河北饰面用花岗岩成矿规律及开发利用

齐新国,付茂英,王 政

(中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队，河北 保定 071051)

饰面用花岗岩是河北的优势矿种，查明资源储量居全国前列。河北饰面石材产业发展较快，在承德、青龙、易县、阜平、灵寿、平山等地，饰面用花岗岩资源分布数量多，矿石质量好，石材品种各具特色，石材开采加工业在当地经济中占有重要地位。本文对河北的饰面用花岗岩矿资料进行了全面的收集梳理，分析归纳了其资源禀赋、赋矿地质体岩石学特征、典型矿床特征，总结了矿床类型、成矿规律、开发利用情况及各地的产业特色，提出了找矿方向及开发利用建议。

1 饰面用花岗岩资源禀赋

河北是饰面石材资源大省，查明资源量排位在山东、广西、北京、海南之后，居全国第5位。据不完全统计，截至2018年底，已知矿产地91处，保有资源量16 454万m3，其中大型11处、中型10处、小型20处、矿点50处[1]。

饰面用花岗岩品种丰富，已发现30多个花色品种，有红、黑、绿、蓝、灰、白、多彩等系列品种，高、中、低档齐全。特色品种有“燕山蓝”、“燕山绿”、“中国黑”、“万年青”、“墨玉”、“长城红”、“大三花”、“小三花”、“龟板玉”等。

饰面用花岗岩矿分布于燕山及太行山区，分布范围广、资源储量相对集中、品种具有地域特色性。河北的8个地市均有分布，但主要分布于石家庄、保定、承德、秦皇岛地区(图1)。

图1 河北饰面用花岗岩矿产地分布图

饰面用花岗岩资源勘查程度不高，仅有8处达到详查，26处为普查，大多数矿床为调查工作程度，在饰面石材具有较好市场前景的情况下，急需加强地质勘查工作。

2 成矿地质特征

河北饰面用花岗岩矿床分为岩浆型和区域变质型两大类，矿床类型有15种(表1)。岩浆型矿床主要为侵入岩型，进一步分为超基性岩型、基性岩型、中性岩型和酸性岩型。

表1 河北饰面用花岗岩矿床类型划分表

超基性岩型饰面石材矿主要分布于保定、秦皇岛、承德、石家庄及张家口地区，矿床规模一般较小。赋矿地质体多为超基性岩株、岩脉，矿体多呈似层状、脉状。矿石自然类型有辉石角闪石岩、角闪辉石岩、辉橄岩、角闪石岩、橄榄角闪辉石岩、蛇纹岩等。石材品种有“墨玉”、“龟板玉”；成矿时代有晋宁期(Pt2- Pt3)、华力西期(D2)及燕山期(T3)。易县东杜岗乡龙门沟石材矿床为典型矿床，位于太行山断裂带涞源花岗杂岩体东部边缘，呈岩枝和不规则状产出，成矿时代为燕山期。赋矿地质体为角闪辉石岩，岩石呈灰绿色，半自形粒状结构、嵌晶结构，块状构造。主要矿物为透辉石(75%)和普通角闪石(20%)，少量斜长石，透辉石呈半自形粒状或短柱状，角闪石晶体粗大，与辉石形成嵌晶结构，产出的石材品种为“墨玉”。

