陜西省紫陽縣龍洞溝硫鐵礦地質(zhì)特征及找礦標志

楊南坤　任偉剛　趙永輝

摘 要： 紫陽縣龍洞溝硫鐵礦位于安康地區(qū)硫鐵礦成礦帶內(nèi)，該帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)并評價了多處硫鐵礦床。礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層巖相多變。本文從礦區(qū)地質(zhì)特征入手，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，對礦化成因進行探討，區(qū)內(nèi)硫鐵礦產(chǎn)出于寒武系下統(tǒng)魯家坪組上段，賦礦巖層為綠泥絹英糜棱巖、綠泥滑石巖，受后期構(gòu)造影響發(fā)生強烈褶皺，初步認為區(qū)內(nèi)硫鐵礦礦床類型屬沉積改造型。通過總結(jié)該地區(qū)的找礦標志，為該地區(qū)開展下步礦產(chǎn)勘查工作提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 硫鐵礦； 地質(zhì)特征； 礦床成因； 找礦標志； 紫陽縣

1. 區(qū)域地質(zhì)背景

工作區(qū)位于南秦嶺大巴山構(gòu)造帶。地層區(qū)劃屬南秦嶺地層區(qū)的嵐皋—竹溪地層分區(qū)，以曾家壩—紅椿壩斷裂為界，劃分為北部紫陽-平利小區(qū)和南部高灘—兵房街地層小區(qū)[1]。工作區(qū)主體部分位于曾家壩—紅椿壩斷裂以北的紫陽—平利小區(qū)。

區(qū)域上地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，普遍經(jīng)歷了早期伸展體制下順層剪切構(gòu)造變形。曾家壩—紅椿壩斷裂北部由一系列軸跡北西走向的同斜褶皺組成逆沖推覆前鋒帶，褶皺倒向南西；印支晚期波及整個區(qū)域的逆沖推覆構(gòu)造變形，形成一系列脆韌性逆沖推覆斷層對早期主體格架進行疊加和改造[2]，奠定了區(qū)內(nèi)的基本構(gòu)造格局。

工作區(qū)廣泛分布下寒武統(tǒng)魯家坪巖組（∈1l），其巖性組合為一套灰黑色板狀硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)磷塊巖、灰?guī)r、灰黑色硅質(zhì)板巖、黑色炭質(zhì)板巖、含黃鐵礦炭質(zhì)板巖，屬次深海—深海環(huán)境。曾家壩—紅椿壩斷裂經(jīng)歷多次構(gòu)造活動，具同沉積構(gòu)造特征，控制和影響寒武—志留紀沉積盆地的演化。區(qū)內(nèi)地層、巖性、構(gòu)造等成礦地質(zhì)組合條件優(yōu)越。本區(qū)是尋找沉積型硫鐵礦的有利區(qū)段。

2. 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

工作區(qū)主要出露寒武系下統(tǒng)魯家坪巖組（∈1l）、箭竹壩巖組（∈j）、奧陶系洞河巖組（Od）、志留系下統(tǒng)陡山溝組（S1ds）、滔河口組（S1t）及志留系中統(tǒng)五峽河組（S2w）（見圖1）?，F(xiàn)從老到新分述如下：

圖1 紫陽龍洞溝硫鐵礦礦區(qū)地質(zhì)圖

①寒武系下統(tǒng)魯家坪巖組（∈1l）：分布于工作區(qū)中部。根據(jù)巖性組合可劃分為上、下兩個巖性段。下段（∈1l1）為一套灰黑色板狀硅質(zhì)巖，夾硅質(zhì)磷塊巖、灰?guī)r，向上漸變?yōu)榛液谏栀|(zhì)板巖，構(gòu)造樣式以發(fā)育順層掩臥褶皺為特征。上段（∈1l2）為一套黑色炭質(zhì)板巖、含黃鐵礦炭質(zhì)板巖，構(gòu)造樣式以發(fā)育順層流劈理為特征，是本區(qū)主要的硫鐵礦含礦層位。

②寒武系箭竹壩巖組（∈j）：主要為一套灰黑色泥灰?guī)r、泥砂質(zhì)灰?guī)r夾炭質(zhì)板巖，以發(fā)育不同尺度的順層掩臥褶皺為特征。

③奧陶系洞河巖組（Od）：底部為灰黑色條帶狀泥砂質(zhì)灰?guī)r；中部灰色、深灰色鈣質(zhì)板巖夾薄板狀灰?guī)r；上部為灰色泥砂質(zhì)板巖。

