云南某地红宝石矿床地质特征

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1、年第卷 第 期页一页 云南 地质一一 云南某地红宝石矿床地质特征 钱天宏熊家墉 云南地勘局区调所 摘要 云南某地红宝石矿床 , 是国 内首次发现且唯一具有开发利用价值的大理岩型红宝石矿 床 。 大理岩型红宝石矿床是变质红宝石矿床的重要工业类型 , 是目前世界上优质饰用红宝石的主 要来源 。世界上该类型红宝石矿 床点为数不 多 , 而且集中分布在环绕南亚次大陆北缘的阿尔卑 斯 一喜马拉雅褶皱带。 云南某地红 宝石矿床则赋存于扬子地块西缘的陆内造山带 。 因此 , 该矿床的 被发现 , 可能揭示了一条新的宝石成矿带 。 红宝石大理岩产于古老的动热变质带的变质杂岩中 , 变 质强度为低角闪岩相 。矿

2、体赋存在相对远离强 应 变带的构造位置 。 含矿母岩具有富铝贫硅 、 钙高镁 低 、 铝碱化值大的地球化学特征 。 云南某地红宝石矿床 , 其矿 产线索发现于年万建水幅区域重砂测量 , 于年 在资料二 次开发利用过程 中被查明 。是 国 内首次发现, 且唯一具有开发利用价值的红宝石矿产 地 。 因此 , 该红宝石矿床的被发现 , 具有较大的经济价值 、 地质科研意义和找矿指导作用 。 云 南省动热变质岩带分布颇广 , 具有发现 同类型红宝石矿床的地质背景条件 。 现将该红宝石矿区 的地质 、 构造 、 矿床和地球化学特征简介于后 。抛 砖引玉 , 以期在我省发现更多的宝石矿产地 。 区域地质和

3、矿区构造概况 矿床赋存于哀牢山变质岩带的中段 。 岩带整体呈北西一南东向展布 , 呈狭长 的帚状条带 “ 镶嵌 ” 于扬子地块西南边缘 , 为扬 子地块西侧边缘的一条陆内造山带 。 哀牢 山岩群变质岩是 由变质层状岩石构成的结晶岩 系 , 其时代一般认为是早元古代 。 原岩 可能是一套地槽型的沉积建造 。 由于岩石 强烈变形变质及未发现示顶构造 , 地层层序不清 , 属 于非史密斯地层的构造岩层 。 按岩石组合可划分为阿龙岩组 、 清水河岩组和小羊街岩组 。哀牢 山岩群变质岩的主要岩石类型为片麻岩 、 片岩 、 变粒岩 、 角闪岩 、 钙硅酸盐岩及大理岩 。岩石 的变质强度为低角闪岩相 。 矿

4、床赋存于两条强应变构造带红河断裂西侧强应变构造带和小营盘强应变构造带之 间的弱应变域啥枯弱应变域内 。 矿 区总体构造为一背斜 。 背斜呈北西一南东 向展布 , 东南狭窄平距向西北方 向 逐渐变宽平距 。 背斜轴面倾间北东倾角 “。 背斜枢纽走向 , 间南东倾伏 , 倾 角约 “。 两翼岩层 出露 尚齐全 。 由于两翼的挤压作用背斜轴面 、 枢纽及南西翼岩层产状有不 同程度的起伏变化和扭曲倒转岩石揉皱现象较明显 。 派生的次级断裂较发育并横切背斜 。 收稿日期 一一 期钱夭宏等 云南某地红宝石矿床地质特征 背斜出露平距大 于 。 核部的褶劈理 及横切背斜的次级断裂 , 为变质热气液 的运移提

5、供了 良好 的通道 。 相对远离强应变构造带的背斜北东翼岩层 , 为红宝石的后期保存创造 了 良好 的环境 。是红 宝石矿化和 宝石普查的有利地段 。 红 宝石大理岩地质特征 红宝石大理岩产于下元古界哀牢 山岩群阿龙岩组内 。 已发现四层 , 其中 、 、 层含矿性 好 , 第层相对较差 。背斜南西翼 的相应 的大理岩 中只见到极细小的红宝石 。 第层红宝石大理岩为含透辉红宝石粗晶大理岩 第层红宝石大理岩 为红宝石巨晶大理岩 第层红宝石大理岩为红 宝 石粗晶大理岩夹混合岩化角闪黑云斜长 片麻岩 、 透辉钙住石 岩 , 夹层厚度一 , 第层红宝石大理岩为中粗晶大理岩 。 红宝石大理岩之间为钙硅酸

