四川省化工地質(zhì)勘查院 四川 彭州 611930

四川省江油市馮家山至老礦山一帶，已發(fā)現(xiàn)硫鐵礦產(chǎn)地16處，以完成勘探的楊家院礦區(qū)為典型。楊家院硫鐵礦由單一礦產(chǎn)組成，礦體空間形態(tài)和物質(zhì)成分等具有典型性，含礦層位穩(wěn)定，層控特征顯著，在龍門(mén)山仰天窩倒轉(zhuǎn)向斜以外地區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)同類(lèi)型礦床。礦床查明為中型，是四川省工作程度最高、唯一為工業(yè)化開(kāi)采利用的楊家院式層控?zé)嵋盒土蜩F礦。

1 區(qū)域地質(zhì)背景及地質(zhì)特征

楊家院硫鐵礦大地構(gòu)造位置，屬上揚(yáng)子陸塊龍門(mén)山前陸逆沖-推覆帶前山蓋層逆沖帶(圖1)，其大地構(gòu)造分區(qū)名稱(chēng)見(jiàn)(表1)；所在成礦區(qū)帶位置，屬?gòu)V元-江油(仰天窩向斜兩翼)F-Mn-Pb-Zn-S-Ag-鋁土礦-砂金成礦帶。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造為樓子壩推覆巖片仰天窩向斜，南東翼地層正常，北西翼地層層序倒轉(zhuǎn)。仰天窩向斜中部及核部，發(fā)育北西向印支期輝綠巖脈。硫鐵礦化帶沿仰天窩向斜呈帶狀斷續(xù)分布，礦化帶厚度不一，礦體厚度與礦化帶厚度呈正相關(guān)關(guān)系。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育。

區(qū)域內(nèi)出露地層主要為上泥盆統(tǒng)茅壩組、沙窩子組，中、上泥盆統(tǒng)觀霧山組，中泥盆統(tǒng)金寶石組，中、下泥盆統(tǒng)養(yǎng)馬壩組，下泥盆統(tǒng)甘溪組、平驛鋪組，以及中志留統(tǒng)韓家店組。觀霧山組上段為主要賦礦層位。

2 礦床地質(zhì)特征

礦床位于仰天窩向斜北西倒轉(zhuǎn)翼中段，礦體賦存于中、上泥盆統(tǒng)觀霧山組上段第一亞段，巖性為灰～深灰色厚層塊狀細(xì)～中粒白云巖夾生物白云巖，又稱(chēng)白云石化白云巖。含豐富的珊瑚、苔蘚蟲(chóng)及海百合化石，被白云石交代呈花斑狀構(gòu)造。為主要的含硫鐵礦層位。礦體自北東—南西帶狀分布，形態(tài)復(fù)雜，呈脈狀、透鏡狀斷續(xù)分布(圖2)。

區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，北西向F18、F11為導(dǎo)礦斷裂，其余斷裂縱橫交錯(cuò)，礦體被切割為三段，主礦體為MS1。依據(jù)斷層形態(tài)可大致分為三組：

斜交斷層組：規(guī)模小，多為平推斷層，屬于大斷層的派生構(gòu)造，遠(yuǎn)離礦體，與礦無(wú)關(guān)。

橫向斷層組：該組斷層走向與巖層走向夾角大于60°，主要包括F11、F12、F18、F27、F31。斷層F18控制主礦體MS1，延長(zhǎng)1100m，走向105～128°，傾向北西-南東，傾角57～84°。

圖1 大地構(gòu)造位置略圖

走向斷層組：該組斷層走向與巖層走向基本一致，走向北東，傾向南東或北西，傾角較陡，對(duì)部分礦體的連續(xù)性造成破壞，屬成礦后斷層。礦體受其影響部分造成品級(jí)變化較大。

主礦體分布于斷層F18下盤(pán)，呈透鏡體，傾向北西，傾角60～80°，長(zhǎng)300～350m，最大厚度55.80m，一般為15.49m；礦體斜深250～500m。厚度延走向較穩(wěn)定，在遠(yuǎn)離F18后，受其分支斷層影響，礦體急劇收縮，尖滅；向南西方向急劇變薄、尖滅。礦石品位受斷層影響，變化較大，在接近礦體頂部品位較高，最高達(dá)49.78%；在礦體中、下部品位較低，平均23.92%。

表1 四川省大地構(gòu)造分區(qū)簡(jiǎn)表

礦石礦物主要是黃鐵礦，偶見(jiàn)少量的白鐵礦和微量的閃鋅礦；脈石礦物主要是白云石，次為少量的泥質(zhì)、有機(jī)質(zhì)及石英。塊狀黃鐵礦結(jié)構(gòu)為半自形、它形粒狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，含量高于90%；密集侵染狀黃鐵礦結(jié)構(gòu)為它形粒狀結(jié)構(gòu)，侵染狀、條帶狀構(gòu)造，含量80-85%；網(wǎng)脈狀黃鐵礦結(jié)構(gòu)為半自形、它形粒狀結(jié)構(gòu)，脈狀、角礫狀構(gòu)造，含量40-45%；侵染狀黃鐵礦結(jié)構(gòu)為它形粒狀結(jié)構(gòu)，侵染狀構(gòu)造，含量35-40%；侵染—脈狀黃鐵礦結(jié)構(gòu)為它形粒狀結(jié)構(gòu)，侵染—脈狀構(gòu)造，含量30-35%；稀疏侵染狀黃鐵礦結(jié)構(gòu)為它形粒狀結(jié)構(gòu)，脈狀—侵染狀構(gòu)造，含量20-25%。由于斷層和地下水影響，淺部黃鐵礦氧化成褐鐵礦、赤鐵礦及水針鐵礦。

