湘东南汝城七彩石矿床特征与成因初探
朱文兵+张贻舟+郭爱民+刘峻峰+陈志超+陈冲
摘 要 汝城七彩石是湘东南地区新发现的彩石类矿产之一，矿床分布于湘东南汝城至资兴一带。区内共发现七彩石矿9层，矿层产于上震旦统丁腰河组（Z2d）中下部，薄层硅质岩夹板岩类为赋矿岩石。矿层呈层状在地表连续或断续出露，矿层形态、产状严格受层位控制，走向以北西向为主，近南北向、近东西向为次，走向长1.0～12.0 km，厚2.0～6.6 m。通过对矿床地质特征、矿层及矿石特征的分析研究，初步认为，汝城七彩石受上震旦统丁腰河组（Z2d）层位控制，矿床成因为热水交代沉积，其丰富色彩和图案花纹的形成与不同矿物组合、交代蚀变和氧化作用强度有关。
关键词 汝城七彩石；丁腰河组；硅质岩；矿床特征；矿床成因；湘东南
中图分类号：P611 文献标识码：A
Abstract： The Rucheng seven colour stone is a newly discovered mineral of coloured stone in southeastern Hunan. It was distributed in the Rucheng country and Zixing city of Chenzhou city. The deposit is discovered by nine lays. It hosted in the middle and lower part of dingyaohe formation（Z2d） of the upper series of sinian system. Rock types of the thin layer of siliceous rocks clipped the slate were the host rocks. The ore deds were layered continuous or intermittent exposed. The occurrence and form of ore beds were strictly controlled by the strata.The mainly strike of ore beds is northwestwards， the nearly north-south， the nearly east-westward of ore beds comes next. The length of ore deds trend is 1.0～12.0 kilometres， thickness is 2.0～6.6 meters. Studies on deposit geology， seam output characteristics and ore characteristics preliminarily reveal that the Rucheng seven colour stone deposit is controlled by the dingyaohe formation of the upper series of sinian system（Z2d）. The ore genesis is the hot hydrometasomatism and sedimentary. The formation of abundant color and the picture graphs related to the different mineral assemblage， metasomatic alteration and the oxidation strength.
Keywords： the Rucheng seven colour stone； dingyaohe formation； siliceous rocks；deposit characteristics； genesis of deposit； southeastern of Hunan
汝城七彩石礦床地处于南岭成矿带中段北部，位于湘东南汝城至资兴一带。“汝城七彩石”因主要产于汝城，矿石具有多彩的颜色与图案花纹，因而得名。是近几年由彩玉石玩家随着市场需求而进入观赏石爱好者与收藏者视野，并受到了国内外彩玉石玩家追捧，目前尚处于民间私采、加工、销售阶段，对于七彩石矿的勘查开发及综合研究等尚未进行相关工作。因此，湖南省地质调查院于2015年在汝城地区开展了七彩石矿调查评价与勘查工作。通过工作，共发现七彩石矿层9个，矿层赋存于上震旦统丁腰河组层位内，该层位在湘东南地区大量分布，找矿潜力巨大。汝城七彩石作为该地区新发现的彩石类矿产，其发现，对湘东南丁腰河组层位内七彩石找矿及成矿理论均有重要的借鉴作用和启示意义。
1 区域地质概况
汝城地区位于扬子板块与华夏板块接合带，大地构造位置独特。
