石膏礦床的地質(zhì)特征及對硫化礦床的指示意義

呂憲河，高廷臣，陳俊魁，陳瑞寶，程興國，胡小川，蔡仲明

(1.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南 鄭州 450051;2.河南省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊，河南 鄭州 450051)

石膏礦床的地質(zhì)特征及對硫化礦床的指示意義

呂憲河1，高廷臣1，陳俊魁1，陳瑞寶1，程興國2，胡小川2，蔡仲明2

(1.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南 鄭州 450051;2.河南省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊，河南 鄭州 450051)

從研究劃分石膏礦化的成因類型入手，進行熱液化學(xué)成分來源分析和巖石蝕變分帶研究，結(jié)合典型礦床實例分析，總結(jié)出在碳酸鹽巖中出現(xiàn)熱液交代型石膏礦化體附近，往往伴生有金屬硫化礦體或含硫化礦物豐富的巖石，

該規(guī)律對尋找硫化物型金屬盲礦體的意義巨大。

石膏礦;找礦標(biāo)志;成因類型;盲礦體;找礦模型

1 石膏礦的成因類型劃分

據(jù)全國礦產(chǎn)儲量委員會《石膏礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范(試行)》中國石膏礦床可分為如下3類(唐延齡，2005)。

1.1 沉積石膏礦床

此類型的礦床是石膏礦的主要的礦床類型，約占已有探明儲量的87%，該種類型的石膏礦，礦體形態(tài)規(guī)則，呈層狀或似層狀，礦層穩(wěn)定，連續(xù)性好，規(guī)模較大。其產(chǎn)出層位主要為白堊系和第三系，與硫化礦床沒成因聯(lián)系。

1.2 后生石膏礦床

此類型的礦床是由于原生礦體被溶解或隨石灰?guī)r的次生變化后，運移、沉積、充填于含礦巖層的裂隙或洞穴中而成，與硫化礦床沒成因聯(lián)系。

1.3 熱液交代石膏礦床

此類型的礦床又可分為與中性侵入巖有關(guān)的石膏礦床、與中性噴出巖有關(guān)的石膏礦床、與區(qū)域變質(zhì)有關(guān)的石膏礦床及筆者所述的與硫化礦床有關(guān)的石膏礦床(朱訓(xùn)，1999)。與中性侵入巖有關(guān)的石膏礦床一般賦存于中性侵入巖與石灰?guī)r接觸帶中，礦體不規(guī)則，常呈透鏡狀。與中性噴出巖有關(guān)的石膏礦床賦存于中性噴出巖之中，含礦巖系有安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰直角礫巖或粗面巖、粗安巖、石英巖，礦體形態(tài)呈透鏡狀單礦體或多礦體產(chǎn)出，走向幾百米，厚幾十米。礦石類型為硬石膏、含黃鐵礦的硬石膏、含明礬高嶺石的硬石膏。礦床規(guī)模以小型為主。前述兩類礦床特征與硫化礦床有關(guān)的石膏礦床相似，但可以從圍巖巖性來區(qū)別它們。與區(qū)域變質(zhì)有關(guān)的石膏礦床，該類礦床類型極少，不再敘述。與硫化礦床有關(guān)的石膏礦床是重點，以下將詳細描述。

2 與硫化礦床有關(guān)的石膏礦化的成因機制

石膏化學(xué)成分為CaSO4，以黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦為例，采用化學(xué)反應(yīng)式反演石膏礦的形成過程(劉輔臣等，1992)。

石膏礦化成礦模式如圖1所示(韓頤等，2006)。硫酸鹽、硫化物大部分易溶于酸性溶液，不同金屬硫化礦物之間存在“電化學(xué)反應(yīng)”，更促進了氧化作用的加速并形成各種易溶硫酸鹽，富含硫酸鹽的熱水溶液順斷層或裂隙發(fā)生運移，大量的硫酸根離子作用于石灰?guī)r形成石膏礦化(CaSO4·2H2O)。熱液中的 ZnCO3、PbCO3、［CuCO3(OH)2］在石膏礦化體附近形成次生氧化礦物，易被肉眼識別，是一種近礦找礦標(biāo)志(祝新友等，2006)。

