河南偃龍煤田深部硫鐵礦地質(zhì)特征

尹高科，周紅春，張 清，陳永才，王承中，劉向陽(yáng)

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450001)

0 引言

鞏義—龍門鋁土礦成礦帶，是河南省發(fā)現(xiàn)最早的鋁土礦床。從1950年6月張伯聲、馮景蘭首先發(fā)現(xiàn)鞏義鋁土礦，至今已達(dá)半個(gè)多世紀(jì)。建國(guó)以來有許多知名學(xué)者、專家在此開展了大量地質(zhì)科學(xué)研究工作，對(duì)解決基礎(chǔ)地質(zhì)方面的一些關(guān)鍵問題方面發(fā)揮了重要作用。較重要的研究工作主要包括綜合地質(zhì)編圖、系統(tǒng)總結(jié)及專題研究等[1-3]。前人完成的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查獲取了大量新發(fā)現(xiàn)、新資料，在區(qū)域構(gòu)造格架、地層層序、巖相古地理、巖漿巖序列、變質(zhì)變形和地質(zhì)演化研究等方面都取得了一批重要成果[4-6]，重新認(rèn)識(shí)了區(qū)域成礦地質(zhì)背景，提高了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究程度。前人的研究主要側(cè)重于煤、鋁土礦礦種，對(duì)于共生礦產(chǎn)硫鐵礦的研究程度偏低。硫鐵礦與鋁土礦等共生礦產(chǎn)在礦物成分、化學(xué)成分和厚度上為漸變的相變關(guān)系。通過研究硫鐵礦與鋁土礦等共生礦產(chǎn)在厚度上的相變關(guān)系、硫鐵礦與鋁土礦等共生礦產(chǎn)在化學(xué)成分上的相變關(guān)系、研究與菱鐵礦等共生礦產(chǎn)的關(guān)系，查明了偃龍煤田深部硫鐵礦的地質(zhì)特征，厘定了構(gòu)造和沉積作用對(duì)硫鐵礦的控礦作用，大地構(gòu)造位置控制了硫鐵礦的區(qū)域分布，斷裂作用控制了硫鐵礦的位置和厚度，斷裂交匯部位可形成厚大的礦體；構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度控制了硫鐵礦的品質(zhì)；沉積作用的控礦因素表現(xiàn)為：晚石炭世早期沉積的伊利石黏土巖富含硫鐵礦[7]。厘定了巖相古地理、地層、構(gòu)造和巖性等4個(gè)方面的找礦標(biāo)志。運(yùn)用找礦標(biāo)志可找到沉積型硫鐵礦，運(yùn)用相變關(guān)系估算資源量，可以增加資源量，從而增加礦山的經(jīng)濟(jì)效益。

1 地質(zhì)概況及地質(zhì)特征

偃龍煤田深部硫鐵礦屬于嵩箕成礦區(qū)中的偃師-鞏義-滎陽(yáng)鋁土礦成礦帶(圖1)，賦存于寒武系—奧陶系古風(fēng)化剝蝕面上的本溪組中下部，屬于煤系沉積型硫鐵礦，成礦時(shí)代為晚石炭世本溪期[8-10](圖2)。工作區(qū)位于洛陽(yáng)盆地的東南側(cè)，處于嵩山背斜北翼。

圖1 工作區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional and geological map of the work area1—第四系 2—新近系 3—白堊系 4—侏羅系 5—三疊系 6—二疊系 7—石炭系 8—寒武系—奧陶系 9—元古界 10—太古界 11—燕山期花崗巖 12—斷層 13—地層產(chǎn)狀

