羅 梅, 周竹生, 陳新國(guó), 常 亮, 伍建柏

1.成都理工大學(xué) 地球化學(xué)系，成都 610059； 2.中南大學(xué) 地球物理勘察新技術(shù)研究所，長(zhǎng)沙 410083；3.國(guó)土資源部長(zhǎng)沙珠寶巖礦測(cè)試中心，長(zhǎng)沙 410011；4.湖南省有色地質(zhì)研究院，長(zhǎng)沙 410011; 5.湖南天源國(guó)土資源勘查有限公司，長(zhǎng)沙 410011)

位于四川龍門山脈的青川南部地區(qū)是金、銅、鐵多金屬一級(jí)找礦遠(yuǎn)景勘查區(qū)，位于“陜甘川”金三角找金戰(zhàn)略區(qū)[1]。1∶200 000及1∶50 000區(qū)調(diào)資料顯示[2]，該區(qū)磁鐵礦化極為普遍，并分布有20 km長(zhǎng)的鐵礦化點(diǎn)(帶)。本文介紹的磁性石材礦，在轎子頂西部已控制低品位磁鐵礦(Fe平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%) 1 000多萬(wàn)噸，遠(yuǎn)景資源4 000多萬(wàn)噸[3]。礦區(qū)勘查工作中發(fā)現(xiàn)一些奇特的現(xiàn)象：(1)東西向的磁鐵礦帶(含銅)附近南北極呈180°倒轉(zhuǎn)，中南大學(xué)物探工作組對(duì)此專門出具了抗磁體專題報(bào)告[4]，這是在其他任何磁鐵礦區(qū)都未能出現(xiàn)過(guò)的磁物理現(xiàn)象(一般僅出現(xiàn)磁極偏向，但不會(huì)倒轉(zhuǎn))；(2)有關(guān)節(jié)炎、頸椎病等亞健康的人在磁異常區(qū)生活一星期后，炎癥消除，能正常爬山；(3)在此區(qū)長(zhǎng)期工作人員無(wú)論氣候變化或冰天雪地，也不論男女老少，只要在磁異常梯度區(qū)，均沒(méi)有感冒病癥出現(xiàn)。這些現(xiàn)象引起了我們對(duì)磁能探索的興趣，結(jié)合這一礦區(qū)巖石顏色、硬度、塊度均適合做裝飾石材，我們對(duì)磁性石材礦的成因、分布及開(kāi)發(fā)進(jìn)行了研究。

1 新概念石材礦的由來(lái)

隨著人們生活水平的提高和傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的挖掘，新生的生物磁學(xué)、磁醫(yī)學(xué)等邊緣學(xué)科研究與探索，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)了天津人工磁療醫(yī)院、湖北蓮花山天然磁異常區(qū)磁療養(yǎng)生為特色的中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，還有廣西巴馬長(zhǎng)壽村天然洞的磁療養(yǎng)生等，一時(shí)磁療養(yǎng)生概念被不少人所追捧，并有不少神奇效果案例[5]。該現(xiàn)象突顯出生活在以鋼結(jié)構(gòu)為框架的高層建筑城市人群高比例(>50%)亞健康，磁能的缺失或許是亞健康禍?zhǔn)字?。但是僅靠人造設(shè)備、專業(yè)醫(yī)院、個(gè)別磁療養(yǎng)生區(qū)來(lái)解決龐大人群的亞健康，不僅不現(xiàn)實(shí)，而且代價(jià)高又耗費(fèi)時(shí)間。那么，如有一材多用的天然磁性材料將會(huì)解決這一問(wèn)題。筆者的地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)了這種磁性飾面石材。

該區(qū)在大地構(gòu)造上屬于古揚(yáng)子板塊西北部，后龍門山大型推覆體內(nèi)，同時(shí)位于古揚(yáng)子板塊與華北板塊結(jié)合地帶，即川陜甘金三角地區(qū)的東南部韌性剪切帶內(nèi)的轎子頂復(fù)背斜西翼。該區(qū)發(fā)育一套元古界海相火山變質(zhì)巖(通木梁群)。該套巖石以其略高于地磁強(qiáng)度的磁性，因特殊成因所表現(xiàn)出細(xì)密綠色調(diào)而具獨(dú)特性，可作為磁療養(yǎng)生為特點(diǎn)的天然高檔飾面石材。

