龙门山大型装饰用磁性石材矿特征及开发利用前景

罗 梅, 周竹生, 陈新国, 常 亮, 伍建柏

1.成都理工大学 地球化学系，成都 610059； 2.中南大学 地球物理勘察新技术研究所，长沙 410083；3.国土资源部长沙珠宝岩矿测试中心，长沙 410011；4.湖南省有色地质研究院，长沙 410011; 5.湖南天源国土资源勘查有限公司，长沙 410011)

位于四川龙门山脉的青川南部地区是金、铜、铁多金属一级找矿远景勘查区，位于“陕甘川”金三角找金战略区[1]。1∶200 000及1∶50 000区调资料显示[2]，该区磁铁矿化极为普遍，并分布有20 km长的铁矿化点(带)。本文介绍的磁性石材矿，在轿子顶西部已控制低品位磁铁矿(Fe平均质量分数为17%) 1 000多万吨，远景资源4 000多万吨[3]。矿区勘查工作中发现一些奇特的现象：(1)东西向的磁铁矿带(含铜)附近南北极呈180°倒转，中南大学物探工作组对此专门出具了抗磁体专题报告[4]，这是在其他任何磁铁矿区都未能出现过的磁物理现象(一般仅出现磁极偏向，但不会倒转)；(2)有关节炎、颈椎病等亚健康的人在磁异常区生活一星期后，炎症消除，能正常爬山；(3)在此区长期工作人员无论气候变化或冰天雪地，也不论男女老少，只要在磁异常梯度区，均没有感冒病症出现。这些现象引起了我们对磁能探索的兴趣，结合这一矿区岩石颜色、硬度、块度均适合做装饰石材，我们对磁性石材矿的成因、分布及开发进行了研究。

1 新概念石材矿的由来

随着人们生活水平的提高和传统医学的挖掘，新生的生物磁学、磁医学等边缘学科研究与探索，国内涌现了天津人工磁疗医院、湖北莲花山天然磁异常区磁疗养生为特色的中西医结合医院，还有广西巴马长寿村天然洞的磁疗养生等，一时磁疗养生概念被不少人所追捧，并有不少神奇效果案例[5]。该现象突显出生活在以钢结构为框架的高层建筑城市人群高比例(>50%)亚健康，磁能的缺失或许是亚健康祸首之一。但是仅靠人造设备、专业医院、个别磁疗养生区来解决庞大人群的亚健康，不仅不现实，而且代价高又耗费时间。那么，如有一材多用的天然磁性材料将会解决这一问题。笔者的地质勘查发现了这种磁性饰面石材。

该区在大地构造上属于古扬子板块西北部，后龙门山大型推覆体内，同时位于古扬子板块与华北板块结合地带，即川陕甘金三角地区的东南部韧性剪切带内的轿子顶复背斜西翼。该区发育一套元古界海相火山变质岩(通木梁群)。该套岩石以其略高于地磁强度的磁性，因特殊成因所表现出细密绿色调而具独特性，可作为磁疗养生为特点的天然高档饰面石材。

2 磁性石材矿产出特征

2.1 地质特征

矿区于2010年4月～7月开展了1∶2 000磁法、高密度电法综合物探工作[4]，其后开展了1∶5 000地表浅层土壤化探和沟谷水系沉积物化探。结合相关地质勘查，湖南天源国土资源勘查有限公司初步查明磁性异常体的分布特征与延深情况，认为铁矿规模中等，品位较低[3]。

矿区东部(相当于轿子顶背斜轴部位置)出露岩浆岩，主要有元古界晋宁期黑云母二长花岗岩(Pths)、二长花岗岩(Ptl)；矿区中西部(相当于轿子顶背斜西翼)出露地层主要为元古界通木梁群，该群含通木顶组(Ptt)和太阳坪组(Ptty)，岩性为火山熔岩夹火山碎屑沉积岩；其次有震旦系堆窝梁组(Zd)，岩性为变质砂砾岩及石英岩状砂岩；矿区西北部出露元古界晋宁期斜长花岗岩(Ptdy)。晋宁期花岗岩类与围岩元古界通木梁群及震旦系堆窝梁组呈侵入接触关系。

矿区构造包括褶曲和断裂构造，褶曲构造主要为轿子顶背斜西翼(矿区为单斜地层)，地层倾向北西(315°)、倾角60°。断裂主要有近南北向(F1)和北西向(F3、F4)两组(图1)；此外还有北东向和近东西向断裂，主要被后期岩浆脉体(石英脉)充填或切割。

