四川興文先鋒硫鐵礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律

楊奎，張春穎，鄧志勇，夏文俊

（四川省化工地質(zhì)勘查院，四川 成都 611930）

先鋒硫鐵礦位于宜賓市興文縣，是川南硫鐵礦的主要產(chǎn)地。在所屬7 個(gè)區(qū)中，周家、新塘、新華、德趕壩、川堰為大型礦床，龍?zhí)痢⑴d堰為中型礦床。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地層

根據(jù)1997 年出版《四川省巖石地層》，先鋒礦區(qū)被劃為揚(yáng)子地層區(qū)上揚(yáng)子分區(qū)敘永小區(qū)，本小區(qū)地表最老地層為下寒武統(tǒng)頂部，出露于背斜核部，長(zhǎng)寧一帶有鉆井揭露至震旦系底部，地表最新地層為上三疊統(tǒng)須家河組，其間缺失上志留統(tǒng)、泥盆系、石炭系、下二疊統(tǒng)地層。下古生界發(fā)育比較完全，中二疊統(tǒng)假整合于中志留統(tǒng)之上，中上二疊統(tǒng)厚1000m 左右，上二疊統(tǒng)下部在小區(qū)西部為玄武巖，上部含煤沉積在小區(qū)西部為陸相，向東逐漸過(guò)渡為海陸交互相，且頂部漸變?yōu)楹Ｏ嗷規(guī)r。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造發(fā)育，如拱長(zhǎng)背斜、洛窩背斜、大安山向斜、落木柔背斜、古藺背斜、可貝向斜等，背斜多由下古生界組成，軸部及兩翼斷裂較發(fā)育，向斜多由上古生界及中生界組成。構(gòu)造上除喜山運(yùn)動(dòng)造成第四系與下伏地層呈不整合接觸外，在漫長(zhǎng)的地史時(shí)期中，本區(qū)地殼以升降運(yùn)動(dòng)為主.區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，以開(kāi)闊褶皺為主，斷裂構(gòu)造次之；主體構(gòu)造為區(qū)域性的東西向?qū)捑彵诚蛐瘪耷?，受后期南北向褶皺?fù)合橫跨形成“十”字形構(gòu)造分布格局。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 含礦地層

含礦地層為龍?zhí)督M，龍?zhí)督M可分為4 段。

龍?zhí)督M第一段（P3l1）：主要為深灰色含硫鐵礦高嶺石黏土巖、菱鐵質(zhì)黏土巖、黏土巖、淺灰~灰白色硫鐵礦層。厚3~13m，該段化石罕見(jiàn)，地層厚度不大，所夾煤層少而薄，基本上是由黏土巖-煤層-硫鐵礦組成，其層序自上而下為：

①碳質(zhì)黏土巖，局部夾泥灰色透鏡體或菱鐵礦薄層。常見(jiàn)侵染體、結(jié)核狀硫鐵礦分布，厚0.1~0.3m。

②無(wú)煙煤層（K1）。分布穩(wěn)定，局部地段相變?yōu)樘假|(zhì)頁(yè)巖，厚0.1~3.6m。

③含硫鐵礦高嶺石黏土巖，硫鐵礦呈結(jié)核狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出，厚0~1.5m。

④黏土巖。常呈豆?fàn)?、似鮞狀構(gòu)造，含侵染狀硫鐵礦，一般不具工業(yè)意義，厚1.5~11.20m。

⑤硫鐵礦層。硫鐵礦呈不同形態(tài)的集合體，分布于高嶺石基質(zhì)中，品位12%~20%，底部有厚0~0.2m 厚黏土，結(jié)構(gòu)松散，系平行不整合面上的古風(fēng)化殼。

茅口組：石灰?guī)r，含生物碎屑微晶灰?guī)r。

龍?zhí)督M第一段無(wú)煙煤層，區(qū)域上分布穩(wěn)定，不同地段與不同資料中有多種代號(hào)，包括K1、Y1、A1、C25、M16等，可以作為硫鐵礦找礦標(biāo)志和鉆孔內(nèi)見(jiàn)礦標(biāo)志。

龍?zhí)督M第二加三段（P3l2+3）：本段以三角洲和沼澤沉積為主。為砂泥巖夾煤層，局部夾薄層菱鐵礦，產(chǎn)Giganlopeis 等植物，以及有孔蟲(chóng)，雙殼類等化石，厚98~122m，在敘永以西，筠連以東一般含煤4-9 層，可采煤3 層，敘永一帶可采煤僅1-2 層。筠連以西則下部煤層不可采，頂部煤層局部可采，總的含煤層自東向西逐漸升高。

龍?zhí)督M第四段（P3l4）：即舊資料所稱長(zhǎng)興組，以開(kāi)闊海碳酸臺(tái)地、潮下沉積為主，上部為砂質(zhì)頁(yè)巖，夾炭質(zhì)頁(yè)巖；中部為灰綠色頁(yè)巖與深灰色含燧石結(jié)核的泥灰?guī)r；下部為灰黑色泥灰?guī)r與灰綠色頁(yè)巖不等厚互層；底部有一層生物泥灰?guī)r或粉砂質(zhì)泥巖。其厚度在小范圍內(nèi)較穩(wěn)定?？傏厔?shì)是由西向東逐漸增厚。厚度在43.5~52.1m。巖性上由西向東陸相夾層減少，海相地層增加，至古藺鐵索橋全為海相地層，生物組合以腕足類為主，少量瓣鰓類、筳科偶見(jiàn)，有陸相夾層時(shí)產(chǎn)植物化石。