区域出露地层较全，以南华纪-奥陶纪地层分布最广。南华纪-奥陶纪在裂陷海槽环境下，主要形成了一套巨厚的复理石与类复理石砂、泥质碎屑沉积，局部夹少量硅质岩和碳酸盐岩，构成区内结晶基底，汝城七彩石赋存于该结晶基底的上震旦统丁腰河组硅质岩系内；中泥盆世-中三叠世早期，形成了一套浅海相碳酸盐岩为主，滨海相碎屑岩为次，伴有少量台盆相硅质岩的盖层沉积；晚三叠世-中侏罗世为海陆交互相碎屑岩与碳酸盐岩沉积和内陆湖泊相-沼泽相含煤建造；白垩纪-古近纪为一套内陆湖泊相沉积。
区内构造运动活跃，先后经历了武陵、加里东、海西-印支、燕山、喜山等构造阶段，具明显的阶段性和继承性。加里东运动使前泥盆纪地层形成区内基底构造格架，表现为一系列的近东西向断裂和褶皱；印支运动造成晚三叠纪地层与下伏地层的角度不整合，经燕山运动的叠加改造而造就了一系列北东-北北东向大断裂和复式褶皱；燕山运动则形成一系列的北北东-近南北向断裂和褶皱。
区内岩浆活动频繁，具有多期次、多阶段等特点。从加里东期至燕山期形成了不同时期、不同类型、不同规模的一系列岩基、岩株、岩豆与岩脉，以燕山期岩浆活动最为强烈，致使大部分酸性岩浆岩形成了复式岩体，多为中酸性-酸性岩体，局部有基性岩出露。代表性侵入体有诸广山、彭公庙、宝峰仙、雷公仙、千里山及瑶岗仙等岩体。
2 矿床地质特征
2.1 赋矿层位
汝城七彩石矿分布于马桥、井坡、长城岭、林泉4个矿区（图1）。矿层严格受上震旦统丁腰河组层位控制，赋矿岩石为硅质岩夹板岩。其下伏下震旦统埃歧岭组，上覆下寒武统香楠组。
（1）上震旦统丁腰河组（Z2d）以薄层状硅质岩集中出现为标志，属非补偿性滞流海盆还原条件下的沉积产物。层厚5.6～9.8 m之间，岩石特征与前人研究成果[1-3]基本一致，区别在于，七彩石矿层内岩石以色彩丰富、绚丽多彩为特征。岩性组合从下至上分别为：
①底部为灰白-白色中厚层状硅质岩。局部破碎，见构造角砾岩，并充填脉状或网脉状石英脉，偶见石英晶洞。厚0.3～0.45 m，不具矿化；
②往上为天蓝-青灰-灰黑-灰绿色薄层状硅质岩夹灰黑-灰绿色薄层状泥质硅质岩、硅质板岩、紫红-灰绿色板岩、砂质板岩。厚1.3～2.75 m，为含矿层，局部地段下部不含矿；
③中部为浅黄-浅红-砖红-青灰-紫红-灰黑-灰白-白色-灰绿色中厚-薄层状硅质岩夹泥质硅质岩、板岩、粉砂质板岩，局部夹少量炭质。厚1.9～3.2 m，为含矿层；
④上部逐渐出现灰黑-灰绿-紫红色条带状板岩、硅质板岩、凝灰质板岩及灰绿-白色薄层状硅质岩。厚0.4～0.8 m，为含矿层。
⑤顶部见灰绿色中厚层状浅变质长石石英砂岩、硅质板岩。厚1.7～2.4 m，不含矿。
七彩石矿仅在②③④号岩性段有出露，岩石特征为：
硅质岩：新鲜面以灰白-白-灰黑-灰绿色为主，间有星点状-团块状-线条状的紫红-砖红-浅肉红-天蓝-青灰-浅灰白-浅黄色，岩石表面、层面、裂隙内常见浅灰白-土黄-黄-黄褐-黑褐-红褐-褐红等风化色。隐晶-微晶结构，中厚-薄层状构造，薄层状单层厚1.5～8 cm，中厚层状13～45 cm，以薄层状硅質岩居多，约占硅质岩总量的95%。矿物成分主要为玉髓和石英，含量90～94%，含少量粘土，偶在层面及微裂隙内见星点状或脉状黄铁矿。岩石微裂隙极发育，胶结紧密，可见贝壳状断口，部分易碎成小方块。
泥质硅质岩：新鲜面以灰-灰绿-灰黑色为主，间有星点状-团块状-线条状的紫红-砖红-浅肉红-天蓝-青灰-浅黄-米黄色，岩石表面、层面、裂隙内常见浅灰白-土黄-黄褐-黑褐-红褐等风化色。隐晶-微粒结构，薄层状构造，单层厚3～7 cm。矿物成分主要为玉髓和石英，含量82～88%，含13～17%的粘土，偶见星点状或脉状黄铁矿。岩石微裂隙较发育，胶结紧密。
板岩：新鲜面为灰白-灰绿色，间有星点状-团块状-线条状的紫红-浅黄色，岩石表面及裂隙内可见土黄-黄褐-黑褐-红褐等风化色。变余泥质结构，条带状-板状构造。矿物成分主要为粘土（96～99%），含极少量的绢云母、石英、硅质、铁质，偶见黄铁矿。岩石发育少量裂隙。
硅质板岩：灰白-灰绿色，间有星点状-团块状-线条状的紫红-浅红-浅黄色，岩石表面及裂隙内可见土黄-黄褐-黑褐-红褐等风化色。变余泥质结构，板状构造。矿物成分主要为粘土（83～89%），含少量硅质、石英、绢云母、铁质，偶见黄铁矿。岩石发育少量裂隙。
含粉砂质板岩：灰白-青灰-灰绿色，间有紫红色，风化色为土黄-黄褐-黑褐-红褐色。变余泥质结构，板状构造。岩石主要由粘土（84～88%）和碎屑石英组成，含少量绢云母、白云母、铁质。岩石发育少量裂隙。
（2）底板为下震旦统埃歧岭组（Z1a）灰绿色板岩与粉砂质板岩互层、灰绿色中-厚层状-块状浅变质长石石英砂岩夹灰绿色板岩、粉砂质板。
（3）顶板为下寒武统香楠组（∈1x）灰绿-黑色板岩、炭质板岩、硅质板岩与浅变质长石石英砂岩、粉砂岩构成韵律，底部夹稳定的石煤层。
2.2 控矿构造
矿床空间上分布于湘东南加里东褶皱系的南东缘，汝城隆起区内洪水山-大源复背斜中段及两侧，矿床在构造上主要受褶皱控制，分布于背斜的两翼和向斜的轴部（图1）。