圖2 工作區(qū)地質(zhì)圖Fig.2 Geological sketch map of the work area1—第四系 2—新近系 3—下三疊統(tǒng)劉家溝組細(xì)砂巖 4—中二疊統(tǒng)石盒子組長(zhǎng)石石英砂巖 5—下二疊統(tǒng)山西組砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖6—中石炭統(tǒng)太原組灰?guī)r、含燧石團(tuán)塊灰?guī)r 7—下石炭統(tǒng)本溪組(一段為赤鐵礦、鋁土頁(yè)巖、鋁土礦，二段為中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖及泥巖) 8—中奧陶統(tǒng)馬家溝組白云質(zhì)灰?guī)r 9—寒武系白云巖、鮞?；?guī)r 10—新元古界羅圈組礫巖、砂巖 11—中元古界馬鞍山組石英砂巖 12—地質(zhì)界線 13—推測(cè)斷層 14—偃龍礦區(qū)范圍

馮封硫鐵礦是河南省沉積性硫鐵礦的典型礦床，與馮封硫鐵礦相似，礦體分上、下兩層，其中下層為主礦層[12]，共圈出硫鐵礦體7個(gè)，單礦體厚度為1.36～2.71m，平均厚2.32m；w(S)=9.80%～16.30%，平均14.92%。以Ⅲ級(jí)品為主，其次為低品位礦(表1)。

表1 偃龍硫鐵礦礦體特征Table1 List of Yanlong pyrite orebody characteristics

S7礦體為本區(qū)規(guī)模最大的硫鐵礦體，位于27線～168線之間，下伏于鋁土礦和耐火黏土礦之下，西緊鄰斷層F11，平面上呈不規(guī)則的長(zhǎng)條形，東西長(zhǎng)1.88 km，南北最大寬度達(dá)1900 m，一般寬度為300～1300 m，西部?jī)A角較陡，約為20°，東部?jī)A角較緩，約為16°，總體產(chǎn)狀0°∠19°，單工程礦體厚度0.41～5.97 m，平均厚1.95 m，厚度變化系數(shù)為61.12%；w(S)=8.04%～37.16%，平均15.47%，品位變化系數(shù)為37.89%，主要為Ⅲ級(jí)品(57.05%)，其次為低品位礦(42.95%)。礦體內(nèi)有12處無礦天窗，面含礦系數(shù)0.95。

硫鐵礦礦石具自形晶、半自形晶、聚晶結(jié)構(gòu)，豆鮞結(jié)構(gòu)，不等粒粒狀結(jié)構(gòu)；浸染狀、集合體、塊狀構(gòu)造。

硫鐵礦礦石礦物主要為黃鐵礦，次為白鐵礦。脈石礦物為泥質(zhì)、炭質(zhì)、綠泥石、高嶺石、絹云母、水云母、石英、方解石、石膏；微量礦物為金紅石、鋯石、菱鐵礦等。

硫鐵礦礦石中的黃鐵礦多以細(xì)粒自形晶或半自形晶不等粒集合體呈條帶狀、團(tuán)塊狀、結(jié)核狀或散染狀嵌布于黏土巖中。條帶狀分布的黃鐵礦主要與結(jié)晶相對(duì)較好的高嶺石條帶相伴生，團(tuán)塊狀黃鐵礦常與條帶狀和細(xì)粒狀黃鐵礦共生在一起(圖3a)，形態(tài)多樣，既有不規(guī)則狀，也見有圓球狀，在球狀黃鐵礦的核部和邊緣見有三叉狀(圖3b)和放射狀(圖3c)的收縮裂紋，被高嶺石所充填。

黃鐵礦在豆鮞(碎屑)狀鋁土礦中也普遍存在，主要有三種存在方式：其一為存在于伊利石、高嶺石或葉臘石等結(jié)晶質(zhì)礦物的空隙中，粒度較小，但立方體晶體清晰(圖3d)；其二為存在于伊利石、高嶺石或葉臘石等結(jié)晶質(zhì)礦物細(xì)脈的側(cè)壁或圈層的邊緣，結(jié)晶較差；其三為存在于豆鮞的核心，粒度較大，結(jié)晶有好有差(圖3e)。

