重慶玉峽式鍶礦床成礦系統分析

顧文帥，李 建，黃治清，朱明忠，田 孟

(重慶市地質礦產開發局205地質隊，重慶 402160)

重慶玉峽式鍶礦床成礦系統分析

顧文帥，李 建，黃治清，朱明忠，田 孟

(重慶市地質礦產開發局205地質隊，重慶 402160)

玉峽式鍶礦床作為渝西鍶成礦帶最具工業價值的礦床類型，對其成礦系統的研究對今后該地區的找礦工作具有十分重要的指導意義。本文結合前人研究資料，從源、運、儲、保四個方面對其成礦系統進行論述并作出概述性總結，認為玉峽式鍶礦床是各成礦要素在一定時空域中耦合的產物。海相碳酸鹽-硫酸鹽沉積、沉積建造中的熱鹵水、含鍶巖石的風化為玉峽式鍶礦床的形成提供了豐富的成礦物質來源；華鎣山基底斷裂和地熱系統為含鍶鹵水的運移提供了通道和熱源；華鎣山東側的西山背斜為含鍶鹵水的卸載沉淀創造了適當的物化條件和良好的礦體就位空間；礦床自身物化性質和保存條件決定了玉峽式鍶礦床保存程度欠佳。

玉峽；鍶礦床；成礦系統；重慶市

鍶礦作為一種戰略性礦產資源，廣泛應用于電子、化工、冶金、醫藥及軍工等眾多領域，在國民經濟發展中起著重要的作用。同時，重慶作為全國最大的獨立優質鍶礦資源基地，鍶礦作為重慶的優勢礦產資源，是重慶地質礦產工作的重點，更關系到重慶鍶礦業的命脈。重慶境內產出的鍶礦床共分為三大類層控型礦床，分別為順層、穿層和脈狀鍶礦床。其中最為重要的為順層鍶礦床，而順層鍶礦床中最具有工業價值的即為玉峽式鍶礦床，其具有儲量大、品位高、有害雜質少、可選性較好的特點。因此，在現有工作基礎上，加強對玉峽式鍶礦床成礦系統的行相關研究工作顯得極為重要，其對今后大型乃至特大型鍶礦床的尋找具有重要的指導意義。

1 區域地質概況

研究區在大地構造位置上處于揚子準地臺之重慶臺坳，位于川中臺拱與重慶陷褶束的結合部位，二者以華鎣山基底斷裂為界。區內所有鍶礦床及礦點均分布于重慶陷褶束之中，沿華鎣山基底斷裂呈NE向成群成帶分布。

區內主要出露地層為三疊系、侏羅系。其中侏羅系地層為一套砂泥巖建造及含砂質建造，屬濱湖-淺湖相沉積，多分布在向斜地區；三疊系上統為灰色含煤建造，中、下統為臺地碳酸鹽—蒸發巖沉積，主要分布在背斜地區，其中下統的嘉陵江組二段一亞段為區內鍶礦的賦礦地層(圖1)。

圖1 渝西鍶成礦帶區域地質及玉峽式鍶礦床(點)分布圖(據徐興國等，1994改編[1])

區內構造較為簡單，以褶皺為主。區內褶皺發育，背斜緊湊向斜寬緩，由西至東，走向為NE-NNE向，雁行-平行排列，呈隔擋式褶皺組合。斷裂欠發育，主要為華鎣山基底斷裂及其次生斷裂。區內構造控礦作用較為明顯，斷裂為含鍶鹵水提供運移空間，褶皺為其提供就位空間。鍶礦床集中產出于西山背斜軸部北端。

2 礦床地質概況

玉峽式鍶礦床是指以重慶市銅梁縣玉峽超大型鍶礦床為典型礦床建立的礦床模式，既包括超大型礦床，如玉峽與興隆鍶礦床，也包括大中小型鍶礦床，如宋家灣大型鍶礦床、顏家灣中型礦床和仰天窩小型鍶礦床(表1)。

