四川省龍王廟礦產(chǎn)礦床地質(zhì)特征及成礦成因淺析

羅 潤(rùn)，何 微

（四川省煤田地質(zhì)局一四一隊(duì)，四川 德陽(yáng) 618000）

龍王廟礦產(chǎn)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ）龍門(mén)山～大巴山臺(tái)緣坳陷（Ⅱ）龍門(mén)山陷褶斷束（Ⅲ）漩口凹褶束（Ⅳ）北東段次級(jí)構(gòu)造——大水閘復(fù)式背斜南東翼。成礦區(qū)帶劃分屬上揚(yáng)子成礦省（Ⅱ-13）龍門(mén)山早古生代鐵金磷成礦帶（Ⅲ-63）。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 地層

礦區(qū)主要出露地層震旦系上統(tǒng)燈影組（Zbdn），寒武系下統(tǒng)筇竹寺組（∈1q），泥盆系中統(tǒng)觀霧山組（D2g）、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組（T1f）。詳見(jiàn)圖1。燈影組（Zbdn）：主要為灰色～灰白色厚層狀?yuàn)A層狀細(xì)粒結(jié)晶泥灰質(zhì)白云巖、硅質(zhì)白云巖，頂部為深灰黑色薄層至板狀含燧石硅質(zhì)巖夾少許薄層或條帶狀磷塊巖[1]。筇竹寺組（∈1q）：為礦產(chǎn)賦存層位，該地層由下至上分為一、二兩段，一段由灰～深灰色薄～中厚層狀磷塊巖，含磷灰?guī)r、含磷白云巖、含磷粘土巖、磷質(zhì)頁(yè)巖組成；二段主要為灰～深灰色薄層粉砂巖、砂巖、炭質(zhì)、砂質(zhì)頁(yè)巖和含磷質(zhì)泥質(zhì)海綠石砂巖。觀霧山組（D2g）：為褐灰色中厚層狀生物碎屑泥質(zhì)灰?guī)r。飛仙關(guān)組（T1f）：為紫紅色粉砂巖、淺黃灰色泥灰?guī)r、灰?guī)r互層。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于大水閘復(fù)式背斜南東翼，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，多呈緊密的“W”形復(fù)式褶皺組合，較大的一組是清平倒轉(zhuǎn)背斜和火燒包倒轉(zhuǎn)向斜，其次是碉堡坪倒轉(zhuǎn)背、向斜和陽(yáng)溝倒轉(zhuǎn)背、向斜。復(fù)式褶皺伴有相互大致平行之走向逆斷層帶，總體構(gòu)造線呈北東～南西向，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致。

礦區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，多以北東向的逆沖斷層為主，主要斷裂有F2逆沖斷層、F10逆沖斷層、F11正斷層、F13逆斷層、F16逆沖斷層。由于F11正斷層的破壞，礦段內(nèi)形成二個(gè)礦體：北西盤(pán)為Ⅱ號(hào)礦體，而南東盤(pán)為Ⅰ號(hào)礦體。F13逆斷層致使礦層頂部厚度缺失[2]。

2 礦床特征

（1）礦體特征。礦層受F11斷層影響分為二個(gè)礦體，斷層?xùn)|南盤(pán)為Ⅰ號(hào)礦體，北西盤(pán)為Ⅱ號(hào)礦體。Ⅰ號(hào)礦體走向長(zhǎng)6000m，其形態(tài)受F2斷層和緊密復(fù)式倒轉(zhuǎn)背向斜控制，礦層均為倒轉(zhuǎn)，呈層狀，似層狀產(chǎn)出，總體走向10°～20°。傾向北西，傾角28°～71°，礦體厚度4.40m～48.27m，平均厚度24.68m，厚度變化系數(shù)48.44%。礦石品位12.02%～17.11%，平均品位14.17%，品位變化系數(shù)9.77%。Ⅱ號(hào)礦體走向長(zhǎng)1780m，受F11斷層和陽(yáng)溝倒轉(zhuǎn)背斜北西翼逆沖的控制，礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，總體走向25°，傾向北西，傾角55°～70°。礦體厚度5.03m～38.90m，平均厚度22.85m，厚度變化系數(shù)44.86%。礦石品位13.74%～18.55%，平均品位16.05%，品位變化系數(shù)10.61%。