2.2 地层特征

石材矿产出层位主要为元古宇通木顶组和其上覆元古宇太阳坪组。

a.通木顶组：勘查区轿子顶以西观摩顶花岗岩围岩通木顶组，自下而上为一套含磁铁纹层条带石英岩(玉髓)、含磁铁细碧岩、细碧岩、角斑岩、细碧角斑岩、绿帘石凝灰岩。

b.太阳坪组：矿区范围内覆于通木顶组之上的太阳坪组可见中、上两个矿段。

中段(Ptty2)：主要为细碧岩、角斑岩、石英角斑岩等火山熔岩(主矿层)。

上段(Ptty3)：主要为凝灰岩、石英岩等火山碎屑岩。

该地层南北延长达20 km，但以背斜南部转折端处最为发育，构造节理稀疏，每套岩石厚度为100～200 m，总厚度达800 m左右。区域上太阳坪组与通木顶组呈整合接触关系，但矿区内为断层接触，且缺失太阳坪组下段。

2.3 分布特征

在工作区主要进行了2条剖面钻孔勘查(图1)，即编号为3号勘探线(图2)和13号勘探线(图3)两条剖面，主要在太阳坪组中段内控制了10个矿体(D1～D10)。

图1 龙门山青川磁性石材矿地质图Fig.1 Geological map of the Qingchuan magnetic rock producing areas

3号勘探线剖面：地表出露贫铁矿体及细碧岩(磁性石材Sc1-1)、角斑岩(磁性石材Sc2-1)、条带状石英岩(磁性石材Sc3-1)，区域西北部钻孔(ZK10401、ZK10402)中见相应层位，被断层(F1、F2)错断位移。

13号勘探线剖面：主要产出磁性细碧岩型石材(Sc1-1)、磁性角斑岩型石材(Sc2-1)、磁性条带状石英岩型石材(Sc3-1)和细碧岩型石材(Sc1-2)、角斑岩型石材(Sc2-2)。

3 磁性石材矿类型及特征

本区石材类型主要有纹层条带石英(玉髓)岩、细碧岩、角斑岩3种，其次有块状凝灰岩。

3.1 纹层条带石英(玉髓)岩型石材

该类岩石仅见于观摩顶以西，南北长约800 m，平均厚度50 m左右，呈透镜体状产出，属于火山喷发前的海底热泉胶体沉积。石材组构为：石英微晶，少量磁铁矿微粒，发育绿帘石互层的条带状构造。岩石坚硬(硬度6.5以上)，呈巨厚层状，抛光面呈米黄与绿色相间条纹，形似木纹。磁感应强度50～51 μT，用强磁铁吸附感非常明显(图4-A)，无放射性(γ值<4)，无节理，也无内部微细裂纹，板材成材率相当高。

3.2 细碧岩型石材

根据岩石蚀变程度差异，将该品种石材划分为一般磁性细碧岩和强绿帘石化磁性细碧岩2个亚种。

图2 龙门山青川磁性石材矿3号勘探线剖面图Fig.2 No.3 exploration line profile of the Qingchuan magnetic rock mines

图3 龙门山青川磁性石材矿13号勘探线剖面图Fig.3 No.13 exploration line profile of the Qingchuan magnetic rock mines

图4 磁性石材照片Fig.4 Photos showing the identification features of several magnetic rocks(A)磁性石英(玉髓)岩,被磁铁吸着照片; (B)墨绿色一般磁性细碧岩,岩心照片; (C)细碧岩变余霏细-鳞片变晶结构,正交偏光, 200×; (D)灰黑色磁性细碧岩,被磁铁吸着照片; (E)灰黑色角斑岩,岩心照片; (F)角斑岩中金属矿物,光片,正交偏光, 200×

a.一般磁性细碧岩(图4-B)：岩石基质组分均匀、细腻，呈显微鳞片粒状变晶结构，变余霏细结构或变余含火山角砾凝灰结构，长英质矿物、黑云母、绢云母、绿泥石及绿帘石等变质矿物粒径≤0.3 mm，片理化定向构造明显(图4-C)。镜下可见其中所含磁铁矿颗粒细小，且多被长英质矿物包绕，磁铁矿含量不等(TFe平均质量分数为12 %±)，岩石磁性均匀，强度弱-中，少量绿帘石细脉和网脉穿插交织，手感磁性较强(图4-D)。

b.强绿帘石化弱磁性细碧岩：与前者比，绿帘石含量明显增高，呈细脉状、网脉状，小团块状普遍分布，磁性不均匀，手感磁性较弱，应属背景值磁感应强度，即50 μT，花纹较好。

