开发新玉矿的地质调查：黔桂新型软玉矿床的地质特征、矿床成因及找矿

“近年来，贵州南部和广西西部陆续发现了一批与辉绿岩有关的软玉矿床，它们的地质特征和宝玉石学特征基本相同。经辉绿岩中锆石U-Pb法测定，确定其成矿上限年龄为260Ma左右，与峨眉山玄武岩同期。通过多次野外实地考察和室内对其物质组成、结构构造、物理性质及氢、氧、硅稳定同素组成特征测定结果进行综合分析，可以确定该区软玉矿床的成因类型为层控性接触交代型岩浆热液矿床，是一种新类型的软玉矿床。其分布面积广，成矿条件优越，找矿潜力很大。”

自2010年以来，贵州罗甸和望谟地区及广西大化和田阳地区陆续发现了一种与辉绿岩有关的软玉矿床，市场上称“罗甸玉”和“大化玉”。两地虽然相距约500km，但软玉矿床产出的地质环境和玉石特征基本相同，是一种新类型的软玉矿床，而且从区域宏观角度来看，一个北西—南东走向的大的软玉矿带初见端倪，今后随着其他新矿点的陆续发现，找矿前景十分可观，这是我国近些年来软玉找矿的重大突破。

近几年来，我们通过野外实地考察和室内一系列测试工作，对该区特别是大化地区进行了比较系统深入的研究，下面就这种新型软玉矿床产出的地质特征、宝玉石学特征、矿床的成因、成矿条件和找矿方向等方面的研究成果及认识予以阐述。

01

黔桂软玉产出的区域地质背景

黔桂软玉成矿区的大地构造位置位于华南褶皱系西缘的右江褶皱带（罗甸望谟成矿区位于东北端，大化田阳成矿区位于东端），其北与扬子准地台的上扬子准地台的上扬子台褶带相毗邻。

右江褶皱带形成于印支期，其沉积构造演化序列是：大陆边缘裂谷—弧后裂谷—拗陷盆地；其基底下层是新太古代—古元古代的中深度变质杂岩，中层是中元古代变质火山沉积岩系；上层是新元古代至早古生代浅变质岩系，从泥盆纪开始为盖层沉积，石炭纪、二叠纪为碳酸盐沉积，早三叠世主要是被动大陆边缘沉积。

【1 区域地层】

区域出露地层有泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系和第四系。其中以石炭系、二叠系和三叠系最发育，泥盆系零星出露，第四系分布也较少。各地层特点叙述如下。

【1.1 泥盆系】

地层出露不广也不全，主要是中、上泥盆统。主要岩性有石灰岩、白云岩、生物灰岩、泥质灰岩、燧石灰岩、扁豆状灰岩、硅质岩、硅质页岩、泥岩、泥质粉砂岩、钙质粉砂岩、细砂岩等。

【1.2 石炭系】

地层出露较全，广泛分布于背斜的翼部。下石炭统变化较大，主要岩性为灰岩、灰岩夹泥灰岩、灰岩夹白云岩、灰岩和白云岩互层、硅质岩、硅质岩和灰岩互屋。中一上石炭统比较稳定，主要岩性为灰岩、白云岩、灰岩夹白云岩及硅质岩。

【1.3 二叠系】

区域内二叠系出露最全，中、下二叠统较稳定，上二叠统变化较大。下二叠统为浅海相沉积，主要岩性为纯灰岩和白云岩，其次是泥质粉砂岩、砂质页岩、硅质岩和含燧石灰岩等。上二叠统为海陆交互相沉积，主要岩性为页岩、砂质页岩、硅质岩、硅质页岩、灰岩、泥灰岩、含燧石灰岩并夹煤层。

【1.4 三叠系】

区域内三叠系保存不全，只有中、下三叠统，主要沉积了一套浅海相的类复理石建造，岩性有页岩、泥岩、硅质泥岩、泥质灰岩、粉砂岩、砂质页岩、凝灰岩和硅质岩等。

【1.5 第四系】

区内第四系以上升运动为主，一般沉积不发育，多为河床阶地沉积、山麓堆积和洞穴堆积。

【2 区域岩浆岩】

区域岩浆岩不甚发育，主要是以辉绿岩为主，形成较早，其次有一些小型的花岗斑岩、石英斑岩和煌斑岩等，形成较晚。

辉绿岩体在黔南罗甸、望漠地区和桂西大化、巴马、百色地区分布比较广泛，产状多为岩床状，长度从几千米到十几千米不等，厚度一般从十几米70ｍ，出露宽度一般为100~200ｍ（图1）。