（2）礦石特征。礦石結(jié)構(gòu)較為單一，礦石結(jié)構(gòu)以內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)為主，其中主要是砂屑結(jié)構(gòu)，少量為粉屑結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造為致密塊狀構(gòu)造。礦石類(lèi)型以硅質(zhì)、硅鈣質(zhì)礦石為主，次為白云質(zhì)～灰質(zhì)礦石。礦石的主要有用礦物為礦灰石，脈石礦物主要為石灰石、白云石、石英、綠泥石等。礦石化學(xué)組分主要為SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、P2O5、Al2O3、CO2、F等，另有微量的Cl、Cd、As、I等元素。

3 礦床成因分析

3.1 巖相古地理?xiàng)l件

早寒武世早、中期，漢中、綿竹、米易一線以西，系連成一片的古陸；龍門(mén)山地區(qū)的綿竹、平武一帶與陜南寧強(qiáng)一帶的海域相連，形成一個(gè)海灣——龍門(mén)山海灣。灌縣、西昌、米易一線以東為一開(kāi)闊海；此時(shí)成都～武勝龍女寺一線為水下隆起區(qū)，西部古陸是陸源物質(zhì)的補(bǔ)給來(lái)源。龍門(mén)山海灣因成都～武勝龍女寺水下高地的障壁作用，是良好的成礦場(chǎng)所。

3.2 構(gòu)造控制條件

礦床位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ）龍門(mén)山～大巴山臺(tái)緣坳陷（Ⅱ）龍門(mén)山陷褶斷束（Ⅲ）漩口凹褶束（Ⅳ）北東段次級(jí)構(gòu)造——大水閘復(fù)式背斜南東翼。受到區(qū)域性大斷裂——安綿大斷裂（F2）及彭灌深斷裂（F1）的控制。F2為邊界斷裂，其差異升降控制了北西盤(pán)和南東盤(pán)的沉積環(huán)境，F(xiàn)2斷裂兩側(cè)的沉積建造有顯著差異。自晚震旦世接受淺海碳酸鹽沉積后，地殼曾一度上升為陸地遭到剝蝕，在早寒武世早期地殼下降，海進(jìn)形成龍門(mén)山海灣。F2斷裂為同沉積斷層，在燈影期就發(fā)生，在成礦期繼續(xù)活動(dòng)，它控制了基底的下降速度。“清平期”沉積含礦巖系厚達(dá)100余米，是在基底下降的速度大致等于沉積的堆積速度（補(bǔ)償沉積）的條件下，長(zhǎng)期保持淺海水灣環(huán)境形成的產(chǎn)物。

3.3 物質(zhì)來(lái)源

早寒武世時(shí)期，龍門(mén)山海灣三面臨陸，僅東南面為海（見(jiàn)圖2），廣大的陸源區(qū)為物源區(qū)，為沉積區(qū)提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源。西部馬爾康～康定一線為陸地，在晚震旦世燈影期沉積有厚達(dá)1000m左右的地層（見(jiàn)圖2）。

圖2 四川省晚震旦世燈影期沉積等厚線及古剝蝕略圖

燈影期沉積巖相為：下部為深～深灰色厚層塊狀白云巖、硅質(zhì)白云巖、硅質(zhì)礦石，夾少許硅質(zhì)巖，底部為灰～灰黑色薄～中厚層狀白云巖夾燧石結(jié)核，頂部為黑色炭質(zhì)葉巖與薄板狀泥質(zhì)白云巖、灰?guī)r不等厚互層；上部為灰色厚層塊狀白云巖，硅質(zhì)白云巖。

燈影期沉積的地層中普遍含礦，采集化驗(yàn)燈影組地層樣品，巖石中礦物質(zhì)含量0.32%～5.53%，平均2.55%，為地殼巖石中礦物質(zhì)平均含量（0.28%）的九倍多，可為礦層的形成提供大量礦物質(zhì)。