2 磁性石材礦產(chǎn)出特征

2.1 地質(zhì)特征

礦區(qū)于2010年4月～7月開(kāi)展了1∶2 000磁法、高密度電法綜合物探工作[4]，其后開(kāi)展了1∶5 000地表淺層土壤化探和溝谷水系沉積物化探。結(jié)合相關(guān)地質(zhì)勘查，湖南天源國(guó)土資源勘查有限公司初步查明磁性異常體的分布特征與延深情況，認(rèn)為鐵礦規(guī)模中等，品位較低[3]。

礦區(qū)東部(相當(dāng)于轎子頂背斜軸部位置)出露巖漿巖，主要有元古界晉寧期黑云母二長(zhǎng)花崗巖(Pths)、二長(zhǎng)花崗巖(Ptl)；礦區(qū)中西部(相當(dāng)于轎子頂背斜西翼)出露地層主要為元古界通木梁群，該群含通木頂組(Ptt)和太陽(yáng)坪組(Ptty)，巖性為火山熔巖夾火山碎屑沉積巖；其次有震旦系堆窩梁組(Zd)，巖性為變質(zhì)砂礫巖及石英巖狀砂巖；礦區(qū)西北部出露元古界晉寧期斜長(zhǎng)花崗巖(Ptdy)。晉寧期花崗巖類與圍巖元古界通木梁群及震旦系堆窩梁組呈侵入接觸關(guān)系。

礦區(qū)構(gòu)造包括褶曲和斷裂構(gòu)造，褶曲構(gòu)造主要為轎子頂背斜西翼(礦區(qū)為單斜地層)，地層傾向北西(315°)、傾角60°。斷裂主要有近南北向(F1)和北西向(F3、F4)兩組(圖1)；此外還有北東向和近東西向斷裂，主要被后期巖漿脈體(石英脈)充填或切割。

2.2 地層特征

石材礦產(chǎn)出層位主要為元古宇通木頂組和其上覆元古宇太陽(yáng)坪組。

a.通木頂組：勘查區(qū)轎子頂以西觀摩頂花崗巖圍巖通木頂組，自下而上為一套含磁鐵紋層條帶石英巖(玉髓)、含磁鐵細(xì)碧巖、細(xì)碧巖、角斑巖、細(xì)碧角斑巖、綠簾石凝灰?guī)r。

b.太陽(yáng)坪組：礦區(qū)范圍內(nèi)覆于通木頂組之上的太陽(yáng)坪組可見(jiàn)中、上兩個(gè)礦段。

中段(Ptty2)：主要為細(xì)碧巖、角斑巖、石英角斑巖等火山熔巖(主礦層)。

上段(Ptty3)：主要為凝灰?guī)r、石英巖等火山碎屑巖。

該地層南北延長(zhǎng)達(dá)20 km，但以背斜南部轉(zhuǎn)折端處最為發(fā)育，構(gòu)造節(jié)理稀疏，每套巖石厚度為100～200 m，總厚度達(dá)800 m左右。區(qū)域上太陽(yáng)坪組與通木頂組呈整合接觸關(guān)系，但礦區(qū)內(nèi)為斷層接觸，且缺失太陽(yáng)坪組下段。

2.3 分布特征

在工作區(qū)主要進(jìn)行了2條剖面鉆孔勘查(圖1)，即編號(hào)為3號(hào)勘探線(圖2)和13號(hào)勘探線(圖3)兩條剖面，主要在太陽(yáng)坪組中段內(nèi)控制了10個(gè)礦體(D1～D10)。

圖1 龍門山青川磁性石材礦地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the Qingchuan magnetic rock producing areas

3號(hào)勘探線剖面：地表出露貧鐵礦體及細(xì)碧巖(磁性石材Sc1-1)、角斑巖(磁性石材Sc2-1)、條帶狀石英巖(磁性石材Sc3-1)，區(qū)域西北部鉆孔(ZK10401、ZK10402)中見(jiàn)相應(yīng)層位，被斷層(F1、F2)錯(cuò)斷位移。

13號(hào)勘探線剖面：主要產(chǎn)出磁性細(xì)碧巖型石材(Sc1-1)、磁性角斑巖型石材(Sc2-1)、磁性條帶狀石英巖型石材(Sc3-1)和細(xì)碧巖型石材(Sc1-2)、角斑巖型石材(Sc2-2)。

