獨(dú)山玉巖石學(xué)特征分析

1、 獨(dú)山玉巖石學(xué)特征分析江富建（南陽師范學(xué)院中華玉文化研究中心，河南南陽，473061）摘要： 獨(dú)山玉礦區(qū)內(nèi)巖石類型主要為次閃石化輝長巖、角閃巖及橄欖質(zhì)科馬提巖，巖石普遍呈碎裂、糜棱結(jié)構(gòu)，總體屬于鐵質(zhì)基性巖類。巖石蝕變普遍，特別是次閃石化遍及整個巖體。巖石是有明顯的動力變質(zhì)作用，顯示出獨(dú)山的個性格局。獨(dú)山玉脈與次閃石化、鈉黝簾石化和構(gòu)造糜棱巖化關(guān)系密切。根據(jù)獨(dú)山隱賦邊界，推測整個基性巖區(qū)是玉石的成礦遠(yuǎn)景區(qū)。關(guān)鍵詞： 獨(dú)山玉；輝長巖；鐵質(zhì)基性巖類；次閃石化；中圖分類號：J314.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-0964(2005)03獨(dú)山玉礦區(qū)位于河南省南陽市東北約10km的獨(dú)山，礦區(qū)北至

2、小陳莊-大陳莊一線，南抵大山坡，東面界為達(dá)士營，西倚柳樹莊-玉礦一帶，面積約2.3km2。1獨(dú)山玉礦處于我國秦嶺復(fù)雜造山帶的東部，南臨南秦嶺造山帶與揚(yáng)子板塊相望，北倚北秦嶺造山帶與華北板塊相接，東南部則為疊置在秦嶺造山帶之上的、近東西向展布的大型南陽中新生代沉積斷陷盆地。2區(qū)內(nèi)地層主要有下元古界秦嶺群、中元古界信陽群、下古生界二郎坪群及中新生界。構(gòu)造復(fù)雜，褶皺為馬山口復(fù)式背斜、二郎坪復(fù)式向斜的東延部分，構(gòu)造線方向大體呈330°。斷裂發(fā)育，主要有朱陽關(guān)-夏館大斷裂、西管莊-鎮(zhèn)平大斷裂。區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈，從超基性至酸性均有。1 巖石類型我們對采集的獨(dú)山礦區(qū)巖石進(jìn)行巖礦鑒定后，依據(jù)巖石的主

3、要成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及蝕變作用等的不同，得出礦區(qū)內(nèi)巖石類型主要有次閃石化輝長巖、輝石巖、角閃巖及橄欖質(zhì)科馬提巖等。根據(jù)各巖石、玉石稀土元素分析結(jié)果和特征，展示了巖體與玉石是同源的，巖體是玉石的成礦源巖，可能均來自上地?；驓めＬ帯，F(xiàn)分述如后：1.1 次閃石化輝長巖（vc） 按其礦物顆粒大小等的不同，劃分如下幾個亞類：1.1.1 次閃石化中-粗粒輝長巖（vc1-2）：主要分布于獨(dú)山巖體的中部，并零星出露于東部及西部，占巖體總面積的75-80%。巖石呈灰綠、深灰綠色，變余輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為普通輝石、基性斜長石，二者含量接近，占總個礦物成分含量的80-90%，副礦物成分主要為磁鐵礦、榍石、磷

4、灰石、磁黃鐵礦等，蝕變礦物有透閃石、次閃石、陽起石及斜黝簾石等。主要礦物粒徑3-7mm，少數(shù)大于7mm或小于3mm。普通輝石呈短柱狀，多被次閃石化或被陽起石、透閃石交代，外具輝石假象。光性測定為Ng48°，最高干涉色為級藍(lán)?；孕遍L石呈板條狀，半自形至它形，具聚片或卡鈉復(fù)合雙晶，最大消光角Ng（010）36°，牌號為An65，屬拉長石。巖石因受動力作用，普遍呈現(xiàn)碎裂結(jié)構(gòu)和重結(jié)晶現(xiàn)象，是玉石賦存的主要巖石。1.1.2 次閃石化中粒輝長巖（vc2）:主要分布于中粗粒輝長巖的周圍或東北坡，基本上組成巖體的過渡相，呈不規(guī)則狀產(chǎn)于中粗粒輝長巖邊部或內(nèi)部，與其呈漸變過渡，局部呈突變關(guān)系

