基本介紹
- 中文名：黑柱石
- 外文名：ilvaite
- 學科：冶金工程
- 形狀：柱狀
- 顏色：黑色
- 領域：冶煉
礦物介紹,礦床概況,產出特徵,化學成分特徵,分析,總結,
礦物介紹
黑柱石是一種含鈣鐵的島狀含水矽酸岩礦物，在夕卡岩礦床中較為常見，具有一定的標型礦物意義，然而國內有關黑柱石的研究較少。
作為一種夕卡岩礦物，黑柱石最常見於與中基性岩有關的鐵礦床中，如福建馬坑鐵礦床在墨西哥半卻肯礦區，黑柱石產於輝綠岩與灰岩地層的接觸帶中。黑柱石的形成也可與基性一超基性岩在關，如四川紅格釩欽磁鐵礦礦床中黑柱石呈不規則粒狀或細脈狀充填膠結破碎的鐵欽氧化物中；新疆西準噶爾地區唐巴勒超基性岩帶中也有黑柱石的產出，其呈半自形粒狀與磁鐵礦、石榴石等共生；在Skaergaard礦床中，黑柱石呈交代橄欖石的形式出現。黑柱石還可產於中酸性侵入岩與碳酸鹽岩地區夕卡岩型鐵礦床中，如青海省都蘭雙慶鐵礦床，黑柱石主要與鈣鐵榴石、鈣鐵輝石、磁鐵礦以及鐵銅的硫化物共生。
礦床概況
磁海鐵礦床產於天山褶皺系南緣，北山褶皺帶西段，為一與鎂鐵與瞼鎂鐵岩有關的復成因鐵（鑽）礦床。北山褶皺帶地處中國新疆、內蒙、甘肅三省（區）交匯部位，構造上位於塔里木地台北側，己發現了眾多的Cu、Au、Pb、Zn、Fe等礦床。磁海礦床包括磁海、磁南和磁西三個礦段，礦區薊縣系平頭山群和二疊系地層組成了開闊的背斜構造，背斜核部由大面積的岩漿岩侵占，磁海和磁南兩個礦段分別賦存於背斜核部的南北兩翼，兩礦段間為侵入相橄欖輝長岩、輝長岩、輝長閃長岩。磁南礦段中部為與磁鐵礦有關的輝綠岩、含礦帶及大理岩，南部主要為黑雲母斜長花崗岩和花崗岩岩體。平頭山群在磁海礦區主要由黑雲母長英質片岩組成，磁南礦段主要為大理岩、白雲質大理岩、長英質片岩、石英岩等。
磁鐵礦體主要賦存在輝綠岩岩體中，單個礦體的圍岩為輝綠岩和透輝石巧店鐵輝石夕卡岩。礦區原生礦石以塊狀、浸染狀為主，次為細脈狀、條帶狀。礦石礦物主要為磁鐵礦，其次為黃鐵礦、磁黃鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、輝砷鑽礦、斜方砷鑽礦、鑽硫砷鐵礦、鎳黃鐵礦、黝銅礦等，脈石礦物為透輝石作丐鐵輝石、鈣鋁榴石、陽起石、普通角閃石、綠泥石、黑雲母、綠簾石、黑柱石、石英、檐石、磷灰石，以及黑柱石等。
產出特徵
黑柱石外表呈瀝青黑色，條痕褐黑色，玻璃光澤，不透明，具脆性。在單偏光顯微鏡下，晶形為短柱狀，半透明，深褐色，多色性極明顯，黃褐掂褐掂綠色。反射光下各向異性呈灰藍色，能見到清楚的雙反射和很強的非均質現象。黑柱石產於磁南礦段邊緣部位，主要呈細脈狀和浸染狀產於透輝石鈣鐵輝石夕卡岩、夕卡岩與塊狀磁鐵礦接觸帶上，與磁鐵礦、黃鐵礦、透輝石及鈣鐵輝石共生。按產出狀態，磁海礦區黑柱石有以下3種類型:
1.分布於夕卡岩內部，粒徑多小於0.2mm，與透輝石、磁鐵礦共生，黑柱石和磁鐵礦填間於透輝石之間，局部可見黑柱石交代早期輝石現象，輝石和磁鐵礦呈交代殘餘結構。可見，黑柱石產於夕卡岩礦物之後，為夕卡岩礦物經熱液蝕變（退變質）形成。
2.呈細脈狀充填於塊狀磁鐵礦裂隙間的黑柱石。黑柱石脈寬約0.2mm，多呈柱狀自形、半自形晶粒或集合體，晶體邊界不清。黑柱石與磁鐵礦之間可殘留少量透輝石，脈狀黑柱石的形成晚於塊狀磁鐵礦。
3.呈脈狀分布於磁鐵礦與夕卡岩過渡帶上的黑柱石。黑柱石脈寬0.1-0.5mm，多呈柱狀、板狀集合體，脈體與磁鐵礦接觸部位較平整，與夕卡岩接觸一側邊部不規則。