基性岩型饰面石材矿主要分布于保定及石家庄地区，产品有“万年青”、“中国黑”(“阜平黑”、“平山黑”)、“墨玉”、“珍珠黑”等。矿床规模较大，矿石类型有辉绿岩、辉长辉绿岩、角闪辉长岩、紫苏辉长岩、苏长岩。赋矿地质体少量分布于燕山期基性岩株内，大多分布于太行山中段晋宁期辉绿岩中，呈岩脉、岩墙群状分布，长度数百至数千米，宽度0.5～100m，通常20m左右。辉绿岩多呈灰绿色、灰黑色，辉绿结构、辉长—辉绿结构，块状构造。主要由斜长石(60%)、普通辉石(30%)及少量角闪石(5%)、石英(＜5%)等组成，斜长石呈自形—半自形板状，粒径0.3～2.2mm，局部强绢云母化，黝帘石化；普通辉石呈半自形—他形粒状，粒径0.2～1.0mm，具弱多色性；角闪石呈柱状，柱径0.3～0.5mm，次闪石化发育。抛光面多呈黑底绿点，总体呈青色，光泽度75～107，装饰性能良好，主要石材品种为“万年青”。生产荒料率20%～36%，压缩强度68.8～314.7MPa，弯曲强度14.1～46.2MPa， 体积密度2.93～3.01g/cm3，耐磨性51～74(1/cm3)，吸水率0.07%～0.37%，耐酸度、耐碱度均大于99%。阜平县黄土台辉绿岩矿床产出的石材品种主要为“3号中国黑”，矿石呈灰黑色，辉长—辉绿结构，主要由斜长石(38%)、普通辉石(26%)、正长石(15%)及少量角闪石、石英组成。矿石色调均匀，板材抛光后底色以黑色为主，细小的白色颗粒均匀散布其中，表面呈玻璃光泽，光滑细腻。

中性岩型饰面石材矿主要分布于保定及承德地区。石材品种有“燕山蓝”、“燕山绿”、“墨晶白”等，多赋存于燕山期闪长岩及正长岩体中，个别赋于吕梁期变质闪长岩体中。矿石类型为闪长岩、变质闪长岩、角闪闪长岩、二长闪长岩、石英闪长岩、辉石闪长岩和石英正长岩、花岗闪长岩等。承德县甲山正长岩饰面石材矿床赋存于燕山期正长岩岩株中，岩性为灰绿色中粗粒辉石正长岩。“燕山蓝” 分布于岩体的过渡相角闪辉石正长岩中，岩石呈灰绿、灰黑色，半自形中粗粒粒状结构，块状构造。钾长石(72%)为条纹长石，半自形板状—他形粒状；角闪石(7%)柱状；辉石(6%)为普通辉石和紫苏辉石；斜长石(8%)具弱绿帘石化；石英(4%)他形粒状；黑云母少量。岩体边缘相为深色中—粗粒辉石正长岩，是“燕山绿”的赋矿部位。矿床荒料率30%左右，板材率25～30m2/m3，板材抛光后呈墨绿色、灰绿色，磨光面上有条纹长石解理面闪出的蓝色彩光或星点，色调均匀素雅(图2)，光泽度81，耐酸度99.85%，耐碱度100%。

图2 “燕山蓝”(a)、“燕山绿”(b)石材

酸性岩型饰面石材矿主要分布于承德、石家庄、张家口、秦皇岛及保定地区，矿床规模较大。石材品种主要有“长城红”、“赞皇红”、“大三花”、“小三花”等。成矿时代主要为燕山期，少量为华力西期。赋矿岩体以岩基、岩株等形式产出。矿石类型有花岗岩、钾长花岗岩、二长花岗岩、似斑状花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、斑状花岗岩、花岗斑岩等[2-3]。“长城红”产于青龙县肖营子燕山期杂岩体中，杂岩体由闪长岩、花岗闪长岩、黑云母花岗岩组成，矿体分布于细粒—中粗粒黑云母花岗岩中。矿石呈浅肉红色、肉红色，花岗结构，块状构造，矿物成分为石英30%～35%，自形—半自形；条纹长石40%，半自形—他形；斜长石20%～25%，半自形—他形；黑云母1%～5%。矿石体积密度2.75g/cm3，压缩强度103MPa，弯曲强度8.2MPa，耐酸度99.9%，荒料率49%，磨光面色泽鲜艳，色斑均匀无色差(图3)，光泽度94～103。