矿区内褶皱断裂发育，形态复杂。马桥矿区受加里东期构造影响，主要表现为褶皱构造，褶皱多为直立褶皱，走向北西，两翼岩层倾角33～82°，如雷家-人形排背斜、杨家寨-庵门口背斜、黄石头背斜、弯垄背斜，矿层则产于背斜的两翼，断裂构造仅在弯垄发育规模较大的北西向断裂，切割弯垄背斜，其余为小型断裂及节理。井坡矿区内受加里东期构造影响，发育北西向褶皱及断裂构造，后因印支期、燕山期构造叠加而形成北东向褶皱及断裂构造。断裂可分为北东向、近东西向、北西向三组，其中北东向断裂为桂东-汝城断裂的次级断裂，错断近东西向和北西向断裂及加里东期与印支期构造层。长城岭矿区主要受加里东期构造影响，发育北西向褶皱及断裂构造。林泉矿区早期为加里东期褶皱，后受印支、燕山构造影响，形成了近南北向褶皱及东西向与北东向断裂构造。
丁腰河组与下伏埃歧岭组，上覆香楠组之间，大多存在层间破碎带，其宽度在0.35～4.6 m之间，可见构造角砾岩，并充填脉状或网脉状石英脉。
2.3 岩浆岩
矿区内均无岩浆岩出露，仅见有小规模的石英脉出露。矿区外围有雷公仙、粗砂垅、诸广山复式岩体出露，分别为早志留世黑云母石英闪长岩及中三叠世黑云母花岗闪长岩、中侏罗世斑状黑云母二长花岗岩。
2.4 围岩蚀变
蚀变矿化主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、重晶石化、褐铁矿化、赤铁矿化等。蚀变现象在矿层内均有发育，其中硅化、褐铁矿化与七彩石颜色的形成最为密切。
3 矿层特征
目前共发现七彩石矿9层，分布于汝城县马桥、井坡、长城岭及资兴市林泉一带（图1）。矿层产于背斜两翼及向斜轴部的上震旦统丁腰河组（Z2d）层位内，矿层形态、产状严格受层位控制，在地表呈层状连续或断续出露，矿层产于丁腰河组中下部，底部及顶部不具矿化，矿层内局部见有夹石。矿层走向主要为北西向，次为近南北向及近东西向，倾向主要为北东向和南西向，次为南东、南、南西及北西向，倾角33～82°，走向长1.0～12.0 km，厚2.0～6.6 m。各矿层特征详见表1。
4 矿石特征
汝城七彩石矿原生露头照片、单偏光照片、矿石反射光照片，见图2，图3、图4。
汝城七彩石矿岩石组合从下至上分别为：
（1）下部为天蓝-青灰-灰黑-灰绿色薄层状硅质岩（图2a～图2c，图3c）夹灰黑-灰绿色薄层状泥质硅质岩（图2a～图2c，图3b）、硅质板岩（图2c，图3a）、紫红-灰绿色板岩（图2b，图2c）、砂质板岩。颜色以青灰-灰黑-灰绿色为主，间有星点状-团块状-线条状天蓝-紫红色，表面常见黑褐-黄-黄褐-褐红等风化色，岩石发育微裂隙，常风化呈黑褐-黄褐-红褐色条纹；
（2）中部为浅黄-浅红-砖红-青灰-紫红-灰黑-灰白-白色-灰绿色中厚-薄层状硅质岩（图2d～图2e，图3d～图3e）夹泥质硅质岩（图2d）、板岩（图2d，图3f）、粉砂质板岩，局部夹少量炭质。岩石以紫红-灰黑-灰白-白色-灰绿色为主色调，间有星点状-团块状-线条状浅黄-黄-浅红-砖红-青灰色，表面常见黑褐-黄褐-褐红等风化色，岩石微裂隙极发育，常呈黑褐-黄褐-红褐色条纹；
（3）上部逐渐出现灰黑-灰绿-紫红色条带状板岩（图2f，图3g）、硅质板岩（图3i）、凝灰质板岩及灰绿-白色薄层状硅质岩（图3h）。
矿石成分主要有玉髓、石英（硅质）、粘土等，含少量的绢云母、绿泥石、白云母、重晶石、石墨、炭质等，金属矿物以菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿为主，含极少量的黄铜矿、铜蓝、赤铜矿、辉铜矿、赤铁矿。
玉髓：为硅质岩的主要矿物，多为隐晶质（图3a，图3c～图3e），少量为微晶结构（图3c～图3e，图3h），粒度小于0.005 mm，部分成近圓形集合体分布（图3a），圆形团块在岩石中分布较均匀。
石英：分为二种：一种呈显微粒状（图3b），粒度小于0.005 mm，硅质岩中含量居多，部分集合体呈细小石英脉状充填于岩石微裂隙中（图3e，图3h，图3i），或呈棱角被磨圆的长方形，似硅质生物屑（图3b），板岩中呈豆荚状或细小条带状分布（图3g，图3i）；另一种为石英碎屑，粒度0.01～0.035 mm，零星分布，集合体呈圆状或椭圆状团块分布（图3c，图3e，图3h，图3i），而砂质板岩中的石英碎屑粒度为0.02～0.8 mm，以0.25～0.5 mm居多。
粘土：主要分布于板岩类中，多为隐晶质（图3a，图3f，图3g，图3i），少量变质形成细小鳞片状绢云母，鳞片定向分布较明显；在硅质岩中稀疏分布于玉髓颗粒间。
菱铁矿：以自形-半自形粒状为主，部分呈它形粒状，粒径0.002～0.1 mm。主要呈稀疏浸染状（星点状）分布于硅质岩内或硅质岩条带内，局部呈团块状稠密浸染分布（图4e，图4h），少量呈显微脉状（图4d）穿插硅质岩或硅质条带。星散状分布者较粗，多为自形-半自形粒状，微细及细脉状者为它形粒状，部分呈浑圆粒状集合体且其内部常具非金属矿物碎屑核心（图4i），后者为同沉积时期形成，前两者多为后期热变质形成。菱铁矿均被褐铁矿交代（图4d，图4e，图4h）。
黄铁矿：呈自形-它形粒状，粒径0.003～0.8 mm，星散状不均匀分布于硅质岩中（图4a），局部呈集合体分布（图4c），少量呈显微脉状穿插硅质岩。具褐铁矿化。
黄铜矿：含量极少，呈它形粒状，粒径0.005～0.1 mm，主要呈断续细脉状分布于穿插灰绿色硅质岩条带微裂隙内或硅质条带界面裂隙内，偶呈星点状或不规则片条状分布在硅质岩灰绿色条带，常被铜蓝交代（图4b），局部被赤铜矿穿插交代或环边交代（图4b）。
