白色大理石成矿地质条件及云南省资源分布概况 二维码
摘要 本文简单介绍了前人对白色大理石、包括云南省白色大理石的相关论述,论述了白色大理石的成矿地质条件及相应成因类型,补充了一些云南省白色大理石矿点,为今后找矿及开展进一步地质工作提供了方向。
关键词 白色大理石 成矿地质条件 成因类型 资源分布 前言 云南作为大理石的故乡,大理石资源种类齐全,品种丰富,白色大理石为其中的优势品种。2010年云南省政府启动了天然饰面石材专项地质调查工作,我单位承担了前后3批的全部23个项目,通过对各区块的调查评价,基本达到了摸清家底的目的。本文在总结包括调查成果在内的地质工作基础上,分析了白色大理石矿的成矿地质条件及成因类型,并按成因类型叙述了一些矿点,可作为今后工作的方向。 1 前人对白色大理石的相关论述 国内白色大理石资源分布及找矿方向,有很多文章进行了论述。浦勇、罗星民在《我国白色大理石开发潜力大》中,对我国白色大理石资源进行了分类统计,介绍了矿床特征及分布状况;林玉华在《“汉白玉”和“宝兴白”之比较》中,对国内具有代表性的白色大理石品种“汉白玉”和“宝兴白”,从开发历史、矿床地质特征、岩石及化学成分特征、物理及装饰性能等方面进行了比较;项新葵、刘南庆在《川西白色大理石矿床的找矿方向》中,分析了川西白色大理石的矿床成因、成矿规律,指出了找矿方向,对其他区域的找矿工作有借鉴意义;谭金华、周克继在《我国白色大理石开发现状及“宝兴白”的战略地位》中,通过对北京房山“汉白玉”、四川雅安“宝兴白”、广西“贺州白”这三种优质白色大理石资源的对比,突出说明了白色大理石资源、特别是“宝兴白”的稀缺性及重要性;邓焕潇在《白色大理石的分布及形成过程初探》中,论述了白色大理石矿的分布及成矿特点。 对云南省大理石、白色大理石资源特点及分布情况的相关文章,作者以我单位居多,资料来源也多出自我单位以往工作成果。夏勋国等在《云南非金属矿产资源形势分析》一文中,统计分析了云南省区域变质型大理石矿的分布情况,认为已有矿点以古元古界苍山岩群、哀牢山岩群、高黎贡山岩群为主,次为瑶山岩群,其他变质岩群中含有大理岩,亦有较大找矿远景;张盛江、杨金明在《云南大理石资源特点、开发现状与对策》中,将云南省大理石按矿床成因划分为区域变质型、接触变质型、沉积型和次生充填型,并简述了大理石的含矿层位、分布区域及品种,区域变质型及接触变质型是白色大理石的主要成因类型;张盛江、杨金明在《云南石材资源特征及开发刍议》中,对白色系列大理石的岩性及矿床特征,主要分布区及品种进行了论述。 王嘉杰在《云南省白色大理石资源概揽》中,认为云南省白色大理石主要分布在四大变质带,即苍山变质带(大理—漾濞)、高黎贡山变质带(怒江州—保山市之腾冲)、金沙江变质带(石鼓—虎跳峡)和哀牢山变质带(元江—河口),并按行政区划列举了一些代表性矿床,均提交了普查以上地质勘查报告。这些白色大理石矿床均属区域变质型,岩石为大理岩、白云石大理岩,品种有粗颗粒的雪花白,细颗粒的羊脂玉、汉白玉等。摘其要点列表,详见表1。 表1 云南省白色大理石矿床一览表
笔者在《石材》2022年第1期《白色大理石含义己见》一文中认为,沉积的碳酸盐岩未经历重结晶,未发生褪色蚀变,颜色不够白,无法形成白色大理石;只有通过变质作用,发生褪色蚀变,才可能形成白色大理石。变质作用形成的白色大理岩,主要有两种岩石,一种是方解石大理岩(简称大理岩),一种是白云石大理岩。 2 白色大理石成矿地质条件 只有具备了成矿地质条件,才能形成相应的矿产。白色大理石的成矿地质条件主要有: 2.1 地层条件 地层条件为主要成矿控制因素,提供基本成矿物质来源,是白色大理石成矿基础。地层中包含有特定时期沉积的物质,物质赋存于相应的地层中,原始沉积的碳酸盐岩就是物质来源。