APP下载

贵州罗甸玉成矿地质特征与品质评述

2013-06-08邓贵标

中国非金属矿工业导刊 2013年3期
关键词:罗甸矿段矿层

邓贵标

(贵州省地质调查院,贵州 贵阳 550005)

罗甸玉产于贵州罗甸县南部,距罗甸县城约30km,矿石矿物成分主要是透闪石,含量在95%~99%,故民间有“北有贵州茅台酒,南有罗甸和田玉”之说[1],先后有同济大学、贵州大学及贵州省国土资源厅等相关专家对该矿进行调研。

矿区处于贵州高原南缘向广西丘陵过渡的斜坡地带,地形切割陡峻,沟谷纵横,深切河谷多呈“V”字型。该区属南亚热带季风湿润—半湿润气候。矿区周边乡村公路四通八达,区域内矿产资源丰富,主要有与铜、铅、锌、汞、磁铁矿等多金属矿,石棉及软玉矿、板材、大理岩、辉绿岩、灰岩等非金属矿产。

1 区域地质概况

矿区位于右江褶皱带东端,北邻杨子准地台(见图1)。根据王砚耕等[2]的研究成果,右江褶皱带形成于印支期,它的基底下层是晚太古代—早元古代的中深变质杂岩,中层是中元古代变质火山沉积岩系。

图1 大地构造位置

矿区处于渝南—黔中铝土矿、磷块岩、锰、汞、硫铁矿成矿带(Ⅲ27)与昭通—六盘水古生代燕山期铅锌银锰成矿带(Ⅲ28)中的册亨—望谟金砷锑重晶石成矿带(Ⅳ11)的交汇处,跨在北西向的三级构造单元的分界线上。出露地层有泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系。泥盆—石炭纪处于深水相台盆沉积区,二叠—三叠纪,处于深水滞流陆棚盆地相—盆缘斜坡相带,区内构造复杂,发育有不同组合类型的构造形迹,构造线方向主要为北东向和北西向,次为近东西向,北东向褶皱普遍被北西向褶皱叠加,形成了不规则状的复杂褶皱。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露地层有三叠系边阳组、许满组、乐康组,二叠系领薅组、四大寨组,石炭系南丹组、打屋坝组、睦化组及泥盆系五指山组、榴江组、火烘组(见图2)。

与矿化有关的地层为二叠系四大寨组,为一套深水碳酸盐、碳酸盐重力流及少许陆源碎屑等沉积,分为二段:

第一段(P1-2s1):下部为灰、深灰色薄层泥晶灰岩夹深灰色粘土岩及泥灰岩;上部为暗灰、深灰色粘土岩与泥灰岩夹灰色薄层泥晶灰岩。与下伏南丹组整合接触。厚47m。

第二段(P1-2s2)分三个岩性段:底部为深灰色薄层夹中厚层泥晶灰岩、燧石团块灰岩,夹薄层含生物屑灰岩、硅质岩及少量厚层块状生物屑灰岩,中部为灰绿色厚块状辉绿岩。顶部夹5~10m厚层含砾砂屑生物屑灰岩。含蜓及少量硅质放射虫、异地有孔虫、海百合茎等化石。是矿区玉石矿赋矿层位。厚281m。

图2 峨劳矿区地质图

2.2 构造

2.2.1 褶皱

区内的控矿背斜有床井穹窿、桑郎背斜、峨劳背斜、打郎背斜和纳亮背斜,其中打郎背斜和纳亮背斜只见矿化,未见具有价值之矿体。矿区背斜为峨劳背斜,矿体产于背斜两翼。

峨劳背斜:呈三角形,系北北西向冗里背斜叠加在近东西向的峨劳背斜之上形成的复式褶皱。核部地层为石炭系,翼部地层为二叠系。翼部岩层倾角45~70°。东西轴长约10km,南北轴长约8km。官固矿点和峨村矿点即产于背斜的东、西两翼。

2.2.2 断层

区域内北东向断层最发育,次为北西向与近东西向两组,这些断层对区内背斜、岩体与矿化体均有一定的破坏作用,物探资料证实大致沿昂武—新场—贬翁一线可能存在一条北东向的隐伏深大断裂,可能是该区辉绿岩岩浆上升的通道。

矿区内发育北西向(F1、F2、F3、F5)和东西向断裂(F4),见图2。F4断裂切割上述背斜及辉绿岩体以及接近辉绿岩出露区,断裂主要形成于印支—燕山期。

2.3 矿体地质特征

矿体赋存于二叠系四大寨组灰岩中,岩性组合为:底部为深灰色薄层夹中厚层泥晶灰岩、燧石团块灰岩,夹薄层含生物屑灰岩、硅质岩及少量厚层块状生物屑灰岩,中部为灰绿色厚块状辉绿岩。顶部夹5~10m厚层含砾砂屑生物屑灰岩。是矿区玉石矿赋矿层位。

