大理石矿资源地质特征

一、 矿床时空分布及成矿规律

(一)  矿床时空分布

　　中国大理石矿分布广泛，在中国各大地质构造单元、地台与褶皱系区内均有发育。含矿层位从太古宙延至中生界，以太古宙和古生界为主。太古宇大别山群，元古宇粉子山群，震旦系、古生代的寒武、奥陶、泥盆、石炭、二叠系，以及中生代的三叠系，均赋存有规模巨大的大理石矿体。

(二) 成 矿 规 律

　　大理石矿有三大成矿类型：沉积型、区域变质型和接触变质型。

　　在中国大理石总储量中沉积型储量约占30%，区域变质型占50%以上，接触变质型占10%以上。

　　沉积型大理石矿床，包括沉积成因的各类碳酸盐岩，如石灰岩、白云岩、白云质灰岩等。凡色泽或花纹美丽、质地细腻、块度好，抛光后光泽度高的均可作为装饰用大理石加以利用。沉积型大理石矿床，一般层位较稳定，规模大，产出时代以震旦、石炭、二叠和三叠纪为主。典型矿床如江苏宜兴白云洞大理石矿床，矿体系三叠纪中下统青龙灰岩，呈厚层状产出，控制长约500m，厚度10至百余米，大理石颜色浅红—乳白，商品名称“奶油”大理石。

　　在沉积型大理石矿床中，生物灰岩和特殊结构构造灰岩系列大理石矿床的石材常具有美丽而特殊的花纹，不仅可以制成装饰板材，而且还可以制成各种工艺品。如安徽的“红皖螺”、“灰皖螺”大理石矿层是由青白口纪叠层石藻礁灰岩组成；湖北的“腾龙玉”是由二叠纪的海绵、水螅、苔藓虫、层孔虫、珊瑚化石组成的生物礁岩；四川的“百鹤玉”是一种二叠纪生物灰岩。生物礁灰岩或生物碎屑灰岩除少量是震旦纪的，大多分布在古生代和中生代的海相碳酸盐岩系中。由于它们需要特殊的形成环境，因此分布零星，较为珍贵。特殊结构构造灰岩大理石矿床最典型的是由华北地台成片分布的奥陶纪竹叶状灰岩构成的紫豆瓣大理石矿床。竹叶状灰岩是一种先沉淀的钙质沉积物经风浪破碎呈扁圆状泥砾再沉积，并为钙质胶结而成的灰岩。这类矿床出现概率较小，且矿床规模也不很大。

　　区域变质型大理石矿床，呈大理岩或白云质大理岩产出，矿床规模大，矿体呈巨大层状和似层状产出，以均质细粒变晶结构为主，颜色、花纹、结构比较均一。大理石的颜色由所含杂质决定。一般纯净的纯白微晶者最名贵，称汉白玉；纯白而肉眼可见颗粒者按粒度大小称大雪花、小雪花；纯黑者多含有机质，但色纯者较少；灰色、褐色、紫色大理石矿床也常见。这类大理石矿床是原岩经轻微变质重新结晶形成的，所以大都在变质程度较浅的区域变质带中分布，多出现在中国的几大山系边缘的低山附近，分布比较广泛。矿层时代与中国海相厚层碳酸盐岩出现时代一致，主要为震旦纪、寒武纪以及南方的部分志留纪、泥盆纪和石炭纪。如山东莱州黄山后大理岩矿区和北京房山石窝大理岩矿区等。

　　接触变质型大理石矿床是碳酸盐岩层，受岩浆侵入接触带的热力或热液影响，围岩产生蚀变，形成夕卡岩或多种蚀变后的岩类矿床。这类矿床的特点是：大理石分布在接触带附近，矿体受接触带控制，一般不规则，造岩矿物颗粒较粗，矿物成分复杂，质量变化大，矿床规模不很大。