“巧妇难为无米之炊”,地层是成矿的先决条件,其中的物质来源就是“米”。没有原始沉积的碳酸盐岩,就无法形成白色大理石矿床。 地层中分布有丰富的碳酸盐岩,才可能为成矿提供充分的物质来源,形成规模巨大的白色大理石矿床。 2.2 变质条件 变质条件是白色大理石成矿的必要条件,是成矿的关键因素,决定了矿石的颜色、粒度以及花纹图案组合,也即决定了大理石的品种。如果把地层物质比作“米”,而变质作用就好比“烹饪手段”,有了“米”,还必须有加工手艺,大自然这个“巧妇”才能“做出”白色大理石。 变质作用是指先成岩在地下高温高压和化学活动性流体的参与下,在固态状态下改变其结构、构造或化学成分,从而形成新岩石的作用过程。一般说来,岩石是否变质,以有无重结晶现象或者是否出现变质矿物为标志(特别是在温度升高的情况下)。 与白色大理石成矿相关的变质作用主要有两种类型: (1)区域变质作用 指大面积的、作用因素复杂的、长时间的由于区域性地壳活动而产生的变质作用。区域变质作用主要变质因素是温度、压力和流体,以分布范围广、变质环境多样和变质因素复杂为特征。形成的变质岩与原岩相比,在矿物组合、结构构造和化学成分等方面都有明显的改变。其主要特征是呈面型分布,出露面积从几百至几千平方千米,影响范围可达几千至几万平方千米,形成深度可达20km2以上。 区域变质岩由于受温度影响,重结晶作用显著;又因受到强大定向压力的作用,具有明显的片理构造;受岩浆活动影响,岩石的化学成分和矿物成分也有很大变化。因此,区域变质岩是在各种变质因素综合作用下产生的。 (2)接触变质作用 接触变质作用是以岩浆作用为主要热源的一种局部变质作用。岩浆活动散发出的热量和析出的气态或液态溶液引起的变质作用,主要发生在岩浆体周围接触带的围岩中。根据变质作用过程中有无交代作用可分为热接触变质作用和接触交代变质作用,前者以热力(高温)作用为主,原岩发生重结晶,化学成分没有显著改变,没有明显的交代作用;而后者除热力作用外,伴随有显著的交代作用,原岩的化学成分发生明显改变。 碳酸盐岩变质后形成的白色大理岩或白云石大理岩,产于岩体周围的接触变质带上,分布宽度变化很大。与岩体距离的不同,变质作用的程度也不相同,质量变化较大。 2.3 构造条件 构造条件包括褶皱与断层,对白色大理石的成矿,其影响是负面的。 构造作用对石材矿产的影响一般主要表现为:(1)直接破坏矿体的形态、规模及连续性;(2)构造带发育的节理裂隙破坏矿石块度,影响矿石的荒料率及利用性能。 2.4 岩浆条件 指的是岩浆与沉积碳酸盐岩的接触。如果是成矿后岩浆再次侵入,因挤压而产生节理裂隙,对原有矿体造成破坏,将影响矿石块度及荒料率,甚至形成破碎带,导致无法利用。成矿后岩浆的再次侵入,可能造成叠加,形成新的品种。 岩浆活动对大理石矿的形成有一定的改造作用,为大理岩的形成提供热力,也可发生交代作用,使大理岩发生褪色蚀变,形成洁白、均匀的大理石。 综上,白色大理石的成矿地质条件中,地层条件与变质条件属有利条件,而构造条件为有害条件,岩浆活动是形成接触变质型白色大理石矿床的必备条件。 3 白色大理石成因类型 白色大理石是沉积的碳酸盐岩经变质作用形成的,变质作用的类型即为其成因类型。因此,白色大理石有两种成因,一种是区域变质,动力是地壳活动,形成区域变质型大理石矿床;一种是接触变质,动力是岩浆活动,形成接触变质型大理石矿床。 3.1 区域变质型大理石矿床 分布于区域变质带内,由区域热动力变质作用形成。一般矿床规模较大,潜在经济价值高,如苍山、哀牢山、高黎贡山等变质带内的白色大理石矿床。矿体多呈层状、似层状,延伸长数百米至数十千米,厚数十米至百余米。矿体在相当大的范围内,产状较稳定,荒料率较高。