第３３卷第６期 甘肃科技 Ｇａｎｓｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．６ Ｍａｒ．２０１７ ２０１７年３月 甘肃阿克塞县六五沟石榴石矿矿床 地质特征及成因分析★ 司豪佳，陈百磊 （甘肃省地质调查院．甘肃兰州７３００５０） 摘要：六五沟石榴石矿位于塔里木板块与华北板块的交接地带。矿体主要发育于下元古界达肯大坂岩群一岩组 ．的石榴石黑云母二长片麻岩和片麻状石榴石英岩中。矿区石榴石矿层长１２＇０～７２８ｍ，厚３Ｏ１～ｌ７．６０ｍ．矿层单样品石 榴子石含量一般为１４．６９％～２８．７０％，平均品位１８．２９％。矿床矿石矿物单一，为石榴子石。通过对矿区进行详细的介 绍和分析，重点论述了矿区地质特征和矿床的地质特征．总结了矿床成矿地质条件并探讨矿床成因 关键词：石榴石矿：地质特征：成因分析 中图分类号：ＴＤ１６３．３ 石榴子石通常简称为“石榴石”．实际上这一名 称是泛指一组物理性质和结晶习性相同的石榴子 石族矿物的统称．在这族矿物中随着组成它们的化 １．１ 地层 六五沟矿区出露的地层相对较为简单．主要为 下元古界达肯大坂岩群（Ｐｔ Ｄ），达肯大坂岩群（Ｐｔ。Ｄ） 为一套层状无序的历经多次变形变质改造的古老变 质岩系。可分为三个岩组，在区内出露分布主要为 学成分的不同而有多种品称。如镁铝榴石、铁铝榴 石、锰铁榴石、钙钡榴石、水钙榴石、钛榴石等。人们 最早是用石榴子石作装饰品．到十九世纪随着工业 发展．人们对磨料的需求增长而导致大量开发利 用。 第一、第二岩组，第三岩组出露分布较少．各岩组主 要岩性特征分述如下： １）下元古界达肯大坂岩群第一岩组（Ｐｔ。Ｄ ）：主 要岩性有石榴石黑云二长片麻岩、片麻状石榴石英 岩和混合岩夹角闪片岩、大理岩、二云石英片岩、矽 线石片岩 该岩组是区域上的非金属矿床主要含矿 层位．如六五沟白云母矿床和六五沟石榴石矿床。 ２）下元古界达肯大坂岩群第二岩组（Ｐｔ。Ｄ ）：主 要岩性为绢云母片岩、绢云母石英片岩夹少量砂质 板岩。 ２０１ １－２０１３年．陈百磊等人在此开展了“甘肃省 阿克塞县六五沟石榴石矿普查”项目．该项目是甘 肃省地质勘查基金项目 主要对六五沟石榴石矿区 开展了地质测量和槽探工作．通过地表揭露，深部 工程验证．圈出石榴子石矿化带１条，并在其中圈 出矿体９条。本人有幸参加了本次普查工作，本文 主要对该石榴石矿床地质特征进行介绍．在前人工 作的基础上．结合这次研究的工作成果．重点论述 矿区地质特征和矿床的地质特征．总结矿床成矿地 质条件并探讨矿床成因 ３）下元古界达肯大坂岩群第三岩组（Ｐｔ。Ｄ，）：主 要岩性有二云斜长片麻岩、绢云石英片岩、绿泥石英 片岩、变砂岩夹大理岩。该岩组是区域上金属矿床 的主要含矿层位。化石沟铜矿、一步沟钨矿便产于该 岩组中 １矿区地质特征 六五沟石榴石矿位于祁连山西段．大地构造位 置位于塔里木板块与华北板块的交接地带．地层属 华北地层大区，秦祁昆地层区．东昆仑～中秦岭地 区内的肯大坂岩群（ｅｔ Ｄ）经历了多期次的变质 作用的叠加．除区域变质作用外．还有动力变质作 用．