綜上所述，本區黑柱石總體上呈浸染狀和細脈狀，主要產於磁鐵礦與夕卡岩的接觸帶，或近礦夕卡岩中，多沿夕卡岩和磁鐵礦的邊緣部位產出。黑柱石的形成晚於磁鐵礦，亦大多晚於透輝石、鈣鐵輝石。該特徵反映出，本區黑柱石應為夕卡岩晚期階段產物：隨著晚期熱液活動加強，早期夕卡岩矽酸鹽礦物退化蝕變形成了含水矽酸鹽礦物—黑柱石。
化學成分特徵
顯微鏡下挑選不同產狀的黑柱石，在中國科學院地質與地球物理研究所電子探針實驗室用JXA-8100電子探針儀進行測試，分析條件為：加速電壓15 kV、探針電流10nA、束斑直徑5μm。
黑柱石的光學性質和電子探針數據均顯示了其不均勻性。磁海礦區的黑柱石主要有2種產狀，一是在夕卡岩中浸染狀黑柱石，另一種是產在塊狀磁鐵礦及其與夕卡岩接觸帶的細脈狀黑柱石，產於塊狀磁鐵礦礦石中的黑柱石，全鐵含量高，達50.54%。MnO和MgO含量略低，MgO的含量低於0.5 %。夕卡岩中浸染狀黑柱石，全鐵含量略低於前者，為46.04%一47.94%。MgO的含量達 2.37%-2.72%。MnO的含量也高於塊狀磁鐵礦中黑柱石MnO的含量，但總體遠低於錳黑柱石中MnO的含量。產於磁鐵礦與夕卡岩過渡帶上的黑柱石各成分處於前兩者之間。可見，黑柱石成分的不均勻性主要受產出部位圍岩及早期夕卡岩的成分影響。
分析
黑柱石作為一種夕卡岩礦物，相比石榴石、符山石、綠簾石等其它夕卡岩礦物，並不常見，儘管在部分礦區出現，其含量也是很低的，因此，國內外有關黑柱石的專門研究和討論並不多見。黑柱石具有獨特的礦物性質和形成條件，其礦物學特徵對研究礦區基礎地質和成礦條件有一定的意義。
黑柱石多產於與接觸交代作用有關的鐵礦床中，在夕卡岩型鉛鋅、鎢、鉑、金多金屬礦床中也見黑柱石的產出。產出位置一般是在岩體的接觸變質帶上，特別是外接觸帶礦體尖滅部位。有關岩體可以是超基性岩，圍岩多為碳酸鹽岩、矽質岩及大理岩。共生礦物主要有鈣鐵榴石、透輝石、鈣鐵輝石、薔微輝石、角閃石、綠泥石、磁鐵礦及黃鐵礦等。
磁海礦區處於兩者之間，更接近與基性與瞼基性有關的夕卡岩礦區，礦區的夕卡岩為基性岩體與圍岩地層接觸交代形成，黑柱石主要產於接觸變質帶上，交代透輝石、鈣鐵輝石和磁鐵礦。
黑柱石大多形成於與接觸交代有關的礦床，多產於岩體與含礦圍岩接觸蝕變帶部位，與符山石、斧石、石榴石等同為典型的接觸交代夕卡岩礦物。但黑柱石形成時間較晚，可由早期形成的夕卡岩礦物經熱液作用或氣成作用而生成，是一種退化蝕變夕卡岩礦物，在晚期階段可部分取代磁鐵礦和赤鐵礦。磁海礦區黑柱石僅產於礦體邊部與夕卡岩接觸部位，主要是因為過渡帶一般裂隙較發育，熱液活動持續時間長而緩慢有關。
磁海礦區黑柱石的出現意味著接觸交代後期存在退化蝕變階段，早期形成的磁鐵礦受更晚期熱液的影響，礦體邊部鐵礦發生貧化，降低了磁鐵礦礦石的品位。
總結
黑柱石為一種與接觸交代作用有關、經過退化蝕變形成的含水矽酸鹽礦物，存在鎂招樑柱石和錳招樑柱石二變種，黑柱石的成分受岩體和圍岩的影響，並主要取決於早期形成的夕卡岩礦物的成分。磁海礦區的黑柱石產於透輝石巧店鐵輝石夕卡岩、夕卡岩與磁鐵礦接觸帶和塊狀磁鐵礦邊部，與磁鐵礦、黃鐵礦、透輝石及鈣鐵輝石共生，屬普通黑柱石。黑柱石的發現不僅為磁海礦床存在接觸交代作用提供了依據，而且由於黑柱石礦物形成時間一般較晚，可取代早期形成的輝石、磁鐵礦及赤鐵礦，因此磁海礦區黑柱石的存在意味著磁鐵礦主礦體形成後，發生了熱液蝕變改造作用，對早期形成的礦體起了一定的貧化作用。黑柱石礦物在常用礦物學教材中較少提及，應該引起重視。