5、。變余或中粒輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為次閃石交代的輝石假象，與細(xì)小斜長石交代的半自形板狀斜長石。副礦物與中粗粒輝長巖相似，蝕變礦物有透閃石、陽起石等，是賦存玉脈的巖性之一。巖石部分碎裂，而具碎裂結(jié)構(gòu). 1.1.3 次閃石化粗粒輝長巖（vc1）：主要出露于巖體的南端，面積不大，其他零星分布，與中粗粒輝長巖呈漸變關(guān)系。巖石呈粗粒輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為普通輝石、基性斜長石，前者全部次閃石化，斜長石被細(xì)小斜長石交代，副礦物為磁鐵礦、榍石、磷灰石等，蝕變礦物有透閃石、陽起石等。礦物粒徑一般在5-8mm，少數(shù)小于5mm或大于8mm。巖石部分具有碎裂巖化。1.1.4 次閃石化輝石巖（5）

6、：主要呈不規(guī)則的、形態(tài)各異的團(tuán)塊狀或脈狀分布在獨(dú)山的西南坡和東北坡，脈體長50-300m，寬1-40m。巖石呈黑綠-灰黑色，變余自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為普通輝石，占總量的85-95%，次要礦物有基性斜長石，占總量的5-10%，副礦物主要為磁鐵礦、榍石。粒徑一般在2-5mm，部分達(dá)8-10mm。輝石多被次閃石交代，部分次閃石又被黑云母、綠泥石交代。該巖石可能為輝長巖的異離體或蝕離體，是輝長巖漿分異過程中的產(chǎn)物，實(shí)同屬一個巖漿源。巖石部分碎裂巖化或糜棱巖化，而使巖石呈現(xiàn)碎裂、糜棱結(jié)構(gòu)。1.1.5 橄欖質(zhì)科馬提巖：在地表未見出露，見于南部的ZK6、ZK10孔中，在ZK6孔三處分別見有厚

7、35m、30m、20m的橄欖質(zhì)科馬提巖，在10孔中見有一處。原來定名為次閃石化橄欖巖的巖石，1980年經(jīng)鄧燕華等研究，認(rèn)為是橄欖質(zhì)科馬提巖，礦物成分主要為橄欖石，占總量的95%以上，次有少量的單斜輝石、鉻鐵礦等。橄欖石基本上蝕變?yōu)樯呒y石、滑石、菱鎂礦、磁鐵礦等，具有科馬提巖特征的鬣刺結(jié)構(gòu)，鬣刺主要由橄欖石顆粒組成，形態(tài)有薄板狀、寬板狀等。巖石化學(xué)成分具有下列特征：SiO232%-40.98%，MgO30%-37.88%，TiO20.02%-0.10%，K2O 0.00%-0.02%，CaO/Al2O3 大部分小于1，屬富鎂橄欖質(zhì)科馬提巖。3從化學(xué)成分看，獨(dú)山科馬提巖屬典型的科馬提巖（表1），它

8、與蝕變的輝長巖呈漸變過渡關(guān)系，它們可能是同源巖漿在不同階段演化的產(chǎn)物，也可能是蝕變輝長巖形成在后，橄欖質(zhì)科馬提巖噴出在前，在時代上他們可能分別是早元古代與加里東期的產(chǎn)物，而朱陽關(guān)-夏館大斷裂是控制巖體的主體構(gòu)造。橄欖質(zhì)科馬提巖在我國僅發(fā)現(xiàn)于東北撫順地區(qū)。在世界范圍內(nèi)，主要是玄武質(zhì)科馬提巖，橄欖質(zhì)科馬提巖只在南非等地見到?？岂R提巖是綠巖帶的重要組成部分，也是蛇綠巖套的重要成員，一般認(rèn)為它代表島弧構(gòu)造環(huán)境。而獨(dú)山的橄欖質(zhì)科馬提巖與輝長巖體、玉石的關(guān)系及大地構(gòu)造環(huán)境等，則值得今后深入的研究。1.1.6 輝長閃長巖（V）：在礦區(qū)內(nèi)少量出露，見于TC20探槽的北端。巖石呈灰綠、灰黑色。礦物成分主要為普通

