湘西州饰面石材资源特征及找矿方向

张绍燕

（湖南省地质矿产勘查开发局四○五队，湖南 吉首 416000）

湘西州饰面石材资源特征及找矿方向

张绍燕

（湖南省地质矿产勘查开发局四○五队，湖南 吉首 416000）

湘西州饰面石材丰富、品种较多，且较新颖，主要为产于寒武系—奥陶系碳酸盐岩中的沉积成因的彩色大理石矿床。样品抛光后，光泽度好、物像清晰、绚丽多彩、美观大方、古朴典雅，且易于拼接，装饰性能良好，具有较高的开发价值和良好的开发前景。文章在阐述了饰面石材的资源特征基础上，探讨了找矿方向。

饰面石材；资源特征；找矿方向；湘西州

1 区域成矿地质条件

湘西州位于扬子地台东南缘[1]。湘西州总体构造为由保靖—玉屏和花垣—慈利2条深断裂联合构成的向NW凸出的弧形构造带[2]，在上扬子构造区是一个在扬子旋回基础上发展起来的长期沉降单元。自震旦纪以来到三叠纪除缺失下泥盆统和石炭系外，其他各地层发育齐全，接受了上万米的海相沉积层。区内赋存于古生代和三叠纪地层中的饰面石材广布于龙山、永顺、花垣县境的西北部，具有多层位、多部位、多品种的石材类型。从地层沉积和岩相特征来看，震旦纪—志留纪接受了600～3 300余米的盖层沉积，明显地显示出区内具有水下隆起的特点，加里东运动成为一个呈NE-SW方向隆起剥蚀区。在岩相上，中、上寒武统区内沉积物以含有泥质组分的碳酸盐为主，岩性以泥质条带灰岩为特征。

2 饰面石材品种及主要物理性能

湘西州石材资源十分丰富，在所属的8个县(市)内，已发现石材产地276处，计109个品种[3]。按成矿作用可分为沉积型、区域变质型、脉状充填型和古岩溶型等，其中以沉积型为主。

2.1 沉积型饰面石材矿床

该类矿床为沉积成因的碳酸盐岩，按岩石的岩性可归纳为灰岩型和白云岩型。主要产于寒武系、奥陶系。一般层位稳定，规模大。代表性的品种有黑木纹、皇家金檀、龟纹石、武陵墨玉等。

(1) 木纹系列：该系列包括黑木纹、红木纹、绿木纹、灰木纹、古木纹、白木纹、黑檀木纹、金檀木纹、紫檀木纹等9个品种，产于多个地层层位，主要产于寒武系，其次为下奥陶统盘家嘴组，以中上寒武统灰—深灰色厚层灰岩、纹层状灰岩及厚层状白云岩夹薄层白云岩为主。其物理力学性能较好，样品经加工后，光泽度、成像性能较好，色泽古朴大方，花纹美丽、别致，具有天然的木纹图案，装饰性能良好，是建筑饰面石材的佳品。在区内分布最为广泛，资源量一般约为1 000～5 000万m3，大者＞5 000万m3。

(2) 檀木系列：该系列包括皇家金檀、皇家紫檀、皇家黑檀等品种。主要产于中寒武统敖溪组至上统车夫组。岩性为灰色厚层夹中层条带状灰岩及灰—深灰色厚层—巨厚层网纹、纹层状泥质条带状灰岩。岩石切割条带完1～2cm，条带之间为细小的纹层，纹层清晰。光泽度及成像性能良好，色泽古朴大方，花纹美丽、别致，具有天然的木纹图案，装饰性能良好，是建筑饰面石材的佳品。资源量大，约1 000～4 000万m3，小者400万m3。

(3) 龟纹系列：该系列包括红松皮、永顺红、龟背石等品种。区内分布较广，有多个产出层位。其一为产于上寒武统探溪组上段，岩性为灰色中—厚层龟纹灰岩。样品经加工后，抛光面显灰黑—黑色条纹，弯曲状，将抛光面分割成一个个小型图案，似龟壳。光泽度好，色彩绚丽，美观大方，是饰面石材装饰材料的佳品，资源量达8 000万m3。其二为产于中奥陶统宝塔组和牯牛潭组，主要岩性为灰褐色带紫红色厚层灰岩夹龟裂纹灰岩，产头足类及三叶虫化石。本类型饰面石材抗压强度77～167MPa，平均112.7MPa，内摩擦角33°12′，抗剪强度11.58MPa[3]，布氏硬度78MPa，光泽度81[4]，均符合我国建筑饰面材料的饰面石材板材的规定要求。资源量较大，一般为60～300万m3，大者达1 000万m3。

