新疆哈密市下泉西紅柱石礦地質(zhì)特征及成因淺析

楊海英

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊，新疆庫爾勒841000）

新疆哈密市下泉西紅柱石礦地質(zhì)特征及成因淺析

楊海英*

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊，新疆庫爾勒841000）

下泉西紅柱石礦位于新疆哈密市境內(nèi)，礦區(qū)大地構(gòu)造單元歸屬哈薩克斯坦—準噶爾古板塊（Ⅰ）→準噶爾—巴爾喀什微板塊（Ⅱ）→準噶爾北緣活動陸緣（Ⅲ）→哈爾里克巖漿弧。區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂、巖漿巖較發(fā)育；礦床產(chǎn)于上石炭統(tǒng)居里得能組下亞組（C2j1）地層中。礦石中的礦石礦物為紅柱石，呈半自形—他形粒狀出現(xiàn)。其它礦物有石英、白（絹）云母、鐵質(zhì)及少量的金紅石和天藍石。礦石類型為細粒紅柱石礦，巖礦鑒定定名為含金紅石紅柱石次生石英巖。礦床成因應(yīng)屬熱液交代紅柱石礦床。

紅柱石礦床；地質(zhì)特征；熱液交代紅柱石礦床

1 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)特征

礦區(qū)大地構(gòu)造單元歸屬哈薩克斯坦-準噶爾古板塊（Ⅰ）→準噶爾—巴爾喀什微板塊（Ⅱ）→準噶爾北緣活動陸緣（Ⅲ）→哈爾里克巖漿?。á簦1]。

區(qū)域構(gòu)造線總體走向呈北西向和近東西走向，相應(yīng)發(fā)育有兩組斷裂構(gòu)造，而近東西向斷裂規(guī)模比較大，為逆斷層，被晚期北西向斷裂切斷限制，紅柱石礦體的形成主要與近東西向的F2斷裂構(gòu)造有關(guān)，后期北西向的斷裂構(gòu)造，對礦體有破壞作用。區(qū)域褶皺構(gòu)造不十分明顯，總體由上石炭統(tǒng)居里得能組亞組為核心組成不對稱的背斜構(gòu)造[2](圖1)。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

區(qū)域內(nèi)出露地層有：上石炭統(tǒng)居里得能組（C2j）和第四系（Q）。

上石炭統(tǒng)居里得能組（C2j）:主要巖性為灰色、黃褐色石英砂巖、礫巖、凝灰?guī)r。該組自命名后未發(fā)生歷史沿革。主要分布于調(diào)查區(qū)南部的四道溝—小八羊溝—湟林—伊爾希土一帶。該套地層與上覆地層頭蘇泉組、大柳溝組均呈斷裂接觸。

第四系：為松散沉積物，以砂、礫和亞砂土為主，按成因類劃分為全新統(tǒng)、更新統(tǒng)沖積、沖洪積。

區(qū)域上以彥托達板為界，可劃分出2個構(gòu)造巖漿帶。斷裂北部出露零星巖株狀二長花崗巖和石英閃長巖，為泥盆紀侵入巖。

斷裂南部侵入巖非常發(fā)育，構(gòu)成區(qū)域上哈爾力克華力西島弧帶鏈狀延伸的侵入巖帶，為石炭紀侵入體。區(qū)內(nèi)以八大石復(fù)式巖體和吐依溫布拉克復(fù)式巖體為代表。主體呈巖基狀，不同期次的侵入體呈巖株狀相互穿插。

區(qū)內(nèi)最發(fā)育的巖漿巖為華里西中期第二侵入次的黑云母花崗巖，呈巖基狀產(chǎn)出，該處的黑云母花崗巖為紅柱石礦的形成提供了熱液條件。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層主要為上石炭統(tǒng)居里得能組（C2j）和第四系。上石炭統(tǒng)居里得能組（C2j）又分為上、下2個亞組，又把上石炭統(tǒng)居里得能組（C2j）下亞組分為3個巖性段。現(xiàn)分述如下：