9、角閃石，含量55-60%，中-基性斜長石，含量在35-40%，及少量輝石，副礦物為榍石、磁鐵礦等。1.1.7 次閃石化角閃巖：在礦區(qū)內(nèi)零星少量出露，呈小脈狀分布，巖石呈黃綠、灰黃綠色，主要礦物成分為普通角閃石，含量在95%以上，大部分次閃石化。 1.1.8 糜棱巖（M）：主要分布于獨(dú)山西南坡邊部，呈帶狀近南北延伸，其次分布于次一級的斷裂帶內(nèi)，在開采坑道中，大多數(shù)玉脈分布的附近及其他處，均可見到。巖石呈灰綠、淺灰綠色，糜棱結(jié)構(gòu)，定向片狀構(gòu)造或眼球狀構(gòu)造。礦物成分與原巖一致，并隨原巖的不同而變化。原巖主要是次閃石化輝長巖、輝石巖、煌斑巖脈等，糜棱巖由碎斑及基質(zhì)兩部分組成，碎斑含量為10-30%，基

10、質(zhì)含量在70-90%，巖體內(nèi)糜棱巖大部分為輝長糜棱巖，碎斑多為次閃石化輝石，次為斜長石，基質(zhì)為重結(jié)晶的針狀次閃石、細(xì)粒斜長石、黑云母及綠泥石等。有時具有碳酸鹽化。表1 橄欖質(zhì)科馬提巖巖石化學(xué)成分結(jié)果表Tab.1The Chemical Composition Result Tabie of Preridotite Kamet Rock 編號化 學(xué) 成 分 （%）SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOCaOMgOK2ONa2OP2O5H2O-H2O+SO2Co2燒失量總和140.500.021.635.171.650.140.6736.760.0130.0220.0011.2288.8

11、0240.350.0251.227.402.700.080.4536.120.0210.0620.0280.9791.43340.350.0351.835.682.450.220.3437.250.0100.0440.0170.7591.80431.550.0764.065.513.750.101.4237.180.0140.0600.0010.9788.69542.230.0331.227.092.800.180.3435.580.0120.1040.0380.7095.33637.180.001.716.363.500.090.5137.080.0200.000.0313.420.280.

12、35106.53738.010.0613.258.034.200.251.5734.040.0090.1240.0411.2697.85832.230.0901.638.974.800.291.7935.050.0090.0560.0671.1094.08940.500.1633.666.295.050.184.5230.420.0190.0960.0670.60101.661040.980.0304.884.825.200.224.5930.880.0140.0640.0540.26101.991136.600.102.667.425.220.151.9033.840.000.120.030

13、9.900.322.08111.341238.340.100.497.081.600.090.6037.880.000.080.02212.440.580.77112.07表中數(shù)據(jù)引自鄧燕華等河南南陽獨(dú)山發(fā)現(xiàn)橄欖質(zhì)科馬提巖一文。1.1.9 脈巖：巖體內(nèi)脈巖主要為煌斑巖脈。具有一定規(guī)模，分布遍及全巖體。其次有輝石巖脈，透輝石巖脈、長英巖脈、石英脈、閃長巖脈及碳酸鹽巖脈等，上述巖脈規(guī)模小，延伸短，厚僅幾十厘米至1m左右，數(shù)量也有限，現(xiàn)擇主要的煌斑巖脈敘述如后：煌斑巖脈（X）：主要分布在獨(dú)山的東北、西南兩側(cè)，多為北北西向斷裂或裂隙的充填物，脈長一般數(shù)十米至數(shù)百米，最長達(dá)1700m以上，脈厚一般2-3

14、m，最厚達(dá)20m。巖石呈灰綠、黃綠、灰褐色，礦物成分主要為普通角閃石或單斜輝石，含量55-60%，中性斜長石含量35-40%，部分巖脈含石英，含量在5-10%，副礦物有磷灰石、鋯石、磁鐵礦等，具殘余煌斑結(jié)構(gòu)，殘余自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀、片狀構(gòu)造。角閃石多被次閃石、黑云母、綠泥石交代。中性斜長石呈板條狀，具環(huán)帶構(gòu)造，有時被黝簾石交代。脈巖普遍有后期熱液蝕變作用。2 巖石化學(xué)特征獨(dú)山次閃石化輝長巖體，總體屬于鐵質(zhì)基性巖類，據(jù)其它學(xué)者和我們對巖石化學(xué)進(jìn)行分析的結(jié)果來看，巖石化學(xué)特征主要是：2.1. 常量元素特征：巖石中SiO2含量為45.00-48.10%，屬基性巖類，與中國基性巖類輝長巖平均化