2.2 礦石特征

礦石按自然類型自上而下分為：密集浸染狀黃鐵礦（棚礦），樹(shù)枝狀黃鐵礦（腰礦），團(tuán)塊狀，結(jié)核狀黃鐵礦（底礦）。

主要礦石礦物：黃鐵礦、白鐵礦、膠黃鐵礦；脈石礦物：高嶺石、珍珠陶土；伴生礦物：三水鋁石、綠泥石、金紅石、水針鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、銳鈦礦等。

礦石結(jié)構(gòu)：半自形-自形晶粒結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、變膠狀環(huán)帶結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造：浸染狀、條帶狀、網(wǎng)脈狀、根須狀、樹(shù)枝狀、團(tuán)塊狀、結(jié)核狀等構(gòu)造。

2.3 礦石化學(xué)成分

礦石礦物以黃鐵礦為主(25%～60%)，白鐵礦次之(0%～5%)，少量膠黃鐵礦(2%)。脈石礦物主要為高嶺石(35%～60%)、水云母(1%～20%)、珍珠陶土(5%～30%)，含少量石英、長(zhǎng)石、地開(kāi)石，偶含金紅石。伴生礦物有黃銅礦、銅藍(lán)、方鉛礦、閃鋅礦、方解石、石膏等。

礦石化學(xué)組分，全硫含量13.90%～29.53%，平均19.93%，變化系數(shù)12.59%。在全硫中硫化物硫(SrT)91%，有機(jī)硫(SyT)8%，硫酸鹽硫（SIY）1%，其中有效硫占99%。有害組分Pb 0.002%～0.17%、Zn 0.0002%～0.34%、As 0 ～0.016%、F 0.03%～0.152%、CaO 0.119%～0.558%、MgO 0.1%～0.24%、C 0.017%～0.184%、H2O8.4%～9.83%。

礦體地表露頭及淺部礦石氧化程度較高，呈氧化～半氧化狀態(tài)。礦石品位與礦層厚度互為消長(zhǎng)。在縱向上，礦層中、下部品位偏低，上部品位高。

3 成礦規(guī)律

3.1 古地形初始階段

早二疊世末期，東吳運(yùn)動(dòng)使川南地區(qū)上升為陸地、中二疊統(tǒng)茅口組灰?guī)r長(zhǎng)期遭受風(fēng)化剝蝕，形成了典型的碳酸鹽巖區(qū)的古巖溶地貌，此時(shí)東吳運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致川南構(gòu)造運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步強(qiáng)化，使東西向，南北向構(gòu)造體系互相干擾疊加，鑄成了區(qū)域上東低西高和本區(qū)南低北高，并出現(xiàn)洼地的古地貌特征，對(duì)川南晚二疊世早期沉積起著主要的控制作用。

3.2 硫鐵礦表生富集階段

晚二疊世初期，地殼下降，海水從東南面侵入。此時(shí)峨眉山玄武巖噴發(fā)、巖漿洪溢，由西南向東北淹沒(méi)于洞底--底峒-復(fù)興一線尖滅。在峨眉山玄武巖（I）噴發(fā)的同時(shí)，東北面的廣大海域?yàn)楹０稙a湖盆地（II），瀉湖直接接受來(lái)自西面的火山物質(zhì)與古風(fēng)化殼物質(zhì)一起在偏堿性的還原環(huán)境水溶液中進(jìn)行硫鐵礦含礦層的廣泛沉積。

3.3 硫鐵礦成巖富集階段

隨著峨眉山玄武巖噴發(fā)告終，旱期含礦層沉積之末，海水退撤，本區(qū)從瀉湖、潮坪相變?yōu)闉I海沼澤，從此進(jìn)入漫長(zhǎng)的海陸交互相龍?zhí)镀诰勖簳r(shí)期。（見(jiàn)圖1）。

圖1 成礦模式圖

4 結(jié)語(yǔ)

先鋒礦區(qū)硫鐵礦屬沉積型礦床，硫鐵礦含礦層位于二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M含煤巖系（P3l2+3）之下，二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m)灰?guī)r侵蝕面之上，為一套淺灰、灰白色黃鐵礦高嶺石粘土巖。礦床位于珙長(zhǎng)背斜的南西翼，為一緩傾斜的單斜構(gòu)造。礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，礦體產(chǎn)狀與地層一致，走向呈NW～SE，傾向SW，傾角15～45°不等。成礦物質(zhì)主要來(lái)源于火山物質(zhì)與古風(fēng)化殼物質(zhì)，成礦時(shí)代為晚二疊世龍?zhí)镀冢且粋€(gè)化學(xué)沉積為主的沉積型硫鐵礦床。