浸染狀構(gòu)造表現(xiàn)為黃鐵礦呈細(xì)小的晶體浸染到鋁土質(zhì)泥巖中(圖3f)；集合體構(gòu)造表現(xiàn)為黃鐵礦呈云朵狀或不規(guī)則塊狀集合體鑲嵌在鋁土質(zhì)泥巖中(圖3g)。

圖3 偃龍地區(qū)黃鐵礦鏡下照片(a～e)與硫鐵礦手標(biāo)本照片(f，g)Fig.3 Photographs of pyrite (a-e) and photos of pyrite hand specimens (f，g) in Yanlong area

(a) 硫鐵礦石中團(tuán)塊狀黃鐵礦與條帶狀和細(xì)粒狀黃鐵礦共生(×40-)，鉆孔編號(hào)ZK0014-5； (b)硫鐵礦石中球狀黃鐵礦的核部三叉狀收縮裂紋(×40-)，鉆孔編號(hào)ZK0014-5； (c)硫鐵礦石中球狀黃鐵礦的邊緣放射狀收縮裂紋(×40-)，鉆孔編號(hào)ZK0014-5；(d) 豆鮞(碎屑)狀鋁土礦中高嶺石晶間的黃鐵礦顆粒(×40-)，鉆孔編號(hào)ZK0008-38； (e) 豆鮞(碎屑)狀鋁土礦中豆鮞核心的黃鐵礦； (f)硫鐵礦浸染狀構(gòu)造； (g) 硫鐵礦塊狀集合體構(gòu)造。

礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，夾石及分叉現(xiàn)象不發(fā)育。一般為一層礦，少數(shù)礦層中有夾石，分為兩層礦，但夾石一般厚度不大，剖面上對(duì)應(yīng)性不強(qiáng)，延伸不遠(yuǎn)。S6礦體僅在ZK4312處出現(xiàn)了厚1.78 m的夾石，巖性為菱鐵礦、鐵質(zhì)黏土巖，呈透鏡狀。S7礦體有9處夾石，平均厚2.98 m；夾石巖性為黏土巖、鐵質(zhì)黏土巖、鐵礬土、菱鐵礦，呈透鏡狀、層狀。

2 硫鐵礦與鋁土礦等共生礦產(chǎn)的相變關(guān)系

本區(qū)的成礦地質(zhì)體主要是本溪組一套頁(yè)巖、鋁土巖(礦)、黏土巖(礦)等沉積巖石組合，傳統(tǒng)稱為“含鋁巖系”[13]。鋁土礦等共生礦產(chǎn)在成礦地質(zhì)體中的層位由下向上依次：① 硫鐵礦、菱鐵礦、鐵礬土(第四層)，可夾鋁土質(zhì)泥巖；② 下層鐵礬土(第三層)、耐火黏土(第三層)，可夾鋁土質(zhì)泥巖；③ 鋁土礦，可夾鐵礬土、耐火黏土(第二層)、硫鐵礦；④ 耐火黏土(第一層)、上層鐵礬土(第一、二層)。

黃鐵礦與一水鋁石、菱鐵礦、高嶺土、伊利石其他礦物密切共生，硫鐵礦夾石常為鐵礬土、菱鐵礦、黏土巖，鋁土礦也常出現(xiàn)含鐵黏土巖、硫鐵礦、鋁(黏)巖、煤。從礦物成分上可判斷硫鐵礦、鋁土礦等共生礦產(chǎn)可能為相變關(guān)系[9，11]。

