靖宇县白江河松花石矿床地质特征

    刘克义

    

    

    

    摘要：“松花石”也称松花玉，是指赋存于上元古界青白口系南芬组下段黄绿色、紫色、紫灰色含硅质粉晶灰岩和薄层泥质灰岩。因其产于长白山区的松花江流域，色如松花而得名。松花石开发历史悠久，以其颜色多样美丽、石质均匀、敲击有声、扣之如铜、清脆入耳、细腻温润、易雕刻之特征，其加工作品被文人或赏石爱好者推崇收藏。

    关键词：白江河；松花石；特征

    1、区域地质概况

    勘查区所处大地构造位置为：中朝准地台（Ⅰ级）辽东台隆（Ⅱ级）北缘东段，铁岭-靖宇-和龙台拱（Ⅲ級）的龙岗断块（Ⅳ级）南东翼。

    1.1地层

    区域内出露地层分别为：

    1.1.1太古宙长白-板石地块杨家店组（Ar2 y），主要岩性为TTG组合，斜长角闪岩、黑云片麻岩；

    1.1.2上元古界青白口系（Qb），浅海～深海相沉积石英砂岩、泥灰岩；

    1.1.3震旦系（Z），主要为沉积砂岩、叠层石礁灰岩；

    1.1.4早古生界寒武系（∈）奥陶系（O），厚层或中厚层灰岩；

    1.1.5中生代侏罗系（J），以安山岩、凝灰岩为主，其中夹有薄层粉砂岩；

    1.1.6上第三系，气孔状玄武岩、火山渣层；

    1.1.7第四系（Q），现代和床及砂砾粘土堆积、

    1.2构造

    区域主体构造为龙岗背斜，工作区处于该背斜核部的南东翼为一单斜构造。

    1.3岩浆岩

    区内岩浆活动十分强烈，主要以第四纪、第三纪以火山喷发为主，形成玄武岩台地及自然景观的火山口湖，标志性的自然景观有大龙湾、小龙湾。

    2、矿床地质

    2.1矿区地层

    矿床内出露地层主要有第四系、侏罗系、青白口系地层。由老至新分述如下：

    2.1.1青白口系（Qn）

    （1） 钓鱼台组（Qn2d）：

    分布于勘查区的北西部。

    岩性组合为以灰白色为主要色调的粗、中、细粒石英砂岩、长石石英砂岩、含砾粗粒石英砂岩。下部赋存有2- 3层赤铁矿层。

    （2）南芬组（Qn2n）：

    该组分上、中、下三段，三段之间呈渐变过渡关系。

    ①下段（Qn2n1）

    该段是松花石矿的主要含矿层位，岩性主要为黄绿色中-厚层泥质粉晶灰岩、紫灰色中厚层-厚层泥质粉晶灰岩、紫色中厚层-厚层夹薄层泥质粉晶灰岩。

    在下部紫色泥灰岩中有磷酸盐矿化，导致岩石多呈褐黄或淡绿色；常见有两个矿化层，每层厚度约2m左右，在蛋青色泥灰岩和黄绿色钙质页岩中见有铜的矿化，在下部的硅质成分较高的板状泥灰岩是制作“松花石砚”的上等原料。

    ②中段（Qn2n2）

    底部为紫灰色灰质泥页岩；中部为黄绿色灰质泥页岩夹紫色灰质泥页岩；上部为紫色灰质泥页岩。

    ③上段（Qn2n3）

    分布于矿区中部，底部为紫色页岩，中部为黄绿色页岩，上部为黑色页岩。

    地层北东走向40°～60°，南东倾斜，倾角45°～20°，倾向上下段地层北部接近钓鱼台组石英砂岩接触部，地层倾角相对较陡，沿倾斜方向倾角逐渐变缓；地层在走向上由南西向北东，厚度逐渐变薄，呈收敛趋势，地层倾角逐渐变缓。

    2.1.2侏罗系（J）

    （1）侏罗系侯家屯组（J2h）

    分布于工作区东侧；不整合于青白口系地层之上的一套以紫色砾岩和黄绿色页岩为主，偶夹泥灰岩透镜体；底部常见有石灰岩质砾岩，产动、植物化石；在区域上与果松组角度不整合接触。

    （2）侏罗系果松组（J3g）

    分布在工作区的南东部：下部为灰色砾岩、砂岩。产少量植物化石，上部安山岩，安山质凝灰岩；局部有凝灰岩、流纹岩；与上覆鹰嘴砬子组和下伏侯家屯组均为整合接触关系。

    2.1.3第四系（Q）：分布在矿区开阔低洼处及现代河流两侧。主要为现代沼泽沉积黑土、泥炭，块状气孔状玄武岩

    2.2构造

    矿床内构造不发育，没有明显的褶皱构造和断裂构造，岩层之中发育横向的紧闭节理。

    2.3岩浆岩

    地表没有发现岩浆岩出露，在深部（地表以下200米）发现中基性小脉岩。

    3、矿体特征

    3.1“松花石”基本含义

    在矿业范畴内，不存在松花石这类岩石，其名称是玉石文化界的代名词，松花石也称松花玉，是指赋存于上元古界青白口系南芬组下部，原岩颜色为黄绿色、紫色、紫灰色含硅质粉晶灰岩。因其产于长白山区的松花江流域，色如松花而得名。

