桂北龍勝地區(qū)雞血玉礦床地質(zhì)特征及成因探討

● 白 曉,倪戰(zhàn)旭,韋盛亮

（1.廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院，廣西 桂林 541003；2.廣西二七一地質(zhì)隊(duì)，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(diào)、不含有害物質(zhì)、硬度高等特點(diǎn)，可以成為雞血石的理想替代寶石。經(jīng)國(guó)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(zhì)地堅(jiān)硬、色澤艷麗，具有極高的經(jīng)濟(jì)、文化藝術(shù)和收藏價(jià)值[2]。2014 年正式實(shí)施的廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《雞血玉》（DB 45/T1076-2014）[3]，把主要產(chǎn)自廣西龍勝各族自治縣行政轄區(qū)內(nèi)的符合地方標(biāo)準(zhǔn)材料特征的石英巖玉正式命名為雞血玉，同時(shí)規(guī)定了雞血玉的術(shù)語(yǔ)、定義、特征、鑒定方法、鑒定規(guī)則、分類要求、產(chǎn)品工藝要求等。龍勝各族自治縣所產(chǎn)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(zhì)較好，無(wú)論是礦石中赤鐵礦的含量、分布，以及礦石質(zhì)地，均是雞血玉最佳原石。

近年來(lái)，有學(xué)者運(yùn)用偏光顯微鏡、X 射線衍射、電子探針、分光光度計(jì)等現(xiàn)代儀器設(shè)備對(duì)桂林雞血玉進(jìn)行了大量的研究，用以探討其結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組成、致色機(jī)理、礦床成因等[4-7]。近期，又有學(xué)者通過(guò)對(duì)桂林雞血玉礦石樣品主微量、稀土元素含量進(jìn)行分析判別，探討其地質(zhì)成因。其研究表明桂林雞血玉形成受多種機(jī)制影響[8]。但總體上，有關(guān)桂林雞血玉礦床地質(zhì)特征及成因方面的研究相對(duì)較少。

研究小組以廣西找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)項(xiàng)目-廣西寶玉石資源及開發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)項(xiàng)目主要成果為依托。該項(xiàng)目為截至目前廣西區(qū)內(nèi)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(guò)野外調(diào)查、資料收集整理、采樣分析測(cè)試及綜合研究，重點(diǎn)闡述桂北龍勝地區(qū)的雞血玉礦床地質(zhì)特征，并在此基礎(chǔ)上對(duì)礦床成因進(jìn)行分析研究。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

桂北龍勝地區(qū)位于揚(yáng)子板塊東南段桂北地塊龍勝褶皺帶[9]。區(qū)內(nèi)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(zhǎng)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(zhì)砂巖、長(zhǎng)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(zhì)砂巖、夾層狀基性超基性巖、細(xì)碧巖、角斑巖及大理巖、硅質(zhì)巖等；拱洞組為變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖、變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖夾少量絹云板巖。

南華系由一套輕變質(zhì)的含礫泥質(zhì)巖、砂泥質(zhì)巖、硅質(zhì)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(yè)巖、硅質(zhì)巖；寒武系以復(fù)理石建造為主夾碳酸鹽巖，主要巖性為黑色炭質(zhì)頁(yè)巖、粉砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖和細(xì)粒雜砂巖夾灰?guī)r。

出露的地層因受區(qū)域變質(zhì)作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，巖石普遍發(fā)生不同程度區(qū)域變質(zhì)和動(dòng)力變質(zhì)作用，形成板巖、千枚巖、大理巖以及產(chǎn)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(gè)巖性段：第一巖性段主要為千枚巖夾變質(zhì)粉砂巖；第二巖性段主要為千枚巖和大理巖透鏡體，并發(fā)育細(xì)碧巖和中基性火山巖；第三巖性段主要為硅質(zhì)巖和白云石大理巖。雞血玉礦床主要與第三巖性段有關(guān)。

研究區(qū)歷經(jīng)四堡、加里東、印支、燕山等多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。三門復(fù)式背斜是該區(qū)的區(qū)域性褶皺構(gòu)造，由3 個(gè)次級(jí)背斜組成。復(fù)式背斜軸部地層為丹洲群，發(fā)育有基性-超基性侵入巖，兩翼地層為南華系-寒武系。區(qū)域上有2 組斷裂構(gòu)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(qū)雞血玉礦床區(qū)域地質(zhì)圖

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，巖性主要為一套海底噴發(fā)的細(xì)碧巖和基性-超基性侵入巖。巖體呈長(zhǎng)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(zhǎng)軸方向及巖群的展布方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。巖漿活動(dòng)與成礦作用關(guān)系密切。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