2.1 硫鐵礦與鋁土礦等共生礦產(chǎn)在厚度上的相變關(guān)系

本區(qū)鋁土礦厚度與成礦地質(zhì)體的厚度關(guān)系密切，經(jīng)工作區(qū)341個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，礦體厚度與成礦地質(zhì)體的厚度相關(guān)系數(shù)為0.63，呈正相關(guān)關(guān)系(表2、圖4a)，說明了本區(qū)的鋁土礦具有沉積成因類型的一般特點(diǎn)。成礦地質(zhì)體厚度在0～8 m時(shí)，鋁土礦見礦率為45%，工業(yè)鋁土礦見礦率為18%；成礦地質(zhì)體厚度在8～13 m時(shí)，鋁土礦見礦率為74%，工業(yè)鋁土礦見礦率為35%，兩者均有大幅度的提高，說明成礦地質(zhì)體厚度大于8 m時(shí)，生成鋁土礦的可能性大增，鋁土礦厚度與成礦地質(zhì)體厚度的相關(guān)性沒有大的變化，從0.18變成了0.16，反而有所降低，但斜率從0.14變成0.26，變化較大，說明成礦地質(zhì)體厚度8～13 m時(shí)，隨著成礦地質(zhì)體厚度增加，鋁土礦厚度增加的較快。成礦地質(zhì)體厚度大于13 m時(shí)，鋁土礦見礦率增加了11個(gè)百分點(diǎn)，工業(yè)鋁土礦見礦率增加了20個(gè)百分點(diǎn)，說明成礦地質(zhì)體厚度大于13 m時(shí)，生成鋁土礦的可能性進(jìn)一步增大，更容易形成工業(yè)鋁土礦；鋁土礦厚度與成礦地質(zhì)體厚度的相關(guān)系數(shù)突變，增加了0.3，斜率增加了0.08，說明本區(qū)間段鋁土礦厚度與成礦地質(zhì)體厚度相關(guān)性更大，隨著成礦地質(zhì)體厚度增加，鋁土礦厚度增加的更快，高品位、大厚度漏斗狀的鋁土礦大多在本區(qū)間段形成，如ZK16004、ZK14402、ZK14812、ZK10202、ZK10714等漏斗的鋁土礦厚度均超過20 m。

表2 偃龍鋁土礦厚度與成礦地質(zhì)體厚度的相關(guān)參數(shù)Table 2 Relative parameters between the thickness of bauxite orebody and the thickness of metallogenic geologic body in Yanlong area

本區(qū)硫鐵礦厚度與成礦地質(zhì)體的厚度有一定的關(guān)系，經(jīng)工作區(qū)270個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì)，礦體厚度與成礦地質(zhì)體的厚度相關(guān)系數(shù)為0.13，呈正相關(guān)關(guān)系(表3)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于鋁土礦。為了與鋁土礦進(jìn)行對(duì)比，分3個(gè)區(qū)段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。成礦地質(zhì)體厚度在0～8 m時(shí)，硫鐵礦見礦率為72%，硫鐵礦厚度與成礦地質(zhì)體厚度的相關(guān)系數(shù)為0.40，均高于鋁土礦(表3、圖4b)；成礦地質(zhì)體厚度在8～13 m時(shí)，硫鐵礦見礦率為83%，說明成礦地質(zhì)體厚度大于8 m時(shí)，生成硫鐵礦的可能性大增，與鋁土礦一致，硫鐵礦厚度與成礦地質(zhì)體厚度的相關(guān)系數(shù)大大降低，從0.40變成了0.02，斜率從0.30變成0.03，變化較大，說明成礦地質(zhì)體厚度8～13 m時(shí)，隨著成礦地質(zhì)體厚度增加，硫鐵礦厚度增加很慢(表3、圖4c)。成礦地質(zhì)體厚度大于13 m時(shí)，硫鐵礦見礦率不增反降，減少了11個(gè)百分點(diǎn)，說明成礦地質(zhì)體厚度大于13 m時(shí)，生成硫鐵礦的可能性減小了；硫鐵礦厚度與成礦地質(zhì)體厚度的相關(guān)系數(shù)沒有太大變化，從0.02變成了-0.08，斜率從0.03變成了-0.02，說明本區(qū)間段硫鐵礦厚度與成礦地質(zhì)體厚度相關(guān)性不大，隨著成礦地質(zhì)體厚度增加，硫鐵礦厚度反而有所減少(表3、圖4d)。硫鐵礦整體見礦率75%，高于鋁土礦的63%，說明在成礦地質(zhì)體中，硫鐵礦比鋁土礦更穩(wěn)定，不會(huì)形成巨厚的透鏡體。