褐铁矿：它形粒状，粒径0.001～0.2 mm，主要呈不规则状交代溶蚀菱铁矿（图4d，图4e，图4f）或交代硅质岩内碎屑颗粒而成多孔状、皮壳状集合体（图4d），少量呈蜂窝状分布（图4f），或呈显微脉状穿插硅质岩并交代菱铁矿集合体颗粒（图4e）；部分褐铁矿重结晶变为赤铁矿（图4g）。
赤铁矿：偶见，它形粒状，粒径0.01～0.2 mm，集合体沿后期开阔裂隙表面集中分布，可能为菱铁矿、褐铁矿在裂隙作用下转变而来（图4g）。
李家珍等[4]把宝石、玉石以外的色彩艳丽，结构构造奇特，一般硬度在4以内的，又符合工艺加工要求的矿物岩或单矿物岩石归为彩石类。汝城七彩石因具绚丽多彩的颜色或纹理，兼有图文石与色质石的共同优点[5]，具有较高的观赏价值，可定为观赏石类。
汝城七彩石品质较好，色彩丰富，颜色纯正匀净、鲜艳、绚丽多彩。颜色以灰白、白、灰黑、紫红、大红、灰绿色为主色调（图2，图5），间有浅灰、灰、天蓝、黄、浅黄、黄褐、红褐、浅红、浅绿等颜色。矿石颜色呈渐变或突变分布。主色调在同一岩性内的颜色往往较稳定，颜色多为均匀分布，如有蚀变新生矿物集中出现时，颜色则呈渐变分布；矿石普遍发育微裂隙，后期铁锰质等氧化后使色彩沿裂隙、层面及表面产生异化或假色，往往产生突变的颜色，形成星点状、团块状，线状、不规则线状、网状，形成不同形态的图案花纹。
矿石经加工、打磨、抛光后，犹如一幅抽象的山水画（图5a），或为飞禽走兽（图5b），或具绚丽多姿的色彩（图5c），或为极富诗情画意的纹理（图5d），或加工成色彩丰富的实用茶盘等器具，具有较好的观赏收藏和实用等价值。
5 成因探讨
汝城七彩石产于上震旦统丁腰河组硅质岩内，硅质岩夹板岩类为赋矿岩石。矿石主要表现为丰富的颜色与图案花纹，其成因涉及到岩石成因与色彩成因。对于湘东南上震旦统丁腰河组硅质岩的成因，地质学者持有不同的认识[6-7]，主要有交代成因和沉积成因两种类型。交代成因的硅质岩为后期富含硅质热液沿裂隙充填交代的结果，一般呈脉状和团块状产出。沉积成因为在特定的沉积环境下，与地层同时沉积形成的硅质岩，目前认为有热水（深源）、陆源和生物3种成因。汝城七彩石矿具有以下主要特征：
（1）目前仅在湘东南汝城县至资兴市一带的上震旦统丁腰河组层位内发现有七彩石矿。矿层严格受层位控制，矿床产于上震旦统丁腰河组中下部，顶底部不具矿化。矿层顶底部大多发育层间破碎带，部分地段发育层间破碎带，亦不发育七彩石矿。
（2）硅质岩矿层内，层理和纹理发育清淅，具典型的沉积构造特征。矿石具隐晶质结构，矿矿有原生沉积的玉髓、石英（硅质）、粘土、菱铁矿和铁锰质、炭质，又有少量的新生矿物石英、绢云母、绿泥石、菱铁矿、黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿等，同时含有较多表生作用形成的褐铁矿等。
（3）岩石中原生沉积的矿物因成分不同而形成较稳定且均匀分布的主色调。岩石经低温变质交代蚀变，形成新的蚀变矿物（如石英、菱铁矿、绢云母、绿泥石、黄铁矿、黄铜矿等）而呈不同颜色，从单偏光照片来看，后期新生矿物以石英为主，矿石中绢云母、绿泥石含量较少，对颜色形成影响较小。从反射光照片来看，金属矿物以菱铁矿及黄铁矿为主，二者均匀分布或穿插于硅质岩内及硅質岩条带内。菱铁矿大多被水解成褐铁矿后呈不同的褐色色调，部分褐铁矿重结晶变为赤铁矿后呈不同的红色色调。蚀变色及风化色往往形成突变的颜色，常形成星点状、团块状、线状、不规则线状、网状等不同形态的图案花纹。
（4）矿石主要有硅化、褐铁矿化，并具绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、蛋白石化等蚀变矿化现象。其中硅化、褐铁矿化与七彩石颜色的形成关系密切。
综上所述，汝城七彩石矿床成因为热水交代成因。矿床受层位控制，赋矿岩石为硅质岩夹板岩。矿石主要表现为丰富的颜色与图案花纹，色彩的形成与沉积成岩时不同的矿物组合、后期交代蚀变的新生矿物和氧化作用形成的矿物有关；图案花纹的形成，除不同主色调之间可相互搭配形成外，风化淋漓作用使铁锰质等氧化后，沿微裂隙亦可形成线条，最终形成绚丽多彩的汝城七彩石。
6 结论
（1）汝城七彩石仅产于湘东南上震旦统丁腰河组（Z2d）中下部，严格受层位控制，赋矿岩石为薄层硅质岩夹板岩类。
（2）汝城七彩石矿床成因为热水交代沉积成因。其色彩的形成与成岩时不同的矿物组合和后期交代蚀变、氧化作用有关。
（3）湘东南地区上震旦统丁腰河组（Z2d）硅质岩分布广泛，找矿潜力巨大。
参考文献/References
[1] 黄建中，唐晓珊，张纯臣等. 湘东南地区震旦纪地层的新划分与区域对比[J]. 湖南地质， 1994， 13（3）：129-136.
[2] 肖建军，刘翔，曾宪科. 湖南汝城地区震旦纪地层的划分及地质意义[J]. 华东地质学院学报， 1997， 20（3）：59-67.
[3] 湖南地质调查院. 1：25万湖南郴州市幅区域地质调查报告[R]. 湖南省地质调查院， 2005.
