冀西北地区汉诺坝玄武岩宝石地质特征

杨秀丽

摘要：汉诺坝玄武岩是河北省唯一的具有利用价值的特种非金属矿床，在河北省境内分布范围，北起张北公会，南至万全鱼儿山，西起尚义南壕堑，东至张北边里村，面积1700km2。本文在前人对该区开展玄武岩调查研究的基础上，对区域成矿背景，汉诺坝玄武岩地质特征以及橄榄绿宝石矿床进行了总结与分析。

关键词：汉诺坝玄武岩区宝石；地质特征；预测成矿远景

1.区域及矿区地质概况

本区位于尚义—赤城深断裂西段，该深断裂对区内玄武岩和橄榄绿宝石的生成具有密切的控制作用。区内除了广泛、强烈的玄武岩浆喷发活动外，没有大规模的岩浆侵入活动。除了远在区域外围有太古界桑干群、红旗营子群变质岩系及中侏罗统后城组（土城子组）地层分布外，在矿区及邻近外围只见有广泛分布的白垩系土井子组（K1t）及新生界新近系中新统汉诺坝组（N1h）。①下白垩统土井子组：分上下两段。下段（K1t1）：分布于本区南部广大地区，岩性为黄、红褐色巨厚层砾岩夹砖红色砂岩、砂质粘土岩。上段（K1t2）：分布于区内北部广大地区，岩性主要为紫红色粘土质粉砂岩、粉砂质粘土岩、长石石英砂岩、砂砾岩。②新生界新近中新统汉诺坝组（N1h）：是本区分布的主要地层之一，由多旋回喷发的玄武岩及沉积夹层组成，沿坝头呈东西向带状分布。沉积夹层的主要岩性为玄武质层火山角砾岩、层状火山砾岩、沉积砂砾岩、砂岩、粘土质粉砂岩、粘土岩、碳酸盐化泥岩、炭质页岩及褐煤层等。夹层产状与玄武岩基本一致，夹层厚度均不太大。

2.汉诺坝玄武岩地质特征

汉诺坝玄武岩东起张北县边里村，西至尚义县南壕堑，沿坝头呈近东西向分布，延长约50km～60km，南北宽5km～10km。玄武岩有多次喷发，最多可达20多回次，每旋回堆积厚度不一，薄仅0.5m，厚者达70余米，整个玄武岩层，东部、南部较厚，中部和北部较薄，最厚处大于300m以上，玄武岩呈透镜体状延长数十米至数千米，平均海拔1000m以上，地貌十分壮观。

2.1矿物成分

玄武岩的矿物成分主要有辉石、斜长石、碱性长石、橄榄石、磁铁矿、含钛磁铁矿、磷灰石。

2.2结构、构造

玄武岩结构有斑状结构、似斑状结构、无斑细粒—隐晶结构等。构造有块状构造、气孔状—杏仁状构造、绳状构造、枕状构造，柱状节理、层节理、球状构造。

2.3汉诺坝玄武岩的岩石类型

主要有石英拉斑玄武岩、橄榄拉斑玄武岩、橄榄玄武岩、碱性橄榄玄武岩、碧玄岩等。

2.4汉诺坝玄武岩平均化学成分

SiO246.32%、TiO22.32%、Al2O314.07%、Fe2O36.31%、FeO6.12%、MnO0.25%、MgO7.25%、CaO8.92%、Na2O3.10%、K2O1.52%、P2O50.68%、H2O+2.72%、CO20.27%。

2.5玄武岩中的包体

区内玄武岩中的包体可分岩石包体约18种，矿物巨晶包体约10种。包体以二辉橄榄岩、纯橄榄岩最常见。①纯橄岩、含铬尖晶石纯橄岩包体。多为黄绿色，中—粗粒结构，主要矿物成分由橄榄石组成（95%以上），可见少量辉石、铬尖晶石约占1%左右，橄榄石裂纹较多，矿物间隙被铁质充填，有时在橄榄石边缘见伊丁石化。②二辉橄榄岩、含铬尖晶石二辉橄榄岩包体。为最常见的包体，呈黄绿色、灰黄色、暗灰绿色，中细粒或中粗粒结构，少数粗粒结构，条带状构造、块状构造。主要矿物成分橄榄石45%～50%，顽火辉石、铬透辉石及普通辉石50%左右，铬尖晶石1%～5%及少许蛇纹石、伊丁石和橄榄石，有的顺裂纹充填了绿泥石及氧化铁。

3.橄榄绿宝石矿床

橄榄绿宝石矿床位于万全县新河口乡大麻坪—小麻坪一带（图1）。

3.1橄榄绿宝石地质特征

大麻坪橄榄石矿区，分布有白垩系砂质粘土岩、粉砂岩及砂砾岩，其上覆盖有第三纪中新世汉诺坝玄武岩，包括橄榄玄武岩、气孔状玄武岩及二辉玄武岩，这些火山岩一般有十余次喷发旋回，喷发间断期间有沉积岩。大麻坪村西的玄武岩，总厚度为200m。

橄榄绿宝石产于玄武岩中的二辉橄榄岩、含尖晶石二辉橄榄岩包体中。矿化带大小不一，大者长达几百米，小者仅几米，多呈透镜状、似层状及不规则状产出，也有断续出现的。矿区共发现17个大小不等的矿体、矿化带，其中以F01和F02规模最大，宝石产量也最多，主要分布在大麻坪村附近，而小麻坪村一带虽也发现一些矿体、矿化带，但规模、质量欠佳。

在矿化带中，二辉橄榄岩，含铬尖晶石二辉橄榄岩包体呈大小不一的球形、椭园形、似三角形、似四边形等各种形态。单个包体最大者达70cm×50cm×50cm，除F01、F02矿体大些，其它多在20cm以下，最小仅3cm左右，包体含量在F01、F02矿体中多达60～75%，其它在50%以下，最少者10%～25%。矿化带内除二輝橄榄岩、含铬尖晶石橄榄岩外，还有少量的二辉岩、辉石岩、普通辉石、歪长石包体等。

3.2橄榄绿宝石物理化学特征

3.2.1物理特征

橄榄绿宝石多呈各种形态粒状，粒径一般在4mm～7mm之间，大于7mm的极少，最大者达34mm×20mm×15mm。颜色多为橄榄绿色、黄绿色，折光率：Ng=1.691、Nm=1.670、Np=1.651，玻璃光泽，比重3.253，硬度6.5～7，性脆，透明度高。

肉眼鉴定，宝石内部一般无杂质，有时偶见绵纹，镜下鉴定可见许多原生、次生包裹体，偶见水溶液，子矿物。

3.2.2化学特征

经过对个别矿体不同颜色的橄榄绿宝石的化学分析，其测试结果见大麻坪矿区橄榄石单矿物化学分析表。根据上表数据计算，1号、2号样品橄榄石中的镁橄榄石分子分别为90.57%和90.53%，属于镁橄榄石亚种。与世界玄武岩的深源包体中橄榄石所含的镁橄榄石分子数一致。

参考文献：

[1]河北地质三队.《张家口地区汉诺坝玄武岩区宝石普查地质报告》1980.

[2]河北地质三队.张家口市国土资源局.《张家口地质矿产》2013.

[3]吕士英吴建杰等.《河北宝玉石矿床》.endprint