浅谈虎睛石的矿床成因

浅谈虎睛石的矿床成因国内仅产于河南省淅川县的虎睛石是一种较为稀少的宝（玉）石矿产，岩石学名称硅化蓝石棉，因其加工成弧面后具有猫眼效应酷似虎眼而得名（蓝色的亦有称为鹰睛石），同类宝（玉）石在南非，巴西有产出，被称为“木变石”。两者的不同之处表现在虎睛石晶体纤维较杂乱，因而优质虎睛石加工后独具魅力，后者纤维整齐，猫眼效应明显。由于受其成矿条件的局限性，其产地极其有限，产量甚微，使虎睛石成为市场短缺的宝（玉）石原料，也是非常珍贵的矿产资源。根据多年对宝（玉）石市场调查以及虎睛石勘查研究心得，现就淅川县虎睛石矿之成矿机理的粗浅认识作一介绍。一、成矿区的地质背景1、区内主要地层为：耀岭河岩组(pt3y)：为区内主要地层，呈北西西——南东东向展布。下段(pt3y1)主要岩性为变细碧岩，局部夹凝灰岩。上段(Pt3y2)主要岩性为变细碧质凝灰岩，与南侧陡山沱岩组断层接触。该层为蓝石棉主要赋集层。陡山沱岩组(Z2d)：以变泥质长石石英砂岩为主，分布在本区南部，该层也发现有蓝石棉矿点。2、矿区构造活动：矿区构造活动复杂多样。其中走向北西西——南东东的冲断层等压性构造面比较发育,褶皱不发育，形成本区北西西向的构造骨架。与虎睛石矿关系密切的断裂为扬玉沟―王沟逆断层（F2），东起扬玉沟，向西经东川、火石寨至王沟消失，倾向北东，倾角45º～80º。在主断层旁侧，见有北西向、南西向两组大小不等的分支断层。北西向分支断层主要分布于主断层上盘，是一组张性断层，有虎睛石矿产出，南西向分支断层多出现在主断层下盘，为一组压扭性分支断层，多含蓝石棉矿，一般不含虎睛石矿。3、区内岩浆活动及岩浆岩：本区岩浆岩较为发育，从超基性到酸性，从浅成侵入岩到喷发岩都有，但以喷发活动为主，浅成侵入岩主要为脉岩相。按时期可分为四期。⑴晋宁期岩浆活动：早期为酸性火山爆发(武当岩群)，随之为基性火山爆发(耀岭河岩组)及基性脉岩侵入活动，喷发岩构成区内主要地层。脉岩主要为基性脉岩，多为火山喷发时，伴生的浅成侵入活动的产物，主要侵入于耀岭河岩组及武当岩群地层中，且多为顺层侵入的岩床状。主要岩石类型为：中细粒辉绿岩。⑵加里东期岩浆活动：主要表现为浅成脉岩侵入活动。分为①基性脉岩类：有粗粒及细粒结构的辉绿岩和辉绿玢岩，多呈脉状顺层侵入。②石英斑岩类：斑晶为石英、长石，基质为玻璃质，岩脉多顺层或垂直岩层走向侵入耀岭河岩组、武当岩群、灯影岩组地层中。⑶海西期岩浆活动：本期主要为超基性―基性岩和酸性脉岩侵入活动。超基性―基性岩呈大小不等的脉状、透镜状侵入于灯影岩组、陡山沱岩组和耀岭河岩组地层中。岩性为辉橄岩，酸性脉岩主要为钠长斑岩脉，主要分布在耀岭河岩组地层中。4、变质作用：区内岩石普遍经受了区域性的浅变质作用。基性火山岩及其伴随的辉绿岩主要的蚀变作用有：纳长石化、纤闪石化、绿帘石化、绿泥石化、硅化，其次是碳酸盐化、绢云母化等。其中的钠长石化与蓝石棉的生成密切相关，可作为蓝石棉的重要找矿标志，而蓝石棉则是形成虎睛石矿的基础矿物。二、蓝石棉矿的分布蓝石棉矿点呈带状分布，成矿带产于内乡县——淅川县内，主要分布在东起焦沟西至东川的耀岭河岩组、陡山沱岩组地层中，长30km，宽1～3km。大小21个矿点，与虎睛石矿关系密切的蓝石棉矿为产于耀岭河岩组变细碧岩中的蓝石棉矿床：又分为两亚类：①产于断层破碎带内的脉状、网状矿床。石棉呈脉状、网状细脉不均匀地分布在破碎带内。②产于断层破碎带侧缓倾角裂隙中的单式棉脉矿床。石棉主要产在主断层上盘或主断层与分支断层所夹地块的缓倾角裂隙内。三、虎睛石矿床特征1、矿床特征：依据地质工作和对矿山生产开采活动深入研究，虎睛石矿床是由数条虎睛石密集带构成，虎睛石密集带则是较强蓝石棉化、硅化蚀变，并赋存多条规模较小的虎睛石矿脉组成的相对集中矿化带。