南阳紫晶型金刚石砂矿的发现与成因分析

南阳紫晶型金刚石砂矿的发现与成因分析

1宝石1.1金刚石砂矿20世纪50年代末，在光山水库一期的建设中，发现了0.1.0.2克拉重的钻石砂矿，以及具有较大硬度的闪晶砂。70年代中期在商城百步崖水库施工中发现黑色金刚石砂矿,其附近有超基性岩,金伯利岩和几处黑色火山岩。在豫南70年代末,经群众报矿,确认有4颗金刚石。晶体均为曲面菱形十二面体,晶面为稍外凸的曲面,晶棱也稍外凸呈曲线,粒径有两种6mm×5mm,7mm×5mm,无色透明,金刚光泽,硬度大,比重3.48~3.56,4颗共重0.826g,都属金刚石砂矿。1982年在豫南发现两条金伯利岩带,十几个岩筒,在附近淘到锆石、含铬镁榴石、铬透辉石、铬铁矿、钙钛矿、碳硅石等。虽未见到金刚石,但上述矿物都属金刚石找矿的重要标志。90年代末,在大别山东段,豫、鄂、皖三省交界处,发现高压变质榴辉岩多处,其中也发现有细粒的金刚石,表明这一带是寻找金刚石的远景区,结合豫南构造分析,桐柏与信阳两条深大断裂,在成矿成岩中占有重要地位。金刚石找矿虽未突破,找矿线索很多。1.2黄公民学特性在商城,固始县和金寨县(皖),都处于中生代火山盆地,附近有燕山期“S”型花岗岩,均发现了蛋白石原生矿床,除红、橙黄色、火蛋白石外,还有少量蓝、绿等单色或复色的变彩蛋白石。这种乳白色基底的蛋白石转动时有一种清雅的蓝、绿色彩,在表面变幻游动十分美丽。产于桐柏回龙乡花岗岩东北变质岩系中新见一种回龙玉,属于矽卡岩型玉石,主要为符山石岩,矿物颗粒≤0.05mm,呈苹果绿、黄绿、黄白、浅白,以黄绿为主,致密块状,微透明,玻璃光泽,硬度6.5,密度3.2~3.4。黄绿色回龙玉电子探针分析(wt%):SiO2=42.33,TiO2=0.29,Al2O3=18.78,Fe2O3+FeO=2.33,CaO=35.21,Na2O=0.31,是产于破碎带中一种特殊玉,广义的硬玉。在桐柏固阳断裂破碎带中,还发现极美的萤石矿,透明—半透明、淡青、灰褐色,受石英—萤石脉控制,具有开采价值。1.3紫晶图像类型以南阳紫晶最有名,其次是汝阳和鲁山的墨晶、烟晶、茶晶都伴有水晶,另外还有驰名中外的汝阳玉。南阳紫晶主要有两类:一是花岗伟晶岩型,二是石英脉型。与花岗伟晶岩有关的紫晶,多产于褶皱轴部与翼部,多出露在花岗岩与围岩接触带,部分穿入围岩,成矿物质主要来自伟晶岩本身。含宝石伟晶岩一般都具分异作用,分带明显。如细粒、文象、长石块体、石英块体等结构带。矿脉形状有筒状、巢状、囊状及不规则状。多产于晶洞内,晶洞赋存于石英块体下部或中下部,伟晶岩型紫晶矿床,以南阳李三仙岗为代表,矿区广布中生代花岗岩,伟晶岩贯入其中,晶体产于溶滤晶洞和裂隙晶洞中,以前者为主,最大晶洞纵横4~6m。水晶以紫晶为主,晶形有双头晶和连晶,仅1964~1965年就开采紫晶1500kg,连晶最重19kg。另一类型是热液石英脉型,以南阳市安皋北9~15km,见有多处脉状与透镜状紫晶,有的紫晶伴有水晶,透明—半透明,一般该类型紫晶规模较小,而在南阳市安皋北以白色水晶为主,伴少量紫晶,透明度好。1959年采出水晶熔炼石英150t,后来陆续都有采出,该区紫晶产出地较多,规模中等,紫晶质量较好,具有较好的经济价值。紫晶与水晶可综合开采。以汝阳紫晶、墨晶、烟晶伴随汝阳玉具有更高的经济价值。