甘肅省肅南縣老君廟蛇紋石玉礦床地質(zhì)特征及礦床成因

邱林林, 李雪濤

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，甘肅 張掖 734000）

蛇紋石玉光澤清澈柔和，質(zhì)地細(xì)膩溫潤(rùn)，因此作為寶玉石加工原料，其中以甘肅的祁連玉及遼寧的岫玉最為著名。甘肅的祁連玉多產(chǎn)于祁連山，與祁連玉有關(guān)的地質(zhì)勘查及研究曾進(jìn)行過(guò)一些，但大多以青海境內(nèi)玉石為主，其礦床成因大多認(rèn)為是基性巖漿后期自變質(zhì)(交代)產(chǎn)生。筆者有機(jī)會(huì)參與了老君廟蛇紋石玉礦的勘查工作，通過(guò)系統(tǒng)的地質(zhì)勘查工作及綜合研究整理認(rèn)為，該礦床由富鎂碳酸鹽經(jīng)巖漿熱液交代變質(zhì)形成，屬熱液蝕變型礦床。

本文擬探討該礦床特征及成因，旨在對(duì)其他類似蛇紋石玉礦地質(zhì)勘查開(kāi)發(fā)提供幫助。

1 區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)況

老君廟蛇紋石玉礦位于祁連山山系，屬于甘肅省肅南裕固族自治縣祁豐鄉(xiāng)管轄，大地構(gòu)造位于祁呂賀蘭山字型前弧西翼褶帶。處于兩條北西向斷裂夾持部位，受構(gòu)造—巖漿的雙重控制，成礦地質(zhì)條件十分有利。

區(qū)內(nèi)出露地層主要為下元古界下巖組，巖性以矽線石黑云斜長(zhǎng)片麻巖、石榴石奧長(zhǎng)片麻巖、鉀長(zhǎng)疏斑混合質(zhì)條痕狀片麻巖、蛇紋石化大理巖為主，走向NW，受走廊南山弧形褶帶影響，北側(cè)傾向于北東，傾角約50°，南側(cè)傾向于南西，傾角約72°。

區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，主要集中于北東部和南西部。按其展布方向可分北西向、北東向二組。其中北西向斷裂走向上呈舒緩波狀彎曲，斷裂面傾向西局部?jī)A向北，均屬壓扭性質(zhì)。北東向斷裂規(guī)模不大，長(zhǎng)度一般＜5km，以平推斷層為主，斷裂旁側(cè)巖石片理化發(fā)育。

區(qū)內(nèi)加里東晚期花崗巖侵入下元古界地層，加里東晚期超基性巖侵入奧陶系地層，沿構(gòu)造方向呈巖株?duì)町a(chǎn)出，該巖體與蛇紋石玉成礦有關(guān)(見(jiàn)圖1)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

圖1 區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖

礦體賦存于下元古界下巖組蛇紋石化大理巖中，呈脈狀、帶狀產(chǎn)出，與圍巖蛇紋石化大理巖界線模糊，圍巖蝕變主要見(jiàn)蛇紋石化，次為透閃石化、滑石化、碳酸巖化等。

勘查工作主要依據(jù)《建材—非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)工作指南》中“玉石和彩石礦產(chǎn)地質(zhì)工作指南”及甘肅省地方標(biāo)準(zhǔn)DB62/T2346-2013《祁連玉質(zhì)量等級(jí)評(píng)定》進(jìn)行。礦體主要通過(guò)顏色、密度、硬度、透明度、光澤度及蛇紋石含量等要素綜合圈定。區(qū)內(nèi)共圈定蛇紋石玉礦體2條，其中：①號(hào)礦體長(zhǎng)375m，厚度0.99～3.96m，平均厚度2.20m，礦體傾向198～207°，傾角65～70°；②號(hào)礦體長(zhǎng)700m，厚度0.83～6.56m，平均厚度2.11m，礦體傾向203～211°，傾角65～76°。

2.2 礦石質(zhì)量

礦石的顏色主要有淺黃—黃、淺綠—墨綠、黃綠色，基色一般較淺，為淺黃、淺綠、淺黃綠色，花紋一般比基色較深，以黃、綠、墨綠色為主。

礦石主要為顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)和不均勻粒狀—纖狀變晶結(jié)構(gòu)；塊狀構(gòu)造，亦見(jiàn)花紋狀、條帶狀構(gòu)造。主要礦物成分為蛇紋石，次為透閃石、透輝石、方解石等。蛇紋石為主要礦物，含量60%～95%，蛇紋石一般呈淡黃綠—深綠色，以灰綠色居多，定向—半定向排列，粒徑多在0.1mm以下，具纖維交織結(jié)構(gòu)，葉片狀、纖維狀集合體，塊狀構(gòu)造；透閃石一般呈深綠色，含量3%～15%，呈纖維狀集合體，雜亂無(wú)定向排列，粒徑一般在0.20～0.30mm，透閃石含量增多能提高玉石硬度，是玉石中的有益礦物成分；透輝石含量一般＜3%，纖維狀、柱狀集合體，雜亂無(wú)定向分布；方解石多呈粒狀，含量5%～25%，集合體呈斑塊狀、棉絮狀分布于玉石中，影響玉石美觀，成為玉石中主要雜質(zhì)。

