新疆哈密市下泉西紅柱石礦地質特征及成因淺析

楊海英

（新疆地質礦產勘查開發局第三地質大隊，新疆庫爾勒841000）

新疆哈密市下泉西紅柱石礦地質特征及成因淺析

楊海英*

（新疆地質礦產勘查開發局第三地質大隊，新疆庫爾勒841000）

下泉西紅柱石礦位于新疆哈密市境內，礦區大地構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。區內褶皺、斷裂、巖漿巖較發育；礦床產于上石炭統居里得能組下亞組（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。其它礦物有石英、白（絹）云母、鐵質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。礦床成因應屬熱液交代紅柱石礦床。

紅柱石礦床；地質特征；熱液交代紅柱石礦床

1 區域地質礦產特征

礦區大地構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（Ⅳ）[1]。

區域構造線總體走向呈北西向和近東西走向，相應發育有兩組斷裂構造，而近東西向斷裂規模比較大，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斷裂構造有關，后期北西向的斷裂構造，對礦體有破壞作用。區域褶皺構造不十分明顯，總體由上石炭統居里得能組亞組為核心組成不對稱的背斜構造[2](圖1)。

圖1 區域地質圖

區域內出露地層有：上石炭統居里得能組（C2j）和第四系（Q）。

上石炭統居里得能組（C2j）:主要巖性為灰色、黃褐色石英砂巖、礫巖、凝灰巖。該組自命名后未發生歷史沿革。主要分布于調查區南部的四道溝—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、更新統沖積、沖洪積。

區域上以彥托達板為界，可劃分出2個構造巖漿帶。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育，構成區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。區內以八大石復式巖體和吐依溫布拉克復式巖體為代表。主體呈巖基狀，不同期次的侵入體呈巖株狀相互穿插。

區內最發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 礦區地質特征

2.1 礦區地層

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

上石炭統居里得能組下亞組（C2j1）：

第一巖性段（C2j11）：出露于礦區的南部，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）出露于礦區的中部，巖性以灰綠色薄—中厚層狀凝灰質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，斷續延長約1km，其產狀與圍巖產狀一致，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），出露于礦區的中—北部，巖性以灰綠色中厚層—厚層含礫凝灰質細—粉砂巖為主夾薄層—中厚層凝灰質細砂巖，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。

上石炭統居里得能組上亞組（C2j2）：上亞組（C2j2）分布于礦區北、西北部，巖性為灰黑色、薄層狀鈣質粉砂巖夾少量頁巖、硅質巖、凝灰巖等。礦區出露厚度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、更新統沖積、沖洪積堆積物。

2.2 礦區構造

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

F1斷裂位于礦區北西角，從區域地質圖上看是礦區規模最大的一條斷裂，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，斷層產狀傾向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。

F2斷裂位于礦區的中部，在礦區為較大的一條斷裂，呈疏緩波狀沿北東東—南西西向延出礦區，斷層產狀傾向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，礦體在該斷裂的上盤，與成礦關系明顯，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，呈巖脈狀產出，一處在詳查區北，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 變質作用

本礦區變質作用有區域變質作用和接觸變質作用，以區域變質作為主，現分述如下。

2.4.1 區域變質作用

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

2.4.2 氣體熱液變質作用

氣體熱液變質作用是在區域變質作用的基礎上，經華力西中期花崗巖侵入提供的熱氣液，沿著構造薄弱地帶，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。礦區巖漿巖不發育，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，變質巖的結構有角巖結構，片狀或板狀構造明顯，主要變質礦物有紅柱石、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在石炭系上統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，斷續延長約1km，寬25～60m，礦體呈似層狀，與地層產狀基本一致，礦體傾向20°～340°，傾角46°～75°。

礦區有2個礦體，現就2個礦體的形態、規模、產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28.72%。

Ⅱ號紅柱石礦體：礦體平面形態呈不規則的三角形形狀，與地層產狀基本一致，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 礦石結構構造

紅柱石礦體主要產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，粒狀變晶結構，塊狀構造，少數為板狀構造。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。其它礦物有石英、白（絹）云母、鐵質及少量的金紅石和天藍石。

紅柱石礦物的化學成分見表1。

表1 紅柱石礦石化學分析結果表

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

本區紅柱石礦床成因為熱液交代紅柱石礦床。其主要證據如下：

（1）礦床產于中酸性火山巖（凝灰巖）經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）本區紅柱石礦體規模與熱液交代紅柱石礦床的規模（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，變為次生石英巖，高鋁質物質在適宜的溫度、壓力及地質構造條件作用下，使原巖在新的物化條件下改造，重新組合、結晶或重結晶，形成紅柱石礦床。

4.2 找礦標志

（1）紅柱石形成地質時代均為晚石炭紀。

（2）凝灰巖地層中，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]新疆維吾爾自治區地礦局.新疆維吾爾自治區區域地質志[M].北京：地質出版社，1993.

[2]左國朝，等.北山板塊構造及成礦規律[M].北京：北京大學出版社，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，現從事地質找礦技術工作。