热力变质作用。在变质作用后期，深部原岩发生 部分重融．加上热液流体的参与使岩石混合岩化。 层分区，柴达木北缘小区。主要出露地层有古元古 代达肯大坂岩群和第四系 基金项目：甘肃省阿克塞县六五沟石榴石矿普查项目。 甘肃科技 第３３卷 因此．岩层所处的构造位置不同．岩石的变质程度 １．３构造 有差异．一般的来说岩层底部岩石变质程度较深． 矿区的大地构造位置位于柴达木地块的北缘 越向上部变质程度减弱。在底部有混合岩、片麻岩。 含有中高级变质矿物，如矽线石、十字石、石榴石， 岩石的矿物多具交代及碎裂现象 １．２岩浆岩 和阿尔金走滑断裂带上．北东东向的及北西向的构 造均较发育．褶皱断裂比较紧密延伸较长．构造线 与山脉的走向基本一制．由于阿尔金走滑大断裂具 多期次的活动特征．受其影响区内的岩石变质变形 强烈．脆性及韧性断层均极为发育．变形岩石包括 了除新近系和第四系外的所有岩石．包括岩浆岩及 矿区内岩浆岩活动较弱．主要为华力西晚期片麻状 黑云母花岗岩（＾ｙＢ ），在区内共有三个岩体，均呈岩株 状产出．出露分布于矿区内的中北部．沿背形的轴部侵 入分布 西侧岩株呈不规则月芽状．长７００ｍ，宽４００ｍ． 反映了区内发育着次一级的环形构造：另一个岩株出露 长４ｋｉｎ，宽３００￣５００ｍ，沿走向具分支合并的特征。两岩 株侵入于达肯大坂岩群中．侵入接触带广泛发育角岩 化、混染岩化蚀变。矿区内伟晶岩脉发育，常见有矿化白 云母赋存其中．其围岩中普遍有石榴子石产出 区域上由于岩浆活动频繁．故区内派生的脉岩 很发育，主要脉岩有：超基性岩脉、辉绿岩脉、闪长 岩脉、花岗岩脉、花岗伟晶岩脉、石英脉。这些脉岩 在成分上与岩体有衍生特征．在空间分布多数受次 一级的构造控制．多呈北西一南东向．个别呈近南 北向或北东向展布。个别脉岩具含矿性．如花岗伟 晶岩脉内的云母矿床．石英脉具铜矿化等 六五沟石榴石矿区地质简图如图１所示 。ｔ －；¨ ¨ ； － 蠹 锺 １．全新统冲洪积碎石、砂土：２．中更新统洪积戈壁砂砾、冰积 巨砾、砂石：３．羊虎沟纽上段灰色砂岩、生物灰岩、炭质页岩 夹煤层；４．羊虎沟组下段紫红色砂岩、砾岩、粉砂质泥岩：５．阿 木尼克组灰色含砾砂岩、砂岩、钙质砂岩、坂岩；６．达肯大坂 岩群第二岩组灰色大理岩、夹黑云母石英片岩：灰色二云石 英片岩、石英片岩，夹大理岩。深灰色斜长角闪岩与云母石英 片岩互层 灰绿色绢云绿片岩、绿泥石英片岩、浅粒岩：７．达 肯大坂岩群第一岩组灰色云母石英片岩、绿泥石英片岩．夹 黑云斜长片麻岩 灰色均质混合岩、条带状混合岩．夹黑云斜 长片麻岩：８．片麻状黑云母花岗岩：９．黑云母二长花岗岩：１０． 花岗闪长岩：１１．闪长岩；１２．辉长岩；１３．石英脉／花岗岩脉：１４． 闪长岩脉／超基性岩脉：１５．矿区范围 图１ 六五沟石榴石矿区地质简图 期后衍生侵入各种脉岩．岩石的片理化和糜棱岩化 极为发育．岩石的片理方向与主构造的方向基本一 致 区内主沟推测为一断层．矿体产于单斜构造中。 矿区近邻阿尔金走滑断层．该断层是以水平应力为 主构造运动．受其作用力影响其两侧的地质体均被 卷入形成一系列弧形、旋卷构造。因岩浆岩物理性 质均一稳定．