圖4 偃龍地區(qū)礦體厚度與成礦地質(zhì)體厚度相關(guān)關(guān)系圖Fig.4 Correlation relationship diagram between the orebody thickness and the thickness of metallogenic geologic body in Yanlong area(a) 鋁土礦 (b)硫鐵礦(成礦地質(zhì)體厚度為0～8 m) (c)硫鐵礦(成礦地質(zhì)體厚度為8～13 m) (d)硫鐵礦(成礦地質(zhì)體厚度大于13 m)

表3 偃龍硫鐵礦厚度與成礦地質(zhì)體厚度的相關(guān)參數(shù)Table 3 Relative parameters between the thickness of pyrite orebody and the thickness of metallogenic geologic body in Yanlong area

為了進(jìn)一步說明各礦種厚度之間的關(guān)系，選取了焦村一帶77個(gè)鉆孔進(jìn)行相關(guān)系數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析(表4)，各礦種厚度與含礦巖系厚度均呈正相關(guān)，說明含礦巖系厚度越大，各礦種厚度也會(huì)變大；鋁土礦厚度與下層鐵礬土(第三層)厚度呈較為明顯的正相關(guān)，說明鋁土礦厚度增大時(shí)，下層鐵礬土厚度會(huì)增加；鋁土質(zhì)泥巖厚度與菱鐵礦厚度、上層鐵礬土、下層鐵礬土厚度也呈較為明顯的正相變關(guān)系，說明鋁土質(zhì)泥巖厚度增加，菱鐵礦厚度、上、下層鐵礬土厚度也會(huì)增大。其他相鄰礦(巖)層表現(xiàn)出或多或少的負(fù)相關(guān)關(guān)系，鋁土礦厚度與硫鐵礦厚度、菱鐵礦厚度的相關(guān)系數(shù)分別為-0.07、-0.06，菱鐵礦厚度與硫鐵礦厚度、下層鐵礬土(第三層)厚度的相關(guān)系數(shù)分別為-0.06、-0.04，尤其是上層鐵礬土(第一、二層)厚度與鋁土礦厚度、耐火黏土厚度(圖5)，耐火黏土厚度與鋁土質(zhì)泥巖厚度存在著較為明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.30、-0.34、-0.10，說明鄰礦(巖)層在厚度上表現(xiàn)出了此消彼長(zhǎng)的相關(guān)關(guān)系。

表4 偃龍各礦種厚度之間的相關(guān)系數(shù)Table 4 Relative parameters of the thickness of different mineral resources in Yanlong area

圖5 偃龍地區(qū)共生礦產(chǎn)厚度相關(guān)關(guān)系圖Fig.5 Correlation relationship diagram of the thickness of paragenetic mineral resources in Yanlong area(a)鋁土礦與上層鐵礬土 (b)耐火黏土與上層鐵礬土