(4) 武陵墨玉：该品种分布较广，主要产于寒武系黑色中厚层状灰岩中，其次见于下奥陶统红花园组，岩性为灰黑色厚层生物屑灰岩，见海百合茎化石。矿石标本打磨抛光后，层理清晰可见，光泽度较好，色泽朴实，庄重典雅。资源量约50～600万m3。

该类沉积型饰面石材包括一类“含化石或特殊构造”[4]类型，常具有美丽而特殊的花纹，不仅可以制成装饰板材，而且还可制成各种工艺品。由于其形成环境的特殊，因此分布零星，较为珍贵。区内最典型的是龙山、吉首、凤凰等地产于寒武纪、奥陶纪浅灰色夹灰色或灰黑色厚层生物碎屑灰岩中的海百合品种，生物屑主要由海百合茎化石组成，局部夹条带状或纹层状灰岩。样品加工后，抛光面光泽度、成像性能好，有的海百合茎化石清晰可见，深灰色，局部为灰色，色彩明快、绚丽，图像美观别致，板材易于拼接，是高级建筑饰面材料之一。资源量约100～300万m3。

2.2 区域变质型饰面石材矿床

该类矿床系原岩经轻微变质重新结晶形成。

(1) 金镶玉：主要见于下二叠统茅口组，岩性为灰色厚层块状灰岩、粉晶灰岩，岩石具砂屑结构，方解石脉发育，呈团块状及细脉状，铁质浸染呈紫红色，局部呈褐黄色或浅紫红色。该品种物理力学性质良好，其抗压强度110～116MPa，内摩擦角40°39′，抗剪强度4.79MPa，均符合国家建筑饰面材料的饰面石材板材的规定要求。样品打磨抛光后，光泽度、成像性能好，图案朴实大方，是饰面石材品种中深受喜爱的品种之一。资源量＞100万m3，小者约10万m3。

(2) 紫木纹：主要产于板溪群五强溪组，岩性为紫红色厚层砂岩，中—粗砂结构，显纹层理，局部呈灰褐色条带状。样品经加工后呈紫红色，抛光面上紫红色深浅相间，形成线状、波状纹理，整体看近似木纹，光泽度较好，色泽单一，易于拼接。资源量7～12万m3，大者约100万m3。

(3) 米黄系列：该系列主要产于下三叠统嘉陵江组、下奥陶统南津关组、上寒武统高台组，以南津关组分布最广。主要岩性有浅灰色带浅红色、米黄色厚层云质灰岩，浅灰色带浅红色厚层块状灰岩，浅灰色夹灰色中厚层状白云岩、白云质灰岩等。其余各品种主要产于寒武系—三叠系碳酸盐岩中。

该品种系列繁多，包括金世纪、武陵、沙浪、新雅以及大花、金花、冰花、金地、金瑕、珊瑚等15个品种，以前4种资源量大，达1 000～3 000万m3，其余品种资源量为60～400万m3不等。

本系列饰面石材物理力学性质良好，符合国家建筑饰面材料的饰面石材板材的规定要求。样品经加工后，抛光面光泽度及成像性较好，色彩美观大方，其中沙浪米黄色彩绚丽，金瑕米黄金黄色的条带似绸缎，显得富贵高雅，是本系列石材品种中的佳品。

2.3 脉状充填型和古岩溶型饰面石材矿床

这是一类比较特殊的受构造控制的脉状大理石类型矿床。由于其具备能切成一定块度、磨光后具有装饰色泽或花纹的特点，在分类上与沉积和变质类型不同，故单列为一类商品大理石。该类矿床在本区分布虽较广泛，但可作为饰面石材的不多。