并于下伏的巨大岩基相连．常为弧形 构造、旋扭构造作用的砥柱。故岩浆岩越是发育地 段弧形和旋扭构造越是发育：岩浆岩出露面积越 大．旋扭构造表现的特征越是明显 １．４矿区地球化学特征 根据全区水系沉积物元素地球化学参数统计 显示：比较全国水系沉积物的平均含量（ＧＸ）而言， 本区富集ｆＫＫ＞Ｉ．０１的元素有Ｍｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｗ四种元 素．其余九种元素均为贫化．自强至弱依次为Ｐｈ ＳｎＡｕ、Ｍｎ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｈｇ、Ａｇ，其中Ｈｇ、Ａｇ两元素极度 贫化．浓集克拉克值ＫＫ值均小于０．１ 区内元素的 贫化和富集特征与地质特征相一致：由于区内大量 分布出露基性火山岩中Ｃｕ、Ｚｎ的背景值较高．处于 富集状态：由于大量的中酸性岩脉的分布出露．并推 测下面有中酸性岩基的分布．故Ｍｏ、Ｗ处于富集状 态，在地球化学图上为面积大的高值带 分异强的（Ｃｖ＞１．０）元素Ｚｎ、Ｗ、Ａｓ、Ａｕ；分异较 强（１．０＞Ｃｖ＞０．５）的元素Ｈｇ、Ｂｉ、Ｗ、Ｐｂ；其它元素分异 较弱（Ｃｖ＜０．５） 区内岩浆岩不发育，仅有少量的基性、超基性 岩枝岩脉产出．且分布零星．无法单独进行参数统 计，且地球化学性质亦与围岩不易区分．故就近归 于围岩中统计分析 下元古界达肯达坂岩群第一岩组（Ｐｔ Ｄ ）：与全 域相比富集的元素有Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｈｇ。强分异的元素 （ＣＶ＞Ｉ）有Ｗ、Ａｕ 有一定分异的元素（ＣＶ＝０．５～１．０） Ａｓ、Ｈｇ、Ｓｂ。其余八种元素分异差（ＣＶ＜０．５）。除Ａｓ、 Ｓｎ外．其余１２种元素均具叠加性（Ｄ＞Ｉ．０），由强到 第６期 司豪佳等：甘Ｊ，｝｛ 阿克塞县六氕沟 榴石矿矿床地质特征及成冈分析 ２９ 弱依次为Ｗ、Ａｕ、Ｓｈ、Ｂｉ、Ｈｇ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｍｎ、Ｍｏ。 下元 界达肯达坂岩群第一岩组（Ｐｔ Ｄ ）富集分 异的元素与第二岩组（Ｐｔ Ｄ ）基本相同，但强度较弱 已发现的钨金矿化体规模较小且矿化分散 加华力两晚期黑云花岗闪长岩（ ６）：与全域相 ２矿床地质特征 ２．１ 矿体特征 矿区内矿体主要发育于下元卉界达肯大坂岩群 （ＰＩ，Ｄ）一岩组的 榴石黑云母二长片麻岩和片麻状 石榴石英岩巾．矿体呈条带状沿走向分布 矿化分 布范同广．但石榴子石含量较高的矿体主要集中在 Ｔ作 东侧东 宽ｌ～２ｋｎ ．南北至少６ｋｉｎ的区间 内．．矿区内共圈“１矿体９条．其…ｔ地表矿体８条．隐 伏矿体１条．分布比较集 ． 表ｌ， 比，富集的元素（Ｋ＞Ｉ．０）Ｗ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｂｉ；其余 七种元素贫化：强分异的元素（ＣＶ＞Ｉ）有Ａｓ 有一 定分异的冗索（ＣＶ＝０．５～１．