含矿层总厚281m,紧随辉绿岩层出露,矿(化)体一般出现于辉绿岩的上覆围岩,矿(化)体厚度不等,一般呈长透镜状、不规则条带状、肠状、团块状、不规则团块状、甚至液化而成火焰状等(图3a),其大小不一、规模不等,矿体有膨大、收缩(图3b)、分枝复合现象(图3c),层状和长形矿体顺层分布者占优,穿层者少量,其他形状的矿体顺层和穿层均有。同一矿化带不同地段的矿体大小和形态差异较大,矿体呈单层、单脉、脉群或脉带产出(图3d)。区内玉石的产出特征为单个矿体延伸不长及尖灭现象(图3e),但矿化蚀变带延深稳。

图3 矿体产出形态

矿区根据辉绿岩体上下接触变质带矿(化)点分布情况统计结果,调查区共有7处矿(床)点及5个矿化点。分别为官固矿层段、峨村层段、纳岩矿层段、里村矿层段、白云矿层段、永瓦矿层段、朝里矿层段,目前以查明333+334资源量约130万t。研究程度较高的是官固矿层段(V1)、峨村矿层段(V2)(图2箭头所指),其于矿段正在勘查研究中。

V1矿(段)体:位于峨劳背斜西翼,矿段走向长度约320m,经探槽与钻孔探明,分为二矿段:上矿段,厚32.15m,共12层矿体,单矿体厚13~75cm,累厚4.88m,优质软玉所占比例约为25%;下矿段厚34.51m,共10层矿体,单矿体厚3~30cm,累厚1.65m。矿体含矿率为60%、平均倾角为50°,软玉平均体重为2.86g/cm3。

矿石主要有白玉、青白玉、青玉、斑点玉、草花玉。资源量共计20.6万t,其中:333资源量17.1万t(包含优质软玉资源量4.3万t、334资源量3.5万t)。

V2矿(段)体:位于峨劳背斜东翼,含矿带走向长度约988m,矿区只有一条含矿段,走向延伸较稳定,中部被一条北北西向断层破坏,以断层为界将矿段划分成两个块段,北部为1号矿段,南部是2号矿段。

1号矿段厚6.2m,上部含有4层矿体,厚度分别为5、10、30、86cm,矿体产状60°∠45°。矿体累厚1.31m,含矿系数41.5%,下部为透镜状矿体,个体大小10~20cm,局部形成似层状,单层厚5~7cm,含矿率30%。

2号矿段厚2.3m,夹7层中厚层白玉、青白玉,单层矿体厚13~30cm,矿体累厚约1.4m,含矿率为60%。矿体产状60°∠60°。

矿石主要为青白玉、斑点玉;1号矿段的优质软玉约为1.3万t,2号矿段的优质软玉约为1.2万t。

其他矿段资源量约50余万t。

矿层与地层形态斜交,交角在20~30°之间,在走向、倾向上起伏变化较大。含矿层的顶板均为灰岩、大理岩、辉绿岩,底板为大理岩、燧石灰岩,界线清晰。

2.4 矿石化学成分特征

罗甸玉中矿物以透闪石为主,含量一般大于95%,多数在98%以上。除此而外,含有少量的方解石、透辉石、石英、铁锰氧化物。

化学成分分析结果见表1。

表1 玉石常量组分分析结果(%)

由表1可见,SiO2含量53.59%~58.99%,平均56.44%;MgO含量16.93%~27.47%,平均22.79%;CaO含量11.20%~15.66%,平均13.58%。与透闪石岩理论值(分别为58.18%、24.16%和13.18%)相比,SiO2、MgO偏低,与中国主要产地软玉平均值(分别为57.23%、24.16%和14.19%)相比,主量组分均偏低。

2.5 矿石特征

2.5.1 矿石自然类型

根据矿石的颜色变化,矿石自然类型主要有3种:白色、青白—青色以及花斑系列。

白色系列:以白色为主,包括带有一定灰色色调的玉石。玉石外观整体呈瓷状、土状,质地均较致密、细腻,不透明到半透明状,多为油脂光泽。

青白—青色系列:整体呈浅绿色色调,因颜色差异形成青白—青色感观,常隐约可见因颜色差异形成的条带。这一系列的玉化程度普遍较白色系列高,多呈半油脂—油脂光泽,结构致密,质感细腻,略显透明。