而单矿脉多呈透镜状产出，厚度3～30cm，矿脉规模一般长3～15m，宽2～10m。有产于构造复合部位而呈囊状、桶状，亦有产于破碎带内的网脉状、串珠状。矿体以前者为主，虎睛石矿脉虽然沿走向、倾向变化大、稳定性差而导致规模有限，但控矿含棉裂隙却保持稳定，而石棉脉(包括含棉裂隙)是找矿的重要线索。虎睛石矿赋存于各矿化带中的不同含棉裂隙中，故虎睛石矿脉产出的形态也不尽相同。矿脉的形态呈脉状、透镜状、团块状及不规则状，数量少规模小，在控矿构造中不均匀分布。矿脉与矿带产状基本一致。矿脉与围岩有明显的界限，由裂隙控制。且沿倾斜平面呈现稳定延伸，在有利地段成矿。根据已探明的数条矿化带的分析，其顶、底板围岩为变细碧岩或辉绿岩。组成矿化脉的岩石有蚀变的细碧岩和辉绿岩以及蓝石棉、及方解石、重晶石、石英、钠闪石、镜铁矿等矿物集合体，局部可见硅化蓝石棉脉内夹有虎睛石团块，岩石蚀变类型较多，主要有硅化、钠长石化、绿帘石化、次闪石化、镜铁矿化(局部为褐铁矿化)、碳酸盐化、重晶石化等。矿化脉内由数条蓝石棉矿脉呈斜列状尖灭侧现或透镜状、串珠状。蓝石棉脉长度多小于20m，厚度变化较大，一般3～5cm，局部可达10～30cm。产于岩石裂隙中。2、矿石特征及质量：矿脉中的脉石矿物主要为后期硅化所形成的石英、玉髓、玛瑙、蛋白石等。次为钠长石及微量黄铁矿、镜铁矿等。显微镜下观察，蓝石棉被SiO2交代后仅保留其石棉假象，具纤维结构。石棉纤维呈纵、横、斜不规则分布。透明的SiO2交代石棉后，保留纤维状结构，并呈透明或半透明，故而呈现特殊的反光效果即猫眼效应。这正是虎睛石能够作为宝（玉）石利用的必须具备的结构。⑴矿石类型:虎睛石单一颜色较少，一般以红、黄、蓝等间杂多色为主、矿石中含低价铁离子时呈蓝色，含高价铁离子时呈红色。具较强的丝绢光泽，不透明或半透明，硬度7，比重2.63，化学成份SiO2含量99×10-2左右。虎睛石的自然类型可分为黄色、红色、蓝色及多色混杂四种类型，以黄色、红色为主。最绚丽的属黄色及多色者，最稀少珍贵的当属深蓝色。黄色虎睛石：金黄色，往往可出现较大斑晶团，抛光后猫眼效应最为明显。是加工挂件，孤面宝石的上品，也是虎睛石最常见的最受欢迎的品种，占虎睛石总量35×10-2左右。红色虎睛石：紫红色，斑晶团细小，多小于0.5cm，斑晶团呈红色、黄色，基质红色。多产于矿脉深部。据矿山开采及市场占有量分析此类型占虎睛石总量的30×10-2。斑晶团多呈不规则分布，碳酸盐化较黄色强多呈斑点状。由于赋存部位较深，风化作用微弱，故矿石结构致密坚硬，斑晶团丝绢光泽明显，硬度7，密度2.63。局部碳酸盐化较强者呈白色斑团而影响矿石品级。蓝色虎睛石：深蓝色、灰蓝色，多分布于矿脉边部与蓝石棉脉或围岩接触部位，一般在矿石中局部呈大斑晶团或细小斑晶团为主产出，较少混杂。斑晶和基质均为蓝色，斑晶颜色鲜亮，不含或含少量杂质，质地较好的矿石猫眼效应强，硬度5～7。大斑晶往往硅化较弱，易沿纤维延展方向断裂。占总量的10×10-2左右。多色虎睛石：分布无明显的规律性，是上述几色的混合体，为重要类型，占矿石总量的25×10-2左右，其中若红、黄、蓝三色齐备则最有价值，但多为两色共生。⑵矿石质量:虎睛石矿石质量高低与石棉纤维斑晶多少、大小关系密切，石棉斑晶大、多则形成高质量的虎睛石，斑晶小、少则质量差。虎睛石中不同程度夹杂一些脉石矿物，主要为：石英、方解石、重晶石、黄铁矿、镜铁矿等矿物。方解石被风化淋滤后则往往形成较多孔洞，降低其工业利用价值，脉石矿物的存在不同程度地降低了虎睛石颜色的纯正性和硬度。其中方解石含量较高时，使矿脉局部甚至整条矿脉的价值大幅降低。若SiO2交代不彻底，则纤维疏松易分离，脉体较薄，可加工性较差同样降低矿石质量。