圖1 與硫化礦床有關(guān)的石膏礦床成礦模式圖

3 與硫化礦床有關(guān)的石膏礦床地質(zhì)特征及對硫化礦床的指示意義

上述熱液交代型石膏礦體形態(tài)一般不規(guī)則，與石灰?guī)r密切伴生，接觸邊界不規(guī)則(牟傳龍等，2004)。礦體一般呈透鏡狀、囊狀、不規(guī)則狀，常切層產(chǎn)出，并且交代特征明顯，無層理。礦體長度一般幾十米至幾百米，厚幾米至幾十米。礦石自然類型為硬石膏、石膏，礦石品位較高，規(guī)模中小型。該類型的石膏礦與硫化礦床有直接的成因聯(lián)系，野外一定要對其進行認(rèn)真勘探，其深部必然隱伏著硫化礦體。

4 典型礦床

4.1 西藏當(dāng)雄縣尼龍瑪鉛鋅礦床

2000年，“西藏當(dāng)雄縣拉屋—嘉黎同德一帶鉛鋅銅多金屬礦調(diào)查評價”項目(王亞平等，2003)化探掃面期間，發(fā)現(xiàn)了一個石膏礦床，礦體長度大于5km，礦層厚度20m～40m，在平面上呈半橢圓形展布。礦體底板為近東西向的構(gòu)造破碎帶，頂板為石炭系灰?guī)r，礦石為雪花狀石膏，塊狀構(gòu)造，不顯層理，屬典型的熱液交代成因，據(jù)此初步認(rèn)為在石膏礦體南部可能有金屬硫化物礦體或者隱伏礦。

2001年在該礦區(qū)開展了1∶1萬地質(zhì)草測，1∶1萬視極化率激電中梯測量，1∶1萬土壤測量。1∶1萬視極化率激電中梯測量，共測制12條測線，在視極化率平面等值線圖上圈出2個異常(圖2)。

圖2 尼龍瑪鉛鋅銀礦區(qū)地質(zhì)及視極化率平面等值線圖

Ⅰ號異常位于礦區(qū)西南部，呈北西—南東向展布，斜穿整個礦區(qū)，寬120m，長約1 100m，最大極化率值5.28%。異常與含礦構(gòu)造帶走向一致，屬礦致異常。

Ⅱ號異常位于礦區(qū)中部，呈似橢圓狀，東西長約800m，南北寬約360m，視極化率最大值19.9%，該異常下部可能隱伏著硫化礦體。在尼龍瑪Pb、Zn、Cu異常的濃集中心，選擇10km2進行1∶1萬土壤地球化學(xué)測量，在土壤測量區(qū)內(nèi)，圈出地球化學(xué)綜合異常8處，主要異常分布在斷裂帶上，面積大、強度高、元素組合好，且與激電異常吻合較好，是尋找鉛鋅礦的有利地段。主要異常沿斷裂帶分布，與斷裂活動密切相關(guān)，2002年對激電Ⅰ、Ⅱ異常進行了查證，經(jīng)查證在斷裂帶中發(fā)現(xiàn)了鉛銀礦體，驗證了石膏礦對硫化礦體的指示意義。

4.2 新疆塔什庫爾干縣贊坎石膏礦

2003年，新疆1∶25萬葉城縣幅、塔什庫爾干縣幅、克克吐魯克幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查項目，發(fā)現(xiàn)了贊坎石膏礦(王世炎，2004)，石膏礦體頂板巖性為下元古界布倫闊勒群(Pt1B)大理巖，底板為下志留統(tǒng)粉砂質(zhì)板巖，這兩套地層在區(qū)域上都不含石膏層。該石膏礦賦存在斷層帶之中，地貌上顯示為孤立的山包，在平面上為不規(guī)則透鏡狀，西與下志留統(tǒng)粉砂質(zhì)板巖界線較平直，東與布倫闊勒群(Pt1B)大理巖接觸界線彎曲，這些特征表明該石膏礦應(yīng)為熱液交代成因，在該石膏礦附近或下部應(yīng)該存在含硫化物豐富的地層或硫化礦體。后經(jīng)地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)下志留統(tǒng)粉砂質(zhì)板巖中含大量的黃鐵礦，含量一般為10%～15%，最高達25%，正是由于該套地層中富含黃鐵礦，經(jīng)氧化水解后，生成，富含的熱水溶液順斷層向上運移，最后和布倫闊勒群大理巖(Pt1B)交代形成了該石膏礦(圖3)。

