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靖宇县白江河松花石矿床地质特征

2017-03-20刘克义

环球人文地理·评论版 2016年10期
关键词:特征

刘克义

摘要:“松花石”也称松花玉,是指赋存于上元古界青白口系南芬组下段黄绿色、紫色、紫灰色含硅质粉晶灰岩和薄层泥质灰岩。因其产于长白山区的松花江流域,色如松花而得名。松花石开发历史悠久,以其颜色多样美丽、石质均匀、敲击有声、扣之如铜、清脆入耳、细腻温润、易雕刻之特征,其加工作品被文人或赏石爱好者推崇收藏。

关键词:白江河;松花石;特征

1、区域地质概况

勘查区所处大地构造位置为:中朝准地台(Ⅰ级)辽东台隆(Ⅱ级)北缘东段,铁岭-靖宇-和龙台拱(Ⅲ級)的龙岗断块(Ⅳ级)南东翼。

1.1地层

区域内出露地层分别为:

1.1.1太古宙长白-板石地块杨家店组(Ar2 y),主要岩性为TTG组合,斜长角闪岩、黑云片麻岩;

1.1.2上元古界青白口系(Qb),浅海~深海相沉积石英砂岩、泥灰岩;

1.1.3震旦系(Z),主要为沉积砂岩、叠层石礁灰岩;

1.1.4早古生界寒武系(∈)奥陶系(O),厚层或中厚层灰岩;

1.1.5中生代侏罗系(J),以安山岩、凝灰岩为主,其中夹有薄层粉砂岩;

1.1.6上第三系,气孔状玄武岩、火山渣层;

1.1.7第四系(Q),现代和床及砂砾粘土堆积、

1.2构造

区域主体构造为龙岗背斜,工作区处于该背斜核部的南东翼为一单斜构造。

1.3岩浆岩

区内岩浆活动十分强烈,主要以第四纪、第三纪以火山喷发为主,形成玄武岩台地及自然景观的火山口湖,标志性的自然景观有大龙湾、小龙湾。

2、矿床地质

2.1矿区地层

矿床内出露地层主要有第四系、侏罗系、青白口系地层。由老至新分述如下:

2.1.1青白口系(Qn)

(1) 钓鱼台组(Qn2d):

分布于勘查区的北西部。

岩性组合为以灰白色为主要色调的粗、中、细粒石英砂岩、长石石英砂岩、含砾粗粒石英砂岩。下部赋存有2- 3层赤铁矿层。

(2)南芬组(Qn2n):

该组分上、中、下三段,三段之间呈渐变过渡关系。

①下段(Qn2n1)

该段是松花石矿的主要含矿层位,岩性主要为黄绿色中-厚层泥质粉晶灰岩、紫灰色中厚层-厚层泥质粉晶灰岩、紫色中厚层-厚层夹薄层泥质粉晶灰岩。

在下部紫色泥灰岩中有磷酸盐矿化,导致岩石多呈褐黄或淡绿色;常见有两个矿化层,每层厚度约2m左右,在蛋青色泥灰岩和黄绿色钙质页岩中见有铜的矿化,在下部的硅质成分较高的板状泥灰岩是制作“松花石砚”的上等原料。

②中段(Qn2n2)

底部为紫灰色灰质泥页岩;中部为黄绿色灰质泥页岩夹紫色灰质泥页岩;上部为紫色灰质泥页岩。

③上段(Qn2n3)

分布于矿区中部,底部为紫色页岩,中部为黄绿色页岩,上部为黑色页岩。

地层北东走向40°~60°,南东倾斜,倾角45°~20°,倾向上下段地层北部接近钓鱼台组石英砂岩接触部,地层倾角相对较陡,沿倾斜方向倾角逐渐变缓;地层在走向上由南西向北东,厚度逐渐变薄,呈收敛趋势,地层倾角逐渐变缓。

2.1.2侏罗系(J)

(1)侏罗系侯家屯组(J2h)

分布于工作区东侧;不整合于青白口系地层之上的一套以紫色砾岩和黄绿色页岩为主,偶夹泥灰岩透镜体;底部常见有石灰岩质砾岩,产动、植物化石;在区域上与果松组角度不整合接触。

(2)侏罗系果松组(J3g)

分布在工作区的南东部:下部为灰色砾岩、砂岩。产少量植物化石,上部安山岩,安山质凝灰岩;局部有凝灰岩、流纹岩;与上覆鹰嘴砬子组和下伏侯家屯组均为整合接触关系。

2.1.3第四系(Q):分布在矿区开阔低洼处及现代河流两侧。主要为现代沼泽沉积黑土、泥炭,块状气孔状玄武岩

2.2构造

矿床内构造不发育,没有明显的褶皱构造和断裂构造,岩层之中发育横向的紧闭节理。

2.3岩浆岩

地表没有发现岩浆岩出露,在深部(地表以下200米)发现中基性小脉岩。

3、矿体特征

3.1“松花石”基本含义

在矿业范畴内,不存在松花石这类岩石,其名称是玉石文化界的代名词,松花石也称松花玉,是指赋存于上元古界青白口系南芬组下部,原岩颜色为黄绿色、紫色、紫灰色含硅质粉晶灰岩。因其产于长白山区的松花江流域,色如松花而得名。