6、盐岩 、 黑云斜长片麻岩及角闪斜长变粒岩 。 实测剖 面上大理岩的 “ 厚度 ” 分别为一 , 由于两翼的挤压作用和岩石的塑性 变形 , 沿大理岩岩层走向 , 厚度变化颇大 , 甚至出现尖灭现象 。 出露 “ 厚度 ” 的变化范围为成 一 。在沿岩 层走 向方向上 , 红宝石大理岩呈长透镜体状 。 顶底板主要为钙硅酸盐岩 。常 见伟晶质 、 长英质脉体 , 以顺层或斜切大理岩层的形式贯入大理岩 中及大理岩与钙硅酸盐岩 岩层之间 。 红宝石大理岩外观上 呈纯 白色 、 灰白色厚层状 , 块状构造和条带状构造 , 中粗晶一巨晶 结构 。 条带状构造系 由矿物粒度变化 、 成份变化 、 红宝石及其伴

7、生矿物呈线性排列所致 。红 宝 石一般产 于粗晶条带 、 纯 白色大理岩条带 、 伴生矿物呈线性排列的条带内或纯 白色条带与灰 黄色条带镁质大理岩之 间 。 红 宝石呈浸染状 、 斑晶状 、 集合体状和条带状产 出 , 矿石主要 有浸染状 、 斑点状和条带状三种类型 。 红宝石大理岩的主要矿物成份是方解石一 。次要矿物成份为 金云母微量 一 、 透闪石微量一镇 、 透辉石一写 、 石墨一 、 镁橄榄石一 、 方柱石一 、 长石一等 。副 矿物 一般为一种 , 平均一种 , 主要 为磁黄铁矿 、 磁铁矿 、 黄铁矿 、 钦铁矿 、 硅镁石 、 尖晶石 、 金红石 、 稠石等 。副矿物含量 一般为

8、一 。 红宝石亦为大理岩的副矿物 , 其含量变化极大根据残坡积层取 样分析 , 残坡积层中红刚玉含量为一 八 。 红宝石与尖晶石在大理岩 中的出现 , 呈负消长关 系 , 出现机率和含量变化 , 明显受大理 岩岩石化学成份控制 , 这可能因为 一一 刚玉尖晶石 矿区的大理岩 , 经 系统取样分析 , 岩石富铝贫硅 , 钙高镁低 , 铝碱比值高 。 岩石中 含量铝硅比值离子数为 , 比值者占 镁钙离子 数比值 为一 , 比值者占 , 十含量 为 , 铝和大半 径阳离子 的比值为 , 比值大于 者占 。 充分说明大理岩具有形成红宝石 、 尖晶 石的物质条件 。 云南地质卷 铝的碳酸盐矿物极为罕见

9、。铝 的地球 化学性状 , 倾 向于与硅组成复杂 的铝硅酸盐 。但是, 由 于犷物晶格中静电荷的平衡及 晶格的排列方式 , 对低价大半径阳离子充填作用的限制 , 使铝 硅酸盐中铝对硅的替代作用 , 被保持在一个比较固定的比例与矿物的构造类型有关 。 显然 , 结晶介质中如果低价大半径阳离子 , 如 、 等数量不足 , 亦制约铝对硅的替代作用 。 因此 , 大理岩岩石化学成份 中的如下参数 、 十 离子数比值 , 可以作为 大理岩是否具有形成红宝石矿床物质条件的判别标志 。 一 图红宝石大理岩岩石化学成份主要参数比值图 图是根据矿区的大理岩岩石化学分析结果和缅甸抹谷红 宝石矿区的大理岩岩石化学分

10、 析资料所作的 、 离子数比值直角坐标图 。 从图中可以清楚看出 , 红宝石 只出现在 比值大于 、 比值小于 。的区域内 。尖 晶石则大量 出现在比值大于或等 、 比值大于或等的区域中 。 目前主要开采砂矿 。 是以红宝石大理岩周 围的残坡积层和重矿物在河流机理条件下的集 散规律所决定 的 , 最佳沉积距离 内的河 流冲积层 , 含矿性最好 。 红宝石特征及 成矿机制 红宝石大理岩 , 与侵位于哀牢山岩群清水河岩组的花岗岩 , 在空间上无明显成生关系 。 与 伟晶质 、 长英质贯入体之间 , 接触界线清楚 , 无 围岩蚀变和矽卡岩化现象 。 贯入体中亦未见红 宝石矿化 , 仅见粒度 细小的石

11、榴石 。 红宝石大理岩具有比较稳定的层位 , 无 明显的矿化标志 。 主要的找矿标志是纯 白色钙质大 期 钱天宏等云南某地红宝石矿床地质特征 理岩 , 粗晶一巨晶结构 , 呈变斑晶或连片巨斑和条带状产 出的主要伴生矿物 , 如淡绿色 透闪石 , 绿色透辉石 、 金云母 、 石墨等 。 主要伴生矿物的最大粒度可达一 。 根据残坡积层 、 冲积层祥品的分析鉴定 , 红宝石的主要物理 、 化学特征如下 红刚玉的形态特征 , 既反映了红刚玉的形成环境和介质性质 , 也在一定程度上反映出红 刚玉的加工成材率 。 该矿区产出的红刚玉 , 以他形不规则粒状 、 蜂窝状 、 集合体状 为主 、 约占 肠其次为

