河北省平山县顺子沟金红石矿床成因研究

李勇超，师明元

(河北地矿局第六地质大队，河北 石家庄 005008)

顺子沟金红石矿区位于河北省平山县古月镇西部顺子沟一带。大地构造位置上位于太行山造山带中段，属山西断隆［Ⅱ23］之五台台拱［Ⅲ29］之阜平穹褶束［Ⅳ231］南部边缘。

1 区域地质特征

1.1 地层

区内变质岩系广泛出露，依岩石组合特征、原岩性质将其划分为中太古代城子沟岩组、元坊岩组、宋家口岩组变质地层和坊里片麻岩、蔡树庄片麻岩及晚太古代岗南片麻岩等变质地层及变质深成岩单元。沉积盖层由长城系常州沟组、寒武系馒头组、张夏组、炒米店组，以及寒武系-奥陶系三山子组地层组成。

城子沟岩组下部以灰黑色中层、中薄层斜长角闪岩、角闪斜长变粒岩及黑云斜长变粒岩为主夹含金云钙质白云石大理岩、透辉二长变粒岩等；上部为中层、中薄层黑云斜长变粒岩、黑云二长变粒岩、眼球状黑云斜长变粒岩夹斜长角闪岩及二长浅粒岩。

元坊岩组主要为黑云斜长变粒岩及黑云斜长片麻岩、角闪斜长变粒岩夹斜长角闪岩及磁铁石英岩薄层或透镜体。局部（含石榴）黑云斜长变粒岩、（含石榴）角闪斜长变粒岩、斜长角闪岩呈互层出现。

宋家口岩组一段下部以浅肉红色厚层状含矽线石石英球钾长浅粒岩为主，上部以钾长浅粒岩为主，局部渐变为二长浅粒岩。二段下部为黑云钾长变粒岩、黑云斜长变粒岩、黑云二长变粒岩、透辉斜长变粒岩等各类变粒岩为主，片麻岩次之。

1.2 构造

早前寒武系地层组成的结晶基底分布于该区南北两侧，中间为盖层（长城系-石炭系）相隔。南部基底构造形迹以多期次、多类型的褶皱和脆韧性剪切带为特征。北部基底整体发育为较完整的卵状隆起，构造变形以塑性变形作用为主，以形成复式褶皱和韧性剪切变形带为特征，呈现总体构造线方向基本一致（北东东向）的构造景观。盖层区构造形迹以脆性断裂及宽缓褶皱为主。

褶皱：是基底构造形迹的主要表现形式，在本区较发育。基底褶皱与同期韧性剪切变形构造受同一应力控制，可分为中太古代、晚太古代和早元古代三期。

断裂构造：可分为晚太古代断裂、早元古代—中元古代断裂、印支期断裂、燕山期断裂等。

1.3 岩浆岩

区内发育的岩浆岩主要为多期的岩浆岩脉，包括：中元古代早期辉绿岩脉，分布在本区的南东部，走向为北北西，也有的为北东东。一般宽5-20m，最宽可达50m，长几千米-十几千米不等。

中生代燕山旋回形成的岩浆岩是区内最主要的岩浆岩，受断裂构造控制明显，以花岗质岩浆侵入作用为主，成群出现。主要类型有石英二长斑岩、二长花岗斑岩、石英闪长斑岩、石英斑岩、闪长玢岩及矿区的含磷、金红石黑云母正长岩岩脉等。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露太古代宋家口岩组和坊里片麻岩，内有燕山期黑云母正长岩脉侵入，构造变形较复杂。

宋家口岩组一段：下部以浅肉红色厚层状含矽线石石英球二长浅粒岩为主，二段：下部为黑云钾长变粒岩、黑云斜长变粒岩、黑云二长变粒岩、透辉斜长变粒岩等各类变粒岩为主，片麻岩次之，夹斜长角闪岩和透辉石岩、透辉透闪岩等钙硅酸岩类，上部以黑云母大理岩、透辉透闪大理岩等各类大理岩为主。三段：以含黑云母大理岩为主，及薄层的片麻岩[1]。

坊里片麻岩：主要分布在矿区中南部，呈面状或带状产出，褶皱构造发育，岩石类型为条带状、肠状黑云斜长片麻岩，鳞片粒状变晶结构，条带状构造、片麻状构造。岩石中含有包体种类较多，即有深源性质的角闪石岩、也有围岩捕虏体性质的斜长角闪岩、变粒岩及钙硅酸盐岩包体，大小不一，形态各异。条带由长英质矿物组成，宽窄不一，塑性褶曲成肠状,多与片麻理平行。