０）Ｈｇ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｏ。由于陔 岩性…露 积较小，统计样数较少，叠加特征不【Ｊ』】 显 表１ 六五沟石榴石矿区矿体特征一览表 矿区①一⑧号矿体裸露于地表，⑨号矿体为发 现于钻探Ｉ 程巾的隐伏矿体。矿体均呈层状、似层 状．近南北向瓞布，走向３４０ｏ左 ，倾向东，倾角６４。 ～石榴石黑云ｆ：土： 长片麻岩：由斜长ｆ 、钾Ｋ石石英、 黑云母、石榴 等组成．具鳞片粒状变品结构，片 麻状构造，、 槲一 仃为粒状，粒粒径粗大，具筛状变 品结构．其粒径 ８１１１Ｉｌｌ以下 片麻状 榴石英岩：南变斑品和基质组成。变 斑品为石榴了 ．具筛状变品结构．片麻状构造，近 ８５。。其ｒｆ１①、⑥号矿体分布在Ｉ＝）（＝块北侧，矿体整体 向东倾．规模较大，为矿 主要矿体。②、③、④、⑤、 ⑦、⑧号矿体其规模相对较小，大部分集巾在区块 偏北，其ｒ｝１⑧号矿体丙倾，位于区块南端，其余 血个矿体东倾、矿层赋矿标商３２９０～３４３０ｍ，走向延 伸２００～７２８ｌＴ１．倾向延深２０～３００ｍ．厚度３．Ｏｌ～ １７．６０ 样品 榴子石含量１４．６９％～２８．７０％． 等轴粒状． 规则粒状．粒径１．５０～８．００ｍｍ，平均 ２．０～４．０ｍｍ 裂纹发育．．包裹石英、磷厌 电气 等 小品体 包裹体杂乱排列．如图２一『皋１ ５所示 矿床平均 『Ｉ佗ｌ８．２９％ 矿体岩性为 榴石黑云母二 长片麻岩和片麻状石榴石英岩， 为混合岩化化 岗片麻岩、斜长角闪片麻岩、二云母石英片岩。 ２．２矿石特征 矿 主要 矿岩石为石榴 黑云母二长片麻 岩和片麻状 馏石英岩．岩石［ｆｌ石榴子石呈变斑品 产ｌ叶Ｉ 为一套龠 榴子石，矽线 ，电气石，锆石等 的角闪岩市ｆＩ一麻粒岩相片岩、片麻岩建造。 ２．３矿石类型 按矿物组成分为２个自然类型： 图２石榴石的筛状变晶结构 ５ｘ（单偏光】 ３０ 第３３卷 图３ 石榴石的筛状变晶结构 ５ｘ（单偏光） 图４片麻岩中纤维状的硅线石 ５ｘ（，－Ｆ￣） 图５ 黑云母、绿泥石交代的石榴石 ２．５ｘ（ｔ ３￣：Ｙ６） ２．４矿石质量 此。六五沟石榴石矿所产石榴石属铁铝榴石，又称 根据岩石单矿物化学分析结果（见表２），矿物 贵榴石。 组成元素为硅、铝、铁、镁，其它成分含量较少。因 表２石榴石单矿物化学分析结果表 石榴子石族矿物的化学成分能够反映其形成条 件及成因特征，即具有标型性。其中，以Ｆｅ、Ｍｇ、Ａｌ 细小的杂乱排列的磷灰石、电气石及锆石等副矿物 依据石榴子石的化学成分和矿物物理性质属铁铝榴 石．又称贵榴石。 为主要组分的石榴子石产于区域变质岩中．．根据选 矿试验样测试结果．按照重选一磁化焙烧一弱磁选的 联合流程进行的实验室试验，其试验指标如下： 精矿产品： 产率 品位 总体来说矿石中矿物组成复杂．主要矿物有石 榴子石、长石、石英、角闪石、黑云母、含微量磁铁矿、 钛铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、硅线石与磷灰石、 ６．７９％ ９５．５０％ 锆石、电气石等矿物。矿物中重矿物含量较多，给重 选分离石榴子石带来了一定的难度．