四川省南江县霞石矿地质特征及成因

高瑞祥

（中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，成都 610017）

1 区域地质

南江霞石矿位于米仓山南缘滑脱带北缘坪河基底凸起中段坪河超单元超基性—碱性侵入岩内。区内出露地层主要为元古界火地垭群，古生界震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、二叠系及中生界三叠系、侏罗系和少量新生界第四系。

区内经历了多次地壳运动，地质构造复杂，断裂褶皱发育，褶皱、断裂总体呈北东～南西向展布。区内共发育三条近北东向区域性大断层，由南东向北西依次为官方垭断层、孙家垭断层、大河坝断层。

区内岩浆岩主要出露吕梁期第二期侵入岩，包括超基性碱性杂岩、中酸性碱性和中酸性岩类。

区内各期岩脉主要有闪长岩脉、长英岩脉、正长闪长岩岩脉、斜长岩脉、花岗岩脉、辉绿岩脉等，多切穿前震旦系地层及区内侵入岩，沿NE、NEE 向裂隙侵入，少数沿NNW 向侵入。

根据区内岩浆岩的穿切关系和侵入地层的时代，可划分为三个时期。超基性碱性岩、中酸性碱性岩属吕梁期第二期侵入岩（第一期为喷出岩，未出露）；石英闪长岩属吕梁期第三期侵入岩；花岗岩属吕梁期第四期侵入岩。脉岩则为各期岩浆侵入先期岩浆岩和变质岩裂隙而成，为其同期或稍晚期形成物。

2 矿区地质

矿区前震旦系火地垭群麻窝子组第二段（Ptm2），是超基性—碱性侵入岩的主要围岩。岩生主要为浅灰～灰白色中厚层至厚层细晶白云质大理岩，主要矿物是白云石、次为方解石，含少量碳质，夹透镜状片岩型石墨矿体，是区内坪河含钒晶质石墨矿体产出层位。白云质大理岩与岩浆岩接触时，具不均匀硅化、蛇蚊石化及石墨化，厚＞200m。

矿区内构造处于坪河—官坝背斜南西段，处于麻窝子组二段（Ptm2）中，背斜轴向60°～75°。地层产状：北西翼330°～350°∠50°～70°；南东翼150°～165°∠50°～70°，两翼基本对称。南东翼次级褶皱较发育。

矿区岩浆岩为坪河超基性碱性杂岩体一部份，包括钛铁霞辉岩(εψ)、霓霞岩（εx）和磷霞岩（εe），局部可见蚀变现象，蚀变岩石称蚀变碱性岩。

钛铁霞辉岩（εψ）为坪河超基性碱性杂岩体最早生成物，呈不规则状分布，灰黑至黑色，细～中粒粒状结构，块状构造。主要矿物成份为钛辉石，斜黝帘石，长石，绢云母，此外，还含少量星散状铁质，偶见尖晶石。钛铁霞辉岩局部蚀变成蚀变钛辉岩和蛇纹岩。

霓霞岩（εx）是坪河超基性碱性杂岩体中期产物，岩体中常见有早期钛铁霞辉岩捕虏体，并有后期磷霞岩及闪长岩，石英闪长岩，花岗岩，碱闪正长岩等岩脉侵入。为灰、浅灰色，中粗粒状结构，块状构造。主要矿物成份为霓辉石或钛辉石，霞石，黑云母，绿帘石、斜黝帘石，长石，岩石中还含少量霓石、钠长石、方解石、绿泥石及磁铁矿，局部含黄铁矿星点及细脉。

磷霞岩（εe）是坪河超基性碱性杂岩体晚期产物，也是区内最早一次岩浆活动末期产物，呈大小不等，不规则透镜状，脉状，扁豆状，北东—北北东向，平行成带，或串珠状断续侵入在坪河超单元中段的钛铁霞辉岩、霓霞岩中或二者之间，具有一定规模的磷霞岩体共有10个，对应成为坪河矿区霞石矿的10个矿体（图1）。

磷霞岩为浅灰白色，半自形～他形中、粗粒结构，少量伟晶结构，致密块状构造。矿物成份主要为霞石，钙霞石，黑云母，斜黝帘石，方解石，辉石，长石，另有少量铁质星散分布于岩石中。