矿石结构构造、矿物成分、粒度变化较小,质地均匀,颜色、花纹图案较稳定,多为装饰石材精品,如大理“苍白玉”、河口“河口白”、元阳“白晶玉”、贡山“羊脂玉”、福贡“雪花白”等。 3.2 接触变质型大理石矿床 主要分布于岩浆岩与碳酸盐岩外接触蚀变带内,由岩浆侵入时对碳酸盐围岩的热力或热液作用形成。矿床规模一般较小,矿体多呈透镜状、环状产出,受接触带控制,一般不规则,延伸及宽度厚度多不稳定,矿石品种及花纹图案变化较大,成矿规律性不强。矿石多破碎、荒料率不高,但可能形成特殊品种,多为稀有精品,如华坪“冰玉”、东川和禄劝“汉白玉”等。 原始沉积的碳酸盐岩,遭受变质作用,才可能形成白色大理石矿。区域变质,可比喻为“慢火细炖”,受热均匀,内外远近差异较小,品种稳定;接触变质,就像“猛火快熟”,热力不持久,并随着距离的远近有温度的变化,从而导致品种变化较大,远离者,因“火候不够”,甚至可能无法形成白色大理石矿。岩浆的侵入,虽然对形成白色大理石有利,但侵入难免造成伤害,导致原岩块度降低,甚至破碎无法成矿;热力烘烤,影响范围有限,规模不大。矿体规模的相对大小,与岩浆岩体的规模呈正相关关系。 4 云南省白色大理石矿点 我单位承担了云南省地勘基金前后3批饰面石材调查评价项目,对省内白色大理石的资源分布有了更多了解。调查工作程度不高,成果可作为以往资料的补充,下面分地域简述代表性矿点。 根据变质作用的不同,矿点可以划分为区域变质型及接触变质型。区域变质型主要分布于怒江州、哀牢山、临沧市沧源县一带,而接触变质型与岩浆活动有关,在华坪、禄劝、东川等地有所发现。 4.1 区域变质型 (1)怒江州 怒江州白色大理石资源丰富,由北至南,主要沿怒江两岸分布于贡山、福贡、泸水一带,属于高黎贡山变质带的一部分。 怒江两岸区域变质作用广泛存在,表现为石炭系地层普遍发生变质,灰岩、白云岩重结晶形成了以白色为主的大理岩、白云石大理岩。矿物结晶颗粒大小不一,形成相应的大理石品种。 怒江两岸出露地层主要为下石炭统,另有部分古元古界高黎贡山岩群,总体走向近南北向,倾向或东或西,近于直立,陡倾、单斜,产状75°~110°∠55°~88°或255°~300°∠65°~88°。已发现多处矿点,主要分布于贡山县城以北至云南与西藏交界一带,多属丙中洛镇管辖;另外贡山县城以南至福贡及泸水一带也有分布,且以往石材地质工作程度较高(多集中于福贡县)。 下石炭统呈条带状分布于怒江两岸,岩性主要为大理岩、板岩、砂岩,具备良好成矿地质条件。根据其岩性组合特征,可大致分为五层,第一层、第三层和第五层岩性主要为板岩、砂岩(第五层中夹有少量大理岩),第二层和第四层主要为中厚层—块状大理岩,为白色大理石主要赋矿层位。 变质岩中的碳酸盐岩,形成了怒江大理石成矿带,奠定了区内大理石的找矿基础。区域变质作用形成的大理岩、白云石大理岩,成为区内优质白色大理石的主要找矿方向,断裂构造较不发育区域是良好找矿靶区。多种控矿因素并存,为区内白色大理石形成提供了条件,已开发和发现的品种有怒江白玉(羊脂玉)、福贡白、雪里翠等。 怒江州白色大理石矿点情况详见表2。 表2 怒江州白色大理石矿点简表
表2中,矿点1~10位于贡山县城以北,矿体主要赋存于下石炭统第二层、第四层,分布于贡山县丙中洛镇秋那桶、初干、石坡、雾里、碧瓦、丙中洛、小茶腊,捧当乡比毕里、吉木斗、罗坡。矿点11~18位于贡山县城以南,矿体多赋存于下石炭统(个别赋存于古元古界高黎贡山岩群),分布于贡山县普拉底乡齐郎当、力透底、禾波;福贡县石月亮乡尼俄米底,上帕镇拉甲木底,架科底乡架科底,子里甲乡子里甲;泸水市古登乡马跨地。 白色大理石的岩性为大理岩、白云石大理岩,根据结晶颗粒大小的不同而有品种的差异。其中结晶细腻的具微—细粒变晶结构,品种为怒江白玉(羊脂玉)——以吉木斗及罗坡为代表,福贡白、雪里翠——均以拉甲木底为代表;颗粒相对较粗的具细—中粒变晶结构,品种有冰花白——以比毕里为代表。 