安徽宿松小崗大理巖礦地質特征及成因

李桂生，王超峰

(中國建筑材料工業地質勘查中心安徽總隊，安徽 合肥 230031)

小崗飾面石材大理巖礦床位于宿松縣城北西方向約35km處，屬大別山南麓低山區，山坡陡峻，為一大型區域變質型飾面石材礦床。

1 區域地質概況

礦區大地構造位置處于秦嶺—大別造山帶(Ⅱ)大別構造帶(Ⅱ2)宿松—肥東印支構造帶(Ⅱ22)南部。區內地層屬南秦嶺—大別山地層區、桐柏—大別山地層分區、岳西地層小區，主要出露太古界、元古界地層；褶皺主要為二郎河不對稱倒轉復式向斜，核部為宿松群虎踏石組，軸向北西；斷層較發育，總體構造線方向北西—南東向；巖漿巖主要為分布于區內北東部的宿松期花崗巖(圖1)。區內地層已發生強烈變質作用，主要巖石類型有片麻巖、片巖、白云石大理巖、大理巖以及石英巖、淺粒巖、變粒巖、磷灰巖、變質礫巖等[1，3]。

2 礦區地質特征

2.1 地層

(1)上太古界大別山群橋嶺組(Ar2q)。

分布于礦區南西部，厚—巨厚層混合巖化黑云斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖、二云斜長片麻巖、變粒巖、淺粒巖，厚339～1 700m(圖2)[1]。

(2)下元古界宿松群大新屋組上段(Pt1d2)，分布于礦區中部，分三個巖性段。

第一巖性段(Pt1d2-1)：白色、灰白色、淺灰色厚層狀含石英白云石大理巖、白云石大理巖，夾少量白云石英片巖，頂部為含炭質絹云千枚巖，未見底，礦區厚度161.57m。與下伏橋嶺組呈斷層接觸。

第二巖性段(Pt1d2-2)：白色、乳白色、灰白色、淺灰色、青灰色厚—巨厚層含石英白云石大理巖、白云石大理巖，含多層白云石英片巖及少量石英巖透鏡體，頂部為白云石英片巖，走向連續且穩定。厚度192.30～229.10m。

圖1 區域地質簡圖

第三巖性段(Pt1d2-3)：白色、乳白色、灰白色、淺灰色、青灰色巨厚層—塊狀含石英白云石大理巖、白云石大理巖、含方解石白云石大理巖，中部夾少量白云石英片巖、黑云角閃片巖透鏡體。厚度138.31 ～ 178.01m。

(3)下元古界宿松群柳坪組(Pt1l)。

柳坪組下段(Pt1l1)：白云石英片巖、磷灰巖、薄層狀含石英白云大理巖夾含錳石英巖，底部為含磷白云母石英片巖夾薄層大理巖，厚度87～202m。

柳坪組上段(Pt1l2)：黑云斜長片麻巖、白云斜長片麻巖、白云石英片巖及斜長角閃巖，厚140～790m。

(4)下元古界宿松群虎踏石組(Pt1h)。

分布于礦區北東部，白云母石英片麻巖、二云石英片巖、厚層淺粒巖夾黑云鈉長片麻巖、黑云鈉長角閃片麻巖、含滑石白云石英片巖。厚＞347m。

(5)第四系(Q)。

廣泛分布于礦區內，為黃色、灰黃色松散沖積亞粘土、砂質粘土、含礫粘土，厚0.50～15.25m。

2.2 構造

礦區褶皺為二郎河不對稱倒轉復向斜南西翼，總體呈倒轉單斜層狀產出，產狀170～230°∠50～70°。

區內發育3條斷層，F1為區域左行平移斷層，產狀約14°∠62°，控制了礦體南部邊界；F2為平移正斷層，產狀約44°∠73°，斜切礦體，沿斷層裂隙發育，對荒料率有一定影響。

2.3 變質巖

變質巖為礦區出露最廣的巖石，主要有片麻巖、片巖、白云石大理巖、大理巖及石英巖、淺粒巖等。

3 礦體地質特征

3.1 礦體特征

礦體賦存于下元古界宿松群大新屋組上段第一至第三巖性段地層中，出露于小崗—曉星—江沖一帶，西、東側至探礦權邊界，北東至柳坪組下段(Pt1l1)界線，南西至F1斷層，東西長1 750m，南北寬490～680m，大致呈長方形分布；礦區第四系覆蓋較厚，僅局部礦體裸露地表；受礦權、地形和F2斷層影響礦體分為I、Ⅱ兩個礦段[1]。

(1)I礦段：位于F1、F2斷層之間，由大新屋組第一、第二巖性段組成，倒轉單斜層狀產出，產狀200～225°∠50～58°，東西長884m，南北寬136～534m。出露標高317.85～198m。

(2)Ⅱ礦段：位于F1、F2斷層以北，主要由大新屋組第二、第三巖性段組成，單斜層狀產出，產狀195～235°∠45～65°，東西長1 374m，南北寬56～452m；出露標高370.30～185m，至開采標高+175m，相對最大高差220.30m，系礦區主礦段。

3.2 礦石類型及品種

3.2.1 礦石自然類型

(1)白云石大理巖。

乳白色、白色局部淺灰色，微—細粒狀變晶結構，厚層—致密塊狀構造。主要礦物成分為白云石(＞95%)，無色或白色，呈半自形—自形粒狀變晶，高級灰白干涉色，少量石英及方解石，系主要礦石類型。

