河北省平山縣順子溝金紅石礦床成因研究

李勇超，師明元

(河北地礦局第六地質大隊，河北 石家莊 005008)

順子溝金紅石礦區位于河北省平山縣古月鎮西部順子溝一帶。大地構造位置上位于太行山造山帶中段，屬山西斷隆［Ⅱ23］之五臺臺拱［Ⅲ29］之阜平穹褶束［Ⅳ231］南部邊緣。

1 區域地質特征

1.1 地層

區內變質巖系廣泛出露，依巖石組合特征、原巖性質將其劃分為中太古代城子溝巖組、元坊巖組、宋家口巖組變質地層和坊里片麻巖、蔡樹莊片麻巖及晚太古代崗南片麻巖等變質地層及變質深成巖單元。沉積蓋層由長城系常州溝組、寒武系饅頭組、張夏組、炒米店組，以及寒武系-奧陶系三山子組地層組成。

城子溝巖組下部以灰黑色中層、中薄層斜長角閃巖、角閃斜長變粒巖及黑云斜長變粒巖為主夾含金云鈣質白云石大理巖、透輝二長變粒巖等；上部為中層、中薄層黑云斜長變粒巖、黑云二長變粒巖、眼球狀黑云斜長變粒巖夾斜長角閃巖及二長淺粒巖。

元坊巖組主要為黑云斜長變粒巖及黑云斜長片麻巖、角閃斜長變粒巖夾斜長角閃巖及磁鐵石英巖薄層或透鏡體。局部（含石榴）黑云斜長變粒巖、（含石榴）角閃斜長變粒巖、斜長角閃巖呈互層出現。

宋家口巖組一段下部以淺肉紅色厚層狀含矽線石石英球鉀長淺粒巖為主，上部以鉀長淺粒巖為主，局部漸變為二長淺粒巖。二段下部為黑云鉀長變粒巖、黑云斜長變粒巖、黑云二長變粒巖、透輝斜長變粒巖等各類變粒巖為主，片麻巖次之。

1.2 構造

早前寒武系地層組成的結晶基底分布于該區南北兩側，中間為蓋層（長城系-石炭系）相隔。南部基底構造形跡以多期次、多類型的褶皺和脆韌性剪切帶為特征。北部基底整體發育為較完整的卵狀隆起，構造變形以塑性變形作用為主，以形成復式褶皺和韌性剪切變形帶為特征，呈現總體構造線方向基本一致（北東東向）的構造景觀。蓋層區構造形跡以脆性斷裂及寬緩褶皺為主。

褶皺：是基底構造形跡的主要表現形式，在本區較發育。基底褶皺與同期韌性剪切變形構造受同一應力控制，可分為中太古代、晚太古代和早元古代三期。

斷裂構造：可分為晚太古代斷裂、早元古代—中元古代斷裂、印支期斷裂、燕山期斷裂等。

1.3 巖漿巖

區內發育的巖漿巖主要為多期的巖漿巖脈，包括：中元古代早期輝綠巖脈，分布在本區的南東部，走向為北北西，也有的為北東東。一般寬5-20m，最寬可達50m，長幾千米-十幾千米不等。

中生代燕山旋回形成的巖漿巖是區內最主要的巖漿巖，受斷裂構造控制明顯，以花崗質巖漿侵入作用為主，成群出現。主要類型有石英二長斑巖、二長花崗斑巖、石英閃長斑巖、石英斑巖、閃長玢巖及礦區的含磷、金紅石黑云母正長巖巖脈等。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區內出露太古代宋家口巖組和坊里片麻巖，內有燕山期黑云母正長巖脈侵入，構造變形較復雜。

宋家口巖組一段：下部以淺肉紅色厚層狀含矽線石石英球二長淺粒巖為主，二段：下部為黑云鉀長變粒巖、黑云斜長變粒巖、黑云二長變粒巖、透輝斜長變粒巖等各類變粒巖為主，片麻巖次之，夾斜長角閃巖和透輝石巖、透輝透閃巖等鈣硅酸巖類，上部以黑云母大理巖、透輝透閃大理巖等各類大理巖為主。三段：以含黑云母大理巖為主，及薄層的片麻巖[1]。

坊里片麻巖：主要分布在礦區中南部，呈面狀或帶狀產出，褶皺構造發育，巖石類型為條帶狀、腸狀黑云斜長片麻巖，鱗片粒狀變晶結構，條帶狀構造、片麻狀構造。巖石中含有包體種類較多，即有深源性質的角閃石巖、也有圍巖捕虜體性質的斜長角閃巖、變粒巖及鈣硅酸鹽巖包體，大小不一，形態各異。條帶由長英質礦物組成，寬窄不一，塑性褶曲成腸狀,多與片麻理平行。

