倍受青睐,需求量较大,应大力开发。


 加里东期生成的花岗石分布于甘肃山丹、肃南,以及广东信宜(海浪花)、广宁(红彩麻、白麻)。华力西期在中国北部和西部的地槽区内,发生了强烈的造山运动,花岗岩体侵位被褶皱成山,天山、阴山以及昆仑山就是这时期的产物。这一带花岗岩体规模巨大,矿体裂隙少,颜色均匀,属中档品质,并将成为我国石材工业的主要原料基地,现在已开发出的品种有:新疆:托里菊花黄、新疆红、阿克陶冰川白、拜城天山蓝宝、鄯善红、哈密双井花、双井红、天山蓝、向东进入甘肃省,品种有柳园红、金昌红、敦煌飞天红、灵岩紫,内蒙古阿拉善的诺尔红,河北康保梅花红。吉林蛟河玉兰花、吉林白,黑龙江林口县楚山灰(属花岗闪长岩,灰白色中斑,是做墓碑石的高档原料,产品供不应求)。


 沿裂隙侵入的基性、超基性岩体有:吉林磐石蓝(黑色小蓝斑晶闪光)、磬石黑,河北易县G1136(石材编号,颜色灰黑),G1137(黑色,为紫苏辉石岩和橄榄二辉角闪岩),在秦祁昆仑地槽系中,分布大量的超基性基性岩体(蛇纹石化),例如:从甘肃康县至陕西勉县间100多公里地段内,有岩体80多个,在青海的大柴旦至乌兰、格尔本至玛泌也分布岩体200多个,以及新疆的天山南北、昆仑山北,是寻找蛇纹岩(大花缘)的有利地带。


 4.显生宇中生界(2.50~0.60亿年)


 包括三叠系、侏罗系、自垩系、经历了印支期和燕山期造山运动。


 在秦岭以北地区以陆相的砂岩、泥岩、火山岩、凝灰岩为主,板石矿产有:陕北一带三叠系延长组中的板岩。内蒙古东部侏罗系火山凝灰质砂板岩、绿色、易劈分、储量大、销路好,具有经济价值。在秦岭以南的地区,三叠系则为海相灰岩、白云岩,经燕山期岩浆岩影响,变质为较好的大理石。如湖北阳新、大冶、通山一带的大理石、宜兴、杭州一带的杭灰、奶油、咖啡等优质大理石。


 在浙江侏罗系火山流纹岩中开发出新的石材品种,属球泡流纹岩,主要品种有:嵊州东方红、红色、紫红色,3~6mm粒径的白色小斑点的均匀分布,光泽度高、质感华贵。嵊州云花红、紫罗蓝色。间嵌白色云状团块。磐安紫檀香,岩性为熔结凝灰色、蓝紫红色、灰紫色,岩石中的假流纹构造形似木纹,其形色酷似檀香木,故名。此类岩石在浙江还有大量分布。喷发的玄武岩,分布于福建福鼎、内蒙克什克腾旗、河北围场、黑龙江、吉林等地,是低档黑色花岗石的原料。


 这一时期沿裂隙侵入的碱性、中性岩体有:河北承德燕山绿、四川米易绿、豹皮花、西昌攀西蓝,辽宁凤城杜鹃红,为中高档品质、矿体较大、具开发远景。


 印支期的花岗岩体相对燕山期来说结晶较好,如海南琼中玉兰白,在灰白色基底上分布白色钠长石斑晶、直径30~50mm,个别达100mm,如玉兰花绽


 放,且岩体巨大。交通方便,是一个理想的投资区。


 燕山期的花岗岩侵位,主要发生在中国的东部和南部见图3.


 

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图3 显生宇中生代燕山运动期中国大陆花岗岩分布示意图

 


 全国花岗石矿山和加工厂也主要集中于燕山期花岗岩带上。主要品种有:广西:桂林红、岑溪红、广东:西丽红、大白花、粉红花,海南:尖峰红、金波红、玫瑰红、四彩花和福建的大部分石材产品,具代表性的有宁德丁香紫、罗源红、安溪红、厦门白、峰白石等,从中可以发现,福建西部的花岗岩偏红色,沿海一带的花岗岩偏灰白色。山东石岛红、樱花红、平度白、珍珠花、五莲红、崂山灰等。总体上是属于浅红、肉红、灰白系列,品质中低档,但以矿体大、产量大、交通方便为优势。