　　这类矿床大体有三类。一类是由夕卡岩化大理岩构成，产在碳酸盐岩与花岗岩体的接触带上，其石材多为白色基底上有彩色花纹，但一般矿体小、矿量少、荒料块度不大。我国燕山期花岗岩分布较普遍，特别是在中、东部地区较广泛，岩体与各时代的石灰岩、白云岩接触时可形成这类矿床。另一类是由蛇纹石大理岩构成，第三类矿床是由镁橄榄夕卡岩构成，前者石材以黄绿色为主，后者以绿色为主，并均有以黄绿主色调为基础的多种颜色变化。这两类矿床均分布褶皱成山的区域变质带中，矿层时代较老，多为古生代及前寒武纪。

二、 矿 床 类 型

　　中国大理石矿床按成矿作用可分为沉积成因和变质成因，其中变质成因的可分为区域变质作用形成的和接触变质作用形成。按成矿母岩则又可分为碳酸盐岩的和镁碳酸盐-硅质岩的。在此基础上，按矿石的岩性，将中国大理石矿床归纳为六种类型，其中的灰岩大理石矿床又包含“不含化石或特殊构造”和“含化石或特殊构造”两类。其他几种类型为：白云石大理岩大理石矿床、大理岩大理石矿床、白云质大理岩大理石矿床、蛇纹石大理岩矿床和镁橄榄石夕卡岩大理石矿床。大理石矿床类型见表4.25.9。

表4.25.9大理石矿床类型

三、 典 型 矿 床

(一) 山东莱州市黄山后大理石矿床

　　该矿床属于沉积区域变质矿床，位于山东省莱州市南18km。

　　矿区地层由元古宙粉子山群张家组、明村组构成。张家组(Pt₂f₅)分布在矿区南部。明村组分上下两个亚组，下亚组(Ｐt₂fm¹₁)为一套以大理岩为主的碳酸盐建造，厚度达465m，为本区的含矿岩层。上亚组(Pt₂fm²)为一套富碳泥质、钙泥质碎屑岩建造。各组地层间均为整合接触。

　　矿区构造位于鲁东地盾，胶东隆起区的黄山后倒转背斜明村组下亚组(Pt₂fm₁)中。矿区南部元古宇片麻花岗岩体侵入，使区内地层直立(部分地层向北倾斜)，呈东西向走向的单斜构造。至矿区西部，走向由东南转向近南北，倾角变缓，倾向由北西转向南西。区内未见较大断裂，除8线以西Ｆ断层水平距达15m外，一般断距仅2m左右，且大部分被脉岩贯入，断层一般对矿层影响不大。矿区东、中部岩层节理以及北北东走向较发育，西部以北北西、北东走向的二组最发育。

　　区内脉岩较发育，种类很多，其中以伟晶岩分布最广，一般对矿体影响不大。脉岩受断裂控制，走向以近南北向为主。

　　矿床属区域沉积变质型。矿层主要赋存于明村组下亚组地层中。其底板为明村组下亚组下段(Pt₂fm1₁)顶部石英岩，顶板为明村组上亚组(Pt₂fm₂)黑云母斜长片麻岩。矿层长度达2 650m，总厚度110～182m。矿层上部为灰色条带白云大理岩，中上部为浅灰色白云大理岩夹白色白云大理岩，中下部为白色白大理岩，相应的商品名称为云灰大理石、雪花白大理石。其中白色白云大理岩为主要矿层。各矿层厚度变化的大致趋势为：灰色条带白云大理岩，由矿区西部厚70m至东部变薄33～35m；浅灰色白云大理岩，东部厚度为34～39m，西部变薄20～31m，西南部加厚；白色白云大理岩，中部(8—1剖面)厚度31～48m，1剖面以东尖灭，向西南(9—12剖面)变薄到32～11.5m。

　　矿石为中细粒变晶结构，块状构造，矿石矿物成分主要由白云石(含量60%～84%)，方解石(15%～25%)等组成，有少量透闪石，局部含微量白云母、金云母或土状石墨小点。色泽纯白，无杂色或有杂色斑点，磨光面呈均匀分布的小雪花状的称雪花白大理石，是畅销的品种。