[4] 中国观赏石协会. 观赏石鉴评[S]. 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局/中国国家标准化管理委员会， 2015.
[5] 李家珍. 彩石及其资源开发（5）[J]. 矿产与地质， 1994， 8（42）：217-291.
[6] 杨海生，周永章，杨志军等. 华南热水成因硅质岩建造的稀土元素地球化学特征[J]. 矿物岩石地球化学通报， 2003， 22（1）：61-64.
[7] 彭军，伊海生，夏文杰. 扬子板块东南大陆边缘上震旦统热水成因硅质岩的地球化学标志[J]. 成都理工学院学报， 2000， 27（1）：8-14.
摘 要 汝城七彩石是湘东南地区新发现的彩石类矿产之一，矿床分布于湘东南汝城至资兴一带。区内共发现七彩石矿9层，矿层产于上震旦统丁腰河组（Z2d）中下部，薄层硅质岩夹板岩类为赋矿岩石。矿层呈层状在地表连续或断续出露，矿层形态、产状严格受层位控制，走向以北西向为主，近南北向、近东西向为次，走向长1.0～12.0 km，厚2.0～6.6 m。通过对矿床地质特征、矿层及矿石特征的分析研究，初步认为，汝城七彩石受上震旦统丁腰河组（Z2d）层位控制，矿床成因为热水交代沉积，其丰富色彩和图案花纹的形成与不同矿物组合、交代蚀变和氧化作用强度有关。
关键词 汝城七彩石；丁腰河组；硅质岩；矿床特征；矿床成因；湘东南
中图分类号：P611 文献标识码：A
Abstract： The Rucheng seven colour stone is a newly discovered mineral of coloured stone in southeastern Hunan. It was distributed in the Rucheng country and Zixing city of Chenzhou city. The deposit is discovered by nine lays. It hosted in the middle and lower part of dingyaohe formation（Z2d） of the upper series of sinian system. Rock types of the thin layer of siliceous rocks clipped the slate were the host rocks. The ore deds were layered continuous or intermittent exposed. The occurrence and form of ore beds were strictly controlled by the strata.The mainly strike of ore beds is northwestwards， the nearly north-south， the nearly east-westward of ore beds comes next. The length of ore deds trend is 1.0～12.0 kilometres， thickness is 2.0～6.6 meters. Studies on deposit geology， seam output characteristics and ore characteristics preliminarily reveal that the Rucheng seven colour stone deposit is controlled by the dingyaohe formation of the upper series of sinian system（Z2d）. The ore genesis is the hot hydrometasomatism and sedimentary. The formation of abundant color and the picture graphs related to the different mineral assemblage， metasomatic alteration and the oxidation strength.
Keywords： the Rucheng seven colour stone； dingyaohe formation； siliceous rocks；deposit characteristics； genesis of deposit； southeastern of Hunan
汝城七彩石礦床地处于南岭成矿带中段北部，位于湘东南汝城至资兴一带。“汝城七彩石”因主要产于汝城，矿石具有多彩的颜色与图案花纹，因而得名。是近几年由彩玉石玩家随着市场需求而进入观赏石爱好者与收藏者视野，并受到了国内外彩玉石玩家追捧，目前尚处于民间私采、加工、销售阶段，对于七彩石矿的勘查开发及综合研究等尚未进行相关工作。因此，湖南省地质调查院于2015年在汝城地区开展了七彩石矿调查评价与勘查工作。通过工作，共发现七彩石矿层9个，矿层赋存于上震旦统丁腰河组层位内，该层位在湘东南地区大量分布，找矿潜力巨大。汝城七彩石作为该地区新发现的彩石类矿产，其发现，对湘东南丁腰河组层位内七彩石找矿及成矿理论均有重要的借鉴作用和启示意义。