 5.显生宇新生界(0.65亿年~现代)


 包括第三系、第四系,主要是喜马拉雅运动期。


 主要为陆相沉积岩、火山岩、大陆裂隙式侵入岩(如丰镇黑)。其中第三系列红色厚层砂岩,玄武岩。第四系火山喷发的气孔状火山岩(浮石岩)具开发价值。在黑龙江五大莲池地区、云南腾冲地区的浮石岩正在开发浮石岩具峰窝构造就像泡沫塑料一样,即轻、又隔音保温,颜色灰黑、褐紫,又具装饰性,是一个有前景的装饰石材品种。


 6.总结


 6.1花岗石类


 6.1.1片麻岩、混合岩


 太古宇分布于华北地台的太行山、阴山、泰山、沂蒙山一带。


 元古宇分布于地槽区内地台一侧。如,湖北安徽的大别山、山东半岛、新疆天山、广东、广西的云开大山,以及江西一带。


 显生宇分布于新疆昆仑山。


 6.1.2花岗岩


 元古宇晋宁期,扬子地台西缘的康滇地槽区及秦祁昆仑地槽系的四川南江一带,以红色花岗岩为主、花岗岩成熟度(钾化及结晶程度)中上等(国外印度红属上等)。


 显生宇加里东期华力西期:主要沿天山——兴蒙地槽系秦祁昆仑地槽系分布,以红色花岗岩为主,花岗岩成熟度中等。特点是矿体巨大,颜色稳定。


 显生宇印支期、燕山期:主要沿中国东部、南部分布,以浅红色、灰白色花岗岩为主,花岗岩成熟度低等。


 6.1.3基性、超基性侵入岩


 地台区以裂隙侵入式为主、岩体呈脉状成群展布、岩性为辉长石,属浅源岩浆侵入、细晶构造,如万年青、丰镇黑、太白青。


 地槽区内:A.裂隙侵入式:岩体呈脉状、岩墙状展布、岩性为辉杆岩类、斑状构造、辉石和拉长石斑晶可出现变彩效应、非常美妙、岩浆来源较地台区深。但仍属浅源(洋壳内),未达幔源。B. 冷侵位式:为洋壳俯冲于陆壳之下时洋壳的残留体(杆栏岩并蚀变为蛇纹岩)。如陕西留坝大花绿、湖北红安大红绿。沿秦祁昆仑地槽系及天山兴蒙地槽系内,延展分布大量的基性超基性岩体、蛇纹岩体,均为石材中的上品,具开发前景。


 6.1.4碱性、中性侵入岩


 沿地台内或地台边缘的断裂侵入型,呈岩体、岩株状,如何北承德燕山绿、山西墨绿冰花,四川米易绿、攀西蓝,以及灰色的辉长岩体闪长岩体。


 6.1.5喷出岩


 沿地台区内或地台边缘的断裂喷发,包括安山岩、流纹岩、玄武岩和浮石岩等。


 6.2砂岩


 已成为石材品种中的新秀,从元谷宇至显生宇都有分布,找矿要点是,厚层状的长石石英砂岩。分布广泛各种颜色都有。特点是,加工成本低,售价高,市场广阔。


 6.3板岩


 包括泥质、千枚质、云母质、砂质、钙质、火山凝灰质的板岩、都可开发利用。各世代的地层中均有赋存,而且颜色丰富,产量大,关键是要劈分性好,易于成板。特点是:加工简单,成本低,需求量逐年增加。


 6.4大理石


 主要赋存于元古宇——显生宇内,在地台内,沉积厚度稳定,变质程度不高,光泽度差。在地槽区内,遭受动力变质(网状纹既由此因)和岩浆影响,发生重结晶作用,光泽度好,但色差大。沿古地中海分布的米黄大理石(灰华沉积型)分布于西班牙、意大利、埃及、土耳其、伊朗,经我国西藏、云南转入马来西亚、印度尼西亚、菲律宾,在这些地区都出产米黄大理石。在我国的西藏、云南中生界中是否能找到呢?


 7.结语


 我国石材资源优势。


 7.1砂岩、板岩、分布广、品种多。


 7.2花岗石,重点在新疆,矿山大、颜色稳定,品质稳定,品质中档、品种多。


 7.3大理石重点在河南省南阳地区,湘西、鄂西以及陕南一带。



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