周口店地区红柱石的分布及形成机制

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1、周口店地区红柱石的分布及形成机制张文哲王冠于荥任君金宁静吴高奎摘要：本文研究了北京周口店地区红柱石的特征，分布范围以及存在地层，并且结合前人资料，在对该区域的地质历史进行深入了解的基础上，具体探讨了红柱石的成矿机制，从而提出了一定新的认识。目的在于进一步认识红柱石，为提高周口店地区红柱石的经济可利用价值奠定基础。关键词：周口店地区红柱石分布范围形成机制前言：在本次实习过程中，我们了解到周口店地区的红柱石分布广泛，且在几个地层中均有明显出露。由于红柱石是典型的在接触变质条件下形成的矿物，具有较高的利用价值，所以对该区域红柱石的分布及其

2、形成机制进行研究，能够帮助我们更好地了解该区域的地质历史与构造运动史，从而为此地红柱石的开发和利用起到一定的促进作用。1、红柱石的概念及其在周口店地区的矿石类型1．1红柱石是一种硅铝酸盐矿物，一般呈柱状晶体，它的断面基本为四方形，晶体聚在一起呈放射状或粒状。晶体形态为斜方双锥晶类，晶体呈柱状，主要单形有斜方柱m，n，平面双面c；晶体结构为正交晶系；硬度为6.5-7.5；比重为3.13-3.16g/cm3；不完全解理；由交叉好的解理或裂理产生的细长断口；颜色常呈灰白色或肉红色；条痕为白色，透明，玻璃光泽，性脆。红柱石多呈斑状变晶结构。

3、半生矿物为如石榴石、碳质等。红柱石在高温时具有体积稳定性、抗蠕变性、抗渣性好及耐热性良好、强度大等特征，已成为一种应用价值高，利用前景较好的耐火材料。1．2周口店地区红柱石的矿石类型1．2．1红柱石角岩的基本特征：红柱石角岩呈深灰色，块状构造，斑状变晶结构，基质为微粒变晶结构。变斑晶为红柱石，红柱石呈自形斑晶，长柱状，晶体较大，一般约5~10mm,横断面0.1~0.3㎝²，杂质包体少，断口呈正方形，具筛孔状结构。矿物组合：矽线石+红柱石+石榴石+白云母+石英。云母类矿物具定向排列，矽线石多沿红柱石边缘分布。1．2．2红柱石千枚岩的基

4、本特征红柱石千枚岩呈铅灰色，红柱石呈自形斑晶，晶体长1cm左右，横断面0.5~1mm²，晶体大小均匀、纯净。断口呈正方形，具筛孔状结构。矿物组合：十字石+红柱石+石榴石+黑云母+石英。黑云母具定向排列。2、成矿地质条件矿体产于房山花岗闪长岩体的西南接触带,出露地层有中元古界蓟县系铁岭组灰质白云岩、青白口系下马岭组页岩、泥质粉砂岩、粉砂岩和砂岩。矿体顶板为铁岭组灰岩,底板为寒武—奥陶系的厚层状灰岩。围岩的矿物组成和结构构造与矿体有显著差异,界线明显,易于区别。围岩及夹石以云母石英片岩和云母石英粉砂岩为主。原岩的地质特征及接触关系，目前

5、已不是很清楚,灰质白云岩、灰岩已大理岩化,泥质岩石已强烈片理化。属古代变质岩系,变质程度较深。矿石类型也比较简单,成矿地质条件比较好。3、周口店地区红柱石的分布范围周口店地区的红柱石矿体产于房山花岗闪长岩体的西南接触带，出露地层有中元古界蓟县系铁岭组（JxT）、青白口系下马岭组（QbX）、石炭系本溪组（C2b）和太原组(C3t)。矿石类型以红柱石石榴石千枚岩、红柱石角岩为主。在羊屎沟、太平山、探矿所后山一带出露红柱石角岩，地层为本溪组和太原组。但厚度较薄，具体分布区域如图1所示：图1在一条龙一代出露红柱石石榴石千枚岩，地层为下马岭组

6、。厚度较厚，晶形较好。具体分布范围如图2所示：图2且经过实际取样及测量，发现红柱石石榴石千枚岩中红柱石的粒径在羊屎沟地区较大，约从0.5至2.3mm,平均为1.35mm：而随着向一条龙延伸，红柱石的粒径逐渐减小，在一条龙地区约为0.1至1.3mm,平均为0.45mm（见图3）。且在羊屎沟西侧所采样品中石榴石的粒径较周围其他地区大，而石榴石可反映变质程度的深浅，故在这一区域变质程度比两侧大。这说明在成岩时从羊屎沟到一条龙一代的环境是逐渐变化、有所差异的。图34、周口店地区红柱石的形成机制4．1古地质环境晚元古代青白口世下马岭期，含红柱

7、石地层形成于由海相沉积向陆相沉积平稳过渡的条下，矿区处于青白口海盆的东南边部，属于滨海潮下泥岩组伊利石页岩区与浅海陆棚泻湖相质页岩区的过渡部位。古生代中石炭世本溪期和晚石炭世太原期含矿地层以滨海——浅海相沉积为主，该时期气候潮湿温暖，湖泊沼泽广泛发育，为有利成煤环境，在煤层的顶底板常有粘土岩形成。4．2成矿作用周口店地区红柱石矿床是铝饱和程度比较高的沉积岩受燕山期花岗岩类侵入产生热变质的低压环境下形成的。下马岭组的红柱石石榴石千枚岩的形成还与蓟县运动这一大范围的构造运动有关。红柱石含量受原岩铝饱和程度影响，红柱石结晶程度与变质温度有

8、关，在变质成矿过程中，没有明显的物质带入或带出，赋矿岩石的矿物组合由原岩化学成分和变质温度所决定。红柱石角岩的变质程度较低，红柱石石榴石千枚岩的变质程度较高。成矿温度600~650℃，红柱石的蚀变程度与温度有关，温度越高，蚀变程度越低