海南石碌铁矿地层及矿物组成分析

矿区地层以青白口系石碌群为主，也是铁矿的主要赋矿层位，震旦系石灰顶组假整合于其上，在戈枕断层(F7)以东，有石炭系南好组、青天峡组及二叠系峨查组、鹅顶组及南龙组地层分布。

青白口系石碌群是一套低绿片岩相、局部达到角闪岩相变质为主的浅海相、浅海-泻湖相含铁火山-碎屑沉积岩和碳酸盐岩建造(图3.2)。按岩性自下而上又可分为6层，为一连续过渡关系，各层岩性由老至新分述如下:

第1层(QnS1):主要分布在矿区南部，露头以金牛沟、二阶沟西及昌化江等地出露最好，在乌烈铜矿的东部和北部也有零星出露。岩性主要为青灰色、灰绿色的石英绢母片岩，细粒鳞片状变晶结构，片状构造，略呈丝绢光泽，风化后呈紫红色，片理清晰，靠近花岗岩部分有红柱石变晶(图3.3，a)。矿物主要为石英、绢云母为主，次为黑云母、绿泥石、黄铁矿、磁铁矿等，呈细粒磷片状结构，局部有斑点构造，斑点为细小的绢云母、石英集合体。本层为矿区最下部地层，岩层走向大致N60°W，倾向NE，倾角60°～70°，厚度大于280 m。

图3.1　海南省昌江县石碌铁矿及邻区地质图

图3.2　羊角山石碌群露头剖面

第2层(QnS2):主要分布在矿区南部，露头以金牛沟、昌化江两岸出露最好，岩性主要为含燧石结核结晶灰岩，呈灰黑色、块状、性脆、微结晶、有燧石条带状结核，局部含泥质及炭质，矿物主要为白云石及方解石，次为磁铁矿、黑云母、绿泥石、褐铁矿等，击之有臭味，近花岗岩处结晶较粗。岩层平均走向N60°W，倾向NE，倾角40°～60°。厚度15～100 m。

第3层(QnS3):主要分布在矿区的西南马鞍岭、茅安村及黎东公路一带，露头以昌化江、黎东公路为最好，从金牛岭南坡到枫树顶一线也出露较好，与石碌岭北麓的第3层构成向斜的两翼。岩性主要为绢云母石英片岩及绢云母片岩，分布不规则，以前者为多，呈灰色、片状构造，丝绢光泽，片理发育，风化后呈黄褐色，矿物以绢云母、石英为主，其次为黑云母、长石、绿泥石、电气石等，呈细粒鳞片状结构，条带状构造，有的有斑点构造，斑点为绿泥石、黑云母、石英、绢云母等集合体。西部与片麻状花岗岩接触部位变质较深，成石英白云母片岩，中部变质最轻，为灰黑色青灰色之千枚岩(分布在马鞍岭)，千枚岩中残余波状层理清晰(图3.3，b)，岩层走向大致为NW-SE向，倾向NE，倾角不定，厚度200～220 m。

第4层(QnS4):本层构成一复杂的向斜构造，西南翼分布在测区中部的歌杭岭、武烈岭、金牛岭一带，东北翼在石碌矿区以东。西南翼变质较深，主要为绢云母片岩及部分石英绢云母片岩，呈灰色至灰绿色，风化后为黄褐色，片状，丝绢光泽，细粒鳞片状结构，局部有显微破劈理构造，矿物以绢云母为主，次为石英、黑云母、电气石、磁铁矿、黄铁矿等，石英微脉沿片理贯入，致使部分片岩遭受矽化。上部石英含量增加，转变为绢云母石英片岩，并夹有薄层透镜状白云质结晶灰岩，在与花岗岩接触部分出现灰黑色之红柱石角页岩，红柱石成长柱状不规则的插在中间，晶体最长的达5cm，在红柱石角页岩内侧即出现斑点绢云母片岩，斑点呈长柱状及椭圆状，大部分为绢云母黑云母、细粒石英集合体。矿区露头主要分布在羊角山到枫树顶南侧一线及石碌岭的北坡，岩性主要为白色到灰白色块状构造石英岩，岩层走向主要为N50°W，倾向NE，倾角30°～60°，厚度80～140 m。东北翼大部分为千枚岩，出露在石碌矿区以东的石碌河一线，呈灰色至灰黑色，风化后呈黄色，丝绢光泽，千枚状构造，矿物以绢云母及石英为主，其次为黑云母、电气石、磁铁矿、黄铁矿等，在靠近花岗岩部位变质较深，为绢云母石英片岩或绢云母片岩，矽质含量增加，片理不显，并微呈油脂光泽，千枚岩中所夹的透镜状结晶灰岩，在近花岗岩及岩脉部位出现透辉岩、矽质岩等岩石，矿物为石榴子石、透辉石、透闪石、绿帘石、符山石等，且大部分受强烈矽化，局部有锰矿化现象。岩层大致走向为NW-SE，倾向NE，倾角40°～60°，东北翼为一系列倒转褶皱，与西南翼构成一系列向南西倒转的复式向斜。