圖3 新疆塔什庫爾干縣贊坎石膏礦剖面圖

4.3 安徽省廬江縣羅河硬石膏礦床

該礦床屬熱液交代型礦床，礦床賦存于侏羅系磚橋組粗安巖夾粉砂質(zhì)凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)角礫巖中，礦體成似層狀、透鏡狀，產(chǎn)狀平緩，長度660m，寬470m，厚度2.6m ～101m，一般厚10m ～40m，礦石類型主要為白色粒狀硬石膏，呈等粒變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦石礦物成分主要為硬石膏、重晶石、硫鐵礦、磁鐵礦等。礦石品位CuSO4一般為91.05%。礦床類型為大型。該石膏礦床與硫鐵礦、磁鐵礦共生，石膏礦位于磁鐵礦、硫鐵礦體上方，次生石英巖底部，系燕山早期巖漿熱液交代硫鐵礦而成，與下部硫鐵礦體有直接的成因聯(lián)系。

5 綜合信息找礦模型

從上述各礦床地質(zhì)特征可以看出，要確定某石膏礦床是否與硫化礦床有關(guān)，必須認(rèn)真調(diào)查石膏礦化體的層位、產(chǎn)狀、形態(tài)、圍巖巖性以及巖漿活動特征等，還要結(jié)合地質(zhì)、物探及化探等手段，從而準(zhǔn)確圈定硫化礦體位置。與石膏礦化有關(guān)的金屬硫化物型礦床找礦標(biāo)志如下(單小莉等，2009)。

5.1 巖性標(biāo)志

發(fā)生在石灰?guī)r或含鈣質(zhì)豐富的地層中的石膏礦化是指示附近有硫化礦床存在的重要標(biāo)志。

5.2 構(gòu)造標(biāo)志

與石膏礦化相鄰的斷裂、裂隙是富含硫酸鹽的熱水溶液運移的通道。

5.3 礦化標(biāo)志

石膏礦化體附近的孔雀石化、藍銅礦化是隱伏硫化礦床的表生次生礦化(張志斌等，2007)。

5.4 地球化學(xué)標(biāo)志

石膏礦區(qū)的 Cu、Pb、Zn、Au、Ag 水系沉積物或土壤異常，各元素具較好的濃度分帶，濃集中心突出，異常強度高，元素組合關(guān)系好，可指示金屬硫化礦體的找礦方向(謝世業(yè)等，2003)。

5.5 地球物理找礦標(biāo)志

石膏礦區(qū)內(nèi)視極化率≥4%的激電異?？芍甘窘饘倭蚧V體的找礦方向。

6 結(jié)語

中國石膏礦床分布廣泛，根據(jù)以上綜合信息找礦模型對已知石膏礦床進行研究分類，篩選出熱液交代型石膏礦，在此基礎(chǔ)上能夠發(fā)現(xiàn)有價值的金屬硫化礦床。

韓頤，趙樹銘.2006.新疆主要鉛鋅礦床類型及成礦規(guī)律［J］.新疆地質(zhì)，24(3):42 －43.

劉輔臣，王燕.1992.成礦規(guī)律和成礦預(yù)測學(xué)［M］.武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社.

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Geological characters of gypsum deposit and its indicating significance to sulfide deposits

LV Xian-he1，GAO Ting-chen1，CHEN Jun-kui1，CHEN Rui-bao1，CHENG Xing-guo2，HU Xiao-chuan2，CAI Zhong-ming2

(1.Henan Institute of Geological Survey，Zhengzhou 450051，China;2.Henan Team of Regional Geological Survey，Zhengzhou 450051，China)

Based on the study of typical gypsum deposits，through the classification of genetic types of gypsum mineralization and the analysis both hydrothermal composition source and rock alteration zoning，it was concluded that there existed frequently metallic sulfide ore bodies and sulfide-rich rocks near hydrothermal metasomatic gypsum mineralization bodies in carbonate rock.It was important to find blind bodies of sulfide metal deposits.Then，using complex information prospecting model and classify known gypsum deposits，valuable metal sulfide deposits could be identified among the hydrothermal metasomatic gypsum deposit combined conventional exploration methods with macroscopical prospecting index.

Gypsum deposit;Ore prospecting mark;Mineral genetic type;Blind ore body;Ore prospecting model

P619.26+1;P578.2

A

1674－3636(2011)01－0011－04

10.3969/j.issn.1674-3636.2011.01.11

2010－10－09;編輯:詹庚申

中國地質(zhì)調(diào)查局“西藏當(dāng)雄縣拉屋—嘉黎縣同德一帶銅鉛鋅多金屬礦評價”項目(200010200153)

呂憲河(1973—)，男，工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查等工作，E-mail:lvxianhe@sina.com