12、半 自形包括半浑 圆粒状 , 约占自形晶约占 。 自形 晶 一般呈短柱状 、 中长柱状 , 等轴粒状 , 长宽比例 为一 。 主要聚形类型是叫十 、。 沿轴延长的六方双锥 、 六方柱和等轴状菱面体刚玉 生成于贫硅 、 富碱性岩石中 奥泽罗夫 。蜂 窝状红刚玉常见于粗粒级中 , 显 系以碳酸盐矿物为主 的连生体 、 包裹体风化脱落所致 , 反映出红刚玉缓慢生长在一个固态环 境 。半 浑 圆状红刚玉只见于细粒级一中 , 红刚玉具 “ 熔蚀 ” 外貌现象 , 在缅甸抹谷 红 宝石矿区亦颇常见 , 其成因不十分清楚 , 可能是早期形成的红刚玉被后期的变质热气液 熔蚀 ” , 并限于外部条件而未继续生长

13、所致 。 矿区不 同粒径的红刚玉配分状况是重量 一 一 一 一 粒径者未予回收 , 最大单粒红刚玉粒径 , 重量 。 颜色是评价宝石质量 , 划分品级十分重要 的指标 。 矿区红宝石 的颜色总体上具有 “ 正 、 阳 、 浓 、 艳 ” 的特点 , 即色泽纯正 、 浓厚 、 艳丽 、 匀净 。 加工后或浸泡于水中呈现夺目的珠光宝色 。 红色中带有不 同程度 的蓝紫色色调为本矿区红宝石 的颜色特征 , 有人认为 “ 略带蓝色色调者 为最罕见 的珍品 。 ” 主要颜色 的配分情况是 暗红色镇 玫红色 桃红色环一 浅 红色含杂色一 红宝 石 的呈色现象与呈色离子的替代作用有关 。 根据矿区红刚玉电子

14、探针分析表 , 红 刚玉中杂质元素达种之多 , 主要呈色离子是 “ 、 十 、 、 “ 、 十 。红 刚玉红色的 浓厚程度似与含量有关 暗红色 一 平均 玫红色 一 平均 。 桃红 色 一 平均 。 环 浅红色 一 平均 。 在反射谱谱线上 , 士 、 士处各有一宽吸收带 , 为常见的双峰 。 具特征的蓝 色色调 , 可能与 十 十 一一有关 。 云南地质 卷 表红刚玉化学成份表写 品品种种 暗暗红色红刚玉 一 玫玫红色红刚玉 一 桃桃红色红刚玉 一 浅浅红色红刚玉 一 注括号内为样品件数分子为含量范围 , 分母为平均值 。 矿区红刚玉的其他物理性质是一 , , 平均 。 平 均 。 一 ,

15、平均 。 多色性明显 , 紫红色 , 橙红色 。 主要瑕疵是裂理和片理发育连生体和包裹体较多多数颗粒透明度不高半透明一 微透明个别颗粒方向上可见明显的色带外形不规则或呈集合体状 。在加工过 程中出现 飞片现象和 “ 砂眼 ” , 影响加工成材率和红 宝石成品的商业价值 。 从矿 床地质和矿物特征分析 , 矿床属于区域变质成因的变质红宝石矿床 。是原始碳酸盐岩 石中的铝矿物 , 如高岭土等粘土矿物和水 铝石等 , 在区域动热变质过程中 , 在变质热气液的 参与下 , 随着灰岩重结晶 为大理岩而形成红 刚玉 。 并在后期叠加变质作用过程中 , 逐步形成粗 大的红刚玉变斑晶 。 变质热气液来源于原岩

16、本身 , 其反应过程可能是 十 , 高岭土 、 地开石 一一 只 十 、 一 、一 一 尹 冈 纽 玉透辉石变质气液 , 。 。 蒙脱石等 一一 , , 一水硬铝石 刚玉 一一 十 透闪石变质气液 刚玉变质气液 根据矿物实验资料 哈斯和塞 弗特 , 在压力 、 温度 亡或压力 、 温度 的温压条件下 , 即可形成刚玉 。而 在压力 、 温度或压力 、 温度的 温压条件下 , 刚玉则转变 为假蓝宝石 , 其转变反应可能是 , , 。 斜绿泥石刚玉尖晶石 一一 , 假蓝宝石 因此 , 形成刚玉的温压条件 , 相当于区域变质强度的高绿片岩相一角闪岩相 。 期 钱天宏等云南某地红宝石矿床地质特征 矿 床的成矿过程可能是十分漫长的 , 可能与哀牢山岩群变质岩的形成过程同步 。 红刚玉的 形成可能经历 了多期次的结晶一 “ 熔蚀 ” 一再结晶 的复杂过程 。 地质科研意义和经济价值 此矿床的发现 , 具有十分重要的经济价值 、 地质科研意义和找矿指导作用 。 矿床形成的地质背景 、 矿床地质特征 、 大理岩岩石学特征 、 红宝石