3 磁性石材礦類型及特征

本區(qū)石材類型主要有紋層條帶石英(玉髓)巖、細(xì)碧巖、角斑巖3種，其次有塊狀凝灰?guī)r。

3.1 紋層條帶石英(玉髓)巖型石材

該類巖石僅見(jiàn)于觀摩頂以西，南北長(zhǎng)約800 m，平均厚度50 m左右，呈透鏡體狀產(chǎn)出，屬于火山噴發(fā)前的海底熱泉膠體沉積。石材組構(gòu)為：石英微晶，少量磁鐵礦微粒，發(fā)育綠簾石互層的條帶狀構(gòu)造。巖石堅(jiān)硬(硬度6.5以上)，呈巨厚層狀，拋光面呈米黃與綠色相間條紋，形似木紋。磁感應(yīng)強(qiáng)度50～51 μT，用強(qiáng)磁鐵吸附感非常明顯(圖4-A)，無(wú)放射性(γ值<4)，無(wú)節(jié)理，也無(wú)內(nèi)部微細(xì)裂紋，板材成材率相當(dāng)高。

3.2 細(xì)碧巖型石材

根據(jù)巖石蝕變程度差異，將該品種石材劃分為一般磁性細(xì)碧巖和強(qiáng)綠簾石化磁性細(xì)碧巖2個(gè)亞種。

圖2 龍門山青川磁性石材礦3號(hào)勘探線剖面圖Fig.2 No.3 exploration line profile of the Qingchuan magnetic rock mines

圖3 龍門山青川磁性石材礦13號(hào)勘探線剖面圖Fig.3 No.13 exploration line profile of the Qingchuan magnetic rock mines

圖4 磁性石材照片F(xiàn)ig.4 Photos showing the identification features of several magnetic rocks(A)磁性石英(玉髓)巖,被磁鐵吸著照片; (B)墨綠色一般磁性細(xì)碧巖,巖心照片; (C)細(xì)碧巖變余霏細(xì)-鱗片變晶結(jié)構(gòu),正交偏光, 200×; (D)灰黑色磁性細(xì)碧巖,被磁鐵吸著照片; (E)灰黑色角斑巖,巖心照片; (F)角斑巖中金屬礦物,光片,正交偏光, 200×

a.一般磁性細(xì)碧巖(圖4-B)：巖石基質(zhì)組分均勻、細(xì)膩，呈顯微鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，變余霏細(xì)結(jié)構(gòu)或變余含火山角礫凝灰結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)英質(zhì)礦物、黑云母、絹云母、綠泥石及綠簾石等變質(zhì)礦物粒徑≤0.3 mm，片理化定向構(gòu)造明顯(圖4-C)。鏡下可見(jiàn)其中所含磁鐵礦顆粒細(xì)小，且多被長(zhǎng)英質(zhì)礦物包繞，磁鐵礦含量不等(TFe平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12 %±)，巖石磁性均勻，強(qiáng)度弱-中，少量綠簾石細(xì)脈和網(wǎng)脈穿插交織，手感磁性較強(qiáng)(圖4-D)。

b.強(qiáng)綠簾石化弱磁性細(xì)碧巖：與前者比，綠簾石含量明顯增高，呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀，小團(tuán)塊狀普遍分布，磁性不均勻，手感磁性較弱，應(yīng)屬背景值磁感應(yīng)強(qiáng)度，即50 μT，花紋較好。

經(jīng)放射性檢測(cè)，綠簾石化細(xì)碧巖γ值為3～4，一般磁性細(xì)碧巖γ值為4～5，遠(yuǎn)低于國(guó)家室內(nèi)裝飾材料標(biāo)準(zhǔn)上限(32γ)。該石材硬度大(莫氏6級(jí))，塊度一般3～5 m見(jiàn)方，不具微細(xì)裂縫，構(gòu)造節(jié)理間距一般>3 m，成材率高。

本區(qū)條帶石英(玉髓)巖、細(xì)碧巖、角斑巖3種石材的化學(xué)組成見(jiàn)表1。由表1可知，磁性細(xì)碧巖與普通細(xì)碧巖成分相似，只是磁性細(xì)碧巖的鐵含量高于普通細(xì)碧巖。

3.3 角斑巖型石材

巖石特點(diǎn)是角斑以黑色角閃石為主，較均勻分布于灰綠色凝灰質(zhì)及灰黑色細(xì)碧質(zhì)基質(zhì)中(圖4-E)，角斑粒度有變化，一般從下到上由細(xì)變粗再變細(xì)之趨勢(shì)，由3～5 mm向10～15 mm變化，但在同一層中粒度是較均勻的。拋光面呈墨綠基調(diào)，黑色斑點(diǎn)。該品種硬度也較大，在6級(jí)以上，塊狀，不具或少見(jiàn)微細(xì)裂隙，僅見(jiàn)有構(gòu)造節(jié)理，間距3 m以上，多為兩個(gè)方向構(gòu)成菱形或方形塊狀。此類巖石磁性一般較弱，用0.1 T的磁鐵吸引無(wú)明顯感覺(jué)，僅儀器可測(cè)，一般為30～45 μT，略低于當(dāng)?shù)乇尘爸怠＝?jīng)放射性檢測(cè)，γ值最高為4，遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