2.3.1 脉状充填型

(1) 玫瑰紫玉：主要产于中上寒武统娄山关群、下奥陶统南津关组灰色厚层灰岩中的方解石脉，呈脉状和块状产出，脉幅大小不一，大者长50m，宽20m，资源量约100万m3。方解石晶体呈浅紫红色，其抗压、抗剪强度较低，样品加工后，光泽度好，色泽晶莹剔透，绚丽多彩，是饰面石材中的精品。

(2) 云彩白：产于中上寒武统娄山关群浅灰色厚层细晶云岩中，斑脉状白云石脉发育，厚度为20～30m。资源量10～50万m3。样品加工后光泽度好，色彩朴实大方。

2.3.2 古岩溶型

大小冰花：主要产于下寒武统清虚洞组，次为下奥陶统南津关组，岩性为灰色中厚层灰岩及厚层灰岩，以方解石矿体形成，分布于古岩溶中。矿体长80～100m，宽30～40m，厚15～20m，资源量约15～3 000万m3。样品加工后，光泽度好，质地细腻，洁白无瑕，或晶面的折射显出云雾状，更显得美观大方，深受人们的喜爱，是饰面石材中的精品。

2.4 热(动)力变质型

该类矿床主要产于寒武纪、奥陶纪碳酸盐岩中，主要特点是由于受到区域性断裂所产生的热(动)力作用，岩石重结晶现象明显，或伴有铁质浸染、褪色现象等。如花垣吉卫一带产于上寒武统娄山关群的青奶油品种，色彩古朴典雅，美观大方，资源量达3 000万m3。龙山岩冲产于娄山关群的鹅毛金品种，金黄的底色，红色丝纹相互交织缭绕，自然流变，形成千姿百态的图案，资源量约为100万m3。

2.5 其他类型饰面石材矿床

该类矿床包括产于受构造控制的脉状方解石、白云石和由碳酸盐、铁质等胶结的碎裂岩矿床、古岩溶方解石脉矿床。

(1) 脉状饰面石材矿床(点)。

区内脉状方解石矿床分布较广，已发现矿床(点) 50多处，但大部分是经破碎后直接销售原矿，用于涂料和中低端产品的填料。而作为饰面石材的方解石(白云石)矿床(点)不多。该类矿床主要产于上寒武统及下奥陶统碳酸盐岩中，为受断裂构造控制的超低温热液脉状充填矿床。代表性的品种有水晶浅啡、玫瑰紫玉、白玉兰等。此外为直接产于断裂破碎带内的石材矿，由碎裂岩、岩粉、碳酸盐脉组成，胶结良好，光泽度、成像性能较好，花纹美观，图像绚丽多彩，如沙漠玫瑰、云雾白、欧网、太阳红等，都属同一成因。

(2) 古岩溶型饰面石材矿床(点)。

该类矿床(点)主要产于下寒武统清虚洞组和下奥陶统南津关组厚层灰岩中。处在潮湿的气候条件下，由于古地下水沿着构造断裂活动，碳酸盐岩被溶蚀，随着地下水运移，在饱含碳酸钙水的碱性条件下，形成原地或准原地堆积的古岩溶型[5]方解石饰面石材矿床(点)。代表性的品种有大小冰花、木纹黄等。

3 矿石加工技术性能

3.1 物理性质特征

矿石抗压、抗折强度测试结果见表1，吸水率、容重测试结果见表2。

(1) 抗冻性：作为室外建筑装饰材料，抗冻性能是衡量大理石质量优劣的标志。目前对大理石抗冻性尚无统一规定，但通常认为，在大理石处于潮湿状态下，经多次融冻而无显著破坏，其重量损耗不应大于2%为好。本次通过对龟背石抗冻性能的测试，其结果表明：试样有饱和水后，在-20℃(误差±2℃)低温下，经15次循环融冻，其表面未见新裂纹，无重量损失。由此可知，本区大理石的抗冻性能是良好的。

(2) 耐磨率：耐磨性除了是衡量大理石板材质量的标准外，还是大理石加工效率高低的一项指标。本区大理石的耐磨率，“永顺红”为1.81～2.96g/ cm2，“绿松皮”为2.14g/cm2，“龟背石”为1.22g/cm2。目前对大理石的耐磨率尚无具体指标。从数据上看，“永顺红”、“绿松皮”、“龟背石”的耐磨率较国内已有牌号的大理石要小。