    松花石历史悠久。早在辽、金时期，民间艺人就将松花石雕琢成饰品作为族人、首领们的佩戴或馈赠达官贵人。至清代1689年，康熙皇帝发现松花石石色美、石质佳，敲击有声、“扣之如铜”，清脆入耳，具有细腻温润的细脉，绀绿无暇的色泽，谓之优质石材。康熙皇帝曾在亲撰的《制砚说》中评价松花石道：“质坚而温，色绿而莹，文理灿然，握之则润液玉滴”。从此，松花砚做为“御砚”和“朱批”的专用砚，成为清皇室的宝物。

    3.2矿体特征

    矿体地表出露在矿区西北角，出露在4～0线之间，出露标高670～870米；矿体在矿区内延长150米，矿层厚度14.76～22.28米，平均厚度17.91米，矿体由多层颜色不同薄层状～中厚层状单层矿体组成，矿层厚度单层矿体厚度为5～35cm，颜色主要有紫红色、蛋青色（深绿色）、桔黄色（浅黄色）单层矿体之间均为紧闭整合接触，层理极其发育，层里面笔直。

    矿体产状，走向南西～北东向，60°- 40°，倾向南东，倾角45°- 20°，矿体由南西向北东，走向逐渐向北北东方向变化，厚度逐渐变薄，其特征反映了原始沉积环境特点。

    

    （详见表1，白江河松花石矿体单层矿体矿石特征一览表） 3.3矿石质量特征

    3.3.1矿石颜色

    矿石颜色以紫红色、蛋青色（深绿色）、桔黄色三种颜色为主。

    3.3.2矿石化学成分

    矿石化学成分分析项目主要包括：SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3、TiO2、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、烧失量（见表2松花石矿石化学成分全分析结果对照表）。

    3.3.3矿石矿物成分：矿物成分主要为方解石及石英、粘土矿物组成。方解石含量70～40，个别达到95%，粒度均小于0.01mm，石英含量20～50%，粒度0.001mm左右，粘土矿物5～8%；局部见后期的方解石脉充填。

    3.3.4矿石结构、构造：显微隐晶质结构；层状、层纹状、块状构造，紫红色矿石中常常包含蛋青色矿石，蛋青色往往呈层状或透镜体存在；桔黄色矿石常常具有木纹状构造，形成独特的“木纹石”。

    3.3.5矿石中主要金属矿物嵌布特征

    矿石中的金属矿物含量极少，在光片中仅见极少量黄铁矿，没有见到其它金属矿物。黄铁矿为它形粒状晶体，粒度细小，一般在0.01～0.03mm之间，晶体呈星点状分布，含量小于0.01%。

    3.3.6矿石类型

    矿石自然类型，含硅质粉晶质泥灰岩矿石质地均一细腻温润，敲击清脆，声音如击钢，断口呈贝壳状，油脂光泽；矿石手感沉重。

    3.3.7矿石物理特征，主要包括质量分数（密度）、湿度、抗压抗剪、耐酸耐碱等，通过与国家收藏松花石作品相比较，完全合乎标准要求。详见表2松花石矿石物性特征对比表。

    3.3.8矿石有害元素对比

    白江河松花石床与江源区松花石矿床同属相同成矿构造单元，松花石均为南芬组结晶泥灰岩，矿石成分、结构构造、自然类型基本相同，可比性较强，根据对矿石进行光谱分析，矿石中没有伴生有益和有害元素。

    与邻近矿床——白山市江源区松花石矿石相对比，白江河松花石矿石中放射性含量符合要求。

    白山市江源区松花石矿石，通过对18个矿石进行测试，其中U16.24ω（B）/10- 2；Th6.55ω（B）/10- 2；Cu12.51ω（B）/10- 2；Co15.25ω（B）/10- 2；Ni39.28ω（B）/10- 2；V 9.61ω（B）/10- 2；Cr13.07ω（B）/10- 2.

    以上参考数据来自：董佩信—《大清国宝—松花石砚》。

    4、控矿地质因素

    松花石矿体产于南芬组地层下段，纵观岩石岩性变化特征，松花石矿体的形成属于海侵体系域，页岩陆屑建造，沉积环境非常稳定的层控型矿床；根据松花石矿体厚度和产状变化特征，反映当时沉积环境接近于边缘相，矿体的倾向方向和南西延长方向，是当时沉积环境更加稳定区域。

    矿体深部上盘赋存一层紫色角砾岩，平均厚度为1.0米，与松花石呈整合接触，是矿体上盘的标志层；岩石的颜色多样性、独特的细膩结构、油脂光泽、贝壳状断口、与围岩存在较大差别的密度和硬度，往往是直接寻找矿体的标志。

    参考文献

    [1]董佩信，张淑芬.大清国宝—松花石砚[M].地质出版社，2004，11.