(2)含石英白云石大理巖。

白色局部灰色，微—細粒狀變晶結構，厚—致密塊狀構造。礦物主要成分為白云石，次為石英，少量方解石。白云石呈半自形粒狀變晶，高級灰干涉色，含量約90%；石英粒狀，無解理，不規則細脈狀、條帶狀分布，含量6%～10%；少量方解石，含量＜1%。

(3)含方解石白云石大理巖。

灰白、淺灰、青灰色為主，微—細粒變晶結構，厚層、致密塊狀、條帶狀構造。主要礦物成分為白云石(＞90%)，少量石英(＜5%)及方解石(3%～6%)。白云石呈半自形粒狀變晶，高級灰干涉色，石英粒狀，無解理，不規則細脈狀、條帶狀分布，方解石半自形粒狀變晶，青灰、淺灰色條帶狀分布。次要礦石類型。

3.2.2 礦石品種

依據礦石顏色分為漢白玉、彩云玉兩個礦石品種，漢白玉包括白云石大理巖、含石英白云石大理巖2個礦石自然類型，呈白、乳白；彩云玉自然類型為含方解石白云石大理巖，以白、灰白夾青灰色為基調。二者受層位控制，走向上呈似層狀，垂向上不等厚交替分布，漸變過渡，無明顯界線[4]。

3.3 礦石質量特征

3.3.1 裝飾性能

漢白玉顏色潔白細膩、質地均勻純正、晶瑩如玉，適合各類朱欄、人物雕塑及大面積墻體裝飾等；彩云玉花紋新穎美觀，紋理自然大方，似山巒、云霧，形如彩云，具有較好的拼接裝飾性能[5]。

礦石中局部含有少量色斑、色線，為暗灰色、淺灰色不規則狀分布的方解石團塊或裂隙充填物，無規律分布，尤以裂隙充填物形成的色線風化后呈淺黃色，對漢白玉有一定影響，彩云玉影響不明顯。

3.3.2 礦石的放射性

礦區按礦石品種采集了2件放射性樣品進行測試，結果 IRa、Iγ值分別為 0.1、0.1 和 0.1、0.1，達到標準(DZ/T 0291-2015)A類產品質量要求[2]。

3.3.3 物理性能

礦區采集若干樣品做了壓縮強度、抗壓強度、彎曲強度(干燥)、彎曲強度(水飽和)、耐磨性測試，測試結果平均值分別為88.5MPa、76.2MPa、10.89MPa、6.94MPa、22.3g/cm2，滿足標準 (DZ/T 0291-2015)要求[6]。

3.3.4 礦石化學成分

礦區選取代表性工程連續采取了627件化學分析樣品，平均化學成分CaO 25.16%、MgO 16.19%、SiO218.10%、Al2O30.33%、TiO20.184%、Fe2O30.017%、酸不溶物7.53%。礦石中白云石含量較高，具有較好的耐酸堿性能，同時白度較高，

滿足涂料工業用粉體原料質量要求。

3.4 荒料率

礦區發育3組主節理，以剪性節理為主，張性節理次之，通過12處礦體出露較好地段進行荒料率測定，圖解荒料率為22.65%，經礦區內2個試采點荒料率校正后礦區荒料率為21.29%。

3.5 圍巖與夾石

礦體頂板為上太古界大別山群橋嶺組上段混合巖化黑云斜長片麻巖，底板為下元古界宿松群柳坪組下段含磷白云母石英片巖，與礦體界線清楚，兩側圍巖與礦石巖性一致，覆蓋層為第四系含礫粘土。

礦體內有10個夾石體(J1～J10)，多呈似層狀、透鏡狀順層分布，J1為含炭質絹云千枚巖，其余為白云母石英片巖，其中J1、J7呈似層狀，厚度較穩定，為巖性分層標志。

4 礦床成因

賦礦層位于宿松群大新屋組上段，主要巖石類型為白云石大理巖、含石英白云石大理巖夾云母石英片巖，原巖相當于淺海相或臺坪相沉積環境沉積的白云巖、灰質白云巖、硅質巖及含硅質富鎂碳酸鹽巖等；據礦物共生組合特征，云母石英片巖為白云母+石英+黑云母+鈉長石、大理巖為白云石+方解石+滑石，為高壓過渡型礦物組合，屬中高壓綠片巖相—低角閃巖相，通常認為變質作用發生在地殼15～25km深度，壓力在2kPa以上，變質溫度約為380～430℃，并具有多期性，依據區域構造環境系印支期揚子板塊與華北板塊碰撞的產物，屬區域變質型礦床[7-8]。

5 結論

(1)小崗大理巖礦是一個區域變質型的大型飾面石材礦床，礦體賦存于下元古界宿松群大新屋組上段地層中，呈倒轉單斜層狀產出，厚度穩定，有漢白玉、彩云玉兩個石材品種，礦石質量及裝飾性能較好。

(2)礦山荒料率21.29%，礦石中白云石含量較高，石英含量適中，白度較高，酸不溶物較低，達到粉體原料質量要求，可以充分綜合利用，具備建設綠色礦山條件。

(3)該類礦床受地層、構造控制，區域內宿松群大新屋組上段地層有廣泛分布，礦區走向方向具有一定地形，構造相對不發育地段均具有一定成礦潛力。