图3 “长城红”石材

变质岩型饰面石材矿主要分布于石家庄地区，矿床规模多为中、小型。矿床赋存于太古代及古元古代变质岩中，矿体呈透镜状、似层状，矿石类型有(混合岩化)黑云斜长片麻岩、(混合岩化)钾长浅粒岩、二长浅粒岩、斜长角闪岩、斑状混合岩，混合花岗岩等。石材品种有“太行红”、“燕北红”、“红花石”、“漫山红”、“龟板玉”、“黑底白花”、“燕北白”、“芝麻黄”、“虎皮黄”及“五彩石”等。灵寿县“太行红”产于条痕状花岗混合岩中，矿石呈肉红色，中粒粒状变晶结构，条纹状构造，混合岩中的脉体由斜长石、钾长石、石英组成，含量60%～70%，脉体宽0.6～1cm，一般延伸几十厘米至十几米，基质成分为透辉石、斜长石、石英，含量30%～40%。板材呈肉红色，色泽鲜艳，光泽度较高。矿石压缩强度94.3～109.6MPa，弯曲强度13.27～19.68MPa，耐磨性47(1/cm3)。

3 成矿规律

3.1 含矿地质体分布规律

侵入岩型饰面石材矿分布于中元古代—中生代岩浆岩中，尤以中生代侵入岩为主，多与区域性断裂活动有关[4]。基性—超基性侵入岩主要分布于冀北—太行山岩浆岩带、阜平—许亭岩浆岩带、尚义—大庙岩浆岩带，形成时代有古元古代晚期—中元古代、早二叠世、晚三叠世、晚侏罗世、早白垩世；中元古代中—酸性侵入岩主要分布于尚义—承德大庙岩浆岩带；晚古生代中—酸性侵入岩主要分布于华北陆块北缘岩浆岩带、张北—承德岩浆岩带及尚义—大庙岩浆岩带；早—中三叠世中—酸性侵入岩分布于华北陆块北缘岩浆岩带和张北—承德岩浆岩带，上述岩浆岩带多呈近东西向展布。晚三叠世—白垩世中—酸性侵入岩分布于冀北—太行山岩浆岩带，呈北东向叠加于前期岩浆岩带之上。从形成时代看，早期岩体岩石构造节理多，荒料块度小，荒料率低，后期岩体岩石较完整，强度较高，利于成矿。

变质型花岗岩矿床主要分布于阜平断块，成矿时代以新太古代—古元古代为主，含矿岩系有中太古代阜平岩群、赞皇岩群立洋河岩组、古元古代官都群，岩性多属酸性或偏碱性混合岩化或钾化花岗岩系列。

3.2 构造与成矿的关系

成岩后构造是影响侵入岩型饰面石材矿成矿的主要因素，使岩体产生一系列断层、节理、裂隙，降低岩体的荒料率。一般离断裂带较远的岩体中节理、裂隙发育程度相对较低，是饰面石材成矿的有利地段[5]。岩体的原生构造主要是含矿地质体侵位后冷凝过程中产生的节理，节理面多平直光滑，在风化作用下易造成岩石破碎，降低荒料率[6]。岩体的岩相带构造是由不同岩性、岩石组构及粒度等变化形成的岩相分带。岩体的中心相因岩浆结晶缓慢，岩石呈粗粒结构及斑状结构，无原生流动构造(析离体及捕虏体)，岩石颜色、粒度、图案均匀，岩石强度较高，花色品种简单。岩体的过渡相多为中粒结构或似斑状结构，结构致密，强度较高，岩石粒度较小，质地较均匀。边缘相多为细粒结构，析离体及捕虏体较多，岩石的色泽、粒径等分布不均匀。岩体的过渡相及中心相是石材矿有利的成矿部位。

4 开发利用概况

河北花岗岩石材的大规模开发始于20世纪80年代中期，已开采的矿种有饰面用蛇纹岩、饰面用辉石岩、饰面用角闪石岩、饰面用苏长岩、饰面用辉绿岩、饰面用闪长岩、饰面用正长岩、饰面用花岗闪长岩、饰面用花岗岩、饰面用片麻岩、饰面用浅粒岩、饰面用角闪岩等，其中饰面用花岗岩开发利用程度较高。河北各地市均有花岗岩石材厂矿企业，在石家庄、保定、承德及秦皇岛已经形成3个较大的产业基地。