雞血玉礦床主要沿構(gòu)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(shù)雞血玉礦床（點(diǎn)）規(guī)模不大，產(chǎn)于丹洲群三門街組硅質(zhì)巖、石英千枚巖、細(xì)碧巖、絹云母千枚巖、白云質(zhì)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(fù)式背斜東翼次級(jí)倒轉(zhuǎn)背斜中，礦體形態(tài)、大小主要受與區(qū)域構(gòu)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(zhǎng)100～500 m，寬10～40 m，深度延伸不詳，具分枝或復(fù)合現(xiàn)象。礦體內(nèi)多見白云石大理巖透鏡體、交代殘余體，呈透鏡狀、團(tuán)塊狀、囊狀被硅質(zhì)熱液包裹，硅化蝕變強(qiáng)烈，部分白云石大理巖硅化成硅質(zhì)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(zhì)大理巖，呈層狀產(chǎn)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(chǎn)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(wǎng)脈狀分布在巖石中，其紅色部分為風(fēng)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(chǎn)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(chǎn)于滑石礦中，該類礦體與黑底紅有較大的區(qū)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(duì)較好（見圖4）。

圖2 龍勝三門鎮(zhèn)沙嶺礦區(qū)含鐵部分位于捕虜體邊部圖

圖3 龍勝三門鎮(zhèn)沙嶺礦區(qū)草花狀礦體圖

圖4 產(chǎn)于滑石礦中的白底紅雞血玉圖

此外，礦體周邊大量發(fā)育綠泥石石英巖、細(xì)晶白云巖及白云質(zhì)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(xì)晶白云巖及白云質(zhì)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(xì)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(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)。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(xué)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(gè)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(jià)鐵的氧化物、氫氧化物及其混合物；結(jié)晶狀態(tài)以隱晶質(zhì)、晶質(zhì)集合體為主；光性特征為非均質(zhì)多晶質(zhì)集合體；折射率為1.535～1.553；點(diǎn)測(cè)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(tuán)塊狀、云朵狀、斑點(diǎn)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(guī)則細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀或團(tuán)塊狀分布。

赤鐵礦、綠泥石一般呈浸染狀、網(wǎng)脈狀分布。節(jié)理發(fā)育較弱，礦石變晶程度高者無(wú)解理。

礦石“血”和“地”兩部分特征區(qū)別明顯?！把眳^(qū)中，顯微粒狀變晶結(jié)構(gòu)，主要礦物石英呈微細(xì)它形粒狀，石英晶體具包含變晶結(jié)構(gòu)；次要礦物赤鐵礦呈點(diǎn)塵狀彌散分布于石英晶體中。“地”區(qū)中，顯微鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，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(tài)。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(qū)范圍內(nèi)，有2 種構(gòu)造：一種是由富含赤鐵礦質(zhì)點(diǎn)的石英組成，為致密塊狀構(gòu)造；另一種是富含赤鐵礦質(zhì)點(diǎn)的石英顆粒呈條帶狀、網(wǎng)格狀分布于不含赤鐵礦質(zhì)點(diǎn)的石英顆粒集合體之中，為條帶狀、網(wǎng)格狀構(gòu)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(wú)色。

2.3 構(gòu)造控礦特征

2.3.1 褶皺構(gòu)造控礦

區(qū)內(nèi)的次級(jí)褶皺為礦田的成礦提供了良好的容礦空間。礦體主要產(chǎn)于三門復(fù)式背斜東翼的II 級(jí)、III 級(jí)或更次級(jí)的背斜核部。在褶皺形成后，因構(gòu)造應(yīng)力的繼續(xù)作用，所以在其軸部產(chǎn)生擠壓破碎，特別是在2 種巖性不同的層間易于產(chǎn)生層間剝離層間滑動(dòng)破碎帶及其虛脫空間，為成礦作用提供了有利場(chǎng)所，據(jù)此可知該區(qū)雞血玉礦床的形成與NNE 向三門復(fù)式背斜的關(guān)系極為密切。

2.3.2 斷裂構(gòu)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(fù)式背斜，該背斜東翼因受區(qū)域性NNE 向壓性斷裂縱切的影響，動(dòng)力變質(zhì)強(qiáng)烈，形成一系列疊瓦式斷塊，使得該區(qū)雞血玉礦床（點(diǎn)）呈現(xiàn)集中產(chǎn)于該背斜東翼NNE 向壓性斷裂帶上的特征?？v向斷裂常控制著雞血玉礦床，它們?yōu)槌傻V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(gòu)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(guī)模一般不大，但傾角較陡，并具分枝復(fù)合、膨脹縮小現(xiàn)象。斷裂帶制約礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀及發(fā)育程度。

