苏北地区榴辉岩特征及开发利用建议

2015-12-19张江海

西部探矿工程 2015年5期

关键词：金红石辉石苏北

明达，张江海，苏阳

（1.江苏省地质勘查技术院，江苏南京210008；2.江苏省华东有色地质勘查局，江苏南京210007）

苏北地区榴辉岩特征及开发利用建议

明达*1，张江海2，苏阳2

（1.江苏省地质勘查技术院，江苏南京210008；2.江苏省华东有色地质勘查局，江苏南京210007）

通过对江苏省东北部地区榴辉岩体的分布、产状、岩石类型、有用成份的分析归类，提出对该区榴辉岩体开发利用的建议。

苏北；榴辉岩体；开发利用

本文所说的苏北地区是指郯庐断裂带以东的以元古界变质地层为基底，分布在新沂—东海—橄榆一带。其中东海县是全国有名的水晶之乡，大陆钻施工的所在地。前几年由于金红石矿的冶炼技术的提高及钛合金的大量使用，使得金红石矿的开采变得热门。目前由于加工技术等的需要，使得产于榴辉岩体中石榴子石的运用更广泛。

1 区域地质特征

1.1 区域地层

区域基底地层为下元古界东海群和中上元古界海州群，局部为上元古界震旦系石桥组浅变质岩系；盖层有中生界白垩系王氏组及广为覆盖的第四系（表1）。

1.2 区域地质构造

工作区地处扬子准地台与中朝准地台之间的秦岭皱褶系—大别山—苏胶皱褶带—苏北胶南地背斜—东海—赣榆大复背斜的东南侧边缘。区域上分布有晚太古宙—元古宙变质混杂堆积体、花岗质片麻岩、榴辉岩、麻粒岩。发育有韧性剪切带、多期岩浆活动、变质作用、构造作用叠加。该区在中生代之前以碰撞造山运动、超高压、高压变质、变形作用为其独特地质构造发展史；中生代后则转入以岩浆侵入和块断作用为主的裂谷活动期。

1.3 区域岩浆活动

区域岩浆活动强烈，在元古代晋宁期有基性、超基性岩浆侵入。超基性岩经区域变质作用大多自变质为蛇纹岩，原岩恢复为纯橄榄岩—辉橄岩，少数规模较大的岩体内部保留较多新鲜原岩；基性岩主要为榴辉岩和角闪岩，目前己发现大小岩体600多个，均成群成带分布在阿湖组地层中；中生代燕山晚期大面积花岗岩侵入，主要有花岗闪长岩、二长花岗岩、石英二长岩等，主要分布在郯庐断裂带东侧，多呈北北东向展布。新生代喜山期局部有小规模的玄武岩喷发。

1.4 区域矿产

目前区域内共发现矿产二十余种，其中磷、蓝晶石、蛇纹石、大理石、石榴子石、金红石、水晶、脉石英、蛭石等规模较大，具有工业价值。

2 榴辉岩体地质特征

2.1 榴辉岩体分布特征

由图1区内榴辉岩体[1]，主要分布在双店—磨山—城头构造岩片（Ⅲ）、踢球山—阿湖—牛山—青龙山构造岩片（Ⅳ）和武强山—房山—安峰山构造岩片（Ⅴ）3个构造岩片带中，以前2个为主，其中毛北及小焦2个超大榴辉岩体分布在踢球山—阿湖—牛山—青龙山构造岩片（Ⅳ）中。榴辉岩体主要呈北东向分布，呈透镜状、不规则状产于东海群的片麻岩中。江苏东北部地区已发现的榴辉岩体约有530多个[2]。毛北、小焦、蒋马3个岩体最大，长约2km，宽数百米。在较大或发育良好的榴辉岩体中，往往出现多个相带，从中部到围岩依次出现块状榴辉岩、斜长角闪岩、片麻岩等岩性组合。岩体平面形态复杂，绝大多数为透镜状。也有长条状、新月状或其它不规则状。岩体内部构造有成层状、小褶皱、构造透镜体、断层、节理等构造形迹。