图1 黔桂软玉成矿区区域地质图

岩石化学研究表明，其投影图多数落在拉斑玄武岩系列区，少数落在钙碱性系列区（图2）。稀土元素配分模式图显示该地区主要为轻稀土富集，重稀土相对亏损的左高右低型。（图3）

图2 FeO2-(Na2O+K2O)-MgO图解

(ａ)罗甸辉绿岩；(b)大化绿辉岩

图3 辉绿岩稀土元素配分模式图

关于本区辉绿岩的形成时代，前人持有不同说法。20世纪60年代和70年代的1：20万区测报告将其划为中生代，1985年广西区域地质志将其改为海西期，但没有说明理由，20世纪90年代有些学者认为桂西地区大面积分布的基性岩均属于古生代的产物，但缺少年代学测试数据。

2004年范蔚茗等对桂西地区的基性岩样品进行了高精度全岩40Ar/39Ar和锆石U-Pb定年，对阳圩、玉凤和民安的基性岩分别给出了（253.6±0.4）Ma、（255.4±0.4）Ma和（256.2±0.8）Ma的40Ar/39Ar坪年龄以及阳坪基性岩（253.7±6.1）Ma的锆石206Pb/230Pb加权平均年龄。2009年韩伟等对贵州罗甸县的罗悃辉绿岩进行了锆石U-Pb定年，给出（255.0±0.62）Ma的形成年龄。2014年在对大化软玉系统研究中，我们对岩滩辉绿岩进行了锆石U-Pb定年，得出了（260.5±3）Ma的形成年龄，与上述各家测试结果基本相同。

基于上述对黔南和桂西大面积分布的辉绿岩不断深入研究的成果，许多学者提出了这些辉绿岩与著名的峨眉山玄武岩具有亲缘关系的观点。

众所周知，峨眉山玄武岩分布于四川、云南、贵州三省，分布面积约50万km2，是世界上著名的大火山岩省，可与俄罗斯西伯利亚和印度德干高原的大火山岩省媲美。峨眉山玄武岩的主要喷发期为257~260Ma，生喷发期之后又发生过数十次的喷溢活动，其同位素地质年龄测试结果从晚二叠世一直延伸到早三叠世。

目前地质界普遍认为峨眉山玄武岩是地幔柱活动的产物。根据黔南桂西辉绿岩一系列地质特征与峨眉山玄武岩的相似性，许多人认为两者是同时期的同质异相岩浆活动的产物，由于黔南和桂西处于峨眉山玄武岩区的东部边缘地带，岩浆活动强度相对较弱，没有出现玄武岩的喷发，但是造成了一定规模的辉绿岩的侵入活动，从而形成了众多辉绿岩体的分布，这给该区软玉矿床的形成奠定了基础。

02

黔桂软玉矿床的地质特征

根据贵州罗甸关固地区（图4）和广西大化岩滩地区（图5）矿床研究资料的综合对比分析，它们在麵、构造、岩浆岩、围岩蚀变和矿体产出特征等各方面均非常相似。

【1 矿区地层】

两个矿区内发育的地层均为石炭系、二叠系和三叠系。

【1.1 石炭系】

在两矿区内大面积分布，岩层总厚度为500~1100ｍ。下石炭统主要为碎屑岩、含腕足类和蜓科化石及苔藓虫和蜓科化石。

图4罗甸软玉成矿区地质图

图5 大化软玉成矿区区域地质图

【1.2 二叠系】

在两矿区内广泛分布，葛厚度为600~1000ｍ，发育完全。自上而下可分为栖霞组、茅口组和合山组，主要以碳酸盐岩沉积为主夹燧石石灰岩、黏土岩等，与下伏石炭系呈整合接触关系，是矿区的主要赋矿地层。