矿区各期岩脉发育，类型多，主要有正长闪长岩脉、花岗岩脉、碱闪正长岩脉、石英闪长岩脉、正长岩脉、辉绿岩脉、碳酸岩脉等。

矿区侵入岩及脉岩受NE～NEE 向构造控制，倾向NW～NWW，倾角55°～81°，个别岩体及脉岩倾向SE～SSE，倾角40°～55°。矿区脉岩晚于超基性碱性侵入岩体，切割霞石矿体，影响了矿体的完整性，其中花岗岩脉与钛铁霞辉岩、霓霞岩捕虏体一道构成矿体夹石。

3 矿体地质特征

3.1 矿体形态、产状及规模

磷霞岩为坪河超基性碱性岩浆分异晚期浅色单元，是霓霞岩中异离体。在矿区内共有10个磷霞岩矿体，依次编号为Ⅰ、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ1、Ⅶ2、Ⅷ，除Ⅰ、Ⅶ1号矿体外的其它8个矿体具有一定规模。。

矿体走向NE～SW，除Ⅴ号矿体倾向SE 外，其余倾向NW，倾角41°～62°。矿体长85m～506 m，平均宽度28 m～52 m，平均厚度14.50m～40.50 m，厚度变化较大，向深部尖灭或呈尖灭趋势。地表矿体中部大、两端小，多为不规则透镜体，部份为脉状体或扁豆状，形态、规模差异较大。

按照Al2O3≥18%，K2O+Na2O≥11%，Fe2O3+TiO2≤2%，露天开采2m，夹石剔除厚度1m 圈矿指标估算，矿区已查明霞石矿资源量大于800万吨，达中型规模。

表1 霞石矿各矿体主要化学成分的平均含量统计表

3.2 矿石自然类型

矿石仅有磷霞岩一种自然类型。呈浅灰白色中粗粒结构，少量伟晶结构、块状构造。主要矿物是霞石，次有钙霞石，少量黑云母、方解石、辉石、长石、斜黝帘石等。

霞石：灰白色，一般为它形～半自形，偶见六方柱状晶体，粒径5～20mm，个别达60mm；晶面玻璃光泽，断口贝壳状，油脂光泽；一般无解理，有时可见不完全解理；硬度5～6。显微镜下见晶体裂隙发育，常沿裂纹和晶体边缘蚀变成钙霞石，局部蚀变矿物有白云母、绿云母。霞石含量50%～70%。

钙霞石：灰白色，玻璃光泽，断口油脂光泽，硬度5～6，一般呈微粒，粒径0.02～0.5mm，多分布于霞石边缘和裂隙中，常见钙霞石包围方解石现象，且柱状钙霞石一般垂直霞石和方解石的边缘排列，由此可知钙霞石是碳酸盐溶液沿霞石边缘和裂隙作用于霞石而生成。含量5%～25%。

矿石有益化学组分钾、钠、铝主要赋存于霞石、钙霞石、长石中。

矿石中辉石、斜黝帘石、黑云母混居，嵌布于霞石颗粒内。方解石穿切黑云母，钙霞石边缘及裂隙处见钙霞石，是霞石钙化所致。矿石中主要矿物组成顺序为：霞石→辉石、黑云母、斜黝帘石→方解石→钙霞石。

有害矿物黑云母、斜黝帘石多呈粒状镶嵌于霞石颗粒间，铁质呈星散状，矿物易分离，利于选矿。

3.3 矿石化学成份

矿区各个矿体相互独立，矿山开采也分矿体进行，各个矿体的矿石化学成份及质量见表1。

矿石有益组份Al2O3、K2O+Na2O 含量较高；有害组分Fe2O3+TiO2含量较低，矿石质量优良。

矿体属易风化岩石，具有典型的岩浆岩球状风化特征,上层为残积层，厚0.2～1.5m，主要由黄灰色粘土、霞石、长石碎块及球状、椭球状磷霞岩球状风化残留体组成；下层为半风化层，厚度一般1.0～15.0m，基本保存了磷霞岩矿石结构，主要由残留的霞石、长石、石英及次生矿物高岭土、水云母、多水高岭土组成。风化带矿石化学成份较原生矿石有害组份Fe2O3+TiO2的含量较原生矿石大幅度增加；有益成份K2O+Na2O 较原生矿石显著减少，SiO2、Al2O3含量较原生矿石略有增加。