15、學(xué)成分（黎彤等1962）相比，基本相同，TiO2、Fe2O3、FeO、Na2O、K2O與其相比，含量偏低，Al2O3、MgO含量偏高，而CaO含量比平均值大體高一倍， a/c值較小，在0.16-0.66，巖石具有高鈣、富鎂、少堿的特點(diǎn)，且鈉大于鉀含量，鎂鐵比值在1.11-4.10，屬鐵質(zhì)基性巖，為查氏煌斑巖，化學(xué)分類第4類SiO2飽和第15科極弱堿性正交偏光及第5類SiO2弱飽和第19科弱堿性的正常巖石系列（表2、表3）。表2 巖石化學(xué)成分特征表Tab.2 The Table of Rock Chemical Feature 編號化 學(xué) 成 分 ( % )SiO2TiO2Al2O3Fe2O3F

16、eOMgOMnOCaONa2OK2OP2O5SCr2O3H2O+H2O-Co2燒失量總和147.840.1518.310.713.9510.850.1815.890.900.160.06100247.220.2013.370.755.6813.420.1513.691.320.180.1533.52101.65345.000.2024.192.101.757.490.0415.910.880.25100.81447.601.2014.053.809.107.930.098.591.401.030.4599.24548.101.1014.031.919.938.550.249.301.450.9

17、10.13100.65646.930.8013.901.887.3811.010.2012.381.580.200.40102.661引自河南省區(qū)域地質(zhì)志，4、5、6引自廖宗廷等。表3 查氏數(shù)值特征表Tab.3 The Table of the Charles Number Feature編 號數(shù) 值 特 征sabcQnfmcaa/c155.022.3431.4711.16-5.5888.2314.4458.8626.690.21253.273.0637.476.87-7.6491.3015.8459.0725.090.44357.622.6123.8315.93-7.3388.2315.76

18、59.8024.430.16457.674.8530.127.35-1.7067.6441.7146.4411.840.66557.274.6430.787.31-2.0569.6937.6748.1714.160.63653.813.8135.037.35-7.3592.8525.0553.0121.940.522.2 微量元素特征 巖石微量元素含量與維氏值相比，Cu、Pb、Ni、Co、Cr、B、Y等偏高，其中Cu在1:5000，Pb在1:33333，Ni在1:2000，Co約1:20000，Cr在1:1000以上B在1;33333，Y在1:33333左右。2.3. 稀土元素特征 稀土元素分

19、析重量百分比下限為0.001，用Leedy球粒隕石的稀土含量，除以各巖石稀土元素含量值，獲得稀土標(biāo)準(zhǔn)化配分，配分模式表明，輝長巖、斜長巖、輝石巖及科馬提巖的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)配分曲線均屬平緩型，輕稀土、重稀土基本平衡。其重量百分比科馬提巖稀土含量最低，含量為3.759，輝石巖最高，達(dá)9.278，輝長巖、斜長巖為8.68。輝石巖、輝長巖與斜長巖具有銪正異常，其值Eu為1.54，科馬提巖具銪負(fù)異常，其值為Eu0.37，顯示它們具有幔源特點(diǎn)，形成深度大，可能全來自殼?；蛘呱系蒯?。3 巖石蝕變特征分析通過對巖礦鑒定和化學(xué)分析，得出獨(dú)山巖體蝕變作用較強(qiáng)，而且普遍，特別是次閃石化遍及全巖體。蝕變種類主要有次閃石