上石炭統(tǒng)居里得能組下亞組（C2j1）：

第一巖性段（C2j11）：出露于礦區(qū)的南部，巖性以灰、灰綠色石英巖為主，夾少量的灰、灰綠色凝灰質(zhì)長石石英細砂巖，局部見有英安巖呈透鏡體侵入。出露厚度335m，未見底，與上覆第二巖性段（C2j21）呈斷層接觸。

第二巖性段（C2j21）出露于礦區(qū)的中部，巖性以灰綠色薄—中厚層狀凝灰質(zhì)細砂巖為主夾次生石英巖，局部見有少量英安巖呈扁豆體侵入，該段地層中的次生石英為賦礦層位，次生石英巖出露寬度為32～70m，斷續(xù)延長約1km，其產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀一致，呈北東南西向展布。絕大部分的次生石英巖本身就是礦體，或者礦體在次生石英的中部，有的紅柱石含量太低而成非礦，紅柱石礦體與次生石英巖的關(guān)系非常密切，次生石英巖是紅柱石的礦化帶。出露厚度234～467m，與上覆第三巖性段（C2j31）呈整合接觸。

第三巖性段C2j31），出露于礦區(qū)的中—北部，巖性以灰綠色中厚層—厚層含礫凝灰質(zhì)細—粉砂巖為主夾薄層—中厚層凝灰質(zhì)細砂巖，有少量英安玢巖呈透鏡體侵入。出露厚度224～277m，與上覆地層（C2j2）呈斷層接觸。

上石炭統(tǒng)居里得能組上亞組（C2j2）：上亞組（C2j2）分布于礦區(qū)北、西北部，巖性為灰黑色、薄層狀鈣質(zhì)粉砂巖夾少量頁巖、硅質(zhì)巖、凝灰?guī)r等。礦區(qū)出露厚度121m，未見頂。

第四系：為松散沉積物，以砂、礫和亞砂土為主，按成因類劃分為全新統(tǒng)、更新統(tǒng)沖積、沖洪積堆積物。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

工作區(qū)構(gòu)造比較簡單，地層主要為向北西向傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角一般在45°～60°，比較明顯的有2條斷層，現(xiàn)就斷裂構(gòu)造分述如下：

F1斷裂位于礦區(qū)北西角，從區(qū)域地質(zhì)圖上看是礦區(qū)規(guī)模最大的一條斷裂，走向近于東西向為北東東—南西西向，沿北東東—南西西向延出礦區(qū)，斷層產(chǎn)狀傾向140°～175°之間，傾角在55°～65°之間，為逆斷層，與紅柱石礦的形成無關(guān)。

F2斷裂位于礦區(qū)的中部，在礦區(qū)為較大的一條斷裂，呈疏緩波狀沿北東東—南西西向延出礦區(qū)，斷層產(chǎn)狀傾向320°～355°之間，傾角在60°～75°之間，為逆斷層。斷層長度大于2km，破碎帶寬度2～5m，為成礦前斷層。斷層在地表地形上表現(xiàn)比較明顯，為山脊和溝谷的分界線，局部見有斷層破碎帶和斷層角礫巖。該斷裂在礦體的南側(cè)，礦體在該斷裂的上盤，與成礦關(guān)系明顯，為成礦熱液上升的通道，礦化蝕變帶（次生石英巖）與斷層走向基本一致。

2.3 巖漿巖

勘查區(qū)巖漿活動不強烈，只見有2處巖體出露，均為華力西中期的中、酸性巖體，呈巖脈狀產(chǎn)出，一處在詳查區(qū)北，為華力西中期第二侵入次的黑云母花崗巖，巖脈寬15～20m，長2.78km；另一處在詳查區(qū)的南西方向，為灰色中細粒黑云母石英閃長巖，呈透鏡狀，寬59.6m，長340m。