岗南片麻岩：分布在矿区中部，呈带状产出，岩石类型为含磁铁矿钾长浅粒岩，岩石呈肉红色，具弯曲镶嵌柱粒状变晶结构，弱片麻状构造。岩石中含有斜长角闪岩包体，有的成脉状，延伸较长，有的呈透镜状。

2.2 构造

区内地层和岩石片麻理走向60-70°，多倾向南东，部分向北西倾斜，倾角70°以上或直立。岩石片麻理和揉皱构造发育。特别是在矿区中北部宋家口岩组形成轴向北东东向、轴面南北倾，倾角40°左右的褶皱。该期褶皱对早期中太古代褶皱地体进一步改造迭加，形成一系列近东西（或北东东）向的同斜紧闭褶皱、平卧褶皱和晚期轴面产状近于相同的开阔背、向形褶皱[2]。含磷、金红石黑云母正长岩岩脉受近南北向的压扭性断裂控制，断裂北端走向近南北向，南端为北北西向，中间一段被一走向近东西的断裂切断，有时走向北东，有时走向北西，形成“之”字型。产状陡立，倾角多在70°以上，有时近于直立。

2.3 岩浆岩

区内岩浆岩发育较少，零星分布几条岩浆岩岩脉，有石英脉、含磷、金红石黑云母正长岩岩脉和花岗伟晶岩岩脉。其中含磷、金红石黑云母正长岩岩脉被石英脉和伟晶岩岩脉切穿；含磷、金红石黑云母正长岩岩脉，长约3千米，宽0.4-6米，受近南北向断裂控制，北端走向近南北，南端为北北西，中部被后期断层切断，呈“之”字形，倾向在两端向东倾，中部地段向西倾，倾角65°-85°，主要由石英（＜5%）、黑云母（25-35%）、金红石(1-3%)、磷灰石(3-5%)和钾长石（55-65%）组成，偶见黄铜矿和毒砂。

3 矿床地质特征

金红石矿体赋存于燕山期含金红石黑云正长岩脉中，在矿区中部可见一条含金红石黑云正长岩脉。矿体规模较大，走向近南北，部分地段被断层错断形成“之”字型。矿体厚度为0.40-6.27m，北部较窄，中部、南部较宽，品位为1.00-4.24%。岩脉产状变化较大，在北部矿段，岩脉倾向向东70°-114°，倾角60°-81°。中部矿段倾向向西247°-346°，倾角＞70°，局部近于直立。在南部矿段，岩脉倾向向东71°-86°，倾角75°-85°。

3.1 矿石结构构造

结构以自形-半自形结构、它形晶粒状结构为主，其次可见包含结构、充填结构。构造则较单一，仅见浸染状构造。按照浸染状构造的划分，矿石中的矿石矿物含量小于5%时，为星散浸染状构造；矿石矿物含量5%-10%时，为稀疏浸染状构造。

3.2 矿物特征

图1 金红石矿物镜下显微照片

金红石：在具强磁性单矿物中，金红石中铁含量的差异，使其颗粒的反射色不同，铁含量高金红石呈灰色，颗粒边缘透出暗红色；铁含量相对低些的金红石呈浅灰色，颗粒边缘透出褐黄色（图1a）。金红石和其它脉石矿物的关系较为简单，其一是包于脉石矿物颗粒中的金红石，其二充填于脉石颗粒边缘的金红石，和脉石矿物形成多种嵌布关系（图1b）。金红石在矿石中的分布也有两种情况：一是在灰褐色的矿石中的金红石分布均匀，含量略高；二是在肉红色的矿石中金红石含量较低。

3.3 围岩特征

含矿岩脉与围岩呈侵入接触关系，围岩不同，蚀变与混杂的程度也不相同。当围岩为大理岩时，其蚀变为绿泥石化；围岩为浅粒岩时，蚀变为黑云母化；围岩为片麻岩时则为高岭土化、黑云母化和绿泥石化。

4 矿床成因

金红石矿体赋存于含金红石黑云正长岩脉中，正长岩为碱性岩，成矿期为燕山期，成矿热液来源于幔源。矿床形成应该与华北克拉通的大规模拆沉事件影响有关，由于岩石圈拆沉，幔源物质上涌，幔源岩浆底侵加热下地壳，引起地壳物质的部分熔融，并上升侵位。随着碱性岩浆的侵入，在地壳有利的构造部位富集成矿，且受后期断裂构造影响较大，部分矿体被错断。