桂北龍勝地區雞血玉礦床地質特征及成因探討

● 白 曉,倪戰旭,韋盛亮

（1.廣西區域地質調查研究院，廣西 桂林 541003；2.廣西二七一地質隊，廣西 桂林 541199）

桂林雞血紅碧玉是一種新的玉種，具有與雞血石相似的紅色調、不含有害物質、硬度高等特點，可以成為雞血石的理想替代寶石。經國家審批，2012 年該寶石名稱正式更名為桂林雞血玉[1]。桂林雞血玉質地堅硬、色澤艷麗，具有極高的經濟、文化藝術和收藏價值[2]。2014 年正式實施的廣西地方標準《雞血玉》（DB 45/T1076-2014）[3]，把主要產自廣西龍勝各族自治縣行政轄區內的符合地方標準材料特征的石英巖玉正式命名為雞血玉，同時規定了雞血玉的術語、定義、特征、鑒定方法、鑒定規則、分類要求、產品工藝要求等。龍勝各族自治縣所產的雞血玉，礦石品種豐富，有黑底紅、白底紅，以及綠泥石纖維狀集合體沿裂隙分布的草花狀雞血玉、黃臘。礦石品質較好，無論是礦石中赤鐵礦的含量、分布，以及礦石質地，均是雞血玉最佳原石。

近年來，有學者運用偏光顯微鏡、X 射線衍射、電子探針、分光光度計等現代儀器設備對桂林雞血玉進行了大量的研究，用以探討其結構構造、礦物組成、致色機理、礦床成因等[4-7]。近期，又有學者通過對桂林雞血玉礦石樣品主微量、稀土元素含量進行分析判別，探討其地質成因。其研究表明桂林雞血玉形成受多種機制影響[8]。但總體上，有關桂林雞血玉礦床地質特征及成因方面的研究相對較少。

研究小組以廣西找礦突破戰略行動項目-廣西寶玉石資源及開發利用現狀調查與評價項目主要成果為依托。該項目為截至目前廣西區內首次較全面分析研究寶玉石成礦作用、礦床成因、控礦條件等方面的綜合性研究成果。研究小組通過野外調查、資料收集整理、采樣分析測試及綜合研究，重點闡述桂北龍勝地區的雞血玉礦床地質特征，并在此基礎上對礦床成因進行分析研究。

1 區域地質概況

桂北龍勝地區位于揚子板塊東南段桂北地塊龍勝褶皺帶[9]。區內出露地層廣泛，以元古代丹洲群為主，自下而上依次為丹洲群合桐組、三門街組、拱洞組及南華系、震旦系、寒武系。丹洲群位于褶皺核部，上部與南華系長安組整合接觸，下部與四堡群不整合接觸。丹洲群自下而上依次為合桐組變質砂巖、長石石英砂巖、粉砂巖夾千枚巖或絹云板巖；三門街組為千枚巖、變質砂巖、夾層狀基性超基性巖、細碧巖、角斑巖及大理巖、硅質巖等；拱洞組為變質長石石英砂巖、變質粉砂巖、變質泥質粉砂巖夾少量絹云板巖。

南華系由一套輕變質的含礫泥質巖、砂泥質巖、硅質巖等組成；震旦系為濱岸斜坡-凹地相沉積，主要巖性為灰黑色頁巖、硅質巖；寒武系以復理石建造為主夾碳酸鹽巖，主要巖性為黑色炭質頁巖、粉砂巖、長石石英砂巖和細粒雜砂巖夾灰巖。

出露的地層因受區域變質作用和構造運動的影響，巖石普遍發生不同程度區域變質和動力變質作用，形成板巖、千枚巖、大理巖以及產生紋石化、滑石化、透閃石化、綠泥石化等。

三門街組是雞血玉礦的主要賦礦層位，按其巖性可分為3 個巖性段：第一巖性段主要為千枚巖夾變質粉砂巖；第二巖性段主要為千枚巖和大理巖透鏡體，并發育細碧巖和中基性火山巖；第三巖性段主要為硅質巖和白云石大理巖。雞血玉礦床主要與第三巖性段有關。

研究區歷經四堡、加里東、印支、燕山等多期次構造運動，區域地質構造復雜。三門復式背斜是該區的區域性褶皺構造，由3 個次級背斜組成。復式背斜軸部地層為丹洲群，發育有基性-超基性侵入巖，兩翼地層為南華系-寒武系。區域上有2 組斷裂構造，一組為近SN 向壓性斷裂，該組斷裂控制了雞血玉礦床的空間展布；另一組為近EW 向張扭性斷裂（見圖1）。