20、化、鈉黝簾石化、蛇紋石化、綠泥石化、碳酸鹽化等，現(xiàn)分述如后：3.1 次閃石化作用 該作用為獨(dú)山巖體最主要的蝕變類型，普通輝石普遍被纖維狀次閃石沿輝石的解理或邊緣發(fā)生交代，最后全部代替了輝石，次閃石以纖維狀集合體為特點(diǎn)，在成分上主要是次閃石，其次是纖柱狀的陽起石、透閃石，次閃石化的變質(zhì)蝕變作用特別是較強(qiáng)地段，是有利于玉石的形成的。4、53.2 鈉黝簾石化作用 巖體的鈉黝簾石化作用，是又一重要的蝕變作用。在次閃石化的同時，板條狀斜長石，被細(xì)小的鈉黝簾石所交代，以黝簾石、綠簾石為主，鈉長石次之。黝簾石一般呈柱狀晶體，以-黝簾石分布較廣，-黝簾石少量。此蝕變廣泛分布在玉脈中，并且黝簾石是玉石的重要成分

21、之一。在各類玉石中，黝簾石含量最高可達(dá)70%，一般為1-12%，天藍(lán)玉含量為零或微量，干綠白玉含量最高。因此黝簾石化較強(qiáng)地段，非常有利于玉脈的形成與發(fā)育。同時，對玉石的透明性，也有很大的影響。3.3 蛇紋石化作用 主要發(fā)生在橄欖質(zhì)科馬提巖內(nèi)，橄欖石基本上被蛇紋石交代，形成蛇紋石、滑石、菱鎂礦及磁鐵礦等成分。3.4 綠泥石化作用 在次閃石化作用的過程中，部分次閃石被綠泥石交代，形成次閃石假象，析出游離的氧化鐵和其他成分，局部產(chǎn)生碳酸鹽、高嶺土。3.5 碳酸鹽化作用 該作用主要發(fā)生在次閃石化輝長巖中，與綠泥石化有密切的關(guān)系，不但可以在小的裂隙中形成碳酸鹽巖脈或薄膜，還可形成蝕變巖的組成成分。6蝕變

22、的強(qiáng)度和普遍性，相對比較局限。4 結(jié)論4.1 巖石具有明顯的動力變質(zhì)作用，從巖體東北到西南，動力變質(zhì)逐漸加強(qiáng)。根據(jù)動力變質(zhì)、巖石變形程度及類型等，可將巖體劃分為東部、中部、西部三個巖帶。東帶動力變質(zhì)和蝕變作用較弱，巖石以輝長結(jié)構(gòu)為主，部分碎裂巖化。中帶動力變質(zhì)及蝕變作用較強(qiáng)，輝石全部次閃石化，并具黝簾石化，巖石部分碎裂巖化，局部見有糜棱巖化。西帶動力變質(zhì)和蝕變作用強(qiáng)烈，巖石次閃石化、黝簾石化，次有黑云母化、蛇紋石化及碳酸鹽化作用。碎裂巖化或糜棱巖化分布較廣，成帶出現(xiàn)。糜棱巖化強(qiáng)，重結(jié)晶作用越劇，玉石質(zhì)量趨優(yōu)，反映了玉脈的發(fā)育、質(zhì)量與構(gòu)造、動力變質(zhì)作用有著十分密切的關(guān)系。4.2 獨(dú)山次閃石化輝長

23、巖體，基底為華力西期中?；蛑写至：谠颇富◢弾r，在巖體北部的底部，零星分布著下古生界二郎坪巖群，因而基底是比較復(fù)雜的。同時，秦嶺造山帶經(jīng)歷了不同時代、不同構(gòu)造環(huán)境的復(fù)雜樣式的地質(zhì)構(gòu)造演化，在此背景及前提下，獨(dú)山巖體發(fā)生變形和斷裂構(gòu)造，不但具有與區(qū)域構(gòu)造樣式相似的特點(diǎn)，而且又有獨(dú)山的個性格局。4.3 獨(dú)玉玉脈密集帶主要產(chǎn)于獨(dú)山東、西兩側(cè)的斷裂帶的碎裂次閃石化輝長巖或次閃石化糜棱輝長巖內(nèi)，在斜長巖及次閃石化偉晶輝長巖中，也有白玉分布。玉脈一般賦存在中粗?；虼至Ｋ榱演x長巖、碎裂斜長巖內(nèi)或糜棱巖的外圍,在剖面上呈魚群狀斜列分布，在平面上則在密集帶內(nèi)呈大體走向北西南東向產(chǎn)出，具有成群、成帶分布的特點(diǎn)。整個獨(dú)山巖體，普遍玉石化，平面上富集在東、西兩側(cè)，剖面上玉脈斜列分布。玉石脈的密集分