经放射性检测，绿帘石化细碧岩γ值为3～4，一般磁性细碧岩γ值为4～5，远低于国家室内装饰材料标准上限(32γ)。该石材硬度大(莫氏6级)，块度一般3～5 m见方，不具微细裂缝，构造节理间距一般>3 m，成材率高。

本区条带石英(玉髓)岩、细碧岩、角斑岩3种石材的化学组成见表1。由表1可知，磁性细碧岩与普通细碧岩成分相似，只是磁性细碧岩的铁含量高于普通细碧岩。

3.3 角斑岩型石材

岩石特点是角斑以黑色角闪石为主，较均匀分布于灰绿色凝灰质及灰黑色细碧质基质中(图4-E)，角斑粒度有变化，一般从下到上由细变粗再变细之趋势，由3～5 mm向10～15 mm变化，但在同一层中粒度是较均匀的。抛光面呈墨绿基调，黑色斑点。该品种硬度也较大，在6级以上，块状，不具或少见微细裂隙，仅见有构造节理，间距3 m以上，多为两个方向构成菱形或方形块状。此类岩石磁性一般较弱，用0.1 T的磁铁吸引无明显感觉，仅仪器可测，一般为30～45 μT，略低于当地背景值。经放射性检测，γ值最高为4，远低于国家标准。

在细碧岩和角斑岩中除了可见到金属矿物磁铁矿外，还可见到黄铁矿和黄铜矿(质量分数≤2%)，颗粒细小(矿物粒径多≤0.1 mm)，金属光泽明显(图4-F)。

磁铁矿在镜下呈不完整的立方体、八面体及不规则的细粒状，粒度大小不等，为0.01～0.4 mm。但磁铁矿主要呈不规则的细粒状沿脉石(长英质矿物)集合体边缘分布，或被黄铁矿与黄铜矿一起交代，呈骸晶结构或侵蚀结构。镜下黄铁矿多呈不规则细粒(粒径为0.1 mm)及微细粒状，黄铜矿多呈微细粒状。在金属矿物黄铁矿和黄铜矿之间，可见到黄铁矿被黄铜矿沿边缘交代呈侵蚀结构，或沿内部裂纹交代呈细脉状现象。由于上述金属矿物颗粒微细并被长英质矿物包绕，矿石切片镜下见金属矿物颗粒都较新鲜。

表1 各种石材岩石化学组成分析结果(w/%)Table 1 Composition analysis results in all kinds of magnetic rocks

①数据来源于四川省地质矿产局(1995)《清溪幅区域地质调查报告(1∶5万)》；②测试单位：西南冶金地质测试中心。

3.4 块状凝灰岩型石材

基调颜色为灰绿色、绿色，放入水中为碧绿色，抛光上蜡后为碧绿色基调。主要成分为绿泥石、绿帘石及凝灰质火山灰碎屑物质组成。硬度4.8～5(强于大理岩，弱于花岗岩)，放射性强度很低(γ值<3)。该岩石最大特点是韧性强，不易碎裂，颜色鲜艳，磁感应强度低，为25～30 μT(低于当地矿区背景值)，仅仪器可检测具弱磁性，是墙面饰材之佳品。

4 磁性石材矿资源规模

在青川石材矿探矿权区仅初步勘查了0.5 km2，就海拔高度2.4 km以上的小范围初步评估(湖南天源国土资源勘查有限公司，2012)，条带石英岩1.24×106m3，细碧岩19.07×106m3，角斑岩22.90×106m3，块状凝灰岩未作储量评估，前3种石材总储量估算达43.21×106m3(图5、表2)，达到大型饰面用石材规模(>10×106m3)，并接近超大型规模。经中南大学地球物理勘察新技术研究所对矿区2.4 km2范围进行过高精磁测，>50 μT的磁化体达91×106m3，预计仅轿子顶矿区磁性石材资源量达0.15×109m3以上。