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图3.3　石碌矿区北一铁矿段石碌群岩石宏观及显微特征

a-红柱石石英绢云母片岩;b-千枚岩中残余波状层理;c-条带状透辉石透闪石岩或角闪质铁英岩;d-条带状含长石眼球的二透岩;e-含石榴石条带的二透岩或含石榴石条带的贫铁矿;f-条带状二透岩化的白云岩或白云质铁英岩;g-碧玉铁质岩;h-条带状二透岩(显微镜正交偏光)

第5层(QnS5):主要分布于石碌矿区金牛岭南坡至鸡心坳、鸡心村一带，露头以金牛岭南坡、枫树沟、鸡心河等地出露最好，在枫树下、枫树顶、石碌岭北及猴子顶一带，南北两翼构成向斜，本层为含矿层的底盘岩层，与含矿层整合接触。本层下部为条带状岩石，以石英为主的白色条带和绢云母为主的灰色条带相间，再向下绢云母含量减少，过渡到石英片岩或石英岩，厚度大于450 m。岩层大致走向为NW-SE，倾向NE，倾角50°～70°，中部因花岗岩侵入，走向变化较大，东北翼为一系列倒转褶皱，与西南翼构成一系列向南西倒转的复式向斜。

第6层(QnS6):本层为矿区主要含矿层，由于褶皱扭曲，故出露不很规则，主要分布在石碌岭、保秀山、正美山、大英山、鸡心坳及枫树下等地。该层分自下而上分为下、中、上3段。下段以二透岩化白云岩及白云岩为主，夹似层状石英岩、铁质碧玉岩等，夹钴铜矿2～3层，是重要的含钴、铜岩性段。本层岩性复杂、厚度变化大、具韵律层理和波状层理。顶部向含铁岩系过渡部位断续见硬石膏、石膏岩，与铁矿体直接接触的二透岩，通常表现由灰白色、黄绿色角闪石(透闪石和阳起石，图3.3，h)组成的条带与由长石和石英组成的条带交替出现，或者表现由褐红色或咖啡色硅酸盐矿物(石榴石为主，其次是角闪石或透辉石、钾长石)组成的条带与黑色铁氧化物组成的条带交替出现;中段是含铁主要层位，由含钾长石眼球的条带状二透岩(图3.3，d)和含石榴子石的条带状二透岩(图3.3，e)、条带状二透岩化白云岩(图3.3，f)及铁质千枚岩或铁质砂岩组成，局部夹火山质凝灰岩、石膏和碧玉铁质岩(图3.3，g)等，中夹赤铁矿(局部含磁铁矿、假象赤铁矿)多层;上段主要由白云岩、含泥质或炭质白云岩及二透岩(图3.3，c)组成，夹炭质板岩或千枚岩，含宏观藻类化石;本层下部结晶灰岩占主要比例，在铁矿体的周围大部分为透辉石透闪石灰岩，故认为有密切关系，本层厚度大于800 m。

震旦系石灰顶组(Zs):该层主要分布在石灰岭、红房山及石灰顶等处，在枫树顶、正美山等处也有零星出露，岩性主要为含赤铁矿石英砂岩、石英岩、赤铁矿粉砂岩、泥岩，局部还出现条带状薄层铁锰质岩，底部与石碌群第6层接触部位有不稳定的泥砾岩出现，岩层大体走向也是NW-SE向，倾向NE，该组地层假整合覆盖于石碌群地层之上。

志留系下统空列村组(S1k):该地层分布较少，仅出露在石碌矿区的西南角，岩性主要为炭质泥岩、板岩、千枚岩、片岩、砂岩等，NE方向与石碌群第4层平行不整合接触，其他部位均与花岗岩角度不整合接触。

石炭系下统南好组(C1n):该组由下向上分为两层，第1层岩性主要为千枚岩、斑点状千枚岩、砂岩夹铁矿、透闪石化硅质板岩、薄层状白云岩、底为砾岩，主要分布在三棱山、鸡心岭、朝阳、鸡心村一带，岩层走向为北西南东向，在叉河农场二队沿F55断裂西侧呈南北向展布;第2层岩性主要为千枚岩、含碳千枚岩、白云岩、底为砂砾岩，主要分布在F31断裂与F32断裂之间靠近北侧，鸡心岭方向呈NW向展布，红头山方向呈近NE向展布，第2层的分布范围要比第1层小得多。

石炭系上统青天峡组(C2q):岩性主要为白云岩、白云质灰岩、透辉石透闪石岩、含燧石结核灰岩夹千枚岩、粉砂岩。该地层主要分布在石碌矿区花梨山，在F31断层的上盘，东侧与二叠系峨查组整合接触。

二叠系下统峨查组(P1e)与鹅顶组(P1ed):峨查组位于二叠系的最底层，岩性主要为砂岩、千枚岩夹灰岩，底部为砾岩，鹅顶组岩性主要为泥质条带状灰岩。主要分布在石碌矿区的东部叉河农场附近，为海矿采石场的主要采矿层位，岩层走向呈近南北向展布，在鸡心村的东北角也有峨查组地层出露。

二叠系下～上统南龙组(P1-2n):岩性主要为砂岩、粉砂质千枚岩、硅质团块、灰岩、灰岩透镜体、底部为砂岩，主要分布在石碌水库的南侧，分布范围较大。