　　已探明储量824.6万m³。现由莱州银磊石材有限公司开采利用。本矿区南缘平度县境内大潭山、大田二处已探明同品种大理石储量911.8m³，由平度大理石厂开采利用。

(二) 陕西省潼关县玉石峪大理石矿

　　该矿床属于接触变质矿床，位于陕西省潼关县城东南150°方向吴村附近，距陇海铁路大要站7km，有公路相通，交通方便。

　　矿区大地构造位置位于华北地台南缘，出露地层为太古宙太华群，是一套深变质岩系。区内仅出露太华群板石山组中段和上段地层(图4.25.2)。板石山组中段(Arthb²)为黑云二长片麻岩夹黑云角闪斜长片麻岩，上段(Arthb³)为黑云母角闪斜长片麻岩(局部为白云片麻岩)夹大理石透镜体。矿体即赋存于上段岩层的底部。矿床位于区域背斜构造的倾没段，偏北翼。地层呈单斜产出，走向北西-南东，倾向北东，倾角60°左右。西部北东-南西方向的断层切断矿体。矿区内岩石节理发育。

　　矿体为一个蛇纹石化大理岩透镜体，矿体地表出露长度577m，最大厚度108m，矿区内燕山期伟晶岩脉发育，形态不规则，受节理裂隙控制，产状变化较大，一般与大理岩斜交，规模不大。晚期辉绿岩脉发育次之，切割大理岩和伟晶岩脉，与大理岩接触界线清晰，无明显交代现象，常见有金云母透辉石化、蛇纹石化。金云母透辉石化常见于接触带，宽度0.5～6m，分布范围有限，对矿体影响不大，蛇纹石化大理岩增添了美丽的色彩和花纹，构成了彩色大理石矿体。矿石为灰白色至黄绿色，主要由方解石(60%～80%)和蛇纹石(15%～35%)组成，次之有少量的金云母、透辉石、微量白云母、橄榄石、透闪石、阳起石及铁质矿物等。方解石为灰白色，粒径小于1mm，蛇纹石为浅黄、黄绿、绿色至深绿色。矿石具细粒花岗变晶镶嵌结构、蛇纹石呈浸染状散布于方解石为基体的孔隙中，紧密镶嵌而成。矿石结构有斑点状、致密块状、条带状、云雾状等。整个矿体均受不同程度的蛇纹石化，蛇纹石的颜色多样，以黄绿为主，无明显界线，有相互过渡或穿插，不易分别圈定。总的变化趋势是：沿走向西端黄色较多，东端绿色较多，有部分黑色；在倾向方向上地表黄色较多，深部绿色增加；厚度方向上，上部绿色较多，下部黄色较多。全区矿石类型，可划分为四类：一是斑点状矿石，矿石基本由灰白—白色方解石组成，斑点由蛇纹石组成。斑点粒径一般在1～5mm，有黄、绿、深绿(黑)不同的色调。依斑点的不同色调，分为斑黄大理石、斑绿大理石、满天星大理石，此类型约占全区80%。二是块状矿石,矿石的颜色、矿物成分，结构构造均一，无明显的定向变化。依其色调不同，分为黄色块状和绿色块状矿石，工艺上分别称为香蕉黄大理石、苹果绿大理石，它们分别以团块状零星分布于黄色斑点状和绿色斑点状矿石之中，系蛇纹石颗粒细小、分布均匀所致。三是条带状矿石、蛇纹石在矿石中呈条带分布，带宽一般为0.5～2cm，分布较稳定，依其色调不同分为绿色条带和黄色条带，工艺上称彩带大理石。四是云雾状矿石，矿石中蛇纹石似云雾山水状花纹，色调比较协调，工艺上称彩云大理石。矿石磨光面光泽度110°，抗压强度124 536.2～159 641.7kPa，抗折强度15 024.4～19 749.2kPa。

该矿曾由潼关县大理石矿小规模开采。据统计实采荒料率为13.6%～20.5%，最大块度约1.5m³。

图4.25.2陕西省潼关玉石峪大理石矿区地形地质图

1.第四系；2.太古宙太华群板石山组黑云母角闪斜长片麻岩夹大理石透镜体；3.太华群板石山组黑云母二斜片麻岩夹黑云母斜长片麻岩；4.辉绿岩脉、煌斑岩脉、细晶闪长岩脉；5.伟晶岩脉；6.蛇纹石化大理石（矿体）7.金云母透辉石夕卡岩；8.夕卡岩化大理石；9.推测断层、岩层产状；10.采石场

