石膏矿床的地质特征及对硫化矿床的指示意义

吕宪河，高廷臣，陈俊魁，陈瑞宝，程兴国，胡小川，蔡仲明

(1.河南省地质调查院，河南 郑州 450051;2.河南省区域地质调查队，河南 郑州 450051)

石膏矿床的地质特征及对硫化矿床的指示意义

吕宪河1，高廷臣1，陈俊魁1，陈瑞宝1，程兴国2，胡小川2，蔡仲明2

(1.河南省地质调查院，河南 郑州 450051;2.河南省区域地质调查队，河南 郑州 450051)

从研究划分石膏矿化的成因类型入手，进行热液化学成分来源分析和岩石蚀变分带研究，结合典型矿床实例分析，总结出在碳酸盐岩中出现热液交代型石膏矿化体附近，往往伴生有金属硫化矿体或含硫化矿物丰富的岩石，

该规律对寻找硫化物型金属盲矿体的意义巨大。

石膏矿;找矿标志;成因类型;盲矿体;找矿模型

1 石膏矿的成因类型划分

据全国矿产储量委员会《石膏矿产地质勘查规范(试行)》中国石膏矿床可分为如下3类(唐延龄，2005)。

1.1 沉积石膏矿床

此类型的矿床是石膏矿的主要的矿床类型，约占已有探明储量的87%，该种类型的石膏矿，矿体形态规则，呈层状或似层状，矿层稳定，连续性好，规模较大。其产出层位主要为白垩系和第三系，与硫化矿床没成因联系。

1.2 后生石膏矿床

此类型的矿床是由于原生矿体被溶解或随石灰岩的次生变化后，运移、沉积、充填于含矿岩层的裂隙或洞穴中而成，与硫化矿床没成因联系。

1.3 热液交代石膏矿床

此类型的矿床又可分为与中性侵入岩有关的石膏矿床、与中性喷出岩有关的石膏矿床、与区域变质有关的石膏矿床及笔者所述的与硫化矿床有关的石膏矿床(朱训，1999)。与中性侵入岩有关的石膏矿床一般赋存于中性侵入岩与石灰岩接触带中，矿体不规则，常呈透镜状。与中性喷出岩有关的石膏矿床赋存于中性喷出岩之中，含矿岩系有安山岩、安山质凝灰岩、凝灰直角砾岩或粗面岩、粗安岩、石英岩，矿体形态呈透镜状单矿体或多矿体产出，走向几百米，厚几十米。矿石类型为硬石膏、含黄铁矿的硬石膏、含明矾高岭石的硬石膏。矿床规模以小型为主。前述两类矿床特征与硫化矿床有关的石膏矿床相似，但可以从围岩岩性来区别它们。与区域变质有关的石膏矿床，该类矿床类型极少，不再叙述。与硫化矿床有关的石膏矿床是重点，以下将详细描述。

2 与硫化矿床有关的石膏矿化的成因机制

石膏化学成分为CaSO4，以黄铜矿、闪锌矿、方铅矿为例，采用化学反应式反演石膏矿的形成过程(刘辅臣等，1992)。

石膏矿化成矿模式如图1所示(韩颐等，2006)。硫酸盐、硫化物大部分易溶于酸性溶液，不同金属硫化矿物之间存在“电化学反应”，更促进了氧化作用的加速并形成各种易溶硫酸盐，富含硫酸盐的热水溶液顺断层或裂隙发生运移，大量的硫酸根离子作用于石灰岩形成石膏矿化(CaSO4·2H2O)。热液中的 ZnCO3、PbCO3、［CuCO3(OH)2］在石膏矿化体附近形成次生氧化矿物，易被肉眼识别，是一种近矿找矿标志(祝新友等，2006)。

图1 与硫化矿床有关的石膏矿床成矿模式图

3 与硫化矿床有关的石膏矿床地质特征及对硫化矿床的指示意义

上述热液交代型石膏矿体形态一般不规则，与石灰岩密切伴生，接触边界不规则(牟传龙等，2004)。矿体一般呈透镜状、囊状、不规则状，常切层产出，并且交代特征明显，无层理。矿体长度一般几十米至几百米，厚几米至几十米。矿石自然类型为硬石膏、石膏，矿石品位较高，规模中小型。该类型的石膏矿与硫化矿床有直接的成因联系，野外一定要对其进行认真勘探，其深部必然隐伏着硫化矿体。

