四川越西县约火山硫铁矿地质特征及矿床成因

罗兴海

(四川省地质矿产勘查开发局207地质队，四川 乐山 614800)

四川越西县约火山硫铁矿矿区位于“扬子准地台”之“康滇地轴”北段东缘之“石棉台穹”南段，区域构造以褶皱为主，断裂构造次之，区内岩浆岩不发育，区域地层以一套陆相火山碎屑岩和滨海-浅海相碳酸盐岩为主[1]。

1 矿区地质特征

1.2 矿区地层

矿区主要出露震旦系开建桥组、列古六组、观音崖组、灯影组和三叠系白果湾组，沿河谷缓坡地段有少量第四系洪积物。各地层分述如下

(1)震旦系下统开建桥组(Zak)：为一套紫红色含砾砂质凝灰岩及流纹质玻屑凝灰岩，岩石斑晶含量不稳定，一般为10%～30%，由微斜条纹长石、石英、更钠长石组成，部分具玻璃质。蚀变矿物有绢云母、绿帘石、方解石、绿泥石等，岩石具斑状结构(基质具微晶结构、霏细结构)，流纹构造、块状构造。

(2)震旦系上统列古六组(Zbl)：分布于矿区之北西，底部以几～十几米的底砾岩假整合覆于下统开建桥组之上。接触面上常有数十厘米不等的红色铁质的古风化壳。岩性为灰紫、紫红色、灰绿色砾岩夹岩屑砂岩及泥岩。

(3)震旦系上统观音崖组(Zbg)：为一套紫红色，灰紫色含粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩及长石石英砂岩。地层厚245m～686m。

(5)上三叠统-下侏罗统白果湾组(T3-J1bg)：下部为砾岩、灰色长石石英砂岩、砂质页岩、炭质页岩夹劣煤4-5层。上部夹灰白色长石石英砂岩。在页岩中含瓣鳃类、植物化石。厚398m～890m，角度不整合于灯影组三段之上。

1.3 矿区地质构造

本区地处川滇南北构造带中段北部东侧，属小相岭南北向构造带。区内的褶皱和断层走向近南北向。矿区构造总体为一单斜构造，区域性的新民断层(F1)从矿区东部穿过，靠近F1断层发育有拖曳褶皱发育，一般规模较小。

(1)F1断层：从矿区中东部通过，生成时间最早，属压性-压扭性逆断层。断层倾向107°～115°，倾角68°～83°，水平断距90m～120m，铅直断距100m，断层破碎带宽3m～10m，由构造角砾和碎粉及泥质物充填，构造角砾成，为碎裂白云岩，胶结疏松，局部充填硫铁矿透镜体并伴生铅锌矿。

(2)层间破碎带(f)：属北东向断裂派生的次级层间破碎带(图1)，层间破碎带厚3m～6m，层间破碎带产状和地层产状基本一致，系约火山硫铁矿的容矿构造。

矿段内主要断裂构造为近南北向的F1断层，其次为发育在震旦系-寒武系灯影组(Zd)中的层间破碎带。特征如下

图1 矿区地质略图

2 矿床特征

2.1 矿体特征

越西县约火山硫铁矿区内的硫铁矿层产出于灯影组一段层间含矿破碎带内，编为Ⅰ号。

Ⅰ号硫铁矿体：赋存于震旦系-寒武系灯影组一段中厚层状硅质条带微晶白云岩夹硅质层中发育的层间破碎带内，主要呈似层状产出。矿体与围岩界线较为明显，其产状为倾向132°～157°，倾角25°～32°，倾向和倾角有一定变化，但与围岩产状基本一致。矿体局部分枝复合、尖灭再现特征。

地表经探槽TC0-1、TC3-1、TC4-1、TC7-1、TC11-1揭露控制，深部由PD1、PD3、PD5控制。矿体长约470m，矿体工程控制最大延深135m，矿体厚度为1.20m～3.64m，平均2.13m，厚度变化系数37%，属于厚度稳定的矿体。矿石品位：S含量 15.14ω%～37.92ω%之间，平均品位为27.74ω%，品位变化系数25%，属品位变化稳定类型(图2)。

图2 0#勘探线剖面图

另在PD1坑道内局部发现产出于断层破碎带内的含铅锌硫铁矿体，厚度约2m，产状与断层破碎带一致，倾向110°～120°，倾角68°～83°。经捡块样分析品位硫 6.88ω%、Pb 0.52ω%、Zn 0.12ω%。

2.2 矿石质量

2.2.1 矿物成分

矿石矿物主要为黄铁矿，磁黄铁矿少量，偶见方铅矿及闪锌矿，地表局部见有褐铁矿；脉石矿物主要为白云石，次为石英、方解石，少量绢云母及炭泥质物等。

(1)黄铁矿：为矿石中主要含硫矿物。淡黄色，呈立方体、四面体、它形粒状，粒径一般0.1mm～2.0mm，少数达4mm。广泛分布于矿体中含量40%～70%，局部达85%。多集合呈脉状、团块状产出。

(2)磁黄铁矿：为黄色它形粒状，粒径0.1mm～0.3mm，数量少分布零星。

(3)方铅矿：铅灰～亮铅灰色。在矿体及围岩中局部偶见，主要为星点状，局部见团块状他形粒状集合体，粒度0.2mm～2.5mm，集合体中包含有石英、闪锌矿小粒。

(4)闪锌矿：棕色～深棕色，主要为他形粒状集合体及等轴粒状，常与石英、方铅矿伴生粒度0.2mm～1.0mm。

(5)褐铁矿：为风化矿物，仅见于地表露头局部地段，呈蜂窝状和松散状。

(6)白云石：自形-它形粒状，集合体呈脉状产出。粒度在0.03mm～0.25mm。含量20%～45%不等。

(7)石英：灰白色，灰黑色，半透明，它形粒状结构，块状构造。在光薄片中，矿物呈半自形粒状镶嵌，粒径0.15mm～3.8mm，充填在硫铁矿裂隙内或将硫铁矿包裹，石英裂隙及波状消光发育。广泛分布于各矿体中，含量5%～10%不等。

