广西某硫铁矿矿床地质特征及其成因

广西某硫铁矿矿床地质特征及其成因
廣西某硫铁矿矿床位于右江裂陷盆地凌云孤立碳酸盐台地东部，台盘接触带附近。

本地区所发现及开采的矿种主要有金矿、硫铁矿及锑矿、煤矿等。

依据本区硫铁矿普查为基础，其普查成果大致查明硫铁矿内蕴经济资源/储量达大型规模，该矿是广西近年来硫铁矿找矿工作的新突破。

笔者通过对本区内区域地质、矿区地质、矿体地质特征以及控矿、赋矿构造、矿化蚀变等进行研究，探讨本区硫铁矿矿床地质特征及其成因。

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1成矿地质背景
该硫铁矿床位于右江裂陷盆地凌云孤立碳酸盐台地东部，台盘接触带附近。

区内地层岩性组合较复杂，断裂构造比较发育，蚀变及矿化较强，区域矿产主要有金矿、硫铁矿及煤层等。

台地区出露的地层为碳酸盐相的泥盆系融县组，石炭系尧云岭组、都安组、大埔组、黄龙组，二叠系的马平组、栖霞组、茅口组、合山组和环台出露的二叠纪海绵礁灰岩及碎屑岩相的三叠系逻楼组、板纳组；盘地区出露的地层主要为深水浊积岩相的三叠系百逢组、兰木组（如图1）。

凌云台地经历多期次的构造活动，加里东运动使区内裂陷沉降，沉积了多米厚的地层，由于北东、北西向两组基底断裂的长期活动，形成了凌云台地、凤山台地、天峨台地和盆地相间的古地理格局；印支运动期间台区内地层褶皱隆起，形成了部分穹隆和一系列北西向和北东向褶皱并伴有北西向纵张断裂及北东向横张断裂，盆区内为深水相主要接受碎屑沉积。

燕山运动期间原盆地区的深水浊积岩相形成以北西向为主的褶皱，原台地区内的断裂和褶皱也有复活迹象，与矿区关系密切的社坡复式向斜也在这一期间最终形成。

2矿区地质概况
2.1地层
矿区出露的地层有二叠系、三叠系及第四系。

二叠系出露的地层为马平组（P1mp）、栖霞组（P2q）、茅口组（P2m）、合山组（P2h），为一套碳酸盐深海—浅海沉积相。

三叠系逻楼组平行不整合于二叠系之上，为一套碎屑岩类深水浊积岩相，具复理石建造。

其中茅口组和合山组之间的平行不整合面上为主要赋矿层位，矿床形态主要受沉积前古岩溶面控制。

第四系为灰黄—黄褐色砂土层，由残坡积层组成。

2.2构造
断层破碎带为断层角砾岩。

角砾呈棱角状，角砾成分为灰岩、砂岩、泥岩，胶结物为硅质、泥质、铁质、方解石等。

3矿床地质特征
硫铁矿体按矿石氧化程度分为原生硫铁矿体和氧化后形成的铁铝土层。

原生硫铁矿体均产于茅口组和合山组之间的平行不整合面上的砂泥岩中，埋深一般大于30m，矿床形态主要受沉积前古岩溶面控制，茅口组灰岩凸起处矿层较薄，低凹处矿层较厚，局部有尖灭现象。

矿体形态简单，呈层状，基本平行于合山组岩层产出；铁铝土层产于残坡积层及埋深5～30m氧化矿体中，本层因风化溶蚀流失，硫铁矿基本都氧化成褐铁矿。

3.1矿体特征
硫铁矿矿石为含黄铁矿化铝质岩、黄铁矿化含碳泥岩、铁铝质粘土岩（泥岩）、含黄铁矿化杂砂岩等，矿石矿物主要为黄铁矿，具自形～半自形晶结构、粉砂～泥质结构、粉状结构、变余泥质结构，块状、浸染状、结核状构造；脉石矿物为水铝石、勃姆铝矿、胶铝矿、绿泥石、高岭石、绢云母等。