此外除含有磁 回收率６４．５２％ 铁矿等强磁性矿物外．还含有部分弱磁性矿物如褐 铁矿、赤铁矿、角闪石等．给磁选回收石榴子石也带 来了一定的难度．属于复杂难选型石榴子石矿 采用此流程可获得品位在９５％左右的石榴子 石精矿产品．但精矿产率和分布率都较低．若石榴子 石产品市场价格合适，可考虑此流程 ２．５矿石的物理性质 根据体重样测试结果．六五沟石榴石矿区矿石 的平均体积质量为２．７５ｔ／ｍ３，平均湿度ｆ（Ｈ ０）％）为 ０．２６．平均硬度为７．Ｏ９。 ２．６石榴子石的特征 ３矿床成因 按照矿床的成因划分．该石榴石矿床属于区域 变质片岩型石榴子石矿床．该矿床赋存于受到区域 变质作用的下元古界达肯大坂岩群（Ｐｔ．Ｄ）一岩组的 石榴石黑云母二长片麻岩和片麻状石榴石英岩中 六五沟石榴石矿所产石榴子石呈玻璃光泽．断 口为油脂光泽。实测硬度为６．９６ ７．２２，密度为４．１３。 达肯大阪岩群可能形成于五台期．古元古代早中期 出现钙碱性花岗岩的侵位．晚期达肯大坂岩群中的 斜长角闪岩和长英质片麻岩都不同程度发生了深熔 偏光显微镜下为均质体，折射率Ｎ＝１．８１５。晶内裂纹 发育，常有石英、黑云母绿泥石交代其中。晶内普遍 包裹有石英、长石颗粒，成筛状变晶状。石榴子石颗 粒大小不等．最大的达３８ｍｍ．最小的为０．０２ｍｍ，多 数为２～ｌ５一ｎｍ 粗大的颗粒中包裹有磁铁矿、钛铁矿 及磁铁矿氧化的赤铁矿、褐铁矿。有的交代有黄铁矿（粒 度为￣＜０：００２－－０．１０ｒａｍ）．有的石榴子石晶内见包裹有 作用．发育条带状长英质脉体（１９３９＋２１Ｍａ），同时伴 有广泛发育的透人性片麻理、片理以及强烈的塑性 流变和钾质混合岩化．基底表壳岩发育高角闪岩 相一麻粒岩相变质：该期事件造成了变质基底的形 成 达肯大坂岩群是区域上全吉地块的结晶基底， 是一套经过多期次变质变形改造的变质岩系。六五 第６期 司豪佳等：甘肃阿克塞县六五沟石榴石矿矿床地质特征及成因分析 ３ｌ 沟一带变质地带．北受阿尔金南大断裂控制．弧形 使含矿建造中石榴子石矿物颗粒加大并局部富集 ２）矿区存在大范围的混合岩化．混合岩化作用 对石榴石矿床的形成也起着积极的作用．它使已经 形成的石榴石重结晶，晶体再生涨大．最终形成目 状延伸至六五沟一带。为一套低角闪岩相变质岩． 由于受阿尔金南大断裂影响．此区岩石多具糜棱岩 化。该区域发生的某一次区域变质作用．使得达肯 大坂岩群岩石出现铁铝榴石、十字石、蓝晶石等矿 物，基性岩类岩石出现斜长石、普通角闪石等矿物 所形成的主要矿物组合为：铁铝榴石＋斜长石＋石 前具有工业价值的石榴石矿庆 ４结论 通过对石榴石基本特征的了解和矿床成矿地 质条件的分析．认为六五沟石榴石矿床为区域变质 矿床，其成矿机理有以下几点： １）￣／ｑ五沟石榴石矿属区域变质片岩型石榴石矿 床，赋存于下元古界达肯大坂岩群（Ｐ Ｄ）一岩组中， 严格受地层控制： 英、铁铝榴石＋普通角闪石＋石英、十字石＋铁铝榴 石＋斜长石＋石英、斜长石＋普通角闪石。通过此次区 域变质作用．石榴子石矿物于达肯大坂岩群一岩组 地层中结晶并富集，形成石榴子石矿床。