崗南片麻巖：分布在礦區中部，呈帶狀產出，巖石類型為含磁鐵礦鉀長淺粒巖，巖石呈肉紅色，具彎曲鑲嵌柱粒狀變晶結構，弱片麻狀構造。巖石中含有斜長角閃巖包體，有的成脈狀，延伸較長，有的呈透鏡狀。

2.2 構造

區內地層和巖石片麻理走向60-70°，多傾向南東，部分向北西傾斜，傾角70°以上或直立。巖石片麻理和揉皺構造發育。特別是在礦區中北部宋家口巖組形成軸向北東東向、軸面南北傾，傾角40°左右的褶皺。該期褶皺對早期中太古代褶皺地體進一步改造迭加，形成一系列近東西（或北東東）向的同斜緊閉褶皺、平臥褶皺和晚期軸面產狀近于相同的開闊背、向形褶皺[2]。含磷、金紅石黑云母正長巖巖脈受近南北向的壓扭性斷裂控制，斷裂北端走向近南北向，南端為北北西向，中間一段被一走向近東西的斷裂切斷，有時走向北東，有時走向北西，形成“之”字型。產狀陡立，傾角多在70°以上，有時近于直立。

2.3 巖漿巖

區內巖漿巖發育較少，零星分布幾條巖漿巖巖脈，有石英脈、含磷、金紅石黑云母正長巖巖脈和花崗偉晶巖巖脈。其中含磷、金紅石黑云母正長巖巖脈被石英脈和偉晶巖巖脈切穿；含磷、金紅石黑云母正長巖巖脈，長約3千米，寬0.4-6米，受近南北向斷裂控制，北端走向近南北，南端為北北西，中部被后期斷層切斷，呈“之”字形，傾向在兩端向東傾，中部地段向西傾，傾角65°-85°，主要由石英（＜5%）、黑云母（25-35%）、金紅石(1-3%)、磷灰石(3-5%)和鉀長石（55-65%）組成，偶見黃銅礦和毒砂。

3 礦床地質特征

金紅石礦體賦存于燕山期含金紅石黑云正長巖脈中，在礦區中部可見一條含金紅石黑云正長巖脈。礦體規模較大，走向近南北，部分地段被斷層錯斷形成“之”字型。礦體厚度為0.40-6.27m，北部較窄，中部、南部較寬，品位為1.00-4.24%。巖脈產狀變化較大，在北部礦段，巖脈傾向向東70°-114°，傾角60°-81°。中部礦段傾向向西247°-346°，傾角＞70°，局部近于直立。在南部礦段，巖脈傾向向東71°-86°，傾角75°-85°。

3.1 礦石結構構造

結構以自形-半自形結構、它形晶粒狀結構為主，其次可見包含結構、充填結構。構造則較單一，僅見浸染狀構造。按照浸染狀構造的劃分，礦石中的礦石礦物含量小于5%時，為星散浸染狀構造；礦石礦物含量5%-10%時，為稀疏浸染狀構造。

3.2 礦物特征

圖1 金紅石礦物鏡下顯微照片

金紅石：在具強磁性單礦物中，金紅石中鐵含量的差異，使其顆粒的反射色不同，鐵含量高金紅石呈灰色，顆粒邊緣透出暗紅色；鐵含量相對低些的金紅石呈淺灰色，顆粒邊緣透出褐黃色（圖1a）。金紅石和其它脈石礦物的關系較為簡單，其一是包于脈石礦物顆粒中的金紅石，其二充填于脈石顆粒邊緣的金紅石，和脈石礦物形成多種嵌布關系（圖1b）。金紅石在礦石中的分布也有兩種情況：一是在灰褐色的礦石中的金紅石分布均勻，含量略高；二是在肉紅色的礦石中金紅石含量較低。

3.3 圍巖特征

含礦巖脈與圍巖呈侵入接觸關系，圍巖不同，蝕變與混雜的程度也不相同。當圍巖為大理巖時，其蝕變為綠泥石化；圍巖為淺粒巖時，蝕變為黑云母化；圍巖為片麻巖時則為高嶺土化、黑云母化和綠泥石化。

4 礦床成因

金紅石礦體賦存于含金紅石黑云正長巖脈中，正長巖為堿性巖，成礦期為燕山期，成礦熱液來源于幔源。礦床形成應該與華北克拉通的大規模拆沉事件影響有關，由于巖石圈拆沉，幔源物質上涌，幔源巖漿底侵加熱下地殼，引起地殼物質的部分熔融，并上升侵位。隨著堿性巖漿的侵入，在地殼有利的構造部位富集成礦，且受后期斷裂構造影響較大，部分礦體被錯斷。