【1.3 三叠系】

在两矿区分布最广。下三叠统以薄层灰岩为主，申三叠统以具复理石建造的陆源碎屑岩为主，上统缺失，全系总厚为2000ｍ，与下复二叠系呈假整合关系。

【2 矿区岩浆岩】

两个矿区的岩浆岩均分布广泛，岩石类型比较单一，均为浅成基性侵入体——辉绿岩或辉长辉绿岩。主要呈岩床状沿石炭系和二叠系顺层侵入，产状与围岩基本整合，属整合侵入岩体，界面一般比较平整，局部呈微波状起伏。

辉绿岩呈灰绿—暗绿色，细至中粒，主要矿物为辉石和斜长石，次要矿物有绿泥石、角闪石、伊利石、黑云母、钛铁矿、绿帘石、榍石、葡萄石、水钙铝榴等。结构主要有辉绿结构和嵌晶含长结构。岩石的蚀度作用比较强烈，根据显微镜下观察，斜长石先为钠黝帘石化，后为绿帘石化和绿泥石化。辉石先为纤闪石化，纤闪石常呈聚晶出现，后又蚀变为绿泥石、葡萄石、绿帘石、水钙铝榴石、蒙脱石、伊利石等。有些纤闪石呈细脉状产出，往往进而蚀变成透闪石——石绵脉、钛铁矿蚀变为白钛石，黑云母蚀变为绿泥石。

【3 矿区构造】

两矿区构造活动强烈，褶皱断裂发育，其中以背斜构造发育为特征，罗甸关固地区以冗里背斜为控矿构造，大化岩滩地区以巴考－布邦背斜为控矿构造（图6）。

图6 背斜构造图

(a)冗里背斜（据文献，有修改）；（ｂ）巴考一布帮背斜（根据区域地质测量报告——田东幅改绘）

【4 围岩蚀变】

矿体周围的围岩主要为大理岩和硅质岩，均发育有强烈的蚀变作用。围岩蚀变始终伴随着透闪石成矿过程的各个阶段，与矿化关系密切。蚀变不均匀，强弱差别大，交代残余结构随处可见，往往与透闪玉矿层相间分布。

围岩蚀变的类型主要是透闪石化、透辉石化、硅灰石化、石榴子石化、碳酸盐化和硅化（图7）

【5 矿体地质特征】

软玉矿体主要赋存于辉绿岩上侧接触带外带的二叠系大理岩夹硅质岩的蚀变带中。矿体均为顺层交代蚀变而成，形态主要为似层状，次为透镜状，单层厚度一般为5~30cm不等，厚者可达1米，每个矿化点均有多层矿体，从几层到十几层不等（图8）

【图7 围岩蚀变类型】

(a)蚀变大理岩中放射状透闪石(+)；(b)蚀变硅质岩中硅灰石(-)；(c)蚀变大理岩中方解石脉(+)

图8矿体产状和形态

03

黔桂软玉的宝石学特征

【1 黔桂软玉的种类】

目前发现的黔桂软玉主要是原始地层中薄层状软玉矿体，需要用机械工具开凿，称为“山料”。但在大化地区的红水河流域也有少量的“子料”发现（图9）。

此外还有一种特殊的类型，即在白色底子上分布有黑褐色星点状物，少数还形成草花状，俗称“芝麻点玉”“草花玉“，或者“花斑玉”。这些“芝麻点”和“草花”为次生作用产物，即矿体在靠近地表氧化条件下，玉石被高价铁锰质氧化物浸染所致。这类玉石是该区很有特色的一个品种，雕成的饰品颇受市场欢迎（图10）。

图9 颜色分类

(a)白色；(b)青白色；(c)青色；(d)黄色；(e)青绿色；(f)绿色

图10 “芝麻点”软玉

【2 黔桂软玉的矿物组成和结构】

运用偏光显微镜、电子探针仪、红外光谱仪等设备观察测试结果表明，该区软玉主要由微晶透闪石集合体组成，并含有多种次要矿物如方解石、透辉石、磷灰石、石英、绿泥石、蛇纹石、滑石、石榴子石、铁锰质氧化物等。

透闪石的粒度非常细小，肉眼观察为隐晶质，无颗粒感。低倍偏光显微镜下难以分清颗粒的大小和形状；高倍镜下隐约可见其形态和大小，为纤维状或针状晶形，总体构成典型的纤维交织结构。