3.4 成礦過(guò)程

（1）成礦物質(zhì)來(lái)源于西部：一是礦物質(zhì)來(lái)源于西部古陸區(qū)地層中含礦地層，二是礦石中的白云巖、硅質(zhì)巖、灰?guī)r巖屑等也是在西部母巖區(qū)風(fēng)化剝蝕后產(chǎn)生、搬運(yùn)到龍門(mén)山海灣堆積。

（2）合適的成礦條件：在古陸上，由于長(zhǎng)期的物理、化學(xué)風(fēng)化作用致使包括礦物質(zhì)在內(nèi)的各種元素不斷被溶解淋濾出來(lái)在適當(dāng)?shù)膒H值、Eh值、氣候、生物等條件下沉積。

pH值：從地球化學(xué)觀點(diǎn)看，礦產(chǎn)多與黑色葉巖、硅質(zhì)巖、碳酸鹽共生，而且與硅質(zhì)巖、碳酸鹽巖處于同一沉積相環(huán)境中。據(jù)克勞斯科夫（1956）年的資料，PH值決定了SiO2、CaCO3、磷酸鹽的沉積。當(dāng)pH大于7.5，SiO2濃度大于120ppm時(shí)，則SiO2與CaCO3均沉淀，磷酸鹽巖與碳酸鹽巖的沉積基本相似，當(dāng)pH為7.5時(shí)，開(kāi)始沉積，到pH為7.8～8時(shí)，沉淀完全。可見(jiàn)SiO2與CaCO3、磷酸巖在一定條件下存在著同一性。氣候：礦產(chǎn)形成的古氣候?yàn)闇嘏谉幔瑵穸容^為干燥的氣候條件，這從礦石中有大量的白云石即可證明。生物作用：生物是海洋礦物質(zhì)循環(huán)的重要因素，大量的小殼生物、藻類(lèi)及浮游生物、細(xì)菌的存在，對(duì)礦物質(zhì)的富集起了重要作用。礦石中見(jiàn)有少數(shù)礦物質(zhì)碎屑具骨屑外貌即可證明。

（3）有利的成礦場(chǎng)所：龍門(mén)山海灣三面環(huán)陸，東南臨海，又有成都～武勝水下高地的障壁，是礦產(chǎn)理想的沉積場(chǎng)所。

第一次沉積成礦：西部古陸帶來(lái)的巖屑（包括白云巖、硅質(zhì)巖、灰?guī)r等）與合適條件下形成的微粒礦產(chǎn)在龍門(mén)山海灣一同沉積，形成微粒礦產(chǎn)和巖屑堆積。物理粒化作用：第一次沉積形成的礦產(chǎn)在海流、波浪或潮汐作用下，破碎、搬運(yùn)、再沉積的過(guò)程，稱物理粒化作用。它是礦產(chǎn)的第二個(gè)形成階段。該過(guò)程一是形成內(nèi)碎屑礦產(chǎn)（主要為砂屑），二是將巖屑顆粒再次破碎分選，并對(duì)礦產(chǎn)有再次富集作用。第二次膠結(jié)成礦：經(jīng)物理粒化作用形成的砂屑（包括巖屑），搬運(yùn)沉積后，磷酸鹽，SiO2、CaCO3，白云巖的沉積過(guò)程仍在繼續(xù)進(jìn)行，其形成物在砂屑顆粒空隙膠結(jié)，后經(jīng)成巖作用而形成現(xiàn)在的礦床。

4 結(jié)論

龍王廟礦產(chǎn)形成于龍門(mén)山海灣潮下淺灘～高能帶，是以波浪作用為主，水動(dòng)力較強(qiáng)的環(huán)境。礦石為砂屑巖，主要層理為水平層理、板狀斜層理等，礦層頂板常見(jiàn)有沖刷現(xiàn)象；西部古陸提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源，并在適當(dāng)?shù)膒H值，氣候、生物等條件下沉積成礦。