2.2 榴辉岩体的矿物成份

榴辉岩体的矿物特征，目前在榴辉岩体中民发现了约24种矿物，主要有铁铝石榴石和绿辉石，次要矿物有镁铝榴石、普通角闪石、白云母、钛磁铁矿，以及少量金红石、蓝晶石、磷灰石、蓝闪石、黄铁矿、钒钛磁铁矿。

表1 江苏省东北部区域地层简表

榴辉岩的结构有：花岗变晶、鳞片花岗变晶、聚变晶花岗变晶、柱粒状变晶、鳞片纤状变晶等。岩石的构造主要有块状、片状、片麻状、斑杂状、条带状、条纹状、条痕状、似角砾状等。

2.3 榴辉岩岩石化学成份特征

榴辉岩的岩石化学特征：主要元素：O、Si、Fe、Al、Ca、Mg，次要元素：Mn、K、Na，特征元素：Ti，伴生元素：Cr、V、Co、Ni、Zr、Ga、Sr、Y、Le、Nb、Ta。

金红石矿床资料分析认为，该类金红石矿矿石中TiO2与TFe呈正相关关系；金红石TiO2含量与矿石中石榴子石、绿辉石单矿物的FeO含量亦呈正相关关系。

2.4 榴辉岩体的微量元素特征

矿区主要岩石类型微量元素含量见表2。

由表2可见，同一种岩石，经退变作用后，钴、铬、镍的含量有明显的贫化，铜、铅有明显的富集现象。

3 榴辉岩中的主要矿产

榴辉岩体中含有24种以上的矿物。这些矿物中有的比较富集[2]。主要有金红石、石榴子石、蓝晶石、绿辉石、白云母，其它矿产还有钛磁铁矿、钛铁矿等。

根据530余个榴辉岩体情况看。榴辉岩资源相当丰富。就新沂县境内而言。榴辉岩资源总量可达1.5× 108t左右。其中原生金红石矿物量在50×104t左右。蓝晶石矿物量30×104t左右。石榴子石在500×104t，绿辉石200×104t，碎白云母100×104t[2]。

石榴子石：多属铁铝榴石，少量为镁铝榴石。占矿石总量的20%～58%，呈不规则粒状，颜色以肉红棕红—红色为主，与绿辉石等矿物呈相嵌状生长。玻璃光泽，透明，比重3.7～3.9，硬度7～7.4，他形—近等轴粒状，一般0.1～0.8mm，个别可达2mm（位于石英脉附近），与绿辉石混杂定向分布，局部见由阳起石、钠长石等构成的反应边。粒度变化较大，一般0.1～0.7mm。

图1 苏北地区构造地质示意图

表2 矿区主要岩石类型微量元素含量表[3]

金红石：也是矿石中有用矿物之一，自形粒状、柱状，少量呈不规则状，颜色呈暗红、棕红、褐红、黄褐及赤黑色，条痕黄色，淡褐色，金刚—金属光泽，比重4.2，硬度6～6.5，透明—半透明，自然粒径一般在0.078～0.3mm，少部分达0.6～1.8mm。

绿辉石：不规则粒状、短柱状，颜色呈灰绿、深绿、淡绿色，玻璃光泽，透明，条痕深绿—无色，比重3.3～3.4，硬度6.0～6.5，颗粒大小不均，一般为0.2～0.8mm之间，个别大者达0.6mm×3.2mm。定向分布，粒间镶嵌状，多与石榴石、黝帘石等混杂分布。部分绿辉石已变为阳起石、钠长石的集合体。阳起石、钠长石二者构成指纹状交生的后成合晶。

白云母：为金云母变质而成，呈不规则片状，在岩石中呈不连续的定向排列，局部见交代黑云母。鳞片—叶片状，片径大部分1～3mm，部分小于1.0mm，零散或集合体呈断续条纹状定向分布。多出现在榴辉岩体边部，含量一般小于5%。

黑云母：呈不规则片状，在岩石中多呈不连续的定向排列，棕—红棕色，多色性明显，解理发育，有的具较强的绿泥石化。

蓝晶石：呈他形粒状，细小，分布于绿辉石、石榴子石颗粒之间，分布不均匀，无色或淡蓝色，正高突起，干涉色为一级黄，含量小于5%。