2.4 變質(zhì)作用

本礦區(qū)變質(zhì)作用有區(qū)域變質(zhì)作用和接觸變質(zhì)作用，以區(qū)域變質(zhì)作為主，現(xiàn)分述如下。

2.4.1 區(qū)域變質(zhì)作用

礦區(qū)石炭系地層普遍經(jīng)受了區(qū)域變質(zhì)作用，變質(zhì)程度為低綠片巖相，但在礦化蝕變帶上疊加了熱液變質(zhì)作用。巖石中主要出現(xiàn)的變質(zhì)礦物有絹云母、葉臘石、紅柱石、天藍石和次生石英。巖石具千枚狀—板狀和塊狀構(gòu)造。主要巖性有變余凝灰質(zhì)砂巖、千枚巖、泥質(zhì)或粉砂質(zhì)板巖、含紅柱石次生石英巖等。

2.4.2 氣體熱液變質(zhì)作用

氣體熱液變質(zhì)作用是在區(qū)域變質(zhì)作用的基礎(chǔ)上，經(jīng)華力西中期花崗巖侵入提供的熱氣液，沿著構(gòu)造薄弱地帶，與富含三氧化二鋁的巖石作用，形成了含紅柱石的次生石英巖。礦區(qū)巖漿巖不發(fā)育，只在礦體的北部附近見有少量的花崗巖巖脈，推測在礦區(qū)地下深部有花崗巖巖體存在。在礦化蝕變帶上，褐鐵礦化比較明顯，鉀長石化強烈，變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)有角巖結(jié)構(gòu)，片狀或板狀構(gòu)造明顯，主要變質(zhì)礦物有紅柱石、天藍石等，主要巖性有紅柱石板巖、次生石英巖、含金紅石紅柱石板巖（角巖）。含紅柱石的次生石英巖即紅柱石礦體。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

哈密市下泉西紅柱石礦化帶產(chǎn)在石炭系上統(tǒng)居里得能組下亞組第二巖性段（C2j21）中，礦化帶呈近東西向走向，斷續(xù)延長約1km，寬25～60m，礦體呈似層狀，與地層產(chǎn)狀基本一致，礦體傾向20°～340°，傾角46°～75°。

礦區(qū)有2個礦體，現(xiàn)就2個礦體的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀及分布特征分述如下：

Ⅰ號紅柱石礦體：礦體呈透鏡狀，與地層產(chǎn)狀基本一致，出露長度303m，揭露和控制長度260m，礦體厚25.55～54.5m。礦體傾向345°～10°，傾角49°～65°。Ⅰ號紅柱石礦體在地表之下，總體有變厚的趨勢，礦體平均厚度40.25m，平均品位30.44%，礦體厚度變化系數(shù)28.72%。

Ⅱ號紅柱石礦體：礦體平面形態(tài)呈不規(guī)則的三角形形狀，與地層產(chǎn)狀基本一致，出露長度205m，揭露和控制長度172m，礦體厚4.6～53.62m,平均厚度27.05m，礦體平均品位26.06%，礦體產(chǎn)狀傾向340°～350°，傾角55°～75°。Ⅱ號紅柱石礦體在地表之下，總體變窄，有向下尖滅的趨勢。

3.2 礦石組成特征

3.2.1 礦石類型

紅柱石礦的礦石類型，根據(jù)紅柱石礦物粒徑的大小，可分為細粒（粒徑小于3mm）紅柱石礦石和粗粒（粒徑大于3mm）紅柱石礦石。本礦區(qū)紅柱石礦石類型非常簡單，紅柱石顆粒粒徑一般在0.3～1mm之間，個別可達到2～3mm，所以本礦區(qū)紅柱石的礦石類型為細粒紅柱石礦，巖礦鑒定定名為含金紅石紅柱石次生石英巖。