【3 黔桂软玉的物理性质】

【3.1 透明度】

多数为微透明，即在一般厚度下（几个厘米）能透过一定量的光，但看不清透过的物相。也有少数属于不透明；比较干。

【3.2 光泽】

抛光面主要呈蜡状光泽和瓷状光泽，少部分玉石呈油脂光泽，与新疆软玉相比，总体油润性明显不足。

【3．3 密度】

罗甸玉测定结果为2．8~3．0g/cm；大化玉测定结果为2．85~2．99g/cm3平均值为2．90g/cm3。

【3.4 折射率】

罗甸玉测定结果为1．59~1．61；大化玉测定结果为1．59~1．61。

【3.5 抗压强度，抗拉强度和韧性】

大化玉经测定抗压强度平均值为554．3psi，抗拉强度平均为49．9pSi，压拉比值平均11．2pSi，表明其韧性很强。

图11成矿流体氢、氧同位素组成图解

04

黔桂软玉的矿床成因

【1 成矿流体的来源】

确定热液来源即成矿流体来源，是研究热液矿床成因的关键。成矿流体的来源包括海水、大气降水、岩浆水、变质水等。目前成矿流体来源的确定主要是通过氢、氧稳定同位素的测定。

通过大化地区软玉样品测定的氢氧同位素值，根据温度计算出成矿流体氢氧同位素值，再将其投影到δD-δ18O关系图上（图11），6个样品数据投图在岩浆水区域或边缘，表明该区软玉矿的热液来源为岩浆热液。

【2 成矿元素来源】

透闪石玉的形成反应式一般是：

5CaMg(CO3)2+8SiO2+H2O=Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2+CaCO3+CO2

(白云石)   (透闪石)

通过上述反应式可以看出，透闪石玉的形成必须有钙、镁、硅离子的代入代出以及热液的参与。根据反应式并结合矿区地质情况分析，该地区与成矿有关的岩浆岩为基性辉绿岩，围岩为大理岩夹硅质岩，由于基性岩浆岩贫硅，钙、镁、桂元素可能均来自围岩，即钙、镁元素来自大理岩，硅元素来自硅质岩。

玉石和大理岩的稀土元素测试表明，其稀土元素配分模式基本一致；玉石和辉绿岩的稀土元素配分模式则明显不同，表明稀土元素来－围岩太理岩，而相应的钙、镁元素最大可能也是来自围岩（图12）。

【图12 玉石与围岩以及玉石与岩浆岩的稀土元素配分模式图

(a)玉石与围岩的稀土元素配分模式图；（ｂ）玉石与岩浆岩的稀土元素配分模式图

通过测定硅同位素（图13），表明硅元素主要来自围岩中的硅质岩，可能有少量来自辉绿岩。

图13 玉石与其他地质体δ30Si分布图

【3 矿床成因】

根据上述各种测试资料和地质成矿背景进行综费分析，黔桂软玉矿床成因类型可定为层控性接触交代型岩浆热液矿床。

从矿床学的分类系统来定位，黔桂软玉矿床应归于岩浆热液矿床。这可由其矿床产状的种种特征来判断，如矿床明显晚于围岩生成，属后生矿床；具有明显的围岩蚀变现象；明显受构造控制；矿床形成于岩体与围岩的接触带，热液明显来源于岩浆等，因此可称为岩浆热液矿床。其次与其他岩浆热液矿床比较，黔桂软玉矿床有两个明显的特点，即层控性和接触交代。

层控性：热液矿床可以是层控性的，也可以是非层控性的。黔桂软玉矿床各个矿点均产于以碳酸盐岩为主的二叠系中，受地层岩性控制的特点非常明显和突出。

接触交代：黔桂软玉均产于辉绿岩与围岩的接触带中，并以交代作用方式成矿，据此可以称为接触交代型矿床。

这里有一点应该说明，即夕卡岩的问题。一般情况下，岩浆接触交代矿床被称为夕卡岩矿床，因为其在接触带形成了一套特征性的夕卡岩矿物组合，即镁夕卡岩（以橄榄石和透辉石为主＇）和钙夕卡岩（以石榴子石和透辉石为主）。但本区的透闪石玉虽然是接触交代成矿，但只发现少量的石榴子石，未发现典型的橄榄石等夕卡岩矿物，辉石量也很少，因此不宜称之为夕卡岩型矿床。