2.2 硫鐵礦與鋁土礦等共生礦產(chǎn)在化學(xué)成分上的相變關(guān)系

從1235件基本分析統(tǒng)計(jì)分配表(表5)中可以看出，w(Al2O3)<35%時(shí)，主要為鋁土質(zhì)黏土巖，其次為硫鐵礦、菱鐵礦；w(Al2O3)為35%～52%時(shí)，主要為鐵礬土，其次為低品位鋁土礦，再次為硫鐵礦，有少量的菱鐵礦、鋁土質(zhì)泥巖；w(Al2O3)為52%～63.6%時(shí)，主要為低品位鋁土礦，其次為工業(yè)鋁土礦；w(Al2O3)>63.6%時(shí)，全部為工業(yè)鋁土礦；耐火黏土可存在于w(Al2O3)>30%的任何區(qū)間段內(nèi)。Al2O3是連續(xù)的，逐漸變化的，隨著Al2O3的逐漸變高，鋁土質(zhì)黏土巖、硫鐵礦、菱鐵礦逐漸變?yōu)殍F礬土、耐火黏土，再變?yōu)榈推肺讳X土礦，最終變?yōu)楣I(yè)鋁土礦，各礦種之間并非截然的相變關(guān)系，而是緩慢的漸變的相變關(guān)系。

表5 偃龍鋁土礦、鐵礬土等共生礦產(chǎn)在不同Al2O3區(qū)間分配Table 5 List of bauxite，literate and other paragenetic mineral resources of different Al2O3 range in Yanlong area

從各成分之間相關(guān)系數(shù)(表6)可見，大部分化學(xué)成分之間為負(fù)相關(guān)，說明各化學(xué)成分之間為此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，Al2O3與Fe2O3、S的相關(guān)系數(shù)分別為-0.58、-0.38，Al2O3高時(shí)，易形成鋁土礦、鐵礬土、耐火黏土，較難形成硫鐵礦、菱鐵礦。Fe2O3與S、燒失量的相關(guān)系數(shù)分別為0.51、0.29，說明Fe2O3高時(shí)最可能形成硫鐵礦，其次形成菱鐵礦，較難形成鋁土礦、鐵礬土、耐火黏土。

表6 偃龍各成分之間的相關(guān)系數(shù)Table 6 List of the correlation coefficient between each composition in Yanlong area

總之，無論化學(xué)成分，還是厚度，鋁土礦、耐火黏土等共生礦產(chǎn)存在著漸變的此消彼長(zhǎng)的相變關(guān)系。在平面上表現(xiàn)為多數(shù)地方礦種比較齊全，鋁土礦、鐵礬土、耐火黏土、硫鐵礦發(fā)育較全，少數(shù)地方就會(huì)缺少某個(gè)礦種，例如27線缺少鋁土礦，51線～47線、15線缺少耐火黏土，23線缺少鐵礬土，在西寨、焦村的淺部缺少硫鐵礦，菱鐵礦僅在63線、51線～47線、39線～33線、11線～07線、04線～12線零星出現(xiàn)，各礦種之間為漸變的相變關(guān)系。在以往的文獻(xiàn)中，多次論述鋁土礦與耐火黏土呈漸變的相變關(guān)系，鐵礬土與耐火黏土化學(xué)成分相近，故在邏輯上，鋁土礦與鐵礬土也呈漸變的相變關(guān)系；對(duì)比鋁土礦與硫鐵礦的礦產(chǎn)平面圖(圖6)可以看出，51線～43線淺部、15線～07線淺部、63線～55線深部、43線～39線深部、15線～08線深部以及27線～19線中部、03線中部、08線～12線中部，鋁土礦與硫鐵礦表現(xiàn)出互補(bǔ)的相變關(guān)系。對(duì)比菱鐵礦與硫鐵礦的資源量估算圖，在63線、51線～47線、11線～07線，菱鐵礦與硫鐵礦呈互補(bǔ)的相變關(guān)系。

3 偃龍地區(qū)硫鐵礦等共生礦產(chǎn)的控礦因素

偃龍地區(qū)硫鐵礦無任何圍巖蝕變和熱夜活動(dòng)痕跡，成因?yàn)殪o滯缺氧環(huán)境中硫酸鹽和有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的硫化物與沉積碎屑物中的鐵離子化合形成[14-16]，與鋁土礦為共生礦產(chǎn)，其控礦因素主要包括巖相古地理及地層和構(gòu)造作用的控礦因素。