花斑系列:这一类是在前两类的基础之上,岩石中铁、锰等析出,在玉石中形成形态不一的斑点、花草,因而形成白底花斑、青底花斑;而铁锰等浸染程度严重的,则形成灰褐底的花斑。这一类玉石其玉化程度均较高于纯色系列,且次生裂隙一般较发育,花斑多深入玉石内部沿裂隙面分布。

2.5.2 矿石矿物成分

罗甸玉矿物组成,主要矿物为透闪石,含有少量的透辉石、方解石、石英、硅灰石以及铁泥质。

透闪石:灰白—白色,纤维交织及块状构造。呈纤维状、条片状,粒度<0.01~0.2mm,多数在0.1mm以下,粒度均一,多呈定向分布。少量集合体具放射状的束状、扇状交织。矿石矿物单一纯净,粒度细而均一,结构致密。含量达95%以上。

方解石:灰白色,一种呈他形粒状,粒度0.01~0.06mm不等,星散分布于透闪石粒间或局部富集分布;一种呈他形—半自形粒状,聚集为团块状不均匀分布,团块粒度0.05~1mm。含量5%~10%。

石英:石英边缘已溶蚀,其中可见透闪石、方解石,粒度0.2~0.4mm不等,或聚集为团块状分布。含量<5%。

硅灰石:呈针柱状、纤维状,粒度<0.01~0.1mm,混杂石英分布,部分集合体呈放射状、扇状、束状分布。含量<1%。

钠长石:呈半自形粒、柱状,粒度0.03~0.4mm,多聚集为脉状分布,脉宽0.1~0.5mm不等。含量<1%。

泥质:主要为蒙脱石类粘土矿物,含量<2%。

2.5.3 矿石结构构造

罗甸玉主要具有以下几种显微结构:

(1)纤维状—柱状变晶交织结构:透闪石呈纤维状、柱状,长径<0.05~0.2mm,多数在0.1mm以下,粒度均一,集合体具放射状的束状、扇状交织,略具定向分布。

(2)纤维状—毡状变晶交织结构:为罗甸玉主要结构类型,透闪石颗粒非常细微,长径<0.01~0.05mm左右,颗粒杂乱无章地交织成毡状。透闪石纤维间彼此相互穿插、紧密结合。

(3)纤维状—片状变晶交织结构:见于玉石与围岩接触带,长径0.04mm左右的纤维状透闪石彼此紧密结合,形成0.02mm×0.04mm的片状集合体,同时交代方解石形成交代残余结构。

(4)纤维状变晶交织结构:由长径<0.01mm的细小纤维状透闪石相互交织形成,这种交织结构使罗甸玉的韧性大为增加,具有该结构的样品一般较其他结构的细润致密。

构造主要有层状、似层状构造,次为透镜状、不规则条带状、肠状、团块状、肾状、沙包状、不规则团块状、火焰状等构造。

2.6 矿石品级

透闪石玉作为一种商品,自应有品种划分。但目前国内外尚无统一标准。根据《矿产资源手册》[3]中玉石矿“三好一度”的评价标准、及工艺,把罗甸玉分为三级(见表2)。

表2 罗甸玉品质分级及特征

2.7 成因类型

图4 罗甸玉氢氧同位素关系投影

将罗甸软玉的氢、氧同位素值进行投图(见图4),从δ18O值变化幅度甚小和岩浆侵入活动较晚的实际判断,罗甸软玉氢、氧同位素组成落入变质水区域,因此,罗甸软玉形成于变质热液中,罗甸软玉的成玉机理与基性岩同碳酸盐岩的接触变质作用有关,钙质与硅质来源于围岩,镁质来源于基性岩浆,钙镁质属双向补给方式,因此,是一种新的成因类型,有待进一步研究。

根据黄勇等[4]研究成果,为接触成矿过程经历了两个阶段:①大理岩形成阶段,基性岩浆侵入薄层燧石灰岩使之接触变质首先形成方解石大理岩或透闪石化大理岩;②成玉阶段,大理岩内的晚期含矿流体继续交代大理岩在其内部形成软玉矿体。根据共生的变质矿物组合及国内典型软玉矿床的类比研究,推测成玉温度为300~340℃,压力<2.5kPa,介质为中性或弱碱性,属还原环境和半开放系统。

3 矿石宝石学特征

3.1 主要物理光学性质

采用静水力学法、油浸法对罗甸玉的密度、折射率进行了测定,采用显微硬度仪测定其维氏硬度并换算成摩氏硬度,白玉折射率1.609~1.631、密度2.842g/cm3、硬度6.67;青白玉折射率1.601~1.628、密度2.872g/cm3、硬度6.26;透闪石折射率1.603~1.632、密度2.60~2.90g/cm3、硬度6~6.5;和田玉(白)白玉折射率1.61(点测)、密度2.70g/cm3、硬度6.22。