汝阳玉又称梅花玉,是中国特殊的玉种,曾被汉光武帝刘秀封为国宝,开始采于商周时代,鼎盛期是东汉初期,可见具有悠久的开发史,其特征是黑、红、绿三种色泽,质地细腻,晶莹透剔,光泽照人,尤以黑色最佳,上面布有孔雀蓝、玛瑙红、水晶白、金黄、嫩绿等色彩的天然花纹,图案多似梅花而得名。玉石储量100t以上,其制成工艺品驰名中外,设计年产2万件工艺品,加工厂总投资450万元,预计年产值2496.5万元。2玉石2.1矿床地质特征独山玉产于南阳独山而得名,故又称南阳玉,是中国著名玉石之一,属斜长石质玉。开采始于西汉末年,有老硐千余个,从1958年至今一直都在开采,开采量达1000t以上。质量较好的可雕刻130多种工艺品,畅销南洋与欧美。一般分四级,特级:块重20kg以上,纯绿或纯蓝、绿、蓝中透明、绿白,质地细腻,无白筋,无裂纹;一级:块重5kg以上,白色、乳白、绿色,色泽鲜艳。无裂纹、无杂质;二级:块重3kg以上,白色、绿色,杂质与裂纹很少,色泽鲜艳;三级:块重1kg以上,杂质块重2kg以上,色泽一般,裂纹很少。地质特征:矿区构造以断裂为主,主方向330°,其次是北西西与北东向。矿体赋存在破碎断裂带内侧蚀变碎裂辉长岩边部。地层有元古界黑云母斜长混合片麻岩,斜长角闪岩,黑云母石英片岩,大理岩,绢云母片岩。其次是下白垩系与三叠系,元古界与第四系分布较广。岩浆活动强烈,从酸性到基性都有,加里东期基性至超基性分布于二龙至独山一带,呈脉状、岩株状产出。玉矿围岩以次闪石化中粗粒辉长岩为主,次为糜棱岩化辉长岩。围岩蚀变普遍有次闪石化、钠黝帘石化、蛇纹石化、绿泥石化,矿床属接触交代型。矿体分布规律:①垂直分布在中粗粒次闪石化辉长碎裂岩中,具成群成带特征;②沿走向分布,地表玉脉自北西向南东由疏变密,中部为最重要矿体;③玉脉受断裂破碎带控制,分布于上盘挤压破碎带内侧,即蚀变辉长碎裂岩带边部。矿体以脉状为主,透镜状次之,团块状与网脉状极少。长1~10m,厚0.1~1m,优质玉厚5m,青独玉个别3~5m。产状以北东东一组为主,南东东次之。独山西坡玉脉产状55~96°倾角54~84°,另一组110~153°倾角42~60°。东坡玉27~312°倾角62~75°。独山玉种类,按颜色分白独玉、绿独玉、青独玉、紫独玉、黄独玉、红独玉与暗独玉七大类,其中价值最高的是水白玉、绿玉、天蓝玉与绿白玉。玉石结构有花岗变晶、辉长结构,构造有块状,条带状和条纹状。玉石矿物成分(wt%):斜长石55~90,黝帘石5~70,透辉石1~15,铬云母5~15,钠长石1~5,黑云母<10;微量矿物有榍石、金红石、黄铜矿、黄铁矿;次生矿物有沸石、葡萄石、方解石、褐铁矿、绢云母、绿泥石等。独山玉岩石化学成分根据矿区分析资料见表1。表1说明主成分SiO2、Al2O3、CaO变化不大,Cr2O3、Fe2O3、MgO等与独山玉颜色变化一致。独山玉颗粒细,粒径<0.05mm,隐晶质,质地细腻,致密坚硬,色彩艳丽,亮度、光泽抛光后性能好,硬度6~6.5,抗压强度16.8kg/mm2,抗拉强度1.8kg/mm2,抗剪强度5.2kg/mm2,比重2.5~3.18,耐火度1593℃,水白玉透明,其他玉半透明。2.2湖北下寒武系晚古生代地区绿松石因形态呈结核团块状,似松石,故又名松石,又因常见多数为各种绿色而得名绿松石。在商代河南安阳殷墟出土文物中就有松石,证明河南绿松石使用具有古老历史。绿松石主要分布在陕、鄂、豫三省交界区,开发最早的是陕西白河,从唐代就有记载;发展规模最大的是湖北郧阳、竹山储量与质量居世界之首,它们都产于含碳硅质岩系中;类型最新的是河南淅川宋家湾,于下寒武系煤层中发现有绿松石,块面0.5~5cm2,大者10cm2,较大的曾采得1t多,可作玉雕原料。