④志留系下統(tǒng)陡山溝組（S1ds）：巖性為一套中厚—巨厚層長石石英粉砂巖夾薄層砂質(zhì)板巖、細砂巖，局部夾玄武質(zhì)火山角礫巖、凝灰?guī)r。與下伏斑鳩關(guān)組整合接觸，與滔河口組相變接觸、與五峽河組整合接觸。

⑤志留系下統(tǒng)滔河口組（S1t）：系一套基性火山熔巖—火山碎屑巖建造。下部巖性為灰綠色塊狀火山角礫巖，杏仁狀、氣孔狀玄武巖；中部為火山礫巖，凝灰質(zhì)生物碎屑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r；上部為鈣質(zhì)膠結(jié)凝灰?guī)r夾輝斑玄武巖、火山角礫巖。與下伏斑鳩關(guān)組整合接觸。

六志留系中統(tǒng)五峽河組（S2w）：巖性為灰黃色粉砂質(zhì)板巖夾灰色粉砂巖、泥質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖。與下伏陡山溝組整合接觸。

2.2 構(gòu)造

工作區(qū)位于曾家壩—紅椿壩斷裂北部、洞河鎮(zhèn)—鐵爐壩褶皺帶的南部，褶皺、斷裂發(fā)育，構(gòu)造線呈北東—南西向展布，總體向北東方向傾伏。主要褶皺有關(guān)帝廟背斜、天寶寨背斜、洞河鎮(zhèn)—鐵爐壩向斜、麥根寨—中央寨背斜、皇茶園—中壩向斜。這些背、向斜一般由一系列次級背、向斜組成，幅寬1km～1.2km，延伸長度多在4km左右。其核部地層主要為寒武系下統(tǒng)魯家坪巖組，由于構(gòu)造運動，使得地層中沉積的硫、鐵等元素活化、遷移、富集，形成硫鐵礦床。

①RF3-15

為工作區(qū)最主要的斷裂（曾紅斷裂的一部分），該斷裂帶總體走向北西，在中壩分支。斷裂多數(shù)地段表現(xiàn)為脆性斷裂破碎帶，掩蓋了早期構(gòu)造形跡。多期活動造成復(fù)雜表現(xiàn)形式。沿斷裂帶地層明顯缺失，北盤老地層直接覆蓋在南盤新地層之上，形成“老壓新”的逆沖推覆格局。

曾家壩—紅椿壩斷裂帶是一條經(jīng)歷多次活動的復(fù)合斷裂。其物質(zhì)組成包含多期次活動產(chǎn)物，從韌性剪切活動的片糜巖到后期脆性剪切活動的碎裂巖及弱變形的巖塊（構(gòu)造透鏡體）在不同地段有不同的表現(xiàn)形式。該斷裂控制和影響寒武—志留紀沉積盆地的演化，斷裂南北兩側(cè)在巖性、巖相、巖漿活動、古生物種群等方面有較大差異。加里東期楊子陸塊北緣發(fā)生裂解和擴張，形成“階梯式”沉積盆地，從南往北，水體由淺變深。北側(cè)表現(xiàn)為地塹式斷陷海槽沉積，主要為一深水相細碎屑巖，古生物稀少，火山活動頻繁，這為硫鐵礦的形成提供了物質(zhì)來源。

②RF1

出露于龍洞溝口—鐵廠溝西側(cè)一帶，出露寬度8km～12m，帶內(nèi)韌性變形強烈，發(fā)育層間揉皺，使硫鐵礦體發(fā)生嚴重褶皺（圖片2）。帶內(nèi)巖石發(fā)生糜棱巖化，礦物顆粒具拉長現(xiàn)象并具定向排列；使礦石中較大顆粒黃鐵礦呈擠壓碎裂狀，與石英、白云母一起組成眼球狀碎斑，并出現(xiàn)壓力影礦物石英。

圖2 硫鐵礦體褶皺

③RF2

出露于汝溝口—紅巖寨西側(cè)一帶，出露寬度8m～17m，帶內(nèi)韌性變形強烈，可見石香腸、層間平臥褶皺。帶內(nèi)巖石發(fā)生糜棱巖化，礦物顆粒具拉長現(xiàn)象并具定向排列。