在細(xì)碧巖和角斑巖中除了可見(jiàn)到金屬礦物磁鐵礦外，還可見(jiàn)到黃鐵礦和黃銅礦(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤2%)，顆粒細(xì)小(礦物粒徑多≤0.1 mm)，金屬光澤明顯(圖4-F)。

磁鐵礦在鏡下呈不完整的立方體、八面體及不規(guī)則的細(xì)粒狀，粒度大小不等，為0.01～0.4 mm。但磁鐵礦主要呈不規(guī)則的細(xì)粒狀沿脈石(長(zhǎng)英質(zhì)礦物)集合體邊緣分布，或被黃鐵礦與黃銅礦一起交代，呈骸晶結(jié)構(gòu)或侵蝕結(jié)構(gòu)。鏡下黃鐵礦多呈不規(guī)則細(xì)粒(粒徑為0.1 mm)及微細(xì)粒狀，黃銅礦多呈微細(xì)粒狀。在金屬礦物黃鐵礦和黃銅礦之間，可見(jiàn)到黃鐵礦被黃銅礦沿邊緣交代呈侵蝕結(jié)構(gòu)，或沿內(nèi)部裂紋交代呈細(xì)脈狀現(xiàn)象。由于上述金屬礦物顆粒微細(xì)并被長(zhǎng)英質(zhì)礦物包繞，礦石切片鏡下見(jiàn)金屬礦物顆粒都較新鮮。

表1 各種石材巖石化學(xué)組成分析結(jié)果(w/%)Table 1 Composition analysis results in all kinds of magnetic rocks

①數(shù)據(jù)來(lái)源于四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局(1995)《清溪幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(1∶5萬(wàn))》；②測(cè)試單位：西南冶金地質(zhì)測(cè)試中心。

3.4 塊狀凝灰?guī)r型石材

基調(diào)顏色為灰綠色、綠色，放入水中為碧綠色，拋光上蠟后為碧綠色基調(diào)。主要成分為綠泥石、綠簾石及凝灰質(zhì)火山灰碎屑物質(zhì)組成。硬度4.8～5(強(qiáng)于大理巖，弱于花崗巖)，放射性強(qiáng)度很低(γ值<3)。該巖石最大特點(diǎn)是韌性強(qiáng)，不易碎裂，顏色鮮艷，磁感應(yīng)強(qiáng)度低，為25～30 μT(低于當(dāng)?shù)氐V區(qū)背景值)，僅儀器可檢測(cè)具弱磁性，是墻面飾材之佳品。

4 磁性石材礦資源規(guī)模

在青川石材礦探礦權(quán)區(qū)僅初步勘查了0.5 km2，就海拔高度2.4 km以上的小范圍初步評(píng)估(湖南天源國(guó)土資源勘查有限公司，2012)，條帶石英巖1.24×106m3，細(xì)碧巖19.07×106m3，角斑巖22.90×106m3，塊狀凝灰?guī)r未作儲(chǔ)量評(píng)估，前3種石材總儲(chǔ)量估算達(dá)43.21×106m3(圖5、表2)，達(dá)到大型飾面用石材規(guī)模(>10×106m3)，并接近超大型規(guī)模。經(jīng)中南大學(xué)地球物理勘察新技術(shù)研究所對(duì)礦區(qū)2.4 km2范圍進(jìn)行過(guò)高精磁測(cè)，>50 μT的磁化體達(dá)91×106m3，預(yù)計(jì)僅轎子頂?shù)V區(qū)磁性石材資源量達(dá)0.15×109m3以上。

因此，本區(qū)磁性火山變質(zhì)巖飾面石材礦已達(dá)大型-超大型規(guī)模[6]，是非常理想的特種石材資源區(qū)，但準(zhǔn)確的資源量有待于進(jìn)一步詳勘。

5 磁性火山變質(zhì)巖的特殊性

龍門山青川石材礦區(qū)磁性火山變質(zhì)巖產(chǎn)于非常獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，并有較獨(dú)特的成因特點(diǎn)，該資源在國(guó)內(nèi)具罕見(jiàn)性，分析如下。