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

紅柱石礦體主要產(chǎn)于含紅柱石次生石英巖中，個別巖礦礦鑒定為含紅柱石板巖。巖石呈灰白色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，少數(shù)為板狀構(gòu)造。礦石中紅柱石礦物一般呈半自形—他形粒狀、細小的短柱狀，紅柱石顆粒中有較多裂紋，并有次生變化，一些細小鱗片—片狀絹云母、白云母次生礦物充填其中，顆粒中常有石英、金紅石微小粒狀包裹體。紅柱石單礦物含量一般在30%～40%。礦石中其它礦物還有石英、白（絹）云母、鐵質(zhì)及少量的金紅石和天藍石。

3.2.3 礦石組份

礦石中的礦石礦物為紅柱石，呈半自形—他形粒狀出現(xiàn)。其它礦物有石英、白（絹）云母、鐵質(zhì)及少量的金紅石和天藍石。

紅柱石礦物的化學(xué)成分見表1。

表1 紅柱石礦石化學(xué)分析結(jié)果表

礦石中礦物除紅柱石外，還有金紅石、藍晶石、云母、葉臘石、石英和赤鐵礦。其它礦物顆粒一般都小于0.1mm。其中石英呈他形細粒狀，粒徑0.03～0.16mm，顆粒間彼此鑲嵌，由于次生石英巖化作用，原礦物微細粒石英中可見模糊不清的斑點及殘留痕跡，大部分微粒石英呈現(xiàn)銹褐色混濁不清的塵點狀斑點；金紅石呈他形粒狀，顆粒間的交代蝕變半透明紅褐色，微—細粒狀，部分為細小柱狀自形晶，粒徑0.008～0.2mm，部分分布在紅柱石粒間及石英粒間；鐵質(zhì)主要為黃鐵礦和赤鐵礦，粒徑0.005～0.4mm，分布在石英和紅柱石間。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

本區(qū)紅柱石礦床成因為熱液交代紅柱石礦床。其主要證據(jù)如下：

（1）礦床產(chǎn)于中酸性火山巖（凝灰?guī)r）經(jīng)熱蝕變而成的次生石英巖中。

（2）次生石英巖中常見的礦物有石英、富鋁礦物、金紅石、白云母、絹云母和黃鐵礦。

（3）本區(qū)紅柱石礦體規(guī)模與熱液交代紅柱石礦床的規(guī)模（礦體一般長幾十米到三百米，寬幾十米）相似。

（4）礦石中紅柱石呈細粒浸染狀、團塊狀分布，品位較高。 綜上所述，高鋁質(zhì)的中酸性火山巖，在火山熱液或后期的巖漿熱液的作用下，變?yōu)榇紊r，高鋁質(zhì)物質(zhì)在適宜的溫度、壓力及地質(zhì)構(gòu)造條件作用下，使原巖在新的物化條件下改造，重新組合、結(jié)晶或重結(jié)晶，形成紅柱石礦床。

4.2 找礦標志

（1）紅柱石形成地質(zhì)時代均為晚石炭紀。

（2）凝灰?guī)r地層中，呈帶狀分布的次生石英巖。

（3）從地表顏色上看，為白色，新鮮面呈褐色、紅色、白色、藍色等雜色。

（4）紅柱石本身的特征，雖然該種成因的紅柱石顆粒較細，但仔細觀察，還是能看出呈粉紅色的細小的柱狀、粒狀紅柱石晶體，這些紅柱石本身的特征可作為直接找礦標志。

[1]新疆維吾爾自治區(qū)地礦局.新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1993.

[2]左國朝，等.北山板塊構(gòu)造及成礦規(guī)律[M].北京：北京大學(xué)出版社，1990.

P619.2

A

1004-5716(2015)02-0157-04

2014-03-21

2014-03-27

楊海英（1979-），女（漢族），山東梁山人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)找礦技術(shù)工作。