新疆哈密市下泉西红柱石矿地质特征及成因浅析

2015-12-16杨海英

西部探矿工程 2015年2期

关键词：石英岩岩性变质

杨海英

（新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队，新疆库尔勒841000）

新疆哈密市下泉西红柱石矿地质特征及成因浅析

杨海英*

（新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队，新疆库尔勒841000）

下泉西红柱石矿位于新疆哈密市境内，矿区大地构造单元归属哈萨克斯坦—准噶尔古板块（Ⅰ）→准噶尔—巴尔喀什微板块（Ⅱ）→准噶尔北缘活动陆缘（Ⅲ）→哈尔里克岩浆弧。区内褶皱、断裂、岩浆岩较发育；矿床产于上石炭统居里得能组下亚组（C2j1）地层中。矿石中的矿石矿物为红柱石，呈半自形—他形粒状出现。其它矿物有石英、白（绢）云母、铁质及少量的金红石和天蓝石。矿石类型为细粒红柱石矿，岩矿鉴定定名为含金红石红柱石次生石英岩。矿床成因应属热液交代红柱石矿床。

红柱石矿床；地质特征；热液交代红柱石矿床

1 区域地质矿产特征

矿区大地构造单元归属哈萨克斯坦-准噶尔古板块（Ⅰ）→准噶尔—巴尔喀什微板块（Ⅱ）→准噶尔北缘活动陆缘（Ⅲ）→哈尔里克岩浆弧（Ⅳ）[1]。

区域构造线总体走向呈北西向和近东西走向，相应发育有两组断裂构造，而近东西向断裂规模比较大，为逆断层，被晚期北西向断裂切断限制，红柱石矿体的形成主要与近东西向的F2断裂构造有关，后期北西向的断裂构造，对矿体有破坏作用。区域褶皱构造不十分明显，总体由上石炭统居里得能组亚组为核心组成不对称的背斜构造[2](图1)。

图1 区域地质图

区域内出露地层有：上石炭统居里得能组（C2j）和第四系（Q）。

上石炭统居里得能组（C2j）:主要岩性为灰色、黄褐色石英砂岩、砾岩、凝灰岩。该组自命名后未发生历史沿革。主要分布于调查区南部的四道沟—小八羊沟—湟林—伊尔希土一带。该套地层与上覆地层头苏泉组、大柳沟组均呈断裂接触。

第四系：为松散沉积物，以砂、砾和亚砂土为主，按成因类划分为全新统、更新统冲积、冲洪积。

区域上以彦托达板为界，可划分出2个构造岩浆带。断裂北部出露零星岩株状二长花岗岩和石英闪长岩，为泥盆纪侵入岩。

断裂南部侵入岩非常发育，构成区域上哈尔力克华力西岛弧带链状延伸的侵入岩带，为石炭纪侵入体。区内以八大石复式岩体和吐依温布拉克复式岩体为代表。主体呈岩基状，不同期次的侵入体呈岩株状相互穿插。

区内最发育的岩浆岩为华里西中期第二侵入次的黑云母花岗岩，呈岩基状产出，该处的黑云母花岗岩为红柱石矿的形成提供了热液条件。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地层

矿区出露地层主要为上石炭统居里得能组（C2j）和第四系。上石炭统居里得能组（C2j）又分为上、下2个亚组，又把上石炭统居里得能组（C2j）下亚组分为3个岩性段。现分述如下：

上石炭统居里得能组下亚组（C2j1）：

第一岩性段（C2j11）：出露于矿区的南部，岩性以灰、灰绿色石英岩为主，夹少量的灰、灰绿色凝灰质长石石英细砂岩，局部见有英安岩呈透镜体侵入。出露厚度335m，未见底，与上覆第二岩性段（C2j21）呈断层接触。

第二岩性段（C2j21）出露于矿区的中部，岩性以灰绿色薄—中厚层状凝灰质细砂岩为主夹次生石英岩，局部见有少量英安岩呈扁豆体侵入，该段地层中的次生石英为赋矿层位，次生石英岩出露宽度为32～70m，断续延长约1km，其产状与围岩产状一致，呈北东南西向展布。绝大部分的次生石英岩本身就是矿体，或者矿体在次生石英的中部，有的红柱石含量太低而成非矿，红柱石矿体与次生石英岩的关系非常密切，次生石英岩是红柱石的矿化带。出露厚度234～467m，与上覆第三岩性段（C2j31）呈整合接触。

第三岩性段C2j31），出露于矿区的中—北部，岩性以灰绿色中厚层—厚层含砾凝灰质细—粉砂岩为主夹薄层—中厚层凝灰质细砂岩，有少量英安玢岩呈透镜体侵入。出露厚度224～277m，与上覆地层（C2j2）呈断层接触。

上石炭统居里得能组上亚组（C2j2）：上亚组（C2j2）分布于矿区北、西北部，岩性为灰黑色、薄层状钙质粉砂岩夹少量页岩、硅质岩、凝灰岩等。矿区出露厚度121m，未见顶。

第四系：为松散沉积物，以砂、砾和亚砂土为主，按成因类划分为全新统、更新统冲积、冲洪积堆积物。

2.2 矿区构造

工作区构造比较简单，地层主要为向北西向倾斜的单斜构造，地层倾角一般在45°～60°，比较明显的有2条断层，现就断裂构造分述如下：

F1断裂位于矿区北西角，从区域地质图上看是矿区规模最大的一条断裂，走向近于东西向为北东东—南西西向，沿北东东—南西西向延出矿区，断层产状倾向140°～175°之间，倾角在55°～65°之间，为逆断层，与红柱石矿的形成无关。