2.3 圍巖蝕變特征

區(qū)內(nèi)與礦化有關(guān)的蝕變有滑石化、碳酸鹽化、硅化、綠簾石化、綠泥石化，其中滑石化、碳酸鹽化與硫鐵礦成礦關(guān)系最為密切。

①滑石化：乳白色，片狀微細晶，致密塊狀、團塊狀，包裹于黃鐵礦、石英周圍，呈透鏡狀，團塊狀。

②碳酸鹽化：方解石脈或石英—方解石脈沿片理貫入，其脈內(nèi)常見黃鐵礦化。也有呈細脈狀者。

3. 礦體地質(zhì)

3.1 含礦帶地質(zhì)特征

通過對區(qū)內(nèi)含礦地層進行了追索、圈定，共圈出六條硫鐵礦含礦帶，產(chǎn)于寒武系魯家坪組第二巖性段中，呈北西—南東向展布，傾向北東。

①Ⅰ號含礦帶

位于紅巖溝一帶，長650m，出露寬度0.9km～1.2km。該含礦帶受褶皺及發(fā)育層間韌性剪切帶等構(gòu)造的影響，帶內(nèi)巖性為綠泥絹英糜棱巖，頂、底板圍巖均為硅質(zhì)灰?guī)r，產(chǎn)狀37-115°∠20-78°。

②Ⅱ號含礦帶

位于鐵廠溝—紅巖寨一帶，長1600km，出露寬度1.0km～9.2km，含礦帶總體呈北西—南東向展布，帶內(nèi)巖性為滑石巖，帶內(nèi)黃鐵礦的外圍有壓力影礦物—石英，黃鐵礦有拉長現(xiàn)象，故該含礦帶受層間韌性剪切帶（RF2）控制。頂、底板圍巖均為薄層灰?guī)r。產(chǎn)狀57-61°∠41-44°。

③Ⅲ號含礦帶

位于龍洞溝—紅巖寨一帶，長2980m，出露寬度1.1m～8.8m，總體呈北西—南東向展布，帶內(nèi)巖性為綠泥絹英糜棱巖，黃鐵礦具受擠壓碎裂特征，順裂紋有綠泥石充填，推斷該含礦帶受韌性剪切帶（RF2）控制。頂?shù)装鍘r性均為薄層灰?guī)r。產(chǎn)狀18-48°∠20-61°。

④Ⅳ號含礦帶

位于龍洞溝—鐵廠溝西側(cè)，長1540m，寬度1.2m～7.3m，總體呈北西—南東向展布，含礦帶受韌性剪切帶（RF1）控制。賦礦巖性為綠泥絹英糜棱巖，頂、底板圍巖均為炭質(zhì)板巖。產(chǎn)狀20°-31°∠29°-67°。

⑤Ⅴ號含礦帶

位于0號勘探線—紅巖寨一帶，長1400m，總體呈北西—南東向展布，該含礦帶自西向東有變薄趨勢，該含礦帶受層間韌性剪切帶（RF2）控制。巖性為綠泥絹英糜棱巖，頂、底板圍巖均為硅質(zhì)、泥質(zhì)板巖。產(chǎn)狀15-72°∠39-56°。

⑥Ⅵ號含礦帶

位于熬水溝腦一帶，出露長度330m，寬度3m～7m，總體呈北西—南東向展布，黃鐵礦脈厚度變化較大，含礦帶賦礦巖性為綠泥絹英糜棱巖，頂?shù)装鍑鷰r均為泥質(zhì)板巖。產(chǎn)狀25-30°∠56-64°。

3.2 礦體特征

經(jīng)過對區(qū)內(nèi)所圈出的六條含礦帶進行槽探工程揭露、控制，并對礦化富集地段進行了鉆探工程驗證，共圈定了硫鐵礦礦體5條（K2-1、K2-2、K2-3、K3、K4），其中主礦體為K3礦體。各礦體總體呈北西—南東向展布，傾向北東。

K3礦體：

出露于鐵廠溝一帶，位于Ⅲ號含礦帶內(nèi)。礦體呈似層狀，由地表工程和深部工程控制，長400m，控制斜深105m，工程礦體一般厚度2.09m～8.17m，平均厚度5.08m，硫品位一般為8.81%～9.78%，平均品位為9.20%。賦礦層位為寒武系魯家坪巖組第二巖性段，賦礦巖性為綠泥絹英糜棱巖，頂、底板巖性均為薄層灰?guī)r。礦體總體呈北西-南東向展布，產(chǎn)狀18°-48°∠20°-61°。