(8)方解石：为亮晶方解石，白色半自形-它形粒状，粒径0.1mm～0.5mm间，多集合呈细脉状、团块状产出。广泛分布于各矿体中，含量3%～5%不等。

(9)绢云母：为半自形-它形鳞片状，大小为0.1mm～0.5mm。含量少，零星分布于矿石中。

摊铺过程的质量控制应首先从摊铺设备抓起，如果条件许可，应尽量选用性能稳定、技术先进的摊铺机，全套设备尽量使用相同品牌。面层施工必须全幅摊铺，采用浮动基准梁控制摊铺厚度和平整度。当路面滞水时，应暂停施工；气温低于10℃时，应停止摊铺；气温低于15℃时，应控制沥青混凝土的最大运距，以保证碾压温度在规定的范围之内；未经压实即遭雨淋的沥青混凝土应全部清除，更换新料。

2.2.2 矿石组构

(1)矿石结构：矿石结构主要为粒状结构、少数为交代残余结构。

粒状结构：矿石中较发育。由细粒状硫铁矿物集合而成。

交代残余结构：矿石中普遍发育。由后期新生矿物交代早期矿物或围岩不全而构成。如磁铁矿交代白云石、磁黄铁矿交代黄铁矿等。

(2)矿石构造：矿石构造主要为致密块状构造，次为角砾状构造、浸染状构造和网脉状构造。

块状构造：为矿石中主要构造。由70%以上黄铁矿均匀分布构成。

角砾状构造：矿石中较为发育。由硫铁矿集合体呈团块状、角砾状嵌生在矿石中，矿石品位一般较高。

网脉状构造：矿石中不发育，由硫铁矿集合体呈网脉状分布于矿石中，矿石品位中等。

2.3 矿石类型

硫铁矿石按矿物成分和结构、构造，将矿石自然类型主要分为致密块状硫铁矿石，角砾状及浸染状硫铁矿石。硫铁矿石工业类型属于碳酸盐黄铁矿石。

2.4 围岩及蚀变特征

2.4.1 矿体围岩、夹石

矿体围岩为深灰-灰黑色中厚层状硅质条带微晶白云岩夹硅质层。矿体与围岩界线清楚，多呈突变关系。矿体中夹石不发育。

2.4.2 变质作用及围岩蚀变

围岩热液蚀变强度弱、类型简单，蚀变主要为硅化、碳酸盐化、炭化等。

(1)硅化：主要表现为SiO2胶结破碎矿化白云岩，使岩矿石致密坚硬；出现灰黑色次生石英岩；出现乳白色石英脉。硅化在整个含矿层中均有分布，在含矿层及顶底板上蚀变强度最强，与矿化关系密切，硅化越强，矿化越好。

(2)碳酸盐化：主要表现为方解石呈细脉和小团块充填、白云石颗粒变粗出现重结晶，以及白云石呈细脉充填在矿石中。碳酸盐化在整个含矿层中均有分布，在含矿层及顶底板上蚀变强度最强，与矿化关系密切。

(3)炭化：表现为白云岩颜色变呈灰黑色。均分布在含矿层中。

3 矿床成因

矿区位于“扬子准地台”之“康滇地轴”北段东缘之“石棉台穹”南段，区域地层以一套陆相火山碎屑岩和滨海-浅海相碎屑岩、碳酸盐岩为主[1]。在火山碎屑岩和碳酸盐岩之间存在有古风化壳，是硫铁矿重要的成矿物质来源[2]，这些岩石同时含有有机质和火山物质，富含CO2、S 、P 、F等矿化剂，为成矿作用提供了先决条件[3]。

下古生代以来，几度强烈的不均衡的升降运动，导致古生代部分地层的缺失和一些南北向断裂的发展和新生碳酸盐岩层间破碎带，为地下热液循环流动提供了通道。与此同时，深部热液沿着F1断裂带运移同时将原有的成矿物质等运送至破碎带与白云岩发生热液交代作用形成硫铁矿体，矿体严格受层间破碎带控制。破碎带由碎裂白云岩、方解石、钙质、硫铁矿等组成，局部有铅锌矿化，胶结较紧密，碎裂结构较明显。破碎带的断层面已不清晰，局部地段可见层间滑动面。破碎带与围岩界线较清晰，主要表现为破碎带中岩石重结晶明显，有热液活动迹象，而围岩一般保留原始沉积特征。宏观上由于构造改造而使破碎带颜色呈灰黑色区别于颜色较浅的围岩。

4 结语

矿区硫铁矿层产出于灯影组一段层间含矿破碎带内，呈似层状产出。矿体与围岩界线较为明显，矿石矿物主要为黄铁矿，磁黄铁矿少量，偶见方铅矿及闪锌矿，地表局部见有褐铁矿；脉石矿物主要为白云石，次为石英、方解石，少量绢云母及炭泥质物等。

矿区内硫铁矿为热液充填交代型硫铁矿，硫铁矿的形成与地层、岩相、构造有着密切的关系，矿体物质来源于火山碎屑岩和碳酸盐岩之间的古风化壳，在后期热液的交代过程中成矿物质富集，并形成可供开发的工业矿体。破碎带内岩石重结晶明显，热液活动迹象明显，围岩蚀变主要表现为硅化、碳酸盐化、炭化等。