F2断裂位于矿区的中部，在矿区为较大的一条断裂，呈疏缓波状沿北东东—南西西向延出矿区，断层产状倾向320°～355°之间，倾角在60°～75°之间，为逆断层。断层长度大于2km，破碎带宽度2～5m，为成矿前断层。断层在地表地形上表现比较明显，为山脊和沟谷的分界线，局部见有断层破碎带和断层角砾岩。该断裂在矿体的南侧，矿体在该断裂的上盘，与成矿关系明显，为成矿热液上升的通道，矿化蚀变带（次生石英岩）与断层走向基本一致。

2.3 岩浆岩

勘查区岩浆活动不强烈，只见有2处岩体出露，均为华力西中期的中、酸性岩体，呈岩脉状产出，一处在详查区北，为华力西中期第二侵入次的黑云母花岗岩，岩脉宽15～20m，长2.78km；另一处在详查区的南西方向，为灰色中细粒黑云母石英闪长岩，呈透镜状，宽59.6m，长340m。

2.4 变质作用

本矿区变质作用有区域变质作用和接触变质作用，以区域变质作为主，现分述如下。

2.4.1 区域变质作用

矿区石炭系地层普遍经受了区域变质作用，变质程度为低绿片岩相，但在矿化蚀变带上叠加了热液变质作用。岩石中主要出现的变质矿物有绢云母、叶腊石、红柱石、天蓝石和次生石英。岩石具千枚状—板状和块状构造。主要岩性有变余凝灰质砂岩、千枚岩、泥质或粉砂质板岩、含红柱石次生石英岩等。

2.4.2 气体热液变质作用

气体热液变质作用是在区域变质作用的基础上，经华力西中期花岗岩侵入提供的热气液，沿着构造薄弱地带，与富含三氧化二铝的岩石作用，形成了含红柱石的次生石英岩。矿区岩浆岩不发育，只在矿体的北部附近见有少量的花岗岩岩脉，推测在矿区地下深部有花岗岩岩体存在。在矿化蚀变带上，褐铁矿化比较明显，钾长石化强烈，变质岩的结构有角岩结构，片状或板状构造明显，主要变质矿物有红柱石、天蓝石等，主要岩性有红柱石板岩、次生石英岩、含金红石红柱石板岩（角岩）。含红柱石的次生石英岩即红柱石矿体。

3 矿床特征

3.1 矿体特征

哈密市下泉西红柱石矿化带产在石炭系上统居里得能组下亚组第二岩性段（C2j21）中，矿化带呈近东西向走向，断续延长约1km，宽25～60m，矿体呈似层状，与地层产状基本一致，矿体倾向20°～340°，倾角46°～75°。

矿区有2个矿体，现就2个矿体的形态、规模、产状及分布特征分述如下：

Ⅰ号红柱石矿体：矿体呈透镜状，与地层产状基本一致，出露长度303m，揭露和控制长度260m，矿体厚25.55～54.5m。矿体倾向345°～10°，倾角49°～65°。Ⅰ号红柱石矿体在地表之下，总体有变厚的趋势，矿体平均厚度40.25m，平均品位30.44%，矿体厚度变化系数28.72%。

Ⅱ号红柱石矿体：矿体平面形态呈不规则的三角形形状，与地层产状基本一致，出露长度205m，揭露和控制长度172m，矿体厚4.6～53.62m,平均厚度27.05m，矿体平均品位26.06%，矿体产状倾向340°～350°，倾角55°～75°。Ⅱ号红柱石矿体在地表之下，总体变窄，有向下尖灭的趋势。

3.2 矿石组成特征

3.2.1 矿石类型

红柱石矿的矿石类型，根据红柱石矿物粒径的大小，可分为细粒（粒径小于3mm）红柱石矿石和粗粒（粒径大于3mm）红柱石矿石。本矿区红柱石矿石类型非常简单，红柱石颗粒粒径一般在0.3～1mm之间，个别可达到2～3mm，所以本矿区红柱石的矿石类型为细粒红柱石矿，岩矿鉴定定名为含金红石红柱石次生石英岩。

3.2.2 矿石结构构造

红柱石矿体主要产于含红柱石次生石英岩中，个别岩矿矿鉴定为含红柱石板岩。岩石呈灰白色，粒状变晶结构，块状构造，少数为板状构造。矿石中红柱石矿物一般呈半自形—他形粒状、细小的短柱状，红柱石颗粒中有较多裂纹，并有次生变化，一些细小鳞片—片状绢云母、白云母次生矿物充填其中，颗粒中常有石英、金红石微小粒状包裹体。红柱石单矿物含量一般在30%～40%。矿石中其它矿物还有石英、白（绢）云母、铁质及少量的金红石和天蓝石。

3.2.3 矿石组份

矿石中的矿石矿物为红柱石，呈半自形—他形粒状出现。其它矿物有石英、白（绢）云母、铁质及少量的金红石和天蓝石。

红柱石矿物的化学成分见表1。

表1 红柱石矿石化学分析结果表

矿石中矿物除红柱石外，还有金红石、蓝晶石、云母、叶腊石、石英和赤铁矿。其它矿物颗粒一般都小于0.1mm。其中石英呈他形细粒状，粒径0.03～0.16mm，颗粒间彼此镶嵌，由于次生石英岩化作用，原矿物微细粒石英中可见模糊不清的斑点及残留痕迹，大部分微粒石英呈现锈褐色混浊不清的尘点状斑点；金红石呈他形粒状，颗粒间的交代蚀变半透明红褐色，微—细粒状，部分为细小柱状自形晶，粒径0.008～0.2mm，部分分布在红柱石粒间及石英粒间；铁质主要为黄铁矿和赤铁矿，粒径0.005～0.4mm，分布在石英和红柱石间。