圖1 桂林龍勝地區雞血玉礦床區域地質圖

區內巖漿巖發育，巖性主要為一套海底噴發的細碧巖和基性-超基性侵入巖。巖體呈長條狀、透鏡狀及脈狀順層侵入丹洲群合桐組和三門街組。巖體長軸方向及巖群的展布方向與區域構造線方向一致。巖漿活動與成礦作用關系密切。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

雞血玉礦床主要沿構造線分布在龍勝各族自治縣古坪、雞爪、大地、上朗、三門、崇樓、巖山灣等地，呈NNE 向展布。多數雞血玉礦床（點）規模不大，產于丹洲群三門街組硅質巖、石英千枚巖、細碧巖、絹云母千枚巖、白云質大理巖中。典型礦床主要有沙嶺、沙嶺坳、拱婆灣、老虎巖、龍家灣等雞血玉礦床。礦體主要位于三門復式背斜東翼次級倒轉背斜中，礦體形態、大小主要受與區域構造線大致平行的NNE 向斷裂控制。

礦體大多呈NE 走向，傾向NW，傾角較陡，一般＞45°，且礦體多為EW 向斷層切割，長100～500 m，寬10～40 m，深度延伸不詳，具分枝或復合現象。礦體內多見白云石大理巖透鏡體、交代殘余體，呈透鏡狀、團塊狀、囊狀被硅質熱液包裹，硅化蝕變強烈，部分白云石大理巖硅化成硅質大理巖或完全硅化為石英巖，部分保留原巖層理。礦床圍巖多為石英巖，其次為硅化白云質大理巖，呈層狀產狀，如拱婆灣；部分大理巖呈透鏡狀的殘余體夾雜于含礦層中，且保留原巖層理，如老虎巖礦床、沙嶺、林家灣等礦床。圍巖蝕變的類型主要有硅化、綠泥石化、大理巖化和滑石化。

礦體呈多種產出特征。常見的黑底紅雞血玉呈斑雜狀，主要以紅褐色大理巖化石英巖、乳白色石英巖、赤紅色含鐵石英巖為主。赤紅色的含赤鐵礦石英巖為較好的黑底紅礦體，其礦體分布不均勻，多以脈狀、囊狀、浸染狀以寬幾十厘米至一兩米夾雜在白色硅化大理巖或者石英巖中，呈不均勻狀出露，礦物成分以石英為主，其次為赤鐵礦。

赤鐵礦呈網脈狀分布在巖石中，其紅色部分為風化所致，主要分布在作為捕虜體的硅化大理巖與含灰黑色赤鐵礦石英巖之間的接觸部位（見圖2）。部分紅色赤鐵礦以浸染狀、條帶狀、囊狀等分布。圍繞黑底紅礦體的周邊零星產出呈草花狀的礦體（見圖3）。在上朗滑石礦中，雞血玉呈透鏡狀產于滑石礦中，該類礦體與黑底紅有較大的區別，呈白底紅狀，主要是淺白色的石英巖中具有綠泥石化、赤鐵礦化，呈云霧狀分布，且透明度相對較好（見圖4）。

圖2 龍勝三門鎮沙嶺礦區含鐵部分位于捕虜體邊部圖

圖3 龍勝三門鎮沙嶺礦區草花狀礦體圖

圖4 產于滑石礦中的白底紅雞血玉圖

此外，礦體周邊大量發育綠泥石石英巖、細晶白云巖及白云質大理巖。綠泥石呈片狀或鱗片狀集合體分布于石英粒間或巖石裂隙中。細晶白云巖及白云質大理巖呈透鏡狀的殘余體夾雜于含礦層狀中，且保留原巖層理。細晶白云巖礦物成分主要為白云石，其次是石英、綠泥石等。白云石較自形，粒徑多在0.01～0.1 mm之間，少部分粒徑較粗為 0.3～1 mm，具細粒變晶結構。石英呈粒狀不均勻分布于粒徑較粗的白云石粒間，粒徑0.05～0.2 mm，有輕微硅化。

2.2 礦石特征

雞血玉礦石化學成分以SiO2為主，含有少量Fe 元素及微量Mg、Ca、Ti、Mn、Al 等元素。礦石常見顏色由“地”和“血”兩個部分組成?！暗亍背屎谏ⅫS色、白色、綠色等，“血”呈雞血紅、鮮紅、橙紅、棗紅、朱紅等色；光澤為油脂光澤、玻璃光澤、金屬光澤；摩氏硬度為6～7；密度為2.60 g/cm3～2.95 g/cm3；礦物成分以石英為主，含有三價鐵的氧化物、氫氧化物及其混合物；結晶狀態以隱晶質、晶質集合體為主；光性特征為非均質多晶質集合體；折射率為1.535～1.553；點測法為1.53 或1.54；紫外熒光為一般惰性；透明度為透明至不透明；紅外光譜特征具有石英特征譜。