(三) 浙江省杭州市石龙山大理石矿

　　该矿属于沉积型大理石矿床，位于浙江省杭州市西郊21km处，石龙山西段，公路直通市内，交通方便。

　　矿区除西北部零星出露中下泥盆统石英砂岩及下石炭统砂页岩，南部出露下石炭统砂页岩外，大片出露中上石炭统石灰岩，岩层走向与山脉延伸方向一致，呈北西西-南东东向展布。岩石大部分裸露(图4.25.3)。中下泥盆统砂岩与上覆C₁、C₂地层呈断层接触。南部及北部边缘的下石炭统砂页岩，与上覆石炭统地层呈假整合接触。中、上石炭统灰岩为赋矿岩层。中石炭黄龙灰岩自下而上可分为四层：一是C1₂白云岩层，厚度1～6.5m；二是C²₂大理岩层，主要由方解石组成，微肉红色，厚层状、块状构造，岩石脆而易碎，易风化，与上下岩层呈整合接触，厚度8～14m；三是C³₂生物灰岩层，灰白、浅灰色，局部灰黑色，等粒或不等粒生物结构，生物碎屑含量50%左右。生物灰岩层发育方解石细脉，一般宽1～3mm，沿裂隙常有氧化铁浸染，层厚12～47m；四是C⁴₂结晶灰岩，呈深灰—灰色，局部灰黑色，厚层状、块状构造，主要由微粒方解石组成，含少量泥质，断面呈云雾状，缝合线及方解石细脉发育，层厚22～41m。上石炭统船山灰岩(C₃)，呈浅灰、灰色、厚层状。主要由稳晶-微粒方解石组成，含少量泥质、白云质，后期方解石脉发育，含生物残骸，厚度大于100m。

图4.25.3浙江省杭州石龙山大理石矿矿区地质图

1.第四系残坡积;2.中上石炭统碎裂灰岩;3.上石炭统含生物灰岩;4.中石炭统结晶灰岩;5.中石炭统生物灰岩;6.中石炭统大理岩;7.中石炭统白云岩;8.下石炭统砂页岩;9.中下泥盆统砂岩;10.地质界线、地层产状;11.平推、逆断层;12.勘探线及编号;13.开采场区

　　矿区处于区域石龙山向斜的西段南翼部位。地层走向与向斜轴线一致，呈近东西向，倾向354°～34°，呈单斜产出，倾角30°～60°。北部受F₆断层影响，北翼的中上石炭统灰岩缺失，其余F₁一F₅断层均为北西向分布的断距较小的平推断层，对矿体有一定影响。

　　石龙山西段大理石矿，中石炭统黄龙灰岩第四层(C⁴₂)的深灰色结晶灰岩及上石炭统船山组(C₃)浅灰—灰色含生物岩层，以及黄龙组第三层生物灰岩。矿石自然类型可分为灰—深灰色、黑色结晶灰岩、灰—浅灰色含生物灰岩及浅灰—灰白色的生物灰岩。按矿石磨光后的色泽花纹等特征，矿石工业类型可分为二个品种五个亚类。

　　矿石光泽度、颜色、花纹在矿区中C⁴₂、C₃矿层及C³₂层的走向、倾向上基本稳定，而C⁴₂、C₃矿层中的颜色略有变化，深灰色中常夹浅灰色，而浅灰色中常夹深灰色，这种浅中有深，深中有浅的色调变化，无规律性分布。

　　矿石在干燥状态时的物理性能：抗压强度在垂直层面为12 544kPa，平行层面14 308 kPa。抗剪强度在垂直层面为11 956kPa，平行层面14 504kPa。光泽度94.42～104.83。

　　已探明储量980万m³。由杭州大理石厂使用普通钢丝绳锯石机开采，成荒率40%，废石用于水泥生产。矿山东部地段探明储量576.6万m³由乡镇企业开采。