4 典型矿床

4.1 西藏当雄县尼龙玛铅锌矿床

2000年，“西藏当雄县拉屋—嘉黎同德一带铅锌铜多金属矿调查评价”项目(王亚平等，2003)化探扫面期间，发现了一个石膏矿床，矿体长度大于5km，矿层厚度20m～40m，在平面上呈半椭圆形展布。矿体底板为近东西向的构造破碎带，顶板为石炭系灰岩，矿石为雪花状石膏，块状构造，不显层理，属典型的热液交代成因，据此初步认为在石膏矿体南部可能有金属硫化物矿体或者隐伏矿。

2001年在该矿区开展了1∶1万地质草测，1∶1万视极化率激电中梯测量，1∶1万土壤测量。1∶1万视极化率激电中梯测量，共测制12条测线，在视极化率平面等值线图上圈出2个异常(图2)。

图2 尼龙玛铅锌银矿区地质及视极化率平面等值线图

Ⅰ号异常位于矿区西南部，呈北西—南东向展布，斜穿整个矿区，宽120m，长约1 100m，最大极化率值5.28%。异常与含矿构造带走向一致，属矿致异常。

Ⅱ号异常位于矿区中部，呈似椭圆状，东西长约800m，南北宽约360m，视极化率最大值19.9%，该异常下部可能隐伏着硫化矿体。在尼龙玛Pb、Zn、Cu异常的浓集中心，选择10km2进行1∶1万土壤地球化学测量，在土壤测量区内，圈出地球化学综合异常8处，主要异常分布在断裂带上，面积大、强度高、元素组合好，且与激电异常吻合较好，是寻找铅锌矿的有利地段。主要异常沿断裂带分布，与断裂活动密切相关，2002年对激电Ⅰ、Ⅱ异常进行了查证，经查证在断裂带中发现了铅银矿体，验证了石膏矿对硫化矿体的指示意义。

4.2 新疆塔什库尔干县赞坎石膏矿

2003年，新疆1∶25万叶城县幅、塔什库尔干县幅、克克吐鲁克幅区域地质矿产调查项目，发现了赞坎石膏矿(王世炎，2004)，石膏矿体顶板岩性为下元古界布伦阔勒群(Pt1B)大理岩，底板为下志留统粉砂质板岩，这两套地层在区域上都不含石膏层。该石膏矿赋存在断层带之中，地貌上显示为孤立的山包，在平面上为不规则透镜状，西与下志留统粉砂质板岩界线较平直，东与布伦阔勒群(Pt1B)大理岩接触界线弯曲，这些特征表明该石膏矿应为热液交代成因，在该石膏矿附近或下部应该存在含硫化物丰富的地层或硫化矿体。后经地质调查发现下志留统粉砂质板岩中含大量的黄铁矿，含量一般为10%～15%，最高达25%，正是由于该套地层中富含黄铁矿，经氧化水解后，生成，富含的热水溶液顺断层向上运移，最后和布伦阔勒群大理岩(Pt1B)交代形成了该石膏矿(图3)。

图3 新疆塔什库尔干县赞坎石膏矿剖面图

4.3 安徽省庐江县罗河硬石膏矿床

该矿床属热液交代型矿床，矿床赋存于侏罗系砖桥组粗安岩夹粉砂质凝灰岩及凝灰质角砾岩中，矿体成似层状、透镜状，产状平缓，长度660m，宽470m，厚度2.6m ～101m，一般厚10m ～40m，矿石类型主要为白色粒状硬石膏，呈等粒变晶结构，块状构造。矿石矿物成分主要为硬石膏、重晶石、硫铁矿、磁铁矿等。矿石品位CuSO4一般为91.05%。矿床类型为大型。该石膏矿床与硫铁矿、磁铁矿共生，石膏矿位于磁铁矿、硫铁矿体上方，次生石英岩底部，系燕山早期岩浆热液交代硫铁矿而成，与下部硫铁矿体有直接的成因联系。