3.4 矿体围岩及夹石

矿区各矿体围岩主要为钛铁霞辉岩、霓霞岩、花岗岩，少量碱闪正长岩、正长闪长岩、闪长岩、风化磷霞岩、蚀变辉绿岩。围岩与矿体岩性差异明显，界线清楚；但是围岩是霓霞岩时，岩性差异不很明显，界线要根据化学分析结果确定。

夹石主要为钛铁霞辉岩和霓霞岩，少量碱闪正长岩、花岗岩，其中钛铁霞辉岩、霓霞岩为霞石矿体中的捕虏体，碱闪正长岩、花岗岩为后期侵入的脉岩，在矿体中分布无规律，以透镜状为主，部分为脉状，夹石K2O+Na2O 含量低，Fe2O3+TiO2含量偏高.

4 矿床成因分析

坪河霞石矿的磷霞岩，产出于坪河超基性碱性侵入岩膨大部位北部，是钛铁霞辉岩—霓霞岩—磷霞岩系列的浅色单元。矿体呈不规则透镜状、扁豆状及脉状，其长轴方向与超基性碱性侵入岩体总体展布基本一致。矿体与围岩（钛铁霞辉岩、霓霞岩），接触界面较清楚，矿体矿物晶形较围岩完整，结晶颗粒较围岩粗，同时矿体边部矿物结晶粒度较中部细，并具流层构造，流层产状与矿体产状基本一致。矿体中可见钛铁霞辉岩、霓霞岩不规则捕虏体。

磷霞岩形成的过程是：吕梁期偏铁质基性岩浆，深部同化基底碳酸盐岩，使之脱硅，同时带入大量的Ca、Mg和部份Na、K 形成超基性碱性岩浆，上升时首先是形成钛铁霞辉岩，随着暗色矿物大量析出，深部岩浆中Na2O、K2O、Al2O3相对增加，依次相继上升侵入早期钛铁霞辉岩内，形成霓霞岩、磷霞岩，并认为后期磷霞岩浆的上升侵入是在早期岩浆彻底冷却结晶之前进行的，磷霞岩浆外围温度相对较高，不易快速冷却，具备矿物充分结晶的环境条件，因此，组成磷霞岩的主要矿物霞石结晶颗粒粗大，晶形较完整，无初凝的隐晶细粒体边缘，不同期次侵入岩接触界面无烘烤现象，且在早期岩石中有蚀变现象。磷霞岩为梁期第二期超基性碱性岩浆深部分异晚期侵入的岩浆型矿床。霞石矿体为霓霞岩中异离体。

5 矿石加工技术性能及用途

霞石原矿通过磁选，精矿产品，霞石＞92%，长石＜1%，云母+辉石+磁铁矿＜1%（以黑云为主），方解石5%～7%。精矿产率80%；尾矿矿物成分主要是辉石、黑云母，尾矿产率20%。矿石加工选矿性能良好。

霞石主要用于玻璃和陶瓷工业，玻璃工业作代碱节能原料和填料工业，南江霞石矿有着得天独厚的资源优势，是目前世界上开发的同类矿种品质最优的非金属矿种，霞石矿含碱量高于霞石正长岩，节碱效果好，用该产品为原料熔制玻璃，符合工业要求，与霞石正长岩相比，降低熔化温度，节能效果明显，且该矿石铝含量高，有利于提高产品强度。随着选矿技术的不断提高，优质霞石精品的用途越来越广泛，需求量不断扩大，开发利用霞石矿市场前景广阔。

［1］四川省地质局第二区域地质测量队.南江幅区域地质测量报告(1∶20万)[R].1965.

［2］杨永超.宜良浮占磷矿地质特征及成矿条件分析[J].中国非金属矿工业导刊,2010,86（3）:47～51.

［3］于吉林.霞石正长岩矿产地质工作指南[Z].2004.302～309.

［4］金灿海.磷霞岩矿产地质工作指南[Z].2004,310～331.