3.1 巖相古地理及地層的控礦因素

硫鐵礦等礦種含有較高的有機(jī)碳(0.14%～1.95%)，表現(xiàn)為豐富的有機(jī)纖維組分和較多的煤層夾層，表明硫鐵礦沉積于沼澤環(huán)境[7]。

該時(shí)期沉積環(huán)境主要為水體較深的覆水沼澤，Sr/Ba比值較大(2.08～0.74)。北東部沉積厚度較大，說明海水主要來自于北東方向，西部局部地區(qū)由于受巖溶作用影響厚度較大。

本溪組下部鋁土質(zhì)泥巖厚度較薄，且厚度差異較小，相對(duì)較連續(xù)，說明該時(shí)期巖溶作用不太強(qiáng)烈，該時(shí)期沉積物主要形成富含伊利石的黏土礦物，并富含硫鐵礦、菱鐵礦等礦，硫鐵礦連續(xù)性較好，其沉積環(huán)境為沼澤環(huán)境。

3.2 大地構(gòu)造位置控制了硫鐵礦等礦種的區(qū)域分布

硫鐵礦的形成需要較為穩(wěn)定的大地構(gòu)造條件，偃龍地區(qū)及所在的華北陸塊南部在早古生代晚期就產(chǎn)生了相對(duì)于華北陸塊中部的隆升作用，并持續(xù)存在直到本溪組沉積時(shí)期。這一隆升作用的本質(zhì)是秦嶺活動(dòng)帶由裂離作用占主導(dǎo)的被動(dòng)大陸邊緣向擠壓作用占主導(dǎo)的主動(dòng)大陸邊緣的轉(zhuǎn)化[13]。在山西長(zhǎng)治—晉城—河津，河南三門峽—焦作—洛陽(yáng)偃龍—禹縣之間3萬平方千米的三角地帶均有硫鐵礦分布[17]。

3.3 斷裂作用控制了硫鐵礦等礦種的位置和厚度

斷裂作用對(duì)巖溶起著重要的控制作用，可以增加巖石的透水性和地下水的流動(dòng)性，所以，巖溶常順著斷裂的走向，尤其是在斷裂交匯部位發(fā)育，由此產(chǎn)生有一定展布方向的峰林地貌[18-19]。

工作區(qū)南部和西部的露頭區(qū)本溪組已有一定的剝蝕，使得由馬家溝組灰?guī)r溶蝕形成的巖溶漏斗剝露的非常清晰。這些漏斗中充填有厚度較大的本溪組，且礦石品位較好。地表和井下巖溶漏斗的控制因素分析，它們主要由兩組構(gòu)造控制——NW向和NEE向構(gòu)造。巖溶漏斗主要呈NW向展布，但被NE向構(gòu)造所切截或連接。這兩組構(gòu)造主要為破裂構(gòu)造，斷面產(chǎn)狀較陡，表面輪廓平整，且沒有斷距，所以這兩組構(gòu)造可能是兩組節(jié)理(斷裂)構(gòu)造，具有剪節(jié)理(斷裂)的特征，但又有張性的特點(diǎn)，正是由于巖溶作用受控于這兩組節(jié)理(斷裂)，才導(dǎo)致了巖溶漏斗的上述分布形態(tài)。

3.4 構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度控制了硫鐵礦等礦種的品質(zhì)

根據(jù)鋁土礦的三階段成因分析，在含礦巖系的中部，由于構(gòu)造的脈動(dòng)式活動(dòng)，促使了巖溶作用的發(fā)育，改善了泄水條件，造成了優(yōu)質(zhì)鋁土礦往往在含礦巖系的中部出現(xiàn)，而構(gòu)造作用相對(duì)平靜的下部和上部鋁土質(zhì)泥巖則礦石品質(zhì)較差，硫鐵礦品質(zhì)較好。