其他礦體特征見表1。

3.3 礦石質(zhì)量

3.3.1礦石的物質(zhì)組份

①礦石礦物

原生礦石礦物主要為黃鐵礦。

黃鐵礦：區(qū)內(nèi)黃鐵礦呈立方體自形晶者居多，部分呈粒狀集合體、五角十二面體等，按顆粒大小有一定的分層現(xiàn)象，顆粒分布密集，粒徑為一般0.1cm～0.4cm，K3礦體中個別地段為1cm～5cm，結(jié)晶程度良好。黃鐵礦具有受擠壓碎裂特征，順裂紋有綠泥石充填；較大顆粒黃鐵礦中心有包體微晶，包體主要為綠泥石，黃鐵礦外圍有壓力影礦物-石英，黃鐵礦有拉長現(xiàn)象。

②脈石礦物

常見的脈石礦物以石英為主，其次為（白）絹云母、綠泥石。

3.3.2 礦石的組構(gòu)

①礦石的結(jié)構(gòu)

礦石結(jié)構(gòu)主要為自形粒狀結(jié)構(gòu)，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，他形粒狀結(jié)構(gòu)。

②礦石構(gòu)造

礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、不均勻星點狀構(gòu)造。

浸染狀構(gòu)造：中細粒狀自形晶黃鐵礦呈大小不等的立方體狀均勻地嵌布在巖石中，形成稠密浸染狀礦石。

4. 礦床成因

4.1 成礦控制因素

層位因素：區(qū)內(nèi)硫鐵礦礦體產(chǎn)于寒武系下

統(tǒng)魯家坪巖組上段所夾的中基性凝灰?guī)r中，賦礦巖性為綠泥絹英糜棱巖，礦化受特定層位控制。

構(gòu)造因素：在相應(yīng)的層位上，韌性變形為區(qū)內(nèi)硫鐵礦成礦有一定的控制作用，表現(xiàn)為礦體在空間上分布、產(chǎn)態(tài)等發(fā)生較大的變化。

熱液活動：在相應(yīng)的層位及構(gòu)造疊加的基礎(chǔ)上，該處滑石化、碳酸鹽化較為發(fā)育。

4.2 礦床成因

綜合成礦控制因素及礦化富集規(guī)律，礦化受層位、構(gòu)造控制，初步認為礦床成因類型為沉積改造硫鐵礦床。

5. 找礦標志及成礦遠景

5.1 找礦標志

①直接找礦標志

原生或氧化礦礦化露頭，是最直接的找礦標志，氧化礦常呈褐色、土黃色、蜂窩狀，礦體氧化帶多為土黃色。

②間接找礦標志

地層巖性標志

寒武系下統(tǒng)魯家坪巖組上段（∈1l2）中所夾的中基性凝灰?guī)r，即綠泥絹英糜棱巖為地層巖性標志。

圍巖蝕變標志

滑石化、碳酸鹽化、硅化、綠簾石化、綠泥石化，其中滑石化、碳酸鹽化與硫鐵礦成礦關(guān)系最為密切，為區(qū)內(nèi)的圍巖蝕變找礦標志。

5.2 成礦遠景

通過對該區(qū)地層、巖性、構(gòu)造等基本地質(zhì)特征全面的認識，在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)較多的礦化線索，并圈定了6條硫鐵礦含礦帶，其中在3條含礦帶中圈出了5條硫鐵礦體，經(jīng)資源量估算，獲硫鐵礦333+334資源量485.28萬噸，且硫鐵礦含礦帶頗具規(guī)模，在深部及外圍找礦前景非?？捎^。

區(qū)內(nèi)硫鐵礦產(chǎn)出于寒武系下統(tǒng)魯家坪組上段，賦礦巖層為綠泥絹英糜棱巖、綠泥滑石巖，原巖為超基性-基性-中基性凝灰?guī)r。礦體一般呈層狀、似層狀產(chǎn)出，與地層產(chǎn)狀基本一致，受后期構(gòu)造影響發(fā)生強烈褶皺，初步認為區(qū)內(nèi)硫鐵礦礦床類型屬沉積改造型，具有一定的找礦潛力。

參考文獻：

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