四川省天全县渔溪硫铁矿矿床地质特征及成因

2016-09-26熊英禾王明光周福海

现代矿业 2016年5期

关键词：硫铁矿灯影白云岩

易　鹏　廖　强　熊英禾　王明光　周福海

(四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队)

四川省天全县渔溪硫铁矿矿床地质特征及成因

易鹏廖强熊英禾王明光周福海

(四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队)

结合渔溪硫铁矿勘查成果对该矿床地质特征及成因进行了详细分析，认为该矿床为岩性、构造、热液共同作用的产物，为中—低温热液充填交代矿床。在上述分析的基础上，介绍了相邻矿区的找矿成果，对于区内及邻区找矿勘查有一定的参考价值。

硫铁矿矿床地质特征矿床成因找矿勘查

渔溪硫铁矿位于四川省天全县紫石乡小仁烟村，1956—1961年，原四川省地矿局雅安队、天全队在该区进行了小范围的普查、勘探，并提交了详勘报告。近年来，四川省地矿局区调队对该矿进行了矿山勘查工作，并取得了一定的找矿突破。本研究结合矿山生产勘查情况，对矿床地质特征及成因进行探究，为该矿床深部及边部找矿提供理论依据。

1　区域地质背景

渔溪硫铁矿区处于龙门山陷褶断束(Ⅲ)宝兴穹褶断束(Ⅳ)，南东为扬子地台区，北西属松潘—甘孜地槽褶皱系。区内震旦系火山岩发育，古生代以海相沉积为主，中生代陆相地层具远源特征，层序较完整。区内出露地层主要有下震旦统安山岩段、上震旦统灯影组、奥陶系(O)、志留系(S)、二叠系(P)、三叠系、侏罗系地层。区内大地构造位居扬子陆块西缘龙门山前陆逆冲推覆带，呈NE—SW向展布，地形上构成东西地貌的分野，是青藏高原与四川盆地的过渡带。区内出露花岗岩为二郎山花岗岩体的一部分，岩体可划分为花岗岩、花岗闪长岩、斜长花岗岩等3个相带，以花岗岩为主要相带，花岗闪长岩发育最差。区内最主要的岩浆岩体为澄江—晋宁期花岗岩，形成的侵入岩浆岩广泛出露于NE向构造带的宝兴复背斜核部以及SN向构造带的大渡河主流两岸和二郎山山岭。

2　矿床地质特征

2.1矿体特征

渔溪硫铁矿体产于澄江—晋宁期花岗岩与震旦系灯影组一段接触带附近或灯影组一段白云岩层间裂隙和破碎带中，矿体沿白云岩节理及破碎带充填交代，呈不规则的小透镜体、似层状、扁豆状展布。

2.1.1Ⅰ#矿体

2.1.2Ⅱ#矿体

Ⅱ#矿体位于矿区中部大渔溪沟与磺厂沟之间以南的山坡上，赋存于矿区中部平缓穹隆裂隙中，地表沿NE—SW向延伸。矿体受控于灯影组(Zbdn)一段白云岩内的层间裂隙及隐伏断层(F1)。矿体在平面上以齿状形态分布并往南延深，顺岩层或小角度与岩层相交，地表连续性较好，与围岩界线较清晰，呈似层状、扁豆状展布。矿体地表由TC0901、TC1201、TC1401、TC1402、TC1403、TC1404、K82、K83、K84、K86、K68槽探工程控制，深部由3个钻孔及PD02、PD03、LD08硐探工程控制。矿体出露标高1 570～1 695m，走向延伸700m，控制矿体深部斜深420m，矿体走向30°～55°，倾向120°～145°，倾角变化较大，在矿体底板等高线1 590m至地表间，矿体倾角18°～23°，在矿体底板等高线1 590m以下，矿体倾角4°～9°，平均10°。矿体一般厚1.08～2.74m，最厚可达5.31m，平均厚1.98m。矿体多为单层结构，无夹石，矿体顶底板围岩为浅灰色、灰白色中厚层状白云岩。

2.1.3Ⅲ#矿体

Ⅲ#矿体位于矿区北东大渔溪东侧山坡上，赋存于矿区震旦系灯影组(Zbdn)一段与下覆花岗岩接触界线上长5～40m的白云岩层间孔隙中，地表沿NE—SW向延伸。矿体在平面上呈长条状不规则四边形展布，顺岩层或小角度与岩层相交，地表连续性较好，与围岩界线较清晰，形态呈似层状、扁豆状。矿体由16#、20#、24#、28#勘探线控制，地表由TC1801、TC2001、TC2201、TC2401、TC2601、TC2801槽探工程控制，深部由ZKⅠ-5钻孔、LD12老硐等工程控制。矿体出露标高1 580～1 680m，走向延伸308m，控制矿体深部斜深75m，倾向65°～95°，平均倾角15°，矿体一般厚0.99～1.97m，最厚可达4.88m，平均厚2.15m。矿体多为单层结构，无夹石，矿体顶底板围岩为浅灰色、灰白色中厚层状白云岩。

2.2矿石质量

(1)矿物组分。矿石矿物以黄铁矿为主，次为磁黄铁矿、微量方铅矿、黄铜矿。脉石矿物主要为石英、方解石、玉髓等。

(2)结构构造。黄铁矿具完整的正方形自形晶，呈集合体出现，粒径0.08～0.12mm，部分受外力作用影响而破碎，呈不规则棱角状或碎屑状。黄铁矿呈致密块状集合体，为矿区主要的矿石构造。