松花石历史悠久。早在辽、金时期,民间艺人就将松花石雕琢成饰品作为族人、首领们的佩戴或馈赠达官贵人。至清代1689年,康熙皇帝发现松花石石色美、石质佳,敲击有声、“扣之如铜”,清脆入耳,具有细腻温润的细脉,绀绿无暇的色泽,谓之优质石材。康熙皇帝曾在亲撰的《制砚说》中评价松花石道:“质坚而温,色绿而莹,文理灿然,握之则润液玉滴”。从此,松花砚做为“御砚”和“朱批”的专用砚,成为清皇室的宝物。

3.2矿体特征

矿体地表出露在矿区西北角,出露在4~0线之间,出露标高670~870米;矿体在矿区内延长150米,矿层厚度14.76~22.28米,平均厚度17.91米,矿体由多层颜色不同薄层状~中厚层状单层矿体组成,矿层厚度单层矿体厚度为5~35cm,颜色主要有紫红色、蛋青色(深绿色)、桔黄色(浅黄色)单层矿体之间均为紧闭整合接触,层理极其发育,层里面笔直。

矿体产状,走向南西~北东向,60°- 40°,倾向南东,倾角45°- 20°,矿体由南西向北东,走向逐渐向北北东方向变化,厚度逐渐变薄,其特征反映了原始沉积环境特点。

(详见表1,白江河松花石矿体单层矿体矿石特征一览表) 3.3矿石质量特征

3.3.1矿石颜色

矿石颜色以紫红色、蛋青色(深绿色)、桔黄色三种颜色为主。

3.3.2矿石化学成分

矿石化学成分分析项目主要包括:SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3、TiO2、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、烧失量(见表2松花石矿石化学成分全分析结果对照表)。

3.3.3矿石矿物成分:矿物成分主要为方解石及石英、粘土矿物组成。方解石含量70~40,个别达到95%,粒度均小于0.01mm,石英含量20~50%,粒度0.001mm左右,粘土矿物5~8%;局部见后期的方解石脉充填。

3.3.4矿石结构、构造:显微隐晶质结构;层状、层纹状、块状构造,紫红色矿石中常常包含蛋青色矿石,蛋青色往往呈层状或透镜体存在;桔黄色矿石常常具有木纹状构造,形成独特的“木纹石”。

3.3.5矿石中主要金属矿物嵌布特征

矿石中的金属矿物含量极少,在光片中仅见极少量黄铁矿,没有见到其它金属矿物。黄铁矿为它形粒状晶体,粒度细小,一般在0.01~0.03mm之间,晶体呈星点状分布,含量小于0.01%。

3.3.6矿石类型

矿石自然类型,含硅质粉晶质泥灰岩矿石质地均一细腻温润,敲击清脆,声音如击钢,断口呈贝壳状,油脂光泽;矿石手感沉重。

3.3.7矿石物理特征,主要包括质量分数(密度)、湿度、抗压抗剪、耐酸耐碱等,通过与国家收藏松花石作品相比较,完全合乎标准要求。详见表2松花石矿石物性特征对比表。

3.3.8矿石有害元素对比

白江河松花石床与江源区松花石矿床同属相同成矿构造单元,松花石均为南芬组结晶泥灰岩,矿石成分、结构构造、自然类型基本相同,可比性较强,根据对矿石进行光谱分析,矿石中没有伴生有益和有害元素。

与邻近矿床——白山市江源区松花石矿石相对比,白江河松花石矿石中放射性含量符合要求。

白山市江源区松花石矿石,通过对18个矿石进行测试,其中U16.24ω(B)/10- 2;Th6.55ω(B)/10- 2;Cu12.51ω(B)/10- 2;Co15.25ω(B)/10- 2;Ni39.28ω(B)/10- 2;V 9.61ω(B)/10- 2;Cr13.07ω(B)/10- 2.

以上参考数据来自:董佩信—《大清国宝—松花石砚》。

4、控矿地质因素

松花石矿体产于南芬组地层下段,纵观岩石岩性变化特征,松花石矿体的形成属于海侵体系域,页岩陆屑建造,沉积环境非常稳定的层控型矿床;根据松花石矿体厚度和产状变化特征,反映当时沉积环境接近于边缘相,矿体的倾向方向和南西延长方向,是当时沉积环境更加稳定区域。

矿体深部上盘赋存一层紫色角砾岩,平均厚度为1.0米,与松花石呈整合接触,是矿体上盘的标志层;岩石的颜色多样性、独特的细膩结构、油脂光泽、贝壳状断口、与围岩存在较大差别的密度和硬度,往往是直接寻找矿体的标志。

参考文献

[1]董佩信,张淑芬.大清国宝—松花石砚[M].地质出版社,2004,11.

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