對(duì)采集的樣品巖(礦)石進(jìn)行化學(xué)分析(見(jiàn)下表)，結(jié)果顯示蛇紋石玉的主要化學(xué)成分是SiO2和MgO，占總體的76%以上，次要成分是Fe2O3、Al2O3和CaO，占總體的8%以上。與蛇紋石化大理巖相比，蛇紋石玉CaO含量偏低，而SiO2、MgO含量卻偏高，其他成分相近。

樣品化學(xué)成分(%)

礦石花紋千姿百態(tài)、甚為復(fù)雜，主要和礦石的構(gòu)造有關(guān)，一般條紋條帶狀礦石、團(tuán)塊狀礦石、云霧狀礦石可形成美麗的花紋圖案，有的似重巒疊嶂，有的似彩云追月，有的似星羅棋布，有的似綠水青山，有的似瓊閣仙境，有的似花鳥(niǎo)魚蟲(chóng)，真可謂青翠欲滴，巧奪天工，栩栩如生，美不勝收(見(jiàn)圖2)。

圖2 蛇紋石玉礦石

礦石主要為高品質(zhì)的蛇紋石化大理巖、蛇紋巖，其質(zhì)地比較細(xì)膩，特別是蝕變較強(qiáng)的蛇紋石、透閃石條帶，更具蠟狀光澤，磨光后光澤清澈柔和。經(jīng)對(duì)礦石磨光面進(jìn)行測(cè)定，其光澤度一般為100°左右，最高可達(dá)108°(見(jiàn)圖3)。

圖3 工藝品光澤度

礦石總體為微透明—半透明。質(zhì)地細(xì)膩者為半透明，其中蛇紋石、透閃石含量較高的團(tuán)塊、條帶(俗稱“翠”)，透明度較高(見(jiàn)圖4)。

圖4 礦石透明度

小體重測(cè)得結(jié)果2.69g/cm3，礦石吸水率0.75%，摩氏硬度值介于3.5～4.5之間。礦石的平均機(jī)械強(qiáng)度一般，其單軸抗壓強(qiáng)度(天然狀態(tài))123.5MPa，單軸抗拉強(qiáng)度(天然狀態(tài))14.35MPa，抗剪強(qiáng)度23.65MPa，變形模量8.430×104MPa，彈性模量7.658×104MPa，內(nèi)摩擦角28.11°。

根據(jù)放射性測(cè)量，區(qū)內(nèi)礦石中鐳當(dāng)量比活度aeRa=(124±3)Bq/kg，屬使用范圍不受限制的巖石，其外照射指數(shù)Ir =0.3，放射性水平為A類，對(duì)人體無(wú)放射性危害。

3 礦床成因

礦體賦存于變質(zhì)巖系中，礦石化學(xué)成分反映原巖為沉積碳酸鹽巖，結(jié)合礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦物成分及鏡下鑒定資料，礦床屬巖漿熱液對(duì)富鎂質(zhì)碳酸鹽接觸交代形成的蛇紋巖礦。

首先，原始沉積的鎂質(zhì)碳酸鹽巖(局部可能含有泥質(zhì)條帶或團(tuán)塊)在區(qū)域變質(zhì)過(guò)程中形成了大理巖，其中的泥質(zhì)條帶和團(tuán)塊形成了以微細(xì)粒的綠簾石、石英、綠泥石、云母等礦物組合的條帶和團(tuán)塊。

后期由于加里東晚期侵入巖沿深大斷裂的熱液活動(dòng)，而使區(qū)域變質(zhì)形成的產(chǎn)物又發(fā)生了接觸交代變質(zhì)作用的改造，在與熱液接觸地段和熱液影響范圍內(nèi)形成了蛇紋石化的大理巖，屬熱液接觸交代蝕變型礦床。

在中深變質(zhì)區(qū)，尤其是下元古界下巖組中大理巖分布的層位，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，并且附近有沿深大斷裂侵入的規(guī)模較大的超基性巖地區(qū)，為蛇紋石玉的成礦有利地段。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)老君廟蛇紋石玉礦地質(zhì)勘查，室內(nèi)整理以及綜合研究，總體認(rèn)為礦體賦存于下元古界下巖組的蛇紋石化大理巖中。蛇紋石玉石礦物組成主要為蛇紋石，其次為透閃石、透輝石、方解石等。老君廟蛇紋石玉石光澤清澈柔和，質(zhì)地細(xì)膩溫潤(rùn)，研磨拋光性良好，硬度較小，易于雕刻，做室內(nèi)工藝品、裝飾品，具有很好的觀賞性。該礦床蛇紋巖是由富鎂碳酸鹽經(jīng)巖漿熱液交代變質(zhì)形成，成礦類型屬熱液交代蝕變型礦床。

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[3]劉振敏，吳穎慧.中國(guó)蛇紋巖礦地質(zhì)特征及開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì)，2015，37(3)：171-179.