Question

含矿岩系岩石学特征

Answer 1

一、含矿岩系综合地质剖面特征

区域内含矿地层为寒武系下统鲁家坪组，地层分区属秦岭区岚皋-竹溪分区高滩-兵房街小区南段，其主体岩性为一套地槽型炭硅质黑色岩系。整个含矿岩系全长300 余千米，北从陕西西乡富水河，向南东经陕西紫阳、四川万源与城口、陕西镇坪，进入湖北省竹山、竹溪一带。鲁家坪组区域地层的综合地层剖面（陈有年，1989）如下：

寒武系下统

：

箭竹坝组

灰岩夹炭质板岩及泥灰岩

整合

鲁家坪组

：

第二岩性段：

上亚段

：千枚状板岩。

下亚段

：炭质粉砂质板岩。

第一岩性段

上亚段

：薄—中层状硅质岩夹重晶石毒重石斜钡钙石及灰岩，富含磷结核，底部为含砂炭质岩夹白云岩透镜体。

下亚段

：厚层状硅质岩夹灰岩，含少量磷结核。

整合

震旦系（Z）

上统（Z₂）：上部白云质灰岩夹粒屑硅质岩，下部炭硅质岩夹灰岩、层凝灰岩。

整合

下统（Z₁）：上部晶屑、岩屑凝灰岩，其顶部为薄层状灰岩与变质凝灰岩互层。下部为火山角砾岩。

二、含矿岩系岩石类型

根据野外系统剖面采样和观察，结合室内薄片鉴定和X射线衍射分析，赋矿硅质岩、炭硅质板岩可分为以下几种类型。

（一）中—厚层状硅质岩

主要位于矿体底板及其下部层位。硅质岩呈灰黑色，水平层理发育。经X射线衍射分析表明，其矿物组成主要为石英（95%）。镜下观察表明，石英主要为他形粒状，经明显的重结晶作用，部分重结晶石英结晶成较大的颗粒并组成团块状集合体，反映了原岩矿物成分的不均一性。除石英外，在硅质岩中分布最多是炭质（5%），它们主要呈微尘状分散在石英颗粒之间。

（二）网脉状硅质岩

网状硅质岩主要分布于矿体底板靠近矿体一侧。硅质岩呈黑色。经X射线衍射分析表明，其矿物组成主要为石英（88%），其次为少量重晶石、钾长石和黄铁矿等。镜下观察表明，石英呈鳞片状并发生弯曲，经一定程度的重结晶作用。除上述矿物外，在硅质岩中分布最多是炭质（15%），有机质主要呈网脉状，少部分炭质呈团块状分布或呈浸染状分布。在有机质大量聚集的区域，常见到重晶石呈他形分布其中或其边缘，显示二者的密切共生关系。

（三）层纹状硅质岩

层纹状硅质岩主要分布于矿体顶、底板靠近矿体一侧。常见有水平纹层，褶纹状、微波状纹层等。纹层主要有富藻（有机质）纹层和微晶石英纹层组成。富藻纹层中藻类生物的形状可辨，主要为藻类有机质组成。X射线衍射分析表明，其矿物组成主要为石英（80%）及少量重晶石、毒重石和黄铁矿等。重晶石呈微晶或隐晶集合体，与有机质密切共生，毒重石呈团块状或鳞片状分布在有机质集合体团块中，部分交代石英。炭质含量较高，为15%左右。

（四）条带状硅质岩

该岩石多出现于矿体顶、底板靠近矿体一侧。此种岩石主要由藻类生物所形成的富碳贫硅有机质条带和富硅贫炭的条带相间排列所构成，组成“藻叠层”构造。X射线衍射分析表明，其矿物组成主要为石英（80%）＋重晶石＋黄铁矿等。重晶石呈微晶或隐晶集合体，与有机质密切共生。