3 礦床成礦條件及找礦標(biāo)志

3.1 礦床成礦條件 楊家院硫鐵礦床位于上揚(yáng)子陸塊區(qū)龍門(mén)山—大巴山臺(tái)緣坳陷廣元-江油(仰天窩向斜兩翼)Fe-Mn-Pb-Zn-S-Ag-鋁土礦-金成礦帶上，硫鐵礦化作用主要發(fā)育在泥盆系中上統(tǒng)觀霧山組白云巖體內(nèi)，呈脈狀、透鏡狀斷續(xù)分布。含礦巖系為灰～深灰色厚層塊狀細(xì)～中粒白云巖夾生物白云巖。印支期構(gòu)造活動(dòng)，含礦流體沿?cái)嗔堰w移--選擇觀霧山組上段第一亞段厚層塊狀白云巖層中層間裂隙、破碎帶富集成礦--地表硫鐵礦不穩(wěn)定，風(fēng)化為褐鐵礦，形成鐵帽。礦床受構(gòu)造和巖性的控制，在觀霧山上段第一亞段地層中白云石化和硫鐵礦化強(qiáng)烈地帶更有利硫鐵礦的富集。硫鐵礦礦化帶產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀大體一致，礦床為低溫?zé)嵋撼傻V作用形成(圖3)。

工作區(qū)內(nèi)硫鐵礦床電阻率較低，其圍巖具白云石化、黃鐵礦化，局部有硅化、方解石化，白云巖、赤鐵礦電阻率大于硫鐵礦電阻率值，礦體電阻率與圍巖相差1至2個(gè)數(shù)量級(jí)，兩者的極化率值相差10倍左右。

在區(qū)域化探異常特征研究的基礎(chǔ)上，選擇相互吻合程度較高、具有較強(qiáng)指示意義的Li、Bi、F、Fe2O3等指標(biāo)進(jìn)行分析，根據(jù)這些元素異常強(qiáng)烈程度分為三個(gè)等級(jí)異常區(qū)，Ⅰ、Ⅱ級(jí)異常區(qū)主要集中在仰天窩向斜中心，呈北東—南西分布。Ⅲ級(jí)異常區(qū)在向斜周?chē)什痪鶆蚍植?。在Ⅰ、Ⅱ?jí)異常區(qū)主要出露巖性為白云石化白云巖，印支期輝綠巖脈。

3.2 找礦標(biāo)志 (1)鐵帽，為直接找礦標(biāo)志。有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)人員可通過(guò)對(duì)鐵帽的直接觀察，初步將氧化礦體與白云巖等圍巖區(qū)分開(kāi)來(lái)，并反算硫含量。

(2)含礦地層，為觀霧山組，上覆地層沙窩子組、下伏地層為金寶石組，上、下地層關(guān)系明確、易區(qū)分。中上泥盆統(tǒng)觀霧山組上段第一亞段為工業(yè)礦體賦礦層位，觀霧山組其它巖性段、亞段及金寶石組雖有礦化，但不具規(guī)模。

(3)硫鐵礦床電阻率特征。白云巖、赤鐵礦電阻率大于硫鐵礦電阻率，除赤鐵礦層外，圍巖與礦體電阻率相差大，其圍巖和礦體的極化率值相差也大?？傊瑖鷰r屬低極化、高電阻率；礦體屬正異常，高極化，低電阻率。

(4)圍巖蝕變特征。白云石化、黃鐵礦化，局部有硅化、方解石化。在礦化帶內(nèi)白云巖蝕變后，晶洞發(fā)育，孔隙度增大，加之構(gòu)造形成的節(jié)理、裂隙，為礦液運(yùn)移、聚集創(chuàng)造了良好條件。當(dāng)白云石化白云巖顏色由深變淺，粒度由細(xì)變粗時(shí)，礦化也由弱變強(qiáng)。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖

4 結(jié)語(yǔ)

四川楊家院硫鐵礦礦床地質(zhì)特征和找礦標(biāo)志是地質(zhì)工作者在實(shí)踐工作中總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)，其礦床地質(zhì)特征可概括為礦床位于仰天窩向斜中上泥盆統(tǒng)觀霧山組上段，主礦體受斷層F18控制，呈透鏡狀分布。巖性主要為白云巖，含珊瑚、苔蘚蟲(chóng)及海百合化石，呈花斑狀構(gòu)造。礦石礦物主要是黃鐵礦，在淺部氧化成褐鐵礦、赤鐵礦。結(jié)合前述四點(diǎn)找礦標(biāo)志，對(duì)今后地質(zhì)找礦和勘查提供可靠的參考依據(jù)。

圖3 成礦模式圖