因此，本区磁性火山变质岩饰面石材矿已达大型-超大型规模[6]，是非常理想的特种石材资源区，但准确的资源量有待于进一步详勘。

5 磁性火山变质岩的特殊性

龙门山青川石材矿区磁性火山变质岩产于非常独特的地质构造环境，并有较独特的成因特点，该资源在国内具罕见性，分析如下。

首先，青川石材矿区磁性火山变质岩的原岩是一套裂隙式火山喷发岩，这在国内外均少见。这类岩石的特点是矿物晶体非常细腻，反映出快速降温的凝结成岩特点，因而岩石结构致密，部分可作玉髓级玉石原料(如条纹石英岩)。

表2 饰面石材资源量估算表Table 2 Estimation of the decorative magnetic rock resources

图5 石材资源量计算平面图Fig.5 Plane of calculating the magnetic rock resources

其二，该地质体成岩变质过程是，岩浆先进入海底水体并与水接触自变质，再受晋宁-加里东运动区域应力低温热变质，引发明显的磁铁矿化而致该套岩石具有磁性，进而导致该区磁场背景值增高。因而该套磁性岩石的形成具有罕见性。

其三，该石材矿的组成岩石为一套形成于中新元古代并经历浅变质的海相基性火山岩，本身基本不含放射性矿物，而且因距今地质年代久远，即使有微量放射性元素，也已基本衰变；而其他地区含较多磁铁矿而具有磁性的花岗岩类，大多形成于印支、燕山期，并含有放射性元素而致放射性超标(如华南地区印支-燕山期花岗岩普遍含放射性元素都较高)。因此，该套磁性岩石用于饰面石材有其优越性。

其四，该类岩石为海相裂隙式溢流作用成岩，故其规模十分庞大，加之岩石中的磁铁矿粒细小且被长英质微晶包绕而不易被氧化，致其岩石磁性得以保存。这是该套磁性岩石具有的特殊性。

6 磁性石材市场前景分析

据最近报道[7]，广西巴马长寿养生区，由于有地磁异常、负离子、碱性水等的养生因素，到该区养生的人逐年增多，现已人满为患。地球的一般地区地磁约为25 μT，而巴马高达58 μT，高于一般地区的一倍多。其原因是巴马有一条断裂带，直接切穿地壳深达地幔层，导致地磁增强。巴马磁场直接改善人体的血液循环，且具有抗高血压、降血脂、改善微循环、防治动脉粥样硬化和冠心病的作用，可以使脑梗塞患者的血液黏度降低。湖北鄂州莲花山，建有磁疗为特色的中西医结合医院，对于疑难杂症病人具有神奇疗效，其旅游区的磁疗养生也被周围城市人群认可，医院与有关学者共同出版了地域磁疗与养生的专业论文，并公布了一些神奇治病案例[5]。

本文讨论的海相磁性火山变质岩，既可用作高档饰面石材，同时也可替代人工磁疗仪器，恢复因磁屏蔽而造成的磁能缺失。而含磁铁矿的花岗岩磁性既不均匀，而且颗粒较粗，易于氧化变色，特别是大多含放射性矿物，不宜用于室内装饰和作为磁疗饰面石材。

综上所述，以天然磁性饰面石材构建室内磁疗养生屋，将是一个前景广阔的领域，其特点是：一材多用，有益无害。人们将不刻意花时间去磁疗，也不需专门寻找磁异常区休闲养生，使养生的分散性增强。因此，龙门山青川大型-超大型海相磁性火山变质岩(磁性饰面石材)资源的开发利用前景将十分广阔，其价值也将特别巨大。

[参考文献]

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[5] 董天朗，张沪生.地域磁医学和东方传统医学相结合在养生中创造奇迹 [C]//第二届世界养生大会论文集.北京：人民卫生出版社，2002.

Dong T L, Zhang F S. The combination of regional magnetic medicine and traditional eastern medicine in curing miracle [C]//Proceedings of the Second Session of the World Health Assembly. Beijing: People’s Medical Publishing House, 2002. (In Chinese)

[6] 伍建柏.龙门山发现大型磁能养生玉石矿[N].中国国土资源报，2013-11-23(5).

Wu J B. Found large magnetic energy health jade ore in the Longmen Mountain[N]. China’s Land and Resources, 2013-11-23(5). (In Chinese)

[7] 百度网：巴马地磁[K/OL].(2011-12-28)[2013-02-25]. http://www.baike.baidu.com.

Baidu Nets: Obama geomagnetic[K/OL]. (2011-12-28)[2013-02-25]. http://www.baike.baidu.com.