川南先锋硫铁矿赋存特征及成因探讨

■蒋磊陈燃陈波

（1成都理工大学地球科学学院 四川成都610059；2四川省国土勘测规划研究院 四川成都610041；3四川省地质矿产勘查开发局202地质队 四川宜宾644002）

川南先锋硫铁矿赋存特征及成因探讨

■蒋磊1陈燃2陈波3

（1成都理工大学地球科学学院 四川成都610059；2四川省国土勘测规划研究院 四川成都610041；3四川省地质矿产勘查开发局202地质队 四川宜宾644002）

先锋硫铁矿区的硫铁矿含矿层位于二叠系上统龙潭组第一段（P3l1），覆盖于下统茅口组（P2m）灰岩古浸蚀面之上。硫铁矿为层状、似层状产出，产状顶底板一致，厚度相对稳定。硫铁矿的成矿特征显示其严格受到了区域内玄武岩分布情况以及茅口组灰岩古侵蚀面的控制作用。玄武岩既提供了大量物质同时和古侵蚀面一起控制了矿体的形态分布。推断硫铁矿最终在还原条件下通过生物化学作用聚集沉积成矿[1]。

先锋矿区硫铁矿硫铁矿特征成因探讨

四川省兴文县先锋硫铁矿区位于兴文县城古宋南西242°方向，直线距离约24km。行政区划隶属珙县底硐镇、兴文县周家镇、仙峰苗族乡、九丝城镇、石海镇及大坝苗族乡。

1　区域地质背景

本区大地构造位于杨子准地台（Ⅰ级）上扬子台坳（Ⅱ）川东南陷褶束（Ⅲ）之筠连凹褶束中（Ⅳ）（图1）。

图1　先锋硫铁矿区大地构造位置图1.II级构造单元界线；2.III级构造单元界线；3.IV级单元界线；4.矿区范围

珙长背斜为本区主要构造形迹，其北侧为宽缓的东西向构造带；西北角为北北东向的新华夏系构造带、北东向构造带；南西边为宽缓的东西向构造带、北东向构造带和南北向构造带；南东边为宽缓的东西向构造带和南北向构造带。

峨眉山玄武岩为本区内主要岩浆岩，其分布于硐底、底硐、复兴三点连线以西地区，以东尖灭，区域内出露地层主要为沉积岩分布，从寒武系至第四系，除缺失上志留统、石炭系、泥盆系外，其它各系均有发育，总厚度一万米左右。

2　硫铁矿矿体地质特征

2.1含矿层特征

先锋硫铁矿区的含矿层位于二叠系上统龙潭组第一段（P3l1），覆盖于峨眉山玄武岩之上。上统龙潭组地层假整合于下统茅口组（P2m）灰岩古浸蚀面之上。含矿地层总厚0.26-14.8m，平均5.0m。含矿地层由西向东逐渐变薄。剖面岩性两层，下部为高岭石质黄铁矿（即硫铁矿层）；上部为灰、浅灰色菱铁质粘土岩、粘土岩，再上即为P3l2+3含煤岩系。硫铁矿层上距A1煤层底界约0.5～2.50m，一般1.00m左右[2][3]。

2.2矿层及顶底板特征

2.2.1矿层特征

硫铁矿层呈层状，与顶底板岩石产状一致，矿层厚度相对稳定，含矿岩石为灰～深灰色高岭石粘土岩，黄铁矿呈浸染、斑杂状赋存于其中，全层命名为高岭石质黄铁矿。由于黄铁矿赋存形态各异，矿层结构三分性明显，分为棚矿、腰矿和底矿。底矿中还有一组蓝灰色条纹，棚矿中有黄铁矿聚晶体形成的条带，对判别矿层的结构具有指导意义。矿层底板灰岩古风化侵蚀面的起伏不平，可影响矿层厚度的局部变化。

2.2.2矿层顶底板

顶板为灰至深灰色菱铁矿质高岭石粘土岩，菱铁矿呈球粒状散布，或集合呈团斑、结核状产出，在菱铁矿质粘土岩的底部，见黄铁矿呈星点状散布，有时则呈豆状、条带状产出。菱铁矿的核心有的为黄铁矿，显示出成分上的过渡关系，这些特征易于鉴别矿层和顶板，界线清楚。

底板为茅口组浅灰、灰色生物碎屑灰岩。矿层底部发育一组蓝灰色条纹或条带，是判别矿层底部的显著标志。

根据对钻孔资料显示，硫铁矿层最小厚度0.52m，最大5.38m，平均厚度为2.18m。

2.3矿石特征

图2　兴文县先锋硫煤矿区地层柱状对比图

研究区内硫铁矿含矿地层（P2l1）平均厚度5.00m，矿层厚度平均2.18m，矿石品位全硫平均18.34%，矿石中的有害元素氟含量平均0.040%、砷含量平均0.003%。