(3)矿石化学成分。经检测，矿石中原生矿中w(S)45.84%～47.95%，平均47.14%；w(Ag) 4.0～5.6g/t，平均4.56g/t；w(Pb) 0.022%～0.041%，含量微；w(TFe) 37.79%～39.88%，平均38.79%；w(As) 0.026%～0.047%，平均0.038%。矿区矿石有害组分(Pb、Zn、As)和有益组分(Cu、Au、Sn)含量极微或不含，不影响矿石质量，适合于硫酸工业利用。

2.3矿石氧化特征

硫铁矿的氧化带包括暴露地表的铁帽亚带和接近原生硫铁矿体的松散黄铁矿亚带(硫精砂带)[1-3]。影响硫铁矿氧化带的因素有气候(温度和降雨量)、地形、围岩透水性、岩石组分、成矿后断裂构造、矿体产状等[4-6]。铁帽亚带的主要矿物成分为褐铁矿和少量的黄钾铁矾。松散黄铁矿亚带(硫精砂带)主要矿物成分为原生硫铁矿。

2.4矿体围岩和围岩蚀变

(1)矿体围岩。硫铁矿体赋存于震旦系灯影组白云岩中，顶板为中厚层状细—微晶白云岩，底板为薄—中层状中晶白云岩，围岩普遍具重结晶现象。

(2)围岩蚀变。矿区硫铁矿成因类型为中—低温热液型，在围岩蚀变组合、强度、种类等方面具有明显的成因标志。围岩蚀变为1套中—低温蚀变组合，蚀变强度弱，种类单一，主要有硅化、碳酸盐化，多为成矿后期蚀变。硅化呈脉状、透镜状、不规则状，晶洞中石英呈半自形—自形状，有的排列成梳状，与脉体接触的白云岩无明显特征变化，说明硅化脉体温度较低，硅化与硫铁矿化具有十分明显的正相关关系。碳酸盐化呈细脉状分布，分布零星，与矿体关系不密切。

3　矿床成因

在早震旦世，大陆裂谷带火山喷发活动强烈，川西堆积厚达数千米的火山岩，形成了震旦系下统火山-碎屑沉积建造。在晚震旦世—早寒武世早期，川西以大规模海侵为特征，由于震旦纪早期火山沉积作用，在局限—半局限海湾潮坪半还原环境中，海水中富含Fe2+、Fe3+、Pb2+、Zn2+、Ag+、S-等离子，形成硫化物微粒分散沉淀于灯影组厚大白云岩中。经野外实地观测和室内镜下观测，在硫铁矿围岩中含有丰富的颗粒细小的黄铁矿，显微镜下也可见到大量显微霉群结构的黄铁矿，均说明在地层形成过程中，便有大量的硫化物形成了，构成了硫铁矿矿源层。该区曾历经多次构造运动(晋宁期、加里东期、华力西期、印支期等)，区内断裂发育，断层规模大，活动频繁，切割较深，断层破碎带宽数米至数十米。由于断层的多期活动，引发了地壳深部热液多期上涌，破坏了断裂带及附近原有的地球化学平衡，多次激活了各成矿元素从灯影组碳酸盐岩中迁移，在破碎带富集成矿。

(1)构造控制。区内矿体受火山构造和地质构造的双重控制，矿体位于大渔溪平缓背斜的次一级褶皱上，由于受后期构造影响，使整个岩层产生较多小层间破碎带或次级小背斜，为矿液的储存提供了良好的导矿构造，加之围岩系震旦系上统灯影组第一段岩层，其可塑性较小、性脆易断，在受到不同方向的挤压力时，易形成张性断层、层间裂隙而成为良好的容矿构造。

(2)岩性控制。区内硫铁矿体围岩为震旦系上统灯影组第一段白云岩，该类富含白云质的矿源层在岩浆热力的烘烤下，发生重结晶，使颗粒和孔隙度增大，加之碳酸盐岩化学性质活泼，对矿液的迎合力较大，对成矿更有利，易在有利部位沉淀、富集形成工业矿体。

(3)矿液来源。硫与铁最初以胶状溶液混溶一并上升至储矿空间，由于温度下降而凝成胶凝体，由于后期的多次区域构造作用、变质作用使成胶状结构的矿石再次结晶形成晶质黄铁矿。

(4)成矿温度。根据与成矿作用同时产生的轻微硅化、碳酸盐化及矿石中伴生的黄铜矿、方铅矿等，推断该矿床的成矿温度为中—低温。

4　相邻矿山找矿成果

渔溪硫铁矿位于四川省硫铁矿的重点找矿靶区，矿区西部和北部分布有马鞍腰硫铁矿和大沟头硫铁矿。目前，在马鞍腰硫铁矿区已寻找到主要矿体，矿体受横贯矿区的1条大断裂控制，在大断裂旁的次级断裂中形成了储存场所，据坑道掘进情况，矿体呈囊状、豆荚状，局部厚度可达3m以上，w(S)大于35%。大沟头硫铁矿由于临近渔溪硫铁矿和马鞍腰硫铁矿，目前主要沿着从马鞍腰硫铁矿区延伸的大断裂两侧进行找矿，通过寻找次级断裂和部分不整合接触面，该矿区已寻找到2个小矿体，均位于次级断裂中，目前该矿区仍在进行勘查工作，以便寻找到适合开采的工业矿体。

根据目前该区域的找矿情况，硫铁矿在区域内沿火山岩附近的断裂带分布，该区域内寻找硫铁矿应主要关注火山岩与碳酸盐岩的不整合接触面以及靠近该接触面的断裂带。渔溪硫铁矿区硫铁矿找矿标志明确、含矿层位稳定，火山岩与碳酸盐岩的接触带一般均具有硫铁矿化，有效硫品位一般10%～20%，仅需进一步沿该接触带查清相关控矿构造，找出储存空间，有望找到矿体。