1 区域地质概况
汝城地区位于扬子板块与华夏板块接合带，大地构造位置独特。
区域出露地层较全，以南华纪-奥陶纪地层分布最广。南华纪-奥陶纪在裂陷海槽环境下，主要形成了一套巨厚的复理石与类复理石砂、泥质碎屑沉积，局部夹少量硅质岩和碳酸盐岩，构成区内结晶基底，汝城七彩石赋存于该结晶基底的上震旦统丁腰河组硅质岩系内；中泥盆世-中三叠世早期，形成了一套浅海相碳酸盐岩为主，滨海相碎屑岩为次，伴有少量台盆相硅质岩的盖层沉积；晚三叠世-中侏罗世为海陆交互相碎屑岩与碳酸盐岩沉积和内陆湖泊相-沼泽相含煤建造；白垩纪-古近纪为一套内陆湖泊相沉积。
区内构造运动活跃，先后经历了武陵、加里东、海西-印支、燕山、喜山等构造阶段，具明显的阶段性和继承性。加里东运动使前泥盆纪地层形成区内基底构造格架，表现为一系列的近东西向断裂和褶皱；印支运动造成晚三叠纪地层与下伏地层的角度不整合，经燕山运动的叠加改造而造就了一系列北东-北北东向大断裂和复式褶皱；燕山运动则形成一系列的北北东-近南北向断裂和褶皱。
区内岩浆活动频繁，具有多期次、多阶段等特点。从加里东期至燕山期形成了不同时期、不同类型、不同规模的一系列岩基、岩株、岩豆与岩脉，以燕山期岩浆活动最为强烈，致使大部分酸性岩浆岩形成了复式岩体，多为中酸性-酸性岩体，局部有基性岩出露。代表性侵入体有诸广山、彭公庙、宝峰仙、雷公仙、千里山及瑶岗仙等岩体。
2 矿床地质特征
2.1 赋矿层位
汝城七彩石矿分布于马桥、井坡、长城岭、林泉4个矿区（图1）。矿层严格受上震旦统丁腰河组层位控制，赋矿岩石为硅质岩夹板岩。其下伏下震旦统埃歧岭组，上覆下寒武统香楠组。
（1）上震旦统丁腰河组（Z2d）以薄层状硅质岩集中出现为标志，属非补偿性滞流海盆还原条件下的沉积产物。层厚5.6～9.8 m之间，岩石特征与前人研究成果[1-3]基本一致，区别在于，七彩石矿层内岩石以色彩丰富、绚丽多彩为特征。岩性组合从下至上分别为：
①底部为灰白-白色中厚层状硅质岩。局部破碎，见构造角砾岩，并充填脉状或网脉状石英脉，偶见石英晶洞。厚0.3～0.45 m，不具矿化；
②往上为天蓝-青灰-灰黑-灰绿色薄层状硅质岩夹灰黑-灰绿色薄层状泥质硅质岩、硅质板岩、紫红-灰绿色板岩、砂质板岩。厚1.3～2.75 m，为含矿层，局部地段下部不含矿；
③中部为浅黄-浅红-砖红-青灰-紫红-灰黑-灰白-白色-灰绿色中厚-薄层状硅质岩夹泥质硅质岩、板岩、粉砂质板岩，局部夹少量炭质。厚1.9～3.2 m，为含矿层；
④上部逐渐出现灰黑-灰绿-紫红色条带状板岩、硅质板岩、凝灰质板岩及灰绿-白色薄层状硅质岩。厚0.4～0.8 m，为含矿层。
⑤顶部见灰绿色中厚层状浅变质长石石英砂岩、硅质板岩。厚1.7～2.4 m，不含矿。
七彩石矿仅在②③④号岩性段有出露，岩石特征为：
硅质岩：新鲜面以灰白-白-灰黑-灰绿色为主，间有星点状-团块状-线条状的紫红-砖红-浅肉红-天蓝-青灰-浅灰白-浅黄色，岩石表面、层面、裂隙内常见浅灰白-土黄-黄-黄褐-黑褐-红褐-褐红等风化色。隐晶-微晶结构，中厚-薄层状构造，薄层状单层厚1.5～8 cm，中厚层状13～45 cm，以薄层状硅質岩居多，约占硅质岩总量的95%。矿物成分主要为玉髓和石英，含量90～94%，含少量粘土，偶在层面及微裂隙内见星点状或脉状黄铁矿。岩石微裂隙极发育，胶结紧密，可见贝壳状断口，部分易碎成小方块。
泥质硅质岩：新鲜面以灰-灰绿-灰黑色为主，间有星点状-团块状-线条状的紫红-砖红-浅肉红-天蓝-青灰-浅黄-米黄色，岩石表面、层面、裂隙内常见浅灰白-土黄-黄褐-黑褐-红褐等风化色。隐晶-微粒结构，薄层状构造，单层厚3～7 cm。矿物成分主要为玉髓和石英，含量82～88%，含13～17%的粘土，偶见星点状或脉状黄铁矿。岩石微裂隙较发育，胶结紧密。
板岩：新鲜面为灰白-灰绿色，间有星点状-团块状-线条状的紫红-浅黄色，岩石表面及裂隙内可见土黄-黄褐-黑褐-红褐等风化色。变余泥质结构，条带状-板状构造。矿物成分主要为粘土（96～99%），含极少量的绢云母、石英、硅质、铁质，偶见黄铁矿。岩石发育少量裂隙。
硅质板岩：灰白-灰绿色，间有星点状-团块状-线条状的紫红-浅红-浅黄色，岩石表面及裂隙内可见土黄-黄褐-黑褐-红褐等风化色。变余泥质结构，板状构造。矿物成分主要为粘土（83～89%），含少量硅质、石英、绢云母、铁质，偶见黄铁矿。岩石发育少量裂隙。
含粉砂质板岩：灰白-青灰-灰绿色，间有紫红色，风化色为土黄-黄褐-黑褐-红褐色。变余泥质结构，板状构造。岩石主要由粘土（84～88%）和碎屑石英组成，含少量绢云母、白云母、铁质。岩石发育少量裂隙。
（2）底板为下震旦统埃歧岭组（Z1a）灰绿色板岩与粉砂质板岩互层、灰绿色中-厚层状-块状浅变质长石石英砂岩夹灰绿色板岩、粉砂质板。
（3）顶板为下寒武统香楠组（∈1x）灰绿-黑色板岩、炭质板岩、硅质板岩与浅变质长石石英砂岩、粉砂岩构成韵律，底部夹稳定的石煤层。
2.2 控矿构造