由于区域 上构造复杂、岩体发育，致使石榴子石矿床成因复 杂多样，有接触变质成矿作用、区域变质成矿作用 和混合岩化成矿作用。因此矿化分布范围广。 本次普查工作中圈出的９条矿体都产于区域 ２１石榴石呈粉红色，氧化后呈褐红色，由于岩石 中铁含量较高，该矿化带总体有褐铁矿化．局部有 变质岩中，其成矿条件为原岩建造、温度压力和变 质作用的强度。由于区域构造的影响．伴随高温、高 压并有岩浆、变质热液的活动，原岩发生交代、重结 晶作用．使含矿建造中石榴子石矿物颗粒加大并局 部富集 矿区内的石榴子石野外特征明显．新鲜面呈粉 红色．氧化后呈褐红色。肉眼可见，找矿较直观。区 内片麻岩、伟晶岩脉围岩中均有石榴子石产出。另 赤铁矿化．可作为直观的找矿标志 ３）由于区域构造的影响，伴随高温、高压并有岩 浆、变质热液的活动，原岩发生交代、重结晶作用， 使含矿建造中石榴子石矿物颗粒加大并局部富集 ４１矿区存在大范围的混合岩化．混合岩化作用 对石榴石矿床的形成也起着积极的作用．它使已经 形成的石榴石重结晶．晶体再生涨大．最终形成目 前具有工业价值的石榴石矿床 参考文献： 【１】 郭吉保．石榴子石形成条件的实验研究［ＪＪ．矿物学报，１９８７， ７（４）：３７２—３８０． ［２】 校培喜，潘长利．阿尔金山中段高压一超高压带（－￣－－菱镁矿） 石榴子石二辉橄榄岩的发现及其地质意义 ．西北地质， 外六五沟石榴石矿顺层产出．与总体构造方向一 致，矿化连续性好。已圈出的９条矿体基本在一条 矿化带中 由于岩石中铁含量较高，该矿化带总体 有褐铁矿化，局部有赤铁矿化。可作为直观的找矿 标志。 通过对石榴石基本特征的了解和矿床成矿地 质条件的分析．认为六五沟石榴石矿床为区域变质 矿床．其成矿机理有以下几点： １１由于区域构造的影响，伴随高温、高压并有岩 ２００１，３４（４）：６７—７４． 【３】 游振东，王方正．变质岩石学【Ｍ】．武汉：中国地质大学出 版社．１９９１． ［４］ 陈百磊，甘肃省阿克塞哈萨克族自治县六五沟石榴石矿 普查报告［ｒｑ．２０１３． 浆、变质热液的活动，原岩发生交代、重结晶作用， ”●…・●…－●…・●…－●…・●…・●…－●…・●…・●…・●…・●…－●…・●…・●…・●…・●…－●…・●…・●…－●…・●…・●…－●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…－●…‘●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…‘●…・●…。●…・●…‘● （上接第７７页） ｆ３）尽量减少油品内含水。低电导率液体中出现第二 相液体时．会大大增加静电产生。最常见的第二相 液体是水。应尽量消除第二相液体，如尽量减少灌 内和管道内的水。 过程中必须认真分析各类油气产品的静电性质，做 到对症防范．这样可以减少无用的措施．使操作更 加简捷 参考文献： ［１】 ＧＢ１３３４８—９２液体石油产品静电安全规程［Ｓ］． ５ 结论 通过上述对静电防范措施的分析．在静电防范 ［２ ＳＹ仃６３４０—１２］９９８《石油工业防静电推荐做法【ｓ】．
