饰面石材( 花岗石) 矿床地质
一、成矿地质条件
世界花岗石矿产资源十分丰富，仅存在局部或品种上的不足。总的来讲凡是火成岩分布地区或深变质岩带就可能蕴藏着花岗石矿产资源。但是作为装饰石材，对花岗石的花色和岩石成材性要求较高，因此产出名优花岗石的国家并不多。由于花岗石属大宗矿产，大多按需局部勘探或边探边采，较少进行大规模超前的地质勘查工作，因此无世界花岗石矿产资源和储量统计数据的报道。
花岗石矿床分为岩浆型花岗石矿床和区域变质型花岗石矿床两类。岩浆型矿床在全国各大地质构造单元均有分布，形成时代为前寒武纪、加里东、海西、印支、燕山和喜马拉雅等期，其中燕山期和海西期花岗石矿床分布最为广泛;区域变质型矿床多分布于华北地台区，成矿时期以太古宙为主，矿体出露面积大，成片成带分布，岩性多属酸性或偏碱性混合岩化或钾化花岗岩系列。中国地质条件复杂，地质构造运动期次多，岩浆活动频繁，广泛形成于各个地质时代，发育于不同大地构造单元的岩浆岩系列和深变质岩类，为中国的花岗石矿床提供了广阔的找矿前景。
二、矿床类型及地质特征
中国花岗石矿床类型复杂，种类繁多，以岩浆岩为主，还有变质岩型，按花岗石矿床成因可以分为2大类14个亚类，见表19－4。
表19－4 花岗石矿床成因类型
1.西灵丘东庄红色花岗石矿床
该矿床属于变质型混合花岗岩花岗石矿床，位于山西省东北部，灵丘县独峪乡东庄村，距灵丘县城70余千米，有公路相通，交通便利。
东庄矿区位于独峪岩体中心的一小部分。独峪岩体，东西长15km，南北宽9km，呈纺锤状，面积达96km2。与围岩混合交代－侵入接触。围岩为太古宇繁峙群的黑云母变粒岩，夹斜长角闪岩、黑云或二云石英片岩。岩体为太古宙晚期片麻状花岗岩，岩石呈灰色、浅肉红色，片麻状、条痕状构造，斑状结构、中粗粒鳞片花岗变晶结构，交代结构明显，微斜长石交代斜长石，缝合线蠕英结构，并包含有斜长石，少量微斜长石被石英交代，呈穿孔交代结构。矿物成分:微斜长石40%～50%、更长石15%～20%、石英20%～25%、黑云母约10%，该岩体为穹窿状再生型混合花岗岩。地质特征如下:
1)具有一定的分带性，由条带—条痕—斑状、角砾状的混合岩带向岩体过渡至中心部位形成混合花岗岩，岩体规模较大。
2)岩体与围岩没有明显的接触界限，往往表现为过渡关系。一般接触带宽，矿物成分逐渐变化，黑云母含量减少，长石、石英增加，除条痕状混合岩外，还形成斑状、角砾状、眼球状的混合片麻岩。
3)混合花岗岩主要分布于低角闪岩相内，具重熔选择交代特征，多与原岩有关。
4)岩体岩石类型主要是黑云母花岗岩。矿物成分，斑晶以正长石或微斜长石为主，一般含量为25%，基质主要为正长石、微斜长石、石英、黑云母。
5)岩体混合岩化作用，主要表现为钾交代，其次钠交代，晚期有硅交代。一般交代结构明显，斜长石经交代后，有的形成钾长石及微斜长石斑晶。随着钾交代的进行，斜长石由岩体边部向中心牌号降低。交代结构主要有净边，交代熔蚀，蠕英石，缝合线等，以及脉状、粒状石英集合体。
6)岩体岩石化学成分表明，独峪岩体属花岗岩混合岩化。
7)岩体中有残留体。
东庄矿区所产花岗石商品名称为“贵妃红”，属朱红—酱红色片麻状花岗岩，矿石具鳞片花岗变晶结构，片麻状构造;矿物粒径0.3～8mm;矿石化学成分:SiO274.04%、TiO20.32%、Al2O312.81%、Fe2O30.51%、Na2O3.10%、K2O4.90%;矿石的物理性质:抗压强度175MPa、抗折强度11.2MPa、肖氏硬度98.8度、密度2.61g/cm3。“贵妃红”花岗石结构均一、色泽调和、装饰性好，属高档石材。
矿床开采技术条件:东庄矿区呈北东—南西向展布，宽约450m，区内节理、裂隙发育，可成较大块度的荒料。区内覆盖土较厚，开采较难。
2.四川芦山马桑坝红色花岗石矿床