矿床空间上分布于湘东南加里东褶皱系的南东缘，汝城隆起区内洪水山-大源复背斜中段及两侧，矿床在构造上主要受褶皱控制，分布于背斜的两翼和向斜的轴部（图1）。
矿区内褶皱断裂发育，形态复杂。马桥矿区受加里东期构造影响，主要表现为褶皱构造，褶皱多为直立褶皱，走向北西，两翼岩层倾角33～82°，如雷家-人形排背斜、杨家寨-庵门口背斜、黄石头背斜、弯垄背斜，矿层则产于背斜的两翼，断裂构造仅在弯垄发育规模较大的北西向断裂，切割弯垄背斜，其余为小型断裂及节理。井坡矿区内受加里东期构造影响，发育北西向褶皱及断裂构造，后因印支期、燕山期构造叠加而形成北东向褶皱及断裂构造。断裂可分为北东向、近东西向、北西向三组，其中北东向断裂为桂东-汝城断裂的次级断裂，错断近东西向和北西向断裂及加里东期与印支期构造层。长城岭矿区主要受加里东期构造影响，发育北西向褶皱及断裂构造。林泉矿区早期为加里东期褶皱，后受印支、燕山构造影响，形成了近南北向褶皱及东西向与北东向断裂构造。
丁腰河组与下伏埃歧岭组，上覆香楠组之间，大多存在层间破碎带，其宽度在0.35～4.6 m之间，可见构造角砾岩，并充填脉状或网脉状石英脉。
2.3 岩浆岩
矿区内均无岩浆岩出露，仅见有小规模的石英脉出露。矿区外围有雷公仙、粗砂垅、诸广山复式岩体出露，分别为早志留世黑云母石英闪长岩及中三叠世黑云母花岗闪长岩、中侏罗世斑状黑云母二长花岗岩。
2.4 围岩蚀变
蚀变矿化主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、重晶石化、褐铁矿化、赤铁矿化等。蚀变现象在矿层内均有发育，其中硅化、褐铁矿化与七彩石颜色的形成最为密切。
3 矿层特征
目前共发现七彩石矿9层，分布于汝城县马桥、井坡、长城岭及资兴市林泉一带（图1）。矿层产于背斜两翼及向斜轴部的上震旦统丁腰河组（Z2d）层位内，矿层形态、产状严格受层位控制，在地表呈层状连续或断续出露，矿层产于丁腰河组中下部，底部及顶部不具矿化，矿层内局部见有夹石。矿层走向主要为北西向，次为近南北向及近东西向，倾向主要为北东向和南西向，次为南东、南、南西及北西向，倾角33～82°，走向长1.0～12.0 km，厚2.0～6.6 m。各矿层特征详见表1。
4 矿石特征
汝城七彩石矿原生露头照片、单偏光照片、矿石反射光照片，见图2，图3、图4。
汝城七彩石矿岩石组合从下至上分别为：
（1）下部为天蓝-青灰-灰黑-灰绿色薄层状硅质岩（图2a～图2c，图3c）夹灰黑-灰绿色薄层状泥质硅质岩（图2a～图2c，图3b）、硅质板岩（图2c，图3a）、紫红-灰绿色板岩（图2b，图2c）、砂质板岩。颜色以青灰-灰黑-灰绿色为主，间有星点状-团块状-线条状天蓝-紫红色，表面常见黑褐-黄-黄褐-褐红等风化色，岩石发育微裂隙，常风化呈黑褐-黄褐-红褐色条纹；
（2）中部为浅黄-浅红-砖红-青灰-紫红-灰黑-灰白-白色-灰绿色中厚-薄层状硅质岩（图2d～图2e，图3d～图3e）夹泥质硅质岩（图2d）、板岩（图2d，图3f）、粉砂质板岩，局部夹少量炭质。岩石以紫红-灰黑-灰白-白色-灰绿色为主色调，间有星点状-团块状-线条状浅黄-黄-浅红-砖红-青灰色，表面常见黑褐-黄褐-褐红等风化色，岩石微裂隙极发育，常呈黑褐-黄褐-红褐色条纹；
（3）上部逐渐出现灰黑-灰绿-紫红色条带状板岩（图2f，图3g）、硅质板岩（图3i）、凝灰质板岩及灰绿-白色薄层状硅质岩（图3h）。
矿石成分主要有玉髓、石英（硅质）、粘土等，含少量的绢云母、绿泥石、白云母、重晶石、石墨、炭质等，金属矿物以菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿为主，含极少量的黄铜矿、铜蓝、赤铜矿、辉铜矿、赤铁矿。
玉髓：为硅质岩的主要矿物，多为隐晶质（图3a，图3c～图3e），少量为微晶结构（图3c～图3e，图3h），粒度小于0.005 mm，部分成近圓形集合体分布（图3a），圆形团块在岩石中分布较均匀。
石英：分为二种：一种呈显微粒状（图3b），粒度小于0.005 mm，硅质岩中含量居多，部分集合体呈细小石英脉状充填于岩石微裂隙中（图3e，图3h，图3i），或呈棱角被磨圆的长方形，似硅质生物屑（图3b），板岩中呈豆荚状或细小条带状分布（图3g，图3i）；另一种为石英碎屑，粒度0.01～0.035 mm，零星分布，集合体呈圆状或椭圆状团块分布（图3c，图3e，图3h，图3i），而砂质板岩中的石英碎屑粒度为0.02～0.8 mm，以0.25～0.5 mm居多。
粘土：主要分布于板岩类中，多为隐晶质（图3a，图3f，图3g，图3i），少量变质形成细小鳞片状绢云母，鳞片定向分布较明显；在硅质岩中稀疏分布于玉髓颗粒间。
菱铁矿：以自形-半自形粒状为主，部分呈它形粒状，粒径0.002～0.1 mm。主要呈稀疏浸染状（星点状）分布于硅质岩内或硅质岩条带内，局部呈团块状稠密浸染分布（图4e，图4h），少量呈显微脉状（图4d）穿插硅质岩或硅质条带。星散状分布者较粗，多为自形-半自形粒状，微细及细脉状者为它形粒状，部分呈浑圆粒状集合体且其内部常具非金属矿物碎屑核心（图4i），后者为同沉积时期形成，前两者多为后期热变质形成。菱铁矿均被褐铁矿交代（图4d，图4e，图4h）。