（五）炭硅质板岩

该岩石由内碎屑和胶结物两部分组成，具内碎屑结构。岩石以粉砂质为主，含炭次之和以炭质为主粉砂质次之两种类型。胶结物为细的石英和炭质。

（六）含生物碎屑炭硅质板岩

在镜下，硅质岩中可见到几种微体古生物化石碎片和碎屑，使岩石具有生物结构。生物碎屑主要为单轴海绵骨针、具杏仁状或环带状的放射虫、尾海鞘、微体螺及其他微体古生物化石。胶结物为炭质和石英。

（七）伊利石石英大理岩（H-7）

岩石具片理构造。主要矿物组成为方解石（或白云石？）（70%），粒状，解理不发育，颗粒大小为0.04～0.16mm。呈他形—半自形。石英（28%）呈他形粒状，粒径为0.04～0.16mm。伊利石（3%）呈条柱状分布于长石、石英颗粒间，粒度为0.04mm。

（八）条带状石英大理岩（H-6）

该岩呈条带状分布。主要为条带状石英岩和条带状大理岩相间排列形成。条带状石英岩矿物组成主要为石英（85%）、方解石（13%）和少量伊利石（2%）。岩石明显经历了重结晶作用。结晶后的石英颗粒为0.08～0.30mm，方解石颗粒大小为0.08～0.15mm。大理岩中的矿物主要有方解石（90%）和少量石英（10%）组成。

（九）镁质大理岩（H-5）

该岩主要矿物组成为白云石（90%），半自形—他形，解理不发育。颗粒大小为0.04～0.08mm。石英（5%）呈散状分布。钾长石（1%）卡氏双晶体发育。偶见斜长石被粘土矿物交代。泥质含量较低，为1%左右。原岩为白云岩。

（十）泥质白云岩（或镁质大理岩）（H-3）

岩石主要矿物组成为重结晶的白云石或方解石（97%），呈粒状，粒度为0.08mm。绿泥石或伊利石（5%）分布于碳酸盐颗粒间。石英（3%）呈球粒状，粒度为0.08mm左右，磨圆性好，部分被碳酸盐交代。有机质或炭质（5%）主要充填于碳酸盐颗粒间。原岩为含硅质碳酸盐岩。

（十一）伊利石石英片岩（石英粉砂质泥岩）（H-2）

岩石主要矿物组成为石英（65%），可分为两种形态：一种为粒状，颗粒大小为0.02mm；另一种为集合体状，为颗粒状石英构成的椭圆形集合体，集合体中单颗粒石英的粒度为0.04～0.06mm，沿层理分布，为残余杏仁体结构，反映了原岩为火山岩的结构特点，应为中酸性火山岩经变质作用的产物。伊利石（35%）呈条状，分布于石英颗粒间，粒度常小于0.02mm。

（十二）针铁矿粉砂质泥岩（H-1）

岩石主要矿物组成为针铁矿、石英、三水铝石、伊利石和蒙脱石。

（十三）黑云母石英片岩

岩石主要矿物组成为石英（50%）、斜长石（35%）、黑云母（15%）、毒重石？（3%）及少量绿泥石。岩石具明显的片理构造，片状矿物均已发生定向排列，其原岩可能为中酸性的火山凝灰岩或正常熔岩。

（十四）变火山岩

岩石具片理构造，变余斑状结构。变斑晶主要为斜长石。重结晶矿物主要为斜长石、黑云母、石英及少量碳酸盐矿物（毒重石？）。为中基性火山岩经变质作用的产物。

上述不同的含矿岩系由矿体底板至矿体顶板及上覆地层依次为中基性变火山岩、中酸性火山凝灰岩—硅质岩—薄层状硅质岩、炭硅质板岩夹碳酸盐岩—泥质岩夹碳酸盐岩。陈先沛等（1989、1992）认为类似的沉积层序属于典型的“礁硅岩套”，是盆地内内生作用（火山作用）与外生作用（沉积作用）相互叠加的产物。同时，它们也是重要的赋矿建造。