1973年,在淅川黄庄乡、大石桥乡刘家坪一带于寒武系大泉沟组曾发现绿松石赋存于黄褐色泥岩中,类型也比较新。含矿层厚0.6m,呈结核状、星散状、扁豆状,直径0.2~5cm。绿松石呈翠绿,油脂光泽,硬度5,有滑感,烧后有荧光,1976年曾采有1000多公斤可作工艺品。淅川地区地处武当古陆西部,目前绿松石虽未发展成矿床,但前景乐观。2.3虎中石、虎失石木变石(crocidolite,化学式Na2Fe[Si4O11]10H2)属于硅化石棉,黄、金黄、棕黄称虎睛石;蓝、蓝绿、灰蓝称鹰睛石。它们是琢磨后根据显示的丝绢光泽、束状闪光效应的形象命名的,硬度7,比重2.64~2.7,其质量好坏取决于结构是否紧密和石料厚薄,因为这些都是直接影响抛光后光洁度,厚度一般要大于3cm。以南阳地区淅川—内乡为中国最典型。以淅川县水田乡马头村为例,矿区出露震旦系马头村组基性火山岩系,矿石产于破碎带内钠长石化蚀变带中,属碱性角闪石石棉的蓝闪石—钠长石系列的纤维变种。虎睛石与蓝石棉相伴产出,有虎睛石处必有蓝石棉,反之则不然。虎睛石矿体大者宽1~5m,长10~30m,最长50m以上。一般虎睛石宽几至十几厘米,断续长100~200m。从70年代初至80年代初开采达1000多吨,据矿区分析化学成分(wt%):SiO2=56.81,TiO2=0.08,Al2O3=0.41,CaO=0.59,MgO=11.21,Fe2O3=13.10,FeO=7.35,K2O=0.16,Na2O=7,20。虎睛石原矿有多种颜色:紫红、浅蓝、金黄、金色及杂色。矿石中花纹各异,大致分四类:①虎睛石:金黄色的硅化石棉,纤维具强烈丝绢光泽,有的具猫眼效应;②鹰睛石:硅化蓝色石棉具丝绢光泽,有的具猫眼效应;③双睛石:颜色具金黄色及蓝色,两种硅化石棉纤维有序组合在一起,在一种饰品上可见两种不同色彩亮带,相互辉映,美丽动人;④多彩石(或称杂斑石):其颜色有黄、天蓝、桃红、紫红、棕红、浅灰、乳白、具丝绢及玻璃光泽。虎睛石质量好坏与块重有关,一般分为三级:一级块重10kg以上,黄、红、蓝色,质地很紧密,无空洞,无杂质。二级块重5kg以上,黄、红蓝色,质地紧密,稍有空洞,稍有杂质。三级块重2kg以上,黄、红蓝色,质地一般紧密,杂质稍多。2.4岩石学特性特征该玉属石英质玉,似翡翠,因产于河南密县而得名。位于密县牛店头,产出在震旦系中统马鞍山组石英岩中,矿体为彩色石英砂岩。矿层一般厚2m,最厚3.4m,最薄0.2m,断续长1670m,呈浅绿色、绿色、黑色,以中细粒结构为主,夹粗粒结构。矿物成分以石英为主,占97%~99%,含少量云母,微量锆石、金红石、电气石、磷灰石。化学成分据矿区分析(wt%):SiO2=98,Al2O3=0.22,Fe2O3=0.43,MgO=0.05,CaO=0.1,K2O=0.3,Na2O和TiO2微量。呈花岗变晶、镶嵌、细粒、齿状和球状结构,块状构造,硬度7,比重2.7,其中绿玉近似翡翠,颇受欢迎。玉石颜色多种:有浅绿、翠绿、豆绿、肉红、黑、乳白等色。该玉矿1960年发现,密县工业局开采,年产绿玉200t,黑玉2t,1983年采出130t。2.5ag耀主要产于南阳青龙沟,上第三系,绿色粘土砾石层中,属冲积型。黑色、淡黄色,在强庄采出最重15kg,在青龙沟55kg。3南缘深大断裂区(1)桐柏—桐城深大断裂,内陆俯冲带南侧,广布超基性岩与榴辉岩。西南大洪山有正长岩、金伯利岩多处,并找到金刚石砂