【4 成矿模式】

成矿模式是用简明扼要的图标形式，对矿床的产出特征、形成环境、成矿机理等特点进行高度综合的概况。

在大量资料基础上，经过综合和概括，我们对黔桂软玉矿床勾画了一个成矿模式图，以期从本质上简单概括黔桂软玉的成矿作用特征（图14）。

图14黔桂软玉成矿模式图

05

黔桂软玉的成矿条件和找矿方向

【1 成矿条件】

黔桂软玉矿床是一种层控性接触交代型岩浆热液矿床，其形成主要是受地层岩性条件、构造条件和岩浆条件的控制。

【1.1 地层岩性条件】

从目前已发现的多处软玉矿点的情况来看，玉矿均产于古生代二叠系中，层控的特征比较明显。

黔南桂西地区二叠系分布广泛，发育齐全，以富钙镁的碳酸盐岩（石灰岩和白云岩）沉积为主，并夹有硅质岩，燧石条带和结核。岩层以薄层状为主（10~20cm），也有中层和厚层者。在与辉绿岩体相接触的接触带附近，因受热变质重结晶，碳酸盐岩变成大理岩。

显然本区这种富钙镁的碳酸盐岩对透闪石的形成特别有利，因为它提供了透闪石玉中钙和镁的来源。

同时还应该指出，碳酸盐岩中夹有的硅质岩、璲石结核和条带对玉矿的形成也非常重要，因为它可以提供玉石的硅质来源。

众所周知，新疆和田透闪石玉矿的富钙镁的大理岩提供钙和镁的来源，富硅的花岗岩或花岗闪长岩提供了硅的来源。

而本区则不同，玉矿岩浆岩为相对贫硅的基性辉绿岩，在这种情况下，地层中硅质岩、燧石结核和条带就非常重要，它可以提供玉石的硅质来源，弥补辉绿岩岩浆热液硅质不足的缺陷。因此，只要辉绿岩能提供热液和水源就可以形成透闪石玉矿。

【1.2 构造条件】

本区构造对玉矿的控制主要表现在背斜构造控矿，如罗甸地区关固村一带的玉矿床，矿区总体为复式背斜，即由北西向的冗里背斜和近东西向的峨劳背斜叠加而成。大化岩滩一带的玉矿床，矿区总体受北西-南东向展布的巴考-布帮复背斜控制。

【1.3 岩浆条件】

岩浆活动是成玉的必要因素，因为它提供了成矿的热源、水源和部分成矿物质。本区的岩浆岩主要是侵入的辉绿岩，岩体一般是沿着背斜顺层侵入，产状与围岩整合，属整合侵入体性质。

岩浆侵入作用首先使周围的碳酸盐岩发生热变质作用重结晶而形成大理岩，而在岩装作用的晚期可分泌出热液，当热液沿裂隙流入接触带的围岩，通过水岩反应可以活化萃取围岩中的钙、镁、桂等成分，在适当的温度、压力等条件下结晶而形成透闪石玉矿。

【2 找矿方向】

前已叙及，黔南桂西地区陆续发现了一些软玉矿床和玉石矿点，特征相同，从区域宏观角度看，这是一个约600km长、200km宽的呈北西一南东方向展布的一个新的软玉矿带，找矿前景可观。

此外，根据区域辉绿岩的分布情况（图2），广西百色以西地区也很有可能发现新的矿点。

根据上述已知矿床成矿条件的分析，今后的找矿方向比较明确，可以层层深入进行扩大找矿。

（1）首先是在全矿带围绕辉绿岩出露点进行全面普查找矿，据目前地质资料分析，在贵州罗甸和望谟地区，有十几个辉绿岩体出露，在广西大化、巴马、田阳地区要7~8个辉绿岩体出露，而且规模相对较大，目前发现的还是少数几个岩体和少量矿点，潜力很大。

（2）围绕辉绿岩体与围岩的接触带，特别是上侧接触带进行找矿，进一步寻找二叠系，特别是含硅质岩的大理岩层，并注意背斜构造部位。

（3）蚀变围岩是更具体的找矿标志和找矿部位。

此外，在矿区附近的河流及冲积物中应注意软玉子料的寻找。

——王时麒，徐立国，《黔桂新型软玉矿床的地质特征、矿床成因及找矿方向》

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