表1 玉峽式鍶礦床品位、規模

注：①品位數據為折算后的SrSO4的百分含量；②興隆鍶礦包括陳家坡礦段、宋家灣礦段、黃泥堡礦段及斑竹林礦段。

數據來源：張兆鵬等(1992)，徐興國等(1999)。

2.1 礦體及含礦地層特征

該類礦床礦體均產出于三疊系下統嘉陵江組二段一亞段(T1j2-1)的海相碳酸鹽-硫酸鹽沉積組合中，巖性上主要由(礦化)白云巖、鹽溶角礫巖、次生灰巖、脫白云石化灰巖、白云質灰巖、水云母泥巖、白云質泥巖及鍶礦體組成。礦化巖性為天青石膏質藻層紋白云巖，成礦時代為喜山期。礦體主要呈層狀-似層狀、透鏡狀、長扁豆狀，走向北東，傾向南東，傾角較緩，多處于3～20°之間，礦體往深部有變薄趨勢。根據礦體產出層位、礦化特征，可將含礦段自上而下分為Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ共3個含礦層。①Ⅲ含礦層產出于含礦段中上部，主要由次生灰巖、礦化白云巖、脫白云石化灰巖、鹽溶角礫巖及鍶礦體組成。厚約1.10～7.40 m。其頂板為嘉陵江組第二段二亞段(T1j2-2)底部的中厚層狀灰巖，底板為中厚層狀礦化白云巖。②Ⅱ含礦層產出于含礦段中下部，主要由白云質泥巖、礦化白云巖、脫白云石化灰巖、鹽溶角礫巖及鍶礦體組成。厚約2～7 m。其頂板為中厚層狀礦化白云巖，底板為灰綠色薄層狀白云質泥巖。③Ⅰ含礦層產出于含礦段下部，主要由白云巖、礦化白云巖、水云母泥巖、鹽溶角礫巖及鍶礦體組成。厚約3～15 m。其頂板為灰綠色薄層狀白云質泥巖，底板為嘉陵江組第一段(T1j1)頂部的薄層狀泥質灰巖。

2.2 礦石特征

該類礦床的礦石礦物以天青石為主，次為菱鍶礦。礦石結構構造因成礦過程的多階段性而有所不同。在結構上，以粒狀-板狀結構、交代結構及粒狀-放射狀結構為主；在構造上，以條紋條帶狀構造、浸染狀構造、塊狀構造為主，葡萄狀、皮殼狀少見，具體見表2。

表2 礦石結構構造及礦物組分

3 成礦系統

翟裕生(2000，2003)對成礦系統的定義、結構及基本要素進行了系統闡述，他認為成礦系統是由相互作用和相互依存的若干部分(要素)結合成的有機整體，是具有成礦功能的一個自然整體[2-3]。本文從成礦系統基本要素的角度去探討玉峽式鍶礦床的成礦過程，以此來指導該地區進一步的鍶礦找礦工作。

3.1 成礦物質來源

玉峽式鍶礦床的成礦物質來源呈現出多源性特征，根據以往學者(徐興國等，1999)對該類礦床的研究，成礦物質來源可被總結為三個方面：海相碳酸鹽-硫酸鹽沉積；沉積建造之中的熱鹵水；含鍶巖石的風化[4]。

在研究成礦物質來源的過程中，不可忽視掉含鍶巖石的風化。四川盆地及其外圍地區的含鍶巖石也為盆地內沉積物提供了豐富的鍶源。在鍶礦床的礦源層形成階段和后期改造過程中，大氣降水對含鍶巖石進行風化溶蝕，將鍶不斷帶入到海水之中，或者通過滲透進入到巖石、地下水之中，這些鍶或多或少都會參與到鍶礦床的形成之中。

3.2 成礦流體運移

成礦流體是指各類地質流體經過一定的地質演化而成為包含和搬運成礦物質的那一部分流體[3]。玉峽式鍶礦床的成礦流體主要為含鍶鹵水，華鎣山基底斷裂為含鍶鹵水的運移提供了熱源及運移通道[4]。同時，含鍶鹵水的運移驅動力也需要能量和熱，這些能量和熱源除由華鎣山基底斷裂的再活動提供之外，地熱體系也是重要的熱源，這些熱和能量使得含鍶鹵水在運移過程中不斷從礦源層及圍巖之中萃取成礦物質，為后期成礦物質卸載沉淀積累奠定基礎。因此，華鎣山基底斷裂對玉峽式鍶礦床成礦流體的運移具有明顯的控制作用。

