四川興文先鋒硫鐵礦地質特征及成礦規律

楊奎，張春穎，鄧志勇，夏文俊

（四川省化工地質勘查院，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地。在所屬7 個區中，周家、新塘、新華、德趕壩、川堰為大型礦床，龍塘、興堰為中型礦床。

1 區域地質特征

1.1 區域地層

根據1997 年出版《四川省巖石地層》，先鋒礦區被劃為揚子地層區上揚子分區敘永小區，本小區地表最老地層為下寒武統頂部，出露于背斜核部，長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須家河組，其間缺失上志留統、泥盆系、石炭系、下二疊統地層。下古生界發育比較完全，中二疊統假整合于中志留統之上，中上二疊統厚1000m 左右，上二疊統下部在小區西部為玄武巖，上部含煤沉積在小區西部為陸相，向東逐漸過渡為海陸交互相，且頂部漸變為海相灰巖。

1.2 區域構造

區內褶皺構造發育，如拱長背斜、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育，向斜多由上古生界及中生界組成。構造上除喜山運動造成第四系與下伏地層呈不整合接觸外，在漫長的地史時期中，本區地殼以升降運動為主.區域地質構造比較簡單，以開闊褶皺為主，斷裂構造次之；主體構造為區域性的東西向寬緩背向斜褶曲，受后期南北向褶皺復合橫跨形成“十”字形構造分布格局。

2 礦區地質特征

2.1 含礦地層

含礦地層為龍潭組，龍潭組可分為4 段。

龍潭組第一段（P3l1）：主要為深灰色含硫鐵礦高嶺石黏土巖、菱鐵質黏土巖、黏土巖、淺灰~灰白色硫鐵礦層。厚3~13m，該段化石罕見，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碳質黏土巖，局部夾泥灰色透鏡體或菱鐵礦薄層。常見侵染體、結核狀硫鐵礦分布，厚0.1~0.3m。

②無煙煤層（K1）。分布穩定，局部地段相變為碳質頁巖，厚0.1~3.6m。

③含硫鐵礦高嶺石黏土巖，硫鐵礦呈結核狀、細脈狀產出，厚0~1.5m。

④黏土巖。常呈豆狀、似鮞狀構造，含侵染狀硫鐵礦，一般不具工業意義，厚1.5~11.20m。

⑤硫鐵礦層。硫鐵礦呈不同形態的集合體，分布于高嶺石基質中，品位12%~20%，底部有厚0~0.2m 厚黏土，結構松散，系平行不整合面上的古風化殼。

茅口組：石灰巖，含生物碎屑微晶灰巖。

龍潭組第一段無煙煤層，區域上分布穩定，不同地段與不同資料中有多種代號，包括K1、Y1、A1、C25、M16等，可以作為硫鐵礦找礦標志和鉆孔內見礦標志。

龍潭組第二加三段（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Giganlopeis 等植物，以及有孔蟲，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。

龍潭組第四段（P3l4）：即舊資料所稱長興組，以開闊海碳酸臺地、潮下沉積為主，上部為砂質頁巖，夾炭質頁巖；中部為灰綠色頁巖與深灰色含燧石結核的泥灰巖；下部為灰黑色泥灰巖與灰綠色頁巖不等厚互層；底部有一層生物泥灰巖或粉砂質泥巖。其厚度在小范圍內較穩定。總趨勢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，有陸相夾層時產植物化石。

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），樹枝狀黃鐵礦（腰礦），團塊狀，結核狀黃鐵礦（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。

礦石結構：半自形-自形晶粒結構、它形粒狀結構、碎裂結構、變膠狀環帶結構；礦石構造：浸染狀、條帶狀、網脈狀、根須狀、樹枝狀、團塊狀、結核狀等構造。

2.3 礦石化學成分

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、長石、地開石，偶含金紅石。伴生礦物有黃銅礦、銅藍、方鉛礦、閃鋅礦、方解石、石膏等。

礦石化學組分，全硫含量13.90%～29.53%，平均19.93%，變化系數12.59%。在全硫中硫化物硫(SrT)91%，有機硫(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。礦石品位與礦層厚度互為消長。在縱向上，礦層中、下部品位偏低，上部品位高。

3 成礦規律

3.1 古地形初始階段

早二疊世末期，東吳運動使川南地區上升為陸地、中二疊統茅口組灰巖長期遭受風化剝蝕，形成了典型的碳酸鹽巖區的古巖溶地貌，此時東吳運動導致川南構造運動進一步強化，使東西向，南北向構造體系互相干擾疊加，鑄成了區域上東低西高和本區南低北高，并出現洼地的古地貌特征，對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。此時峨眉山玄武巖噴發、巖漿洪溢，由西南向東北淹沒于洞底--底峒-復興一線尖滅。在峨眉山玄武巖（I）噴發的同時，東北面的廣大海域為海岸瀉湖盆地（II），瀉湖直接接受來自西面的火山物質與古風化殼物質一起在偏堿性的還原環境水溶液中進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告終，旱期含礦層沉積之末，海水退撤，本區從瀉湖、潮坪相變為濱海沼澤，從此進入漫長的海陸交互相龍潭期聚煤時期。（見圖1）。

圖1 成礦模式圖

4 結語

先鋒礦區硫鐵礦屬沉積型礦床，硫鐵礦含礦層位于二疊系上統龍潭組含煤巖系（P3l2+3）之下，二疊系中統茅口組（P2m)灰巖侵蝕面之上，為一套淺灰、灰白色黃鐵礦高嶺石粘土巖。礦床位于珙長背斜的南西翼，為一緩傾斜的單斜構造。礦體呈層狀、似層狀產出，礦體產狀與地層一致，走向呈NW～SE，傾向SW，傾角15～45°不等。成礦物質主要來源于火山物質與古風化殼物質，成礦時代為晚二疊世龍潭期，是一個化學沉積為主的沉積型硫鐵礦床。