怒江州大理石品种众多,以白色系列资源量最大,约占总资源量的70%。品种主要有怒江白玉、福贡白、雪花白、雪里翠等,初干、雾里、小茶腊、比毕里、吉木斗等矿点有进一步工作价值,矿石质量和开发利用条件较好。 矿点分布于怒江两岸,属高山峡谷地貌,地形陡、高差大,陡崖四立;矿体走向近南北向,呈层状产出,近于直立,产状陡倾,规模大小不一。考虑开采技术条件以及对地表植被及环境的保护,未来矿山开采方式不宜露采,建议硐采。 (2)哀牢山 围绕哀牢山,主要分布于红河州屏边、河口、元阳、红河及玉溪市元江、新平等县,属于哀牢山变质带的一部分。与白色大理石矿相关的含矿层位主要有古元古界瑶山岩群、哀牢山群阿龙组、三叠系永宁镇组。瑶山岩群主要分布于河口县坡头寨、交包一带,哀牢山群阿龙组主要分布于元阳县嘎娘—新平小坝多一带,三叠系永宁镇组主要分布于屏边县旧庄科—嘎本一带。详见表3。 表3 哀牢山变质带白色大理石赋矿层位及品种简表
①下三叠统永宁镇组 永宁镇组岩性主要为碳酸盐岩、碎屑岩,在屏边县新现乡旧庄科—嘎本一带经变质形成大理岩夹云母片岩,白色大理石即产于其中。矿点走向北西—南东,倾向北东,长度大于14km,宽1~3km,厚度大于300m。矿石主要为白色、灰白色、浅灰色大理岩,具细—中粒变晶结构,块状构造。矿物成分单一,几乎全由方解石组成,仅含少量白云石及铁质。白色大理石分布于矿体上部,品种为屏白玉。 永宁镇组是大理岩的含矿层位,具备较好的成矿地质条件,在屏边县新现乡水塘坡、底咪一带最为集中,矿体呈狭长层状产出,规模较大。主要有水塘坡矿体,延伸长>2000m,宽100~1000m,厚度100~200m;底咪大老白、大火地、期扯矿体,各矿体延伸长大于3000m,宽1000~3000m,厚度大于300m。 ②古元古界瑶山岩群 瑶山岩群岩性主要为片麻岩、片岩、变粒岩夹少量大理岩,经调查,大理岩在其中呈似层状分布,有价值的矿点两个,即河口县瑶山乡交包、莲花滩乡坡头寨。 交包矿体呈似层状产出,延伸长约2km,出露宽100~400m,厚度30~250m,上部白色细—中粒大理岩,下部灰白色细粒大理岩。 坡头寨矿体呈似层状产出,延伸长约3km,出露宽100~550m,厚度30~300m,上部白色粗粒大理岩,下部灰白色中粒大理岩。 白色大理岩分布于矿体上部,厚10~160m,品种为雪花白,质量较优;灰白色大理岩分布于矿体下部,厚30~140m。 “雪花白”于1998年被评为“中国石材名特品种”白色系列大理石7种之一。 ③古元古界哀牢山岩群阿龙组 阿龙组岩性为黑云斜长片麻岩、黑云斜长变粒岩以及少量斜长角闪岩,底部分布有大理岩。大理石矿点主要分布于元阳县嘎娘—新平县小坝多一带,呈似层状、透镜状产出,断续分布,走向北西—南东,倾向北东,一般长约500~2300m,宽50~600m(个别1200m),厚40~400m。矿点有元阳县嘎娘、哨普、东瓜寨、芭蕉岭,红河县土鲁白、他撒,元江县半阳、砂苦、者嘎,新平县小坝多,规模大小不一,白色大理石即分布其中。 以元阳县哨普矿点为例,矿石岩性主要为白色大理岩及浅灰、灰白色大理岩,具细—中粒变晶结构,块状构造,矿物成分主要为方解石,含少量白云石及铁质。白色大理岩主要分布于矿体上部,厚10~70m,矿石品种为白冰花;灰、灰白色大理岩分布于矿体下部,厚30~100m,矿石品种为米汤花。 哀牢山岩群阿龙组白色大理石矿点走向北西—南东,倾向北东,规模大小不一,详见表4。 表4 哀牢山岩群阿龙组白色大理石矿点简表