4.1 冀中石材产业基地

主要分布于太行山中段的石家庄灵寿县、平山县、赞皇县，保定阜平县、曲阳县、易县。以开采黑色系列花岗岩为主，主要品种有“中国黑”(“阜平黑”、“平山黑”)、“万年青”、“墨玉”、“龟板玉”、“青石板”等。另外，还有花色系列花岗岩品种“大三花”、“小三花”、“芝麻点”、“五彩石”，红色系列花岗岩品种“太行红”(“贵妃红”、“灵寿红”、“赞皇红”、“漫山红”)，黄色系列花岗岩品种“虎皮黄”、“柏坡黄”，绿色系列花岗岩品种“绿钻麻”、“迷彩绿”[7]。灵寿县的石材加工是当地的支柱产业，年生产加工能力2 000万m2，生产的“中国黑”无论是火烧板材，还是磨光异形材、墓碑及台面等，大多出口到欧、美、日、中东、东南亚等世界各地，“中国黑”是河北最有名的石材，按其黑度分为“1号黑”、“2号黑”、“3号黑”。“1号黑”呈致密—细粒状，颜色最深，但分布较少；“2号黑”和“3号黑”分布相对较多[8]。

4.2 冀北石材产业基地

位于承德甲山镇，以蓝色系列花岗岩为主，品种有“燕山蓝”、“燕山绿”、“绿精灵”、“沙漠绿洲”、“绿豹”、“燕山红”、“皇室啡”、“黄金钻”、“宝金石”、“巴兰珠”、“七彩石”等10余个品种。“燕山蓝”是国内较为罕见的高档饰面石材品种。甲山镇现有开采企业20家，加工企业100家，年产花岗岩荒料19万m3、板材380万m2，已形成冀北地区最大的花岗岩开采、加工和进出口贸易基地[9]。

4.3 冀东石材产业基地

位于秦皇岛市青龙县肖营子镇，以红色系列花岗岩为主，品种有“长城红”(鲜肉红色似斑状花岗岩、褐红色黑云母花岗岩)、“满江红”(肉红色黑云母花岗岩)、“燕山红”(暗红色黑云母花岗岩)、“紫罗兰”(灰红色黑云母花岗岩)、“鹿皮花”(红灰色似斑状黑云母花岗岩)等20多个花色品种，是冀东地区主要石材集散地[10]，有开采加工企业68个，年产花岗石荒料15万m3，板材366万m2。

4.4 其他地区开发利用情况

省内其他地区开采的花岗岩石材品种有唐山迁安的“夜里雪”，邯郸武安的“白砂岩”，邢台沙河的“黑金花”、“青石”，保定涞水的“皇室啡”、“紫晶黑”、“紫晶白麻”，张家口宣化的“冰花绿”(辉绿岩)、涿鹿的河北“安溪红”、康保的“康保红”，承德围场的“蒙古黑”(玄武岩)。

5 结论及建议

(1)河北饰面用花岗岩品种多、资源储量大、品质优、分布广，是开发程度较高的省份之一，以黑色、蓝色、红色等为特色品种。

(2)以岩浆侵入型为主，分布主要受构造—岩浆活动、后期构造运动改造、风化作用等因素控制，成矿时代以燕山期为主，晋宁期为次，矿石类型以酸性岩为主，其次是中性岩、基性岩和超基性岩。变质岩型矿床主要分布于混合岩化区域变质岩中。

(3)地质工作程度较低，今后的勘查工作需重点关注名优石材品种，找矿重点地区是阜平—许亭岩浆岩亚带辉绿岩中的“中国黑”、“万年青”，平泉—兴隆岩浆岩亚带正长岩中的“燕山蓝”、“燕山绿”，青龙岩浆岩亚带花岗岩中的“长城红”。对重点矿床建议开展深入的地质评价，为合理利用资源提供依据。

(4)石材业已成为当地的支柱产业之一，但存在开采加工企业点多面广、小而分散、技术落后、资源浪费的问题。建议加快企业整合重组，向集团化、规模化发展，在技术创新和新产品开发方面逐渐加强，适应市场多样性需求。注重绿色矿山建设，加强废石的研究利用，提高矿产资源的综合利用水平。