该矿床属于岩浆型酸性岩红色花岗石矿床，是一个中型高档花岗石矿床。矿区位于四川省芦山县大川乡境内，距芦山县城80余千米，有山区公路相通，交通情况良好。
本区大地构造位置属扬子地台边缘凹陷带中的龙门山前缘构造带南段。矿区仅出露元古宇黄水河群、上泥盆统沙窝子组等地层。矿区岩浆岩系晋宁—澄江第四期的产物，为侵入的酸性岩，主要为花岗岩、花岗闪长岩。矿区内未发现大的褶皱和断层，但节理裂隙比较发育。
矿体形态较简单，总体呈楔形，走向北东60°左右;其北东方向逐渐尖灭，向西南方向逐渐变宽并延伸出区外;矿体长度在1000m以上，出露平均宽度216m，最大相对高差330m。
矿石类型单一，均为红色中—粗粒花岗岩，矿石具块状构造、花岗结构，少数具有嵌晶结构;矿物成分较简单:长石含量约65%、石英含量约30%、黑云母含量2%～3%;副矿物有白云母、石榴子石等。
矿石化学成分:SiO273.4%、TiO20.01%、Al2O314.83%、Fe2O30.71%、Na2O4.85%、K2O3.34%。
矿石的物理性质:抗压强度91.0～97MPa、抗剪强度26～26.7MPa、肖氏硬度66～78度、光泽度92～97度。
马桑坝红色花岗石颜色纯正、色斑色线等甚少，做装饰石材可拼性好;矿石加工技术性能良好、出材率高，一般可达25～28m2/m3。
矿床开采技术条件:矿区处陡坡地貌区，区内沟谷较发育，水文地质简单;矿区内边坡岩石稳固且较完整，工程地质简单;基岩风化带厚度一般小于1m，剥采比约为0.1∶1，适于露天开采。矿区理论荒料率为35.8%。目前小规模土法试采。四川省芦山县马桑坝花岗石矿区域地质略图见图19－1。
图19－1 四川省芦山县马桑坝花岗石矿区域地质略图
3.山东济南华山辉长岩黑色花岗石矿床
该矿床属于岩浆型基性岩花岗石矿床，位于山东省济南市东北华山一带，交通便利。矿床为辉长岩侵入到奥陶系石灰岩中，岩体为燕山期。地表露头北有鹊山，西有药山、粟山、匡山;东有卧牛山、光光顶、驴山;南有翅山、砚池山、岩体呈北东向延长，长约27km，平均宽约10km，岩体总面积270km2，地表露头部分约占岩体总面积的3%。岩体可能是一个北西方向倾斜的岩盆，属深成相的基性侵入体。
岩体具有明显的分异特点，以西部无影山为中心，向外依次分布有含苏橄榄辉长岩、橄榄苏长辉长岩、含橄苏长辉长岩、苏长辉长岩、含黑云母辉长岩等岩相。在平面上大体呈环状分布。在岩体东部的卧牛山为中心也有以上相同的分异特点。
含苏橄榄辉长岩成北东东向分布，长约2.4km，宽约0.4km，岩体东部卧牛山也属此种岩相。
橄榄苏长岩分布于含苏橄榄辉长岩的外围，与含苏橄榄辉长岩为过渡关系。含橄苏长辉长岩大部分被第四系覆盖。含黑云母辉长岩为岩体的边缘相，与围岩(奥陶系灰岩)呈侵入关系。
辉长岩体节理十分发育，绝大部分为原生节理，其次是受后期构造的影响发生断裂使岩石破碎。
矿石特征:辉长岩的外貌特征具有明显的球状风化和柱状节理。岩石新鲜面为暗灰色和黑灰色，风化后表面为褐红色，矿物粒度以中—中粗粒为主;辉长、辉绿结构;块状构造、条带状构造、似斑状构造。
矿物成分:斜长石为主，其次为单斜辉石、橄榄石、黑云母以及少量磁铁矿、微量角闪石、磷灰石。
矿石化学成分:SiO248.58%、Al2O314.80%、Fe2O31.39%、FeO8.95%、CaO8.80%、MgO14.54%、Na2O2.1%、K2O0.49%。
矿石的物理性质:抗压强度257.0MPa、抗折强度36.7MPa、肖氏硬度79.8度、密度3.07g/cm3。
该矿床所产辉长岩商品名称“济南青”，外贸出口编号“301”，颜色灰黑—黑色，装饰效果好，属于高档黑色系列花岗石，可用于装饰板材、精密测量仪器用平台。
开采技术条件:矿区部分岩石裸露，适于露天开采。辉长岩没经过强烈的后期蚀变作用，仅岩体边缘及后期脉岩的两侧有蚀变作用，但不影响整个辉长岩石材的质量。