3 礦石地球化學(xué)特征

研究小組在龍勝老虎巖礦區(qū)雞血玉實(shí)測(cè)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(xì)粒白云質(zhì)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(xì)粒白云質(zhì)大理巖）LS-04，其中細(xì)粒白云質(zhì)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(cè)試中心完成，測(cè)試儀器為ICPAES，除SiO2采用堿溶法測(cè)定外，其他氧化物采用酸溶法測(cè)定，分析精度優(yōu)于2 %。

稀土元素具有較強(qiáng)的穩(wěn)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(lái)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(cè)試結(jié)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(fù)異常（δEu=0.28～0.59，平均為0.41）和Ce 負(fù)異常特征（δCe=0.47～1.09，平均為0.68）。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式曲線上（見圖5），表現(xiàn)出輕稀土相對(duì)富集、重稀土相對(duì)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(qū)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(lái)區(qū)別硅質(zhì)巖成因類型和形成環(huán)境，也是區(qū)別熱水沉積和非熱水沉積的重要標(biāo)志[10-11]。通常認(rèn)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(fù)異常。老虎巖雞血玉礦區(qū)樣品稀土元素的分布特征顯示，該區(qū)雞血玉礦石的形成與熱水沉積有關(guān)。

4 成因探討

桂北龍勝地區(qū)雞血玉礦化帶位于三門復(fù)式背斜東翼次級(jí)褶皺中，其NNE 向區(qū)域性壓性斷裂極為發(fā)育，礦體的形態(tài)、大小、產(chǎn)出位置等與之密切相關(guān)。雞血玉礦化帶整體與區(qū)域性壓性斷裂展布方向一致，這表明區(qū)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(yùn)移通道。

三門復(fù)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(zhì)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(jié)果表明，其形成與地殼拉張導(dǎo)致海底火山噴發(fā)作用有關(guān)[12]。地層中的硅質(zhì)巖為雞血玉成礦提供了基礎(chǔ)物源，與雞血玉礦床的形成關(guān)系密切。

已有的野外調(diào)查與研究發(fā)現(xiàn)，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(zhì)熱液交代作用的產(chǎn)物[13]。有的礦區(qū)在滑石礦體內(nèi)包裹有雞血玉塊體，這充分顯示了二者不可分割的成因聯(lián)系。加里東期區(qū)內(nèi)發(fā)生廣泛的地殼運(yùn)動(dòng)及伴隨的區(qū)域變質(zhì)作用誘發(fā)地層中的含鐵硅質(zhì)巖蝕變形成含鐵石英巖或石英巖。該期同生構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力變質(zhì)作用生成富硅變質(zhì)熱液，經(jīng)前期形成的區(qū)域斷裂構(gòu)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(fā)育大理巖硅化，蝕變強(qiáng)烈，礦體內(nèi)部發(fā)現(xiàn)大量大理巖交代殘余體，部分仍保留有原層理，這進(jìn)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(duì)比強(qiáng)烈的外觀特征，也指示了富硅變質(zhì)熱液對(duì)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(tài)各異、多種多樣的寶玉石。此外，該區(qū)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(guān)。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）桂北龍勝地區(qū)雞血玉礦床的形成與NNE 向三門復(fù)式背斜的關(guān)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(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜次級(jí)褶皺，且賦礦層位為丹洲群三門街組白云石大理巖。

（2）該區(qū)雞血玉礦體呈多種產(chǎn)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(nèi)部含不規(guī)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(gòu)造，且該層理明顯強(qiáng)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(huán)繞，指示熱液交代成因。

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

（4）三門街組海相火山巖中的硅質(zhì)巖夾層為雞血玉成礦的物源基礎(chǔ)。加里東期區(qū)內(nèi)發(fā)生廣泛的地殼運(yùn)動(dòng)及伴隨的區(qū)域變質(zhì)作用誘發(fā)地層中的含鐵硅質(zhì)巖蝕變形成含鐵石英巖或石英巖。該期同生構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力變質(zhì)作用生成富硅變質(zhì)熱液，經(jīng)前期形成的區(qū)域斷裂構(gòu)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(qū)雞血玉成礦的成因極其復(fù)雜，是多機(jī)制共同作用的結(jié)果。

（6）通過(guò)對(duì)該區(qū)雞血玉礦成礦地質(zhì)條件的分析研究，發(fā)現(xiàn)丹洲群三門街組上段地層、NNE向壓扭性斷裂和褶皺是該區(qū)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(qū)雞血玉的成礦地質(zhì)條件及成礦規(guī)律，尤其是高品質(zhì)玉石的形成和富集規(guī)律。