3.3 礦體就位

在玉峽式鍶礦床中，鍶礦體的主要就位場所均位于華鎣山基底斷裂東側西山背斜的軸部或近軸翼部(圖1)。這是因為當含鍶鹵水運移至背斜軸部時，成礦物理化學條件發生一定變化，如溫度降低、壓力減小等，使得含鍶鹵水的相平衡狀態被破壞，含鍶鹵水在背斜軸部脫空區、層間剝離面及滑脫帶發生卸載沉淀進而形成鍶礦體[6]。

同時，雖然天青石膏質藻層紋白云巖更易于產生有效的滲透率和熱液運移空間，有利于含鍶鹵水運移，但是并不利于含鍶鹵水集中，反會而造成成礦物質分散，只有在運移通道的終止端才會發生礦物質沉淀結晶富集進而形成礦體。而西山背斜的軸部或近軸翼部便是玉峽式鍶礦床含鍶鹵水的運移通道終止端，因此當含鍶鹵水運移至該部位時便發生沉淀形成了鍶礦體。

3.4 礦體保存

一般來說，礦床的保存程度很大程度上取決于礦床自身物化性質穩定程度和保存條件優劣程度。礦床物化性質越活潑，保存條件越差，礦床保存程度越差。

在野外現場觀察中可發現以下三點現象。第一，含礦層在地表遭受到不同程度的風化、溶蝕和垮塌，含礦層中的白云質泥巖、水云母泥巖，多風化呈粘土，這種現象在背斜軸部表現的最為明顯。在局部地區甚至可見鍶礦體露頭巖石溶孔(洞)中的菱鍶礦殘跡。同時該現象多發生于地表以下50m之內。第二，在礦山采礦工程中發現，多處礦體存在溶蝕現象。例如在玉峽礦區新田村一帶，位于含礦層中上部的礦體溶蝕較為嚴重，局部呈小孤島狀，并見有大量團塊狀菱鍶礦；含礦層下部的礦體多已溶蝕，僅殘留鹽溶角礫巖。第三，通過近年來在興隆、玉峽礦區深部及外圍完成的鉆探工程，發現區內部分地段礦體完全被溶蝕，只見有鹽溶角礫巖，局部嚴重處礦層被溶蝕為溶洞；而部分地段礦體保存較好，可見厚度較大的鍶礦體[7-8]。以上現象表明，該區的玉峽式鍶礦床的保存程度欠佳。

從礦床物化性質上來講，鍶元素屬于遷移能力較強的元素，鍶礦床物化性質較為活潑，礦床中主要礦石礦物天青石溶解度明顯高于方解石和白云石，因此在玉峽式鍶礦床中，同等物理化學條件下，礦體相對于圍巖更易遭遇溶蝕。從保存條件上看，玉峽式鍶礦作為鹽類礦床，地下水的活躍程度嚴重影響鍶礦體的保存，地下水活躍的地區，鍶礦體溶蝕越強烈，保存越差，地下水不活躍的地區，鍶礦保存好。該區嘉陵江組屬于巖溶含水層，層內石灰巖、白云巖中富含巖溶裂隙溶洞水[9-10]，使得地下水對鍶礦體進行溶蝕，導致鍶礦體存在溶蝕現象，不利于礦體保存；另外從該區構造活動演化上看，自晉寧運動至嘉陵江期，渝西地區一直處于海相沉積環境；燕山期，渝西地區以震蕩升降運動為主，以隆拗發展為特征；喜山期，渝西地區自震旦紀以來的沉積蓋層全部褶皺隆起，該區構造格架基本定型。可以看出礦體形成之后由于地殼升降運動，使得處于背斜軸部的礦體更接近于地表，更易被風化、剝蝕，亦不利于鍶礦床保存；同時，從礦區構造上看，西山背斜軸部及傾沒段由于走向、傾向均發生改變，巖體相對破碎，含水性較強，地下水循環運動更為強烈，巖溶更為發育，均不利于礦體的保存。因此，可以看出，玉峽式鍶礦床自身物化性質較為活潑，保存條件相對較差，導致了玉峽式鍶礦床保存程度欠佳。