5 综合信息找矿模型

从上述各矿床地质特征可以看出，要确定某石膏矿床是否与硫化矿床有关，必须认真调查石膏矿化体的层位、产状、形态、围岩岩性以及岩浆活动特征等，还要结合地质、物探及化探等手段，从而准确圈定硫化矿体位置。与石膏矿化有关的金属硫化物型矿床找矿标志如下(单小莉等，2009)。

5.1 岩性标志

发生在石灰岩或含钙质丰富的地层中的石膏矿化是指示附近有硫化矿床存在的重要标志。

5.2 构造标志

与石膏矿化相邻的断裂、裂隙是富含硫酸盐的热水溶液运移的通道。

5.3 矿化标志

石膏矿化体附近的孔雀石化、蓝铜矿化是隐伏硫化矿床的表生次生矿化(张志斌等，2007)。

5.4 地球化学标志

石膏矿区的 Cu、Pb、Zn、Au、Ag 水系沉积物或土壤异常，各元素具较好的浓度分带，浓集中心突出，异常强度高，元素组合关系好，可指示金属硫化矿体的找矿方向(谢世业等，2003)。

5.5 地球物理找矿标志

石膏矿区内视极化率≥4%的激电异常可指示金属硫化矿体的找矿方向。

6 结语

中国石膏矿床分布广泛，根据以上综合信息找矿模型对已知石膏矿床进行研究分类，筛选出热液交代型石膏矿，在此基础上能够发现有价值的金属硫化矿床。

韩颐，赵树铭.2006.新疆主要铅锌矿床类型及成矿规律［J］.新疆地质，24(3):42 －43.

刘辅臣，王燕.1992.成矿规律和成矿预测学［M］.武汉:中国地质大学出版社.

牟传龙，余谦.2004.金顶铅锌矿床相关地质问题及成因探讨［J］.矿物岩石，24(1):48 －51.

单小莉，徐晟.2009.新疆彩花沟含铜黄铁矿床找矿模式的建立［J］.新疆地质，27(1):32－37.

唐延龄.2005.中国新疆非金属矿床［M］.北京:地质出版社.

王亚平，傅少英.2003.西藏当雄县拉屋—嘉黎县同德一带铜铅锌多金属矿评价报告［R］.

王世炎.2004.1∶25万塔什库尔干塔吉克自治县幅区调报告［R］.

谢世业，杨建功.2003.新疆乌恰县乌拉根新生代热卤水喷流沉积铅锌矿成因研究［J］.矿产与地质，17(1):11－16.

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祝新友，樊俊昌，邓吉牛.2006.锡铁山矿床石膏、菱铁矿成因研究与意义［J］.矿产与地质，20(3):205－210.

张志斌，叶霖，李文铅，等.2007.新疆霍什布拉克铅锌矿床地质、地球化学特征［J］.大地构造与成矿学，31(2):205－217.

Geological characters of gypsum deposit and its indicating significance to sulfide deposits

LV Xian-he1，GAO Ting-chen1，CHEN Jun-kui1，CHEN Rui-bao1，CHENG Xing-guo2，HU Xiao-chuan2，CAI Zhong-ming2

(1.Henan Institute of Geological Survey，Zhengzhou 450051，China;2.Henan Team of Regional Geological Survey，Zhengzhou 450051，China)

Based on the study of typical gypsum deposits，through the classification of genetic types of gypsum mineralization and the analysis both hydrothermal composition source and rock alteration zoning，it was concluded that there existed frequently metallic sulfide ore bodies and sulfide-rich rocks near hydrothermal metasomatic gypsum mineralization bodies in carbonate rock.It was important to find blind bodies of sulfide metal deposits.Then，using complex information prospecting model and classify known gypsum deposits，valuable metal sulfide deposits could be identified among the hydrothermal metasomatic gypsum deposit combined conventional exploration methods with macroscopical prospecting index.

Gypsum deposit;Ore prospecting mark;Mineral genetic type;Blind ore body;Ore prospecting model

P619.26+1;P578.2

A

1674－3636(2011)01－0011－04

10.3969/j.issn.1674-3636.2011.01.11

2010－10－09;编辑:詹庚申

中国地质调查局“西藏当雄县拉屋—嘉黎县同德一带铜铅锌多金属矿评价”项目(200010200153)

吕宪河(1973—)，男，工程师，主要从事区域地质调查、地质矿产调查等工作，E-mail:lvxianhe@sina.com