首先，青川石材礦區(qū)磁性火山變質(zhì)巖的原巖是一套裂隙式火山噴發(fā)巖，這在國(guó)內(nèi)外均少見(jiàn)。這類巖石的特點(diǎn)是礦物晶體非常細(xì)膩，反映出快速降溫的凝結(jié)成巖特點(diǎn)，因而巖石結(jié)構(gòu)致密，部分可作玉髓級(jí)玉石原料(如條紋石英巖)。

表2 飾面石材資源量估算表Table 2 Estimation of the decorative magnetic rock resources

圖5 石材資源量計(jì)算平面圖Fig.5 Plane of calculating the magnetic rock resources

其二，該地質(zhì)體成巖變質(zhì)過(guò)程是，巖漿先進(jìn)入海底水體并與水接觸自變質(zhì)，再受晉寧-加里東運(yùn)動(dòng)區(qū)域應(yīng)力低溫?zé)嶙冑|(zhì)，引發(fā)明顯的磁鐵礦化而致該套巖石具有磁性，進(jìn)而導(dǎo)致該區(qū)磁場(chǎng)背景值增高。因而該套磁性巖石的形成具有罕見(jiàn)性。

其三，該石材礦的組成巖石為一套形成于中新元古代并經(jīng)歷淺變質(zhì)的海相基性火山巖，本身基本不含放射性礦物，而且因距今地質(zhì)年代久遠(yuǎn)，即使有微量放射性元素，也已基本衰變；而其他地區(qū)含較多磁鐵礦而具有磁性的花崗巖類，大多形成于印支、燕山期，并含有放射性元素而致放射性超標(biāo)(如華南地區(qū)印支-燕山期花崗巖普遍含放射性元素都較高)。因此，該套磁性巖石用于飾面石材有其優(yōu)越性。

其四，該類巖石為海相裂隙式溢流作用成巖，故其規(guī)模十分龐大，加之巖石中的磁鐵礦粒細(xì)小且被長(zhǎng)英質(zhì)微晶包繞而不易被氧化，致其巖石磁性得以保存。這是該套磁性巖石具有的特殊性。

6 磁性石材市場(chǎng)前景分析

據(jù)最近報(bào)道[7]，廣西巴馬長(zhǎng)壽養(yǎng)生區(qū)，由于有地磁異常、負(fù)離子、堿性水等的養(yǎng)生因素，到該區(qū)養(yǎng)生的人逐年增多，現(xiàn)已人滿為患。地球的一般地區(qū)地磁約為25 μT，而巴馬高達(dá)58 μT，高于一般地區(qū)的一倍多。其原因是巴馬有一條斷裂帶，直接切穿地殼深達(dá)地幔層，導(dǎo)致地磁增強(qiáng)。巴馬磁場(chǎng)直接改善人體的血液循環(huán)，且具有抗高血壓、降血脂、改善微循環(huán)、防治動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病的作用，可以使腦梗塞患者的血液黏度降低。湖北鄂州蓮花山，建有磁療為特色的中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，對(duì)于疑難雜癥病人具有神奇療效，其旅游區(qū)的磁療養(yǎng)生也被周圍城市人群認(rèn)可，醫(yī)院與有關(guān)學(xué)者共同出版了地域磁療與養(yǎng)生的專業(yè)論文，并公布了一些神奇治病案例[5]。

本文討論的海相磁性火山變質(zhì)巖，既可用作高檔飾面石材，同時(shí)也可替代人工磁療儀器，恢復(fù)因磁屏蔽而造成的磁能缺失。而含磁鐵礦的花崗巖磁性既不均勻，而且顆粒較粗，易于氧化變色，特別是大多含放射性礦物，不宜用于室內(nèi)裝飾和作為磁療飾面石材。

綜上所述，以天然磁性飾面石材構(gòu)建室內(nèi)磁療養(yǎng)生屋，將是一個(gè)前景廣闊的領(lǐng)域，其特點(diǎn)是：一材多用，有益無(wú)害。人們將不刻意花時(shí)間去磁療，也不需專門尋找磁異常區(qū)休閑養(yǎng)生，使養(yǎng)生的分散性增強(qiáng)。因此，龍門山青川大型-超大型海相磁性火山變質(zhì)巖(磁性飾面石材)資源的開(kāi)發(fā)利用前景將十分廣闊，其價(jià)值也將特別巨大。

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