表1 抗压、抗折强度测试结果

表2 吸水率、容重测试结果

(3) 光泽度：光泽度的高低是大理石装饰性能的重要标志之一。本区大理石的光泽度测定，是以永顺吊井溪州大理石厂提供的板材为试样，“永顺红”为72.4，“绿松皮”为85.4，“龟背石”100。

3.2 大理石的成荒率及成材率

统计得出大理石的理论荒料率为82.27% ，经济荒料率为45.83%，成材率为15～20m2/m3。共探明333+334级资源量1 413.86万m3，其中333级资源量为733.49万m3，占总储量的51.9%[6]。

3.3 矿床开采技术条件

3.3.1 覆盖层岩性及厚度

矿体覆盖层为临湘组瘤状泥质灰岩，厚度不大。据勘探线剖面统计和地质填图观察，其厚度为0～10m，平均厚约4m。

3.3.2 剥采比

根据矿区Ⅱ、Ⅲ线覆盖层的平均厚度和面积计算，其覆盖层总体积为9.5万m3。

3.3.3 开采建议

本矿区水文地质和工程地质条件属简单类型。开采方法为露采。边坡角55°。

4 找矿方向及开发前景

4.1 找矿方向

湘西州饰面石材矿床整体上除少数品种资源量较小外，多数资源量颇丰。根据初步查明的各个品种的色泽、花纹、图案，抛光后的光泽度、物理化学性能以及预测的资源量、花色品种适销对路，已有企业意向性投资开发[7]，并提出以下品种作为主要找矿方向，即黑木纹、皇家金檀、龟纹石、金世纪米黄、金缎米黄、玫瑰紫玉、青奶油和七彩石等8个品种。

4.2 开发前景

湘西州地处云贵高原东侧，以武陵山脉为主体，山川秀美，亚热带山区气候宜人。焦柳铁路、张怀高铁、国道、省道、高速公路以州府吉首为中心，四通八达。充足的石材资源，丰富的品种，优越的品质，为湘西州发展石材产业奠定了坚实基础。

当前，湘西州石材产业发展面临前所未有的新机遇，全国范围内新型城镇化的深入推进，将使石材的市场需求长期保持强劲势头，开发湘西州石材资源大有可为。

[1]包正湘.湘西黔东汞铅锌矿床的成矿作用与形成机理[J].桂林冶金地质学院学报,1987,7(3):159-17.

[2]张攀华.论江南地轴北西缘在湖南的边界[J].湖南地质,1984,3 (2):57-64.

[3]陈小平,刘少勇,杨定瑞,等.湘西州饰面石材调查报告[R].吉首:湖南省地质矿产勘查开发局四0五队.

[4]刘金山.凤凰大理石矿床地质特征及开发建议[J].湖南地质, 1990,9(2):39-45.

[5]鲍振襄.湘西北岩溶菱锌矿床地质特征[J].中国岩溶(S1),1988 (2):31-35.

[6]谢小青.湖南省永顺县吊井岩矿区大理石矿详细普查地质报告[R].湖南吉首：湖南省地质矿产勘查开发局四0五队.

[7]陶维屏,金宪民,徐菊明,等.非金属矿床技术经济评价——矿山投资分析[M].北京:地质出版社,1990:103-104.

Characterics and Type of Surface Decoration Stone Deposit and Prospecting Direction in Xiangxi Autonomous Prefecture

ZHANG Shao-yan
(Hunan Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration Team 405, Jishou 416000, China)

Surface decoration stone is abundant in Xiangxi autonomous prefecture. All kind of stone and novel, belongs to sedimentry coloury marble deposit,mainly occurs in carbonate of Cambrian and Ordovioian. Polished sample appears glossy, clear and colourful, it is easy to piece together and best decorating property, a good prospect of development and developble value. Based on the marble resource characteristics, the ore-searching direction is discused.

surface decoration stone; resource characteristics; the ore-searching direction; Xiangxi autonomous prefecture

P619.22

A

1007-9386(2017)02-0049-03

2016-12-15