矿石矿物中以黄铁矿为主，白铁矿次之，同时还含有少量胶黄铁矿；脉石矿物则以高岭石为主，其次为珍珠陶土；伴生矿物有三水铝石、锐钛矿、绿泥石、金红石、黄铜矿、方铅矿，在氧化带见水针铁矿。

矿石主要以自形-半自形晶粒状结构和它形粒状结构为主，另偶尔可见碎裂状结构、变胶状环带结构。矿石主要构造为浸染状构造和斑杂状构造。浸染状构造按分布疏密程度分为密集浸染状和星散状；斑杂状构造按形态分为条带状、根须状、树枝状、团块状、结核状等。

研究区内硫铁矿根据矿石结构、构造由上至下划分为三个自然类型：

A、密集浸染状黄铁矿矿石（俗称棚矿），该矿石类型成层性好，坚硬而稳固，厚度0.15～0.92m，平均0.53m，含硫品位8.94～36.69%，平均23.35%。

B、树枝状黄铁矿矿石（俗称腰矿），黄铁矿以聚晶集合体呈树枝状散布于基质中为特点。黄铁矿保留了白铁矿假象、树枝体近于垂直矿层生长，上部粗大而稀疏，下部细小而密集，少量黄铁矿晶粒呈现星散状分布，见少量白铁矿、矿石碎裂结构发育。该矿石类型厚0.36～4.34m，平均1.61m，含硫品位8.01～35.53%，平均17.84%。

C、团块状、结核状黄铁矿矿石（俗称底矿），黄铁矿以聚晶集合体呈团块状、结核状分布于基质中为特点。其分布较密，少量的黄铁矿晶粒稀疏散布，碎裂结构常见。厚0～2.40m，平均0.93m，含硫品位7.63～30.26%，平均18.02%。

3　矿区硫铁矿成因探讨

根据研究去内的实地踏勘和野外调查分析发现，区内硫铁矿基本以玄武岩分布边界线为界，其玄武岩主要分布于珙县硐底、底硐、洛亥构成的南北连线以西地带，该连线以西玄武岩分布区硫铁矿趋于贫化或尖灭，连线以东玄武岩尖灭或缺失，硫铁矿则广泛分布。硫铁矿的沉积与岩相关系密切，以岩石类型单一的黄铁矿高岭石粘土岩分布区硫铁矿富集；黄铁矿高岭石粘土岩、硅质岩组合分布区

硫铁矿半富集；岩石类型单一的硅质岩分布区则不具硫铁矿沉积。矿层厚度的变化在小范围内受到茅口组灰岩古侵蚀面起伏的严格控制，当基底低洼时矿层变厚，基底凸起矿层变薄甚至尖灭（图2）。

根据上述发现推定，硫铁矿成因与古地理、古气候、古环境密切相关，玄武岩喷发熔岩的喷溢和大量火山物质的分解，提供了丰富的硫、铁物质来源，随着大量火山喷出物以不同相态进入水体，在上覆龙潭组含煤地层提供的还原环境下受生物化学作用影响，聚积于龙潭组底部，形成大范围分布的硫铁矿床。

4　结论

先锋硫铁矿区的含矿层位于二叠系上统龙潭组第一段（P3l1），覆盖于下统茅口组（P2m）灰岩古浸蚀面之上。矿层为层状、似层状产出，产状与顶底板一致，矿层厚度相对稳定，矿层具有明显的三分性特征明显。矿石为自形-半自形晶粒状结构和它形粒状结构为主，同时具有浸染状构造。

研究区硫铁矿的形成严格受到了区域内玄武岩分布情况以及茅口组灰岩古侵蚀面的控制作用。玄武岩的大量分布为矿体提供了大量的物质来源，同时又控制了矿体的分布。矿体同时接受古侵蚀面的控制，在含煤地层提供的还原条件下，通过生物化学作用，聚集沉积成矿。

[1]四川省地质矿产勘查开发局202地质队.四川省兴文县先锋硫煤矿区煤矿普查年度工作设计 [R].2013.

[2]珺刘宝、曾允孚.《岩相古地理基础和工作方法》[M].北京：地质出版社，1985.

[3]冯增昭.《沉积岩石学》[M].北京:石油工业出版社，1993.

P617[文献码]B

1000-405X（2016）-2-410-2

蒋磊，男，硕士研究生，研究方向为矿床地质学。