结果表明,组成罗甸玉的透闪石,其主要物理光学性质与标准透闪石接近[5],白玉则略高于透闪石。

3.2 红外光谱特征

采用KBr粉末压片法进行测试。罗甸玉样品的红外反射光谱中的谱峰位置与透闪石的标准图谱基本一致。

图5 罗甸玉中透闪石IR谱图

罗甸玉红外一个最大特征,在大部分样品中均出现了840~860cm-1较弱的肩状吸收带(图5),这一吸收带是目前在天然软玉样品的红外分析中首次获得。合成透闪石与合成透辉石中普遍存在840~860cm-1频率的吸收带,但在天然透闪石中则没有840~860cm-1频率的吸收带,故将此带作为透辉石的特征吸收;罗甸玉测试样品中大部分样品出现了840~860cm-1较弱但是非常清晰的肩状吸收带(图5),表明这一频率带内的吸收,在天然软玉样品中唯罗甸玉所特有。

4 品质评述

罗甸玉与其相近玉种比较详见表3。

表3 罗甸玉与翡翠、新疆软玉特性对比

由表3可见,罗甸玉和翡翠、新疆软玉之间很多物性有近似性或一致性。决定玉石外观的颜色、透明度、光泽、矿物结构等的近似性和一致性更为明显。

罗甸玉在颜色上没有翡翠丰富艳丽,光泽和折光率也不如翡翠,具有与翡翠共有的坚韧致密性质。

罗甸玉与新疆软玉相比较,其物性基本一致,但结构交织程度普遍高于新疆软玉,因此其韧性高于新疆软玉。光泽则不如新疆软玉的油脂光泽普遍,硬度也比新疆软玉略低。颜色上,新疆软玉主要有白玉、青白玉、青玉和碧玉,而罗甸玉除白、青两种及二者间的过渡颜色外,缺少碧玉但又有少量的黄褐色玉石产出。

罗甸玉最大的不足是质地不如翡翠与软玉细腻滋润,油脂光泽较弱,白色的软玉颜色比较柔和,而罗甸玉白色品种往往显得干涩。但普遍发育的纤维交织结构使得矿物间具有极强的结合力,使得玉石的韧性极好,因此,罗甸软玉在质地上具有优质软玉的特点。

5 结语

产于贵族省罗甸一带及周边地区的玉石资源,主要分布在罗甸县官固、罗蓦、峨村及望谟县交朝等地,资源储量达130万t以上。该玉石矿赋存于二叠系四大寨组第二段灰岩与辉绿岩接触带中,玉石颜色色泽鲜艳纯正均匀,无其他色调;花斑色泽、大小、分布均匀,其质地细腻、滋润、结构致密半透明—微透明,细腻脂润,油脂光泽、隐晶质,工艺精雕细琢、主题明确、构思完美,整体协调抛光精良等特点而深受消费者喜爱。而且,已发现的毛料中,有的圆润,有的花纹清晰奇异,有的造形奇特,可作观赏石。

罗甸玉的发现及其独特的工艺价值和科研价值,将给贵州罗甸带来较大的经济价值。目前该矿区的地质勘探工作正在进行,研究工作亦有待深入。

[1]范仁川,兰永文,戴朝辉,等.贵州省罗甸透闪石矿床地质特征及找矿预测[J].矿物学报,2012,32(2):304-305.

[2]王砚耕,索书田,张明发.黔西南构造与卡林型金矿[M].北京:地质出版社,199 4:1-8.

[3]矿产资源工业要求手册编委会.矿产资源工业要求手册[M].北京:地质出版社,2010:802-803.

[4]黄勇,郝家栩,白龙,等.贵州省冗里软玉矿的发现及意义[J].岩石矿物学杂志,2012,31(4):618-619.

[5]杨林,王兵,王雷,等.贵州罗甸玉特征初步研究[J].贵州地质,2011,28(4):241-242.

猜你喜欢

罗甸矿段矿层
白羊矿段采空区离散元稳定性分析
长安金矿长安矿段露天转地下一期采矿工程安全设施通过现场验收
罗甸玉“悬案”
新疆和田市沉积矿床矿体特征与岩层特征对比研究
北厂-架崖山矿段露天采场边坡稳定性评价研究
矿层上段隔水性能及水文地质结构特征分析
河南舞阳铁矿田铁山庙组矿层下盘地质体成因
开采残余矿层存在的风险及防治对策
相约红水河
罗甸县委离退局开展“党员在身边·暖冬行动”