4 結論及建議

通過對玉峽式鍶礦床成礦系統各基本要素的總結性分析，可以看出玉峽式鍶礦床是各成礦要素在一定時空域中耦合的產物，其成礦過程與源、運、儲、保及相關控礦因素密切相關。海相碳酸鹽-硫酸鹽沉積、沉積建造之中的熱鹵水、含鍶巖石的風化為玉峽式鍶礦床的形成提供了豐富的成礦物質來源；華鎣山基底斷裂和地熱系統為含鍶鹵水的運移提供了通道和熱源；華鎣山東側的西山背斜為含鍶鹵水的卸載沉淀創造了適當的物化條件和良好的礦體就位空間；礦床自身物化性質和保存條件決定了玉峽式鍶礦床保存程度欠佳。

總的來說，玉峽式鍶礦床成礦系統的研究程度比較高，在實際工作過程中也取得了較好的找礦成果。但是前人研究領域主要集中于源、運、儲三個方面，而對礦床的保存條件的研究略顯薄弱，這就導致了成礦系統研究的不全面性，進而無法對礦床后期變化進行準確判斷。因此，在今后的科研工作和找礦實踐過程中，應加強對礦床保存條件的研究，特別是地下水運動對鍶礦保存的影響作用方面，這項工作必將為渝西地區實現新的找礦突破提供良好的線索和依據。

[1] 徐興國, 廖光宇. 川東地區鍶礦床地質特征及成因探討[J]. 化工地質, 1994, 16(1): 29-39.

[2] 翟裕生. 成礦系統及其演化-初步實踐到理論思考[J]. 地球科學, 2000, 25(4): 333-339.

[3] 翟裕生. 成礦系統研究與找礦[J]. 地質調查與研究, 2003, 26(2): 65-71.

[4] 徐興國, 谷秀蘭. 中國的鍶礦床[M]. 成都：四川科學技術出版社, 1999: 52-98.

[5] 徐旃章. 華鎣山鍶礦帶構造控礦機理[J]. 成都理工學院學報, 1994, 21(3): 79-86.

[6] 肖榮閣, 楊忠芳, 楊衛東, 等. 熱水成礦作用[J]. 地學前緣, 1994, 1(4): 140-147.

[7] 李建, 顧文帥, 黃治清, 等. 重慶市大足縣興隆礦區鍶礦深部延深普查地質報告[R]. 重慶市地勘局205地質隊檔案科, 2015.

[8] 李建, 顧文帥, 黃治清, 等. 重慶市銅梁縣玉峽礦區深部及外圍鍶礦普查階段性工作總結地質報告[R]. 重慶市地勘局205地質隊檔案科, 2016.

[9] 李生紅.川東褶皺帶中_下三疊統水文地質特征研究[D]. 成都: 成都理工大學, 2013.

[10] 何明亮. 川東互層式可溶巖背斜地下水徑流特征研究[D]. 成都: 成都理工大學, 2013.

Analysis of metallogenic system of Yuxia-style Sr ore deposit

GU Wenshuai，LI Jian，HUANG Zhiqing，ZHU Mingzhong，TIAN Meng

( 205 Geological Team，Chongqing Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration，Chongqing 402160，China)

Yuxia-style Sr ore deposit is the most economic deposit type in the Sr-metallogenic zone in west Chongqing, so what study on its metallogenic system is of great scientific value and economic significance. Under the study on geological information, this paper summarizes metallogenic system in four factors: Sr-source, Sr-transport, Sr-accumulation, Sr-preservation. Marine carbonate-sulfate sediments, hot brine of sedimentary formation, weathering of Sr-bearing rock provide plenty of sources for formation of deposits. Huaying mountain basement fault and geothermal system provide transport channels and heat source. Xishan anticline on the east of it creates the appropriate physiochemical conditions and good emplacement room for metallogenic fluid. The physicochemical properties and preservation conditions determine the poor preservation of deposits.

Yuxia; Sr ore deposit; metallogenic system;Chongqing city

2016-07-12

重慶市國土房管局科技計劃項目資助(編號：CQGT-KJ-2014005)

顧文帥(1987-)，男，碩士，山東肥城人，2012年畢業于中國地質大學(北京)礦產普查與勘探專業，工程師，主要從事鍶礦勘查評價與研究工作,E-mail：guwenshuai322@163.com。

P611

A

1004-4051(2017)02-0162-04