三、资源分布成矿规律
中国已探明花岗石矿产主要集中在经济发达的华东区和华北区，两区合计储量约占全国总量的75%。在各省、自治区、直辖市拥有的储量中，山东省居首位，约占全国总量的32%;北京市居第2位，福建省居第3位。优质高档花岗石产地主要分布在四川、山西、内蒙古、广西等省(自治区)。
根据全国矿产储量委员会关于矿床规模划分标准，花岗石矿床大于5000万m3为大型、1000万～5000万m3为中型、小于1000万m3为小型。中国现有大型饰面用花岗石矿区5处，分布在北京、山东、湖南和福建;中型矿区23处。全国大中型饰面用花岗石矿区分布情况见图19－2。
中国已探明和已开发的花岗石矿床总体上可以分为岩浆型花岗石矿床和变质型花岗石矿床两大类。其时空分布各有不同。
1.岩浆型花岗石矿床
由高温岩浆侵入地壳的不同部位，经冷凝结晶而成，与围岩呈突变侵入关系，具有较典型高温熔融体冷凝而形成的结构特点。
此类矿床包括一系列超基性、基性、中性、酸性的侵入岩和火山岩类，全国各大地质构造单元均有分布，以褶皱带为主;形成时代可分为前寒武、加里东、海西、印支、燕山和喜马拉雅等期，其中燕山期和海西期花岗石矿床分布最为广泛。
1)酸性、中酸性岩浆岩中的花岗石矿床中国酸性、中酸性岩浆岩以花岗岩、花岗闪长岩为主，分布十分广泛。大多形成于海西期到燕山期。
海西期:分布于西北和东北北部，如昆仑山、天山、阿尔泰山、内蒙古、大兴安岭等褶皱系，多为大的花岗岩岩基。
印支期:主要分布在巴颜喀拉、甘孜、秦岭等褶皱系。
燕山期:遍及全国各地，特别集中在扬子地台、华南褶皱等中国东部和南部地区，常呈大的岩基。
图19－2 中国饰面用花岗石矿石分布图
酸性、中酸性岩浆岩类—般为浅成—中深成侵入相，岩体呈岩基、岩株、岩瘤产出，规模较大。岩石多为浅色，浅灰、灰白、浅肉红色等，全晶质结构，在工艺上多属普通花岗石品种。代表性矿床有福建寿宁花岗岩矿区等。
2)基性、超基性岩类花岗石矿床中国基性、超基性岩浆岩包括辉长岩类和橄榄岩类，多沿深大断裂带产出，形成时代不一。岩体规模一般较小，呈脉状、岩瘤或岩株产出。岩石色泽灰绿、灰黑、黑色，全晶质结构，在工艺上多属黑色花岗石系列，其中色调深、花纹典雅、质地新鲜、结构均匀、物理性能优良者属名优品种。代表性产地有北京密云前寒武纪角闪二辉岩、福建松溪燕山期辉石闪长岩和福建邵武喜马拉雅期辉长岩等矿床。
3)碱性岩浆岩类花岗石矿床中国碱性岩浆岩比较零星，主要有海西晚期和燕山晚期。碱性岩中的霞石正长岩可用于建筑装饰。云南建水燕山期的碱性岩———霞石正长岩，微带紫蓝色大斑晶，属蓝色花岗石系列。
4)火山岩类花岗石矿床多分布在中国东南沿海火山岩发育地带，中生代侏罗、白垩系火山岩中，有红色流纹质凝灰岩。在四川冕宁、喜德一带的元古宙小相岭流纹岩，熔结凝灰结构，假流纹构造，一般是红褐色、暗紫色，工艺名“喜德红”花岗石。东南沿海一带的火山岩已有多处开采利用，如浙江缙云的凝灰岩、福建闽侯紫红色凝灰熔岩、福建永泰紫红色条带状流纹岩等矿床。
2.变质型花岗石矿床
变质型矿床或称交代型花岗石矿床，是产于深变质岩系中的花岗石矿床。花岗石矿体是原岩在区域变质作用下经强烈的交代作用，使岩石在成分与结构、构造上逐渐转变，形成深变质岩类。其中混合岩、片麻岩、混合岩化花岗岩等可作为花岗石加以利用。
变质型花岗石矿床多分布于华北地台区，成矿时代以太古宙为主，含矿岩系有太行山区的阜平群、鲁西的泰山群、嵩山的登封群、燕山的桑干群和辽东的鞍山群等。矿体出露面积大，成片成带分布，岩性多属酸性或偏碱性混合岩化或钾化花岗岩系列，常见片麻状构造，岩石红色、结构均匀或花纹美丽，可达名优石材要求。代表性矿床有山西灵丘太古宙混合岩化片麻状花岗岩矿床和河南偃师太古宙混合岩化花岗岩矿床等。