(3)临沧市沧源县湖广 位于沧源县芒卡镇湖广村一带。矿体赋存于新元古界允沟组中,根据分布位置的不同,可划分为M1、M2两个矿体。矿体呈单斜层状产出,走向近南北向,产状80°~120°∠24°~52°,分布较稳定。M1矿体走向延伸长大于2400m,平均出露宽约800m;M2矿体走向延伸长大于3800m,平均出露宽约1900m。矿石主要为灰白—浅灰色大理石(约占90%),次为白色大理石(约占10%),矿石岩性均为白云石大理岩,具细粒粒状变晶结构,块状构造。矿物成分主要为白云石,含少量方解石及铁质,唯颜色与结构不同。 该区新元古代沉积了厚度较大的碳酸盐岩,普遍遭受了区域变质作用,形成了白云石大理岩。大理石成矿条件较好,岩脚后山—老厂—小寨—岔沟一带自然块度大。 4.2 接触变质型 接触变质矿床分布无规律,规模较小,其形成与岩浆活动直接相关。在丽江市华坪县、昆明市禄劝县及东川区,调查发现几个质量较好的接触变质型大理石矿床。其中,东川区白色大理石矿点均为南华纪辉绿辉长岩体沿二叠系底部顺层侵入,与灰岩、白云质灰岩发生接触变质形成。 矿体受岩体分布控制明显,仅接触带附近发生褪色蚀变,形成白色大理岩,品质上佳者可达“汉白玉”级别。详见表5。 表5 接触变质型白色大理石矿点地质特征表
接触变质型大理石矿床,以昆明市东川区一带较为典型。从时间上来看,主要发生于古生代二叠纪早期,这一时期形成的碳酸盐岩在南华纪侵入岩热动力改造下变质重结晶、褪色形成白色大理岩;从空间分布上来说,白色大理岩主要分布于昆明市东川区汤丹镇和红土地镇。 东川白石岩一带岩浆活动激烈,表现为大规模的二叠纪多个旋回的玄武岩喷发,形成峨眉山玄武岩组,以及南华纪基性岩浆沿二叠系底部顺层侵入,形成条带状、岩脉状分布的辉绿辉长岩体,规模及影响较大,与碳酸盐岩发生接触变质作用,形成了品质较好的灰白、白色大理岩。 东川一带白色、灰白色微粒大理岩的形成,除受地层控制外,还与南华纪辉绿辉长岩体的分布有着密切关系,如白石岩、双塘、小白岩和小沙坡等均遵循这一规律。南华纪辉绿辉长岩体沿二叠系底部顺层侵入,与二叠系灰岩发生接触变质作用,因重结晶及褪色蚀变,品质得以大幅提升,形成了白色大理岩。白色大理岩与岩体如影相随,且矿层厚度与岩体规模呈正比例关系。辉绿辉长岩体的大小与白色大理石矿体的规模正相关,地层上部的灰岩、白云质灰岩未发生变质,未形成白色大理石。 5 结语 在白色大理石成矿地质条件中,地层条件为主要成矿控制因素,提供了基本成矿物质来源,其岩性主要为灰岩、白云岩,以及二者之间的过渡岩石;区域变质作用是成矿的关键因素,决定了矿石的颜色以及矿物结晶程度,形成对应品种。丰富的碳酸盐岩为成矿提供了物质条件,沉积稳定的碳酸盐地层,总厚度及单层厚度大,才能形成规模较大、荒料规格大的矿体。 变质型碳酸盐岩,包括区域变质作用及接触变质作用形成的大理岩,需要具备重结晶及褪色蚀变现象,才可能形成白色大理石矿床。区域变质作用因为面积较广泛,受原沉积碳酸盐岩层位控制,叠加以变质作用,总体规模较大,具一定规律,找矿及勘查效果较好。而接触变质作用一般范围较小,规模较小,规律性不强。 本文从资源角度对云南白色大理石矿点进行了补充,叙述了主要含矿层位及其分布。区域变质型主要分布于怒江州下石炭统,哀牢山一带下三叠统永宁镇组、古元古界瑶山岩群及哀牢山群阿龙组,临沧市沧源县湖广一带,规模大;接触变质型分布无规律,与岩浆岩体的分布有关,规模均较小。白色大理石与灰白色大理石,在白度上有些差异,多呈渐变过渡关系。 本文利用调查成果及以往工作资料,补充了一些白色大理石矿点,说明了资源分布情况,提供了今后工作的方向。如有进一步工作价值,需要加强地质工作,最终确定矿床。限于外部条件,如生态红线、保护区、基本农田、公益林等影响,有的区域开发有一定困难。 ![]() |
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