4 找礦標(biāo)志

根據(jù)控礦因素厘定了4個(gè)找礦標(biāo)志：

1)巖相古地理標(biāo)志：距古陸(古島)不遠(yuǎn)的濱—淺湖相區(qū)和海灣相區(qū)，注意在二1煤下尋找硫鐵礦等礦種。

2)地層標(biāo)志：硫鐵礦等礦種成礦時(shí)代為石炭系，石炭系本溪組是賦存硫鐵礦等礦種的主要層位，層控特征明顯，厚大的本溪組是硫鐵礦等礦種尋找的直接線索。

3)構(gòu)造標(biāo)志：沁陽(yáng)—開封坳陷區(qū)的邊部及嵩山—箕山隆起區(qū)的過渡地帶，含礦巖系直接覆蓋在中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r剝蝕面上，嚴(yán)格受沉積間斷面的控制。馬家溝組灰?guī)r是良好的成礦基底，研究基底地貌特征，尋找中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r，并發(fā)現(xiàn)其中古巖溶巖坑對(duì)尋找硫鐵礦等礦種有重要意義。

4)巖性標(biāo)志：太原組一1煤層(線)下部為本溪組，巖性由上至下為炭質(zhì)泥巖(黏土巖)，然后為豆鮞狀鋁土礦、硫鐵礦等礦種。煤層(線)明顯，也是該區(qū)尋找硫鐵礦等礦種的間接標(biāo)志。

5 討論和結(jié)論

通過對(duì)成礦地質(zhì)體厚度和化學(xué)成分變化規(guī)律研究，認(rèn)為硫鐵礦厚度與成礦地質(zhì)體的厚度有一定的關(guān)系，硫鐵礦厚度比鋁土礦更穩(wěn)定，成礦地質(zhì)體厚度小于8 m時(shí)，硫鐵礦厚度隨著成礦地質(zhì)體厚度的增加而增加；大于8 m時(shí)，成礦地質(zhì)體厚度增加，硫鐵礦厚度變化不大。

鋁土礦等共生礦產(chǎn)的相變關(guān)系明顯，與區(qū)域上研究成果基本一致[17，20-24]。目前，只在鋁土礦、耐火黏土礦、鐵礬土3種礦種之間，按相變關(guān)系進(jìn)行圈連，估算鋁土礦的推斷資源量+潛在礦產(chǎn)資源量為24 924.63萬噸，比單獨(dú)圈連估算的資源量多了將近1000萬噸；估算耐火黏土礦潛在礦產(chǎn)資源量為6855.87萬噸，比單獨(dú)圈連估算的資源量多了將近400萬噸。如能5種礦體全部按相變關(guān)系圈連，必能大大增加硫鐵礦、菱鐵礦的資源量，其他礦種資源量也能有所增加。

通過對(duì)硫鐵礦賦存層位、礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、夾石等的研究，偃龍地區(qū)硫鐵礦等共生礦產(chǎn)的控礦因素主要為構(gòu)造和沉積作用，大地構(gòu)造位置控制了硫鐵礦等礦種的區(qū)域分布，斷裂作用控制了硫鐵礦等礦種的位置和厚度，斷裂交匯部位可形成厚大的礦體；構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度控制了硫鐵礦等礦種的品質(zhì)；沉積作用的控礦因素表現(xiàn)為晚石炭世早期，沉積的鋁土質(zhì)泥巖厚度較薄而連續(xù)，巖溶作用不太強(qiáng)烈，主要形成富含伊利石的黏土礦物，并富含硫鐵礦、菱鐵礦等。其巖相古地理標(biāo)志為距古陸不遠(yuǎn)的濱—淺湖相區(qū)和海灣相區(qū)，其地層標(biāo)志為石炭系本溪組，其構(gòu)造標(biāo)志為沁陽(yáng)—開封坳陷區(qū)的邊部及嵩山—箕山隆起區(qū)的過渡地帶的古巖溶巖坑，其巖性標(biāo)志為太原組一1煤層以下。