礦石主要由微晶石英和赤鐵礦組成，部分含有綠泥石、白云石、滑石等。赤鐵礦集合體呈脈狀、條帶狀、團塊狀、云朵狀、斑點狀分布在石英巖中，呈赤紅色、朱紅色、暗紅色，其中赤紅色部分分布在作為捕虜體的硅化大理巖與含灰黑色赤鐵礦石英巖之間的接觸部位。礦石多呈不規則細脈狀、網脈狀或團塊狀分布。

赤鐵礦、綠泥石一般呈浸染狀、網脈狀分布。節理發育較弱，礦石變晶程度高者無解理。

礦石“血”和“地”兩部分特征區別明顯?！把眳^中，顯微粒狀變晶結構，主要礦物石英呈微細它形粒狀，石英晶體具包含變晶結構；次要礦物赤鐵礦呈點塵狀彌散分布于石英晶體中?！暗亍眳^中，顯微鱗片粒狀變晶結構，次要礦物赤鐵礦呈半自形、自形鱗片狀集合體分布于粒狀主要礦物石英顆粒間，呈星散狀分布，很少呈包含狀態。此外，還含少量白云石、綠泥石。

整體上看，礦石呈隱晶狀。從微觀上看，在“血”區范圍內，有2 種構造：一種是由富含赤鐵礦質點的石英組成，為致密塊狀構造；另一種是富含赤鐵礦質點的石英顆粒呈條帶狀、網格狀分布于不含赤鐵礦質點的石英顆粒集合體之中，為條帶狀、網格狀構造。油脂光澤（塊狀）或珍珠光澤（片狀集合體），硬度較高，摩氏硬度為6.5～7，條痕常為白色、無色。

2.3 構造控礦特征

2.3.1 褶皺構造控礦

區內的次級褶皺為礦田的成礦提供了良好的容礦空間。礦體主要產于三門復式背斜東翼的II 級、III 級或更次級的背斜核部。在褶皺形成后，因構造應力的繼續作用，所以在其軸部產生擠壓破碎，特別是在2 種巖性不同的層間易于產生層間剝離層間滑動破碎帶及其虛脫空間，為成礦作用提供了有利場所，據此可知該區雞血玉礦床的形成與NNE 向三門復式背斜的關系極為密切。

2.3.2 斷裂構造控礦

沙嶺、沙嶺坳、龍家灣、拱婆灣等雞血玉礦床位于三門復式背斜，該背斜東翼因受區域性NNE 向壓性斷裂縱切的影響，動力變質強烈，形成一系列疊瓦式斷塊，使得該區雞血玉礦床（點）呈現集中產于該背斜東翼NNE 向壓性斷裂帶上的特征?？v向斷裂?？刂浦u血玉礦床，它們為成礦作用提供活化的含鐵富硅熱液（次生熱液）通道和賦存空間。此外，成礦前的斷裂構造是控礦的重要條件之一，雞血玉礦床受加里東期NNE 向壓性大斷裂控制，礦體走向呈NNE 向，規模一般不大，但傾角較陡，并具分枝復合、膨脹縮小現象。斷裂帶制約礦體的形態、產狀及發育程度。

3 礦石地球化學特征

研究小組在龍勝老虎巖礦區雞血玉實測剖面上沿圍巖-礦體-圍巖方向采集了系列樣品，并選取了4 件具有代表性的樣品，包括圍巖（細粒白云質大理巖）LS-01、大理巖化石英巖LS-02、含鐵石英巖（黑底紅）LS-03、圍巖（細粒白云質大理巖）LS-04，其中細粒白云質大理巖具綠泥石化。稀土元素的分析是在湖北武漢綜合巖礦測試中心完成，測試儀器為ICPAES，除SiO2采用堿溶法測定外，其他氧化物采用酸溶法測定，分析精度優于2 %。

稀土元素具有較強的穩定性，受成巖作用改造影響較小，因此稀土元素分布特征通常用來指示巖石、礦床成因。老虎巖4 件代表性巖石樣品稀土元素分析測試結果顯示（見表1），雞血玉礦體和圍巖稀土元素總量普遍較低，∑REE 為4.39×10-6～45.56×10-6，具有明顯的Eu 負異常（δEu=0.28～0.59，平均為0.41）和Ce 負異常特征（δCe=0.47～1.09，平均為0.68）。在球粒隕石標準化稀土元素配分模式曲線上（見圖5），表現出輕稀土相對富集、重稀土相對虧損的平緩右傾的特征。