黄铁矿：呈自形-它形粒状，粒径0.003～0.8 mm，星散状不均匀分布于硅质岩中（图4a），局部呈集合体分布（图4c），少量呈显微脉状穿插硅质岩。具褐铁矿化。
黄铜矿：含量极少，呈它形粒状，粒径0.005～0.1 mm，主要呈断续细脉状分布于穿插灰绿色硅质岩条带微裂隙内或硅质条带界面裂隙内，偶呈星点状或不规则片条状分布在硅质岩灰绿色条带，常被铜蓝交代（图4b），局部被赤铜矿穿插交代或环边交代（图4b）。
褐铁矿：它形粒状，粒径0.001～0.2 mm，主要呈不规则状交代溶蚀菱铁矿（图4d，图4e，图4f）或交代硅质岩内碎屑颗粒而成多孔状、皮壳状集合体（图4d），少量呈蜂窝状分布（图4f），或呈显微脉状穿插硅质岩并交代菱铁矿集合体颗粒（图4e）；部分褐铁矿重结晶变为赤铁矿（图4g）。
赤铁矿：偶见，它形粒状，粒径0.01～0.2 mm，集合体沿后期开阔裂隙表面集中分布，可能为菱铁矿、褐铁矿在裂隙作用下转变而来（图4g）。
李家珍等[4]把宝石、玉石以外的色彩艳丽，结构构造奇特，一般硬度在4以内的，又符合工艺加工要求的矿物岩或单矿物岩石归为彩石类。汝城七彩石因具绚丽多彩的颜色或纹理，兼有图文石与色质石的共同优点[5]，具有较高的观赏价值，可定为观赏石类。
汝城七彩石品质较好，色彩丰富，颜色纯正匀净、鲜艳、绚丽多彩。颜色以灰白、白、灰黑、紫红、大红、灰绿色为主色调（图2，图5），间有浅灰、灰、天蓝、黄、浅黄、黄褐、红褐、浅红、浅绿等颜色。矿石颜色呈渐变或突变分布。主色调在同一岩性内的颜色往往较稳定，颜色多为均匀分布，如有蚀变新生矿物集中出现时，颜色则呈渐变分布；矿石普遍发育微裂隙，后期铁锰质等氧化后使色彩沿裂隙、层面及表面产生异化或假色，往往产生突变的颜色，形成星点状、团块状，线状、不规则线状、网状，形成不同形态的图案花纹。
矿石经加工、打磨、抛光后，犹如一幅抽象的山水画（图5a），或为飞禽走兽（图5b），或具绚丽多姿的色彩（图5c），或为极富诗情画意的纹理（图5d），或加工成色彩丰富的实用茶盘等器具，具有较好的观赏收藏和实用等价值。
5 成因探讨
汝城七彩石产于上震旦统丁腰河组硅质岩内，硅质岩夹板岩类为赋矿岩石。矿石主要表现为丰富的颜色与图案花纹，其成因涉及到岩石成因与色彩成因。对于湘东南上震旦统丁腰河组硅质岩的成因，地质学者持有不同的认识[6-7]，主要有交代成因和沉积成因两种类型。交代成因的硅质岩为后期富含硅质热液沿裂隙充填交代的结果，一般呈脉状和团块状产出。沉积成因为在特定的沉积环境下，与地层同时沉积形成的硅质岩，目前认为有热水（深源）、陆源和生物3种成因。汝城七彩石矿具有以下主要特征：
（1）目前仅在湘东南汝城县至资兴市一带的上震旦统丁腰河组层位内发现有七彩石矿。矿层严格受层位控制，矿床产于上震旦统丁腰河组中下部，顶底部不具矿化。矿层顶底部大多发育层间破碎带，部分地段发育层间破碎带，亦不发育七彩石矿。
（2）硅质岩矿层内，层理和纹理发育清淅，具典型的沉积构造特征。矿石具隐晶质结构，矿矿有原生沉积的玉髓、石英（硅质）、粘土、菱铁矿和铁锰质、炭质，又有少量的新生矿物石英、绢云母、绿泥石、菱铁矿、黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿等，同时含有较多表生作用形成的褐铁矿等。
（3）岩石中原生沉积的矿物因成分不同而形成较稳定且均匀分布的主色调。岩石经低温变质交代蚀变，形成新的蚀变矿物（如石英、菱铁矿、绢云母、绿泥石、黄铁矿、黄铜矿等）而呈不同颜色，从单偏光照片来看，后期新生矿物以石英为主，矿石中绢云母、绿泥石含量较少，对颜色形成影响较小。从反射光照片来看，金属矿物以菱铁矿及黄铁矿为主，二者均匀分布或穿插于硅质岩内及硅質岩条带内。菱铁矿大多被水解成褐铁矿后呈不同的褐色色调，部分褐铁矿重结晶变为赤铁矿后呈不同的红色色调。蚀变色及风化色往往形成突变的颜色，常形成星点状、团块状、线状、不规则线状、网状等不同形态的图案花纹。
（4）矿石主要有硅化、褐铁矿化，并具绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、蛋白石化等蚀变矿化现象。其中硅化、褐铁矿化与七彩石颜色的形成关系密切。
综上所述，汝城七彩石矿床成因为热水交代成因。矿床受层位控制，赋矿岩石为硅质岩夹板岩。矿石主要表现为丰富的颜色与图案花纹，色彩的形成与沉积成岩时不同的矿物组合、后期交代蚀变的新生矿物和氧化作用形成的矿物有关；图案花纹的形成，除不同主色调之间可相互搭配形成外，风化淋漓作用使铁锰质等氧化后，沿微裂隙亦可形成线条，最终形成绚丽多彩的汝城七彩石。
6 结论
（1）汝城七彩石仅产于湘东南上震旦统丁腰河组（Z2d）中下部，严格受层位控制，赋矿岩石为薄层硅质岩夹板岩类。
（2）汝城七彩石矿床成因为热水交代沉积成因。其色彩的形成与成岩时不同的矿物组合和后期交代蚀变、氧化作用有关。
（3）湘东南地区上震旦统丁腰河组（Z2d）硅质岩分布广泛，找矿潜力巨大。
参考文献/References
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