圖5 老虎巖圍巖—礦體巖石樣品稀土元素配分模式圖

表1 桂林龍勝地區雞血玉礦床稀土元素組成及特征值表

已有研究表明，稀土元素含量特征可以用來區別硅質巖成因類型和形成環境，也是區別熱水沉積和非熱水沉積的重要標志[10-11]。通常認為典型熱水沉積的巖石一般具有低稀土總量和明顯的Ce 負異常。老虎巖雞血玉礦區樣品稀土元素的分布特征顯示，該區雞血玉礦石的形成與熱水沉積有關。

4 成因探討

桂北龍勝地區雞血玉礦化帶位于三門復式背斜東翼次級褶皺中，其NNE 向區域性壓性斷裂極為發育，礦體的形態、大小、產出位置等與之密切相關。雞血玉礦化帶整體與區域性壓性斷裂展布方向一致，這表明區域性壓性斷裂控制了雞血玉礦化帶的分布，并可能為成礦熱液提供運移通道。

三門復式背斜核部丹洲群三門街組是雞血玉礦床的賦礦層位，巖性主要由一套淺變質海相火山巖系及與之相伴的同源異相的基性-超基性侵入巖組成。有研究結果表明，其形成與地殼拉張導致海底火山噴發作用有關[12]。地層中的硅質巖為雞血玉成礦提供了基礎物源，與雞血玉礦床的形成關系密切。

已有的野外調查與研究發現，桂林雞血玉礦床在空間上與滑石礦密切伴生，二者同屬加里東期變質熱液交代作用的產物[13]。有的礦區在滑石礦體內包裹有雞血玉塊體，這充分顯示了二者不可分割的成因聯系。加里東期區內發生廣泛的地殼運動及伴隨的區域變質作用誘發地層中的含鐵硅質巖蝕變形成含鐵石英巖或石英巖。該期同生構造運動及動力變質作用生成富硅變質熱液，經前期形成的區域斷裂構造通道，與含鐵石英巖及白云石大理巖交代滲透，形成雞血玉礦床。近礦圍巖局部發育大理巖硅化，蝕變強烈，礦體內部發現大量大理巖交代殘余體，部分仍保留有原層理，這進一步指示礦床的熱液交代成因。

桂林雞血玉“地”“血”顏色分明、對比強烈的外觀特征，也指示了富硅變質熱液對含鐵石英巖的滲透交代作用。正是這種熱液交代使含鐵石英巖上形成形態各異、多種多樣的寶玉石。此外，該區雞血玉礦床的稀土元素特征，同樣指示其形成與熱水沉積有關。

5 結語

（1）桂北龍勝地區雞血玉礦床的形成與NNE 向三門復式背斜的關系極為密切，主要受NNE 向壓扭性斷裂控制，大部分受控于三門復式倒轉背斜次級褶皺，且賦礦層位為丹洲群三門街組白云石大理巖。

（2）該區雞血玉礦體呈多種產出特征。礦體分布不均勻，多呈脈狀、囊狀、浸染狀，以寬幾十厘米至一兩米夾雜在白色硅化大理巖或者石英巖中不均勻出露，礦物成分以石英為主，其次為赤鐵礦。礦體內部含不規則透鏡狀或囊狀的大理巖交代殘余體，部分保留原巖層理構造，且該層理明顯強烈變形扭曲。此外，該交代殘余體的邊緣常被鮮紅色含鐵石英巖條帶所環繞，指示熱液交代成因。

（3）老虎巖雞血玉礦區樣品低稀土元素總量和明顯的Ce 負異常特征指示該區雞血玉礦石的形成與熱水沉積有關。

（4）三門街組海相火山巖中的硅質巖夾層為雞血玉成礦的物源基礎。加里東期區內發生廣泛的地殼運動及伴隨的區域變質作用誘發地層中的含鐵硅質巖蝕變形成含鐵石英巖或石英巖。該期同生構造運動及動力變質作用生成富硅變質熱液，經前期形成的區域斷裂構造通道，與含鐵石英巖及白云石大理石交代滲透，形成雞血玉礦床。

（5）桂林龍勝地區雞血玉成礦的成因極其復雜，是多機制共同作用的結果。

（6）通過對該區雞血玉礦成礦地質條件的分析研究，發現丹洲群三門街組上段地層、NNE向壓扭性斷裂和褶皺是該區雞血玉礦床的重要控礦因素。建議下一步開展更深入的工作，查明桂北龍勝地區雞血玉的成礦地質條件及成礦規律，尤其是高品質玉石的形成和富集規律。