矿区范围内共发现硫铁矿矿体11个，下面仅就主要的三个矿体的地质特征进行简述：
3.1.1 1号矿体
3.1.2 2号矿体
3.1.3 8号矿体
3.2矿石特征
3.2.1矿石类型及种类
矿区硫铁矿矿石在-30m标高之上以氧化后形成的铁铝土层为主，本层不含硫铁矿，在-30m标高之下均为原生矿石，故矿石类型分为氧化矿石和原生矿石两种。

根据物相分析结果，硫铁矿原生矿石种类为含黄铁矿化铝质岩、黄铁矿化含碳泥岩、铁铝质粘土岩；氧化矿石为铁铝岩、含铁矿轻变质泥岩。

3.2.2矿物成分及结构构造
硫铁矿原生矿石的金属矿物主要为黄铁矿，少量褐铁矿，黄铁矿为自形—半自形晶粒状不均匀散布于岩石中，大小0.1～1mm不等，部分呈它形晶粒状富集呈团块状、结核状集合体（大小0.03～7mm）不规则杂乱分布。

脉石矿物为水铝石、胶铝矿、绿泥石、高岭石、绢云母等。

氧化矿石的金属矿物为氧化铁、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿，脉石矿物为水铝氧石、绢云母、绿泥石等。

纤维鳞片状、贝壳状水铝氧石与自然立方体状磁铁矿相伴呈不规则片状或团块状不均匀分布于粘土矿物集合体间。

原生矿石结构有自形～半自形晶结构、粉砂～泥质结构、粉状结构、变余泥质结构，块状、浸染状、结核状构造；氧化矿石为具纤维鳞片状、贝壳状、胶状、粗长纤维片状结构，团块状、不规则片状、豆粒状构造。

3.3矿石品位及伴生组分
3.4蚀变及矿化特征
区内蚀变作用主要为硅化、黄铁矿化及高岭土化。

3.4.1硅化
区内硅化比较发育，主要分布在三叠系逻楼组底部，与金矿关系密切。

硅化岩石金含量一般都比未硅化岩石高。

局部发现有金矿体。

3.4.2黄（褐）铁矿化
区内黄（褐）铁矿化主要分布在二叠系合山组底部，为原生硫铁矿石的主要矿物成分。

呈层状，厚1～20m不等。

本区黄铁矿颗粒较细，一般为0.05～0.1mm，少量0.1～2mm。

以不规则粒状居多，次为立方体。

黄铁矿呈星点状、包状及细脉状不均匀分布于铁铝岩中。

黄铁矿化岩石氧化后多呈褐红色或紫红色的褐铁矿化泥岩或铁染泥岩。

故黄（褐）铁矿化与硫铁矿关系非常密切。

3.4.3高岭土化
硫铁矿矿石氧化后形成的褐铁矿化泥岩或铁染泥岩中均伴有高岭土化，故高岭土化与硫铁矿关系密切。

3.5影响矿石氧化因素
影响硫铁矿体氧化的因素有大气、地表水、岩溶（溶洞）水及地下河水。

大气主要影响出露地表的矿体，地表水主要通过裂隙途径渗入矿体使其氧化，岩溶（溶洞）水主要影响溶洞周边的矿体，地下河水流经硫铁矿矿体时对矿体氧化影响很大，导致硫铁矿会全部溶蚀流失。

4矿床成因
4.1矿床沉积环境
本矿区下二叠统茅口组沉积了一套浅海相灰岩，具构造复杂的蜓类和大量造礁的复体珊瑚，反映为热带—亚热带陆表海碳酸岩台地沉积环境。

早二叠世末期，受东吴运动的影响，地壳整体抬升为陆地，经过一段时期的风化剥蚀作用形成凹
凸不平的喀斯特地貌，形成了厚度较薄的古风化壳。

到上二叠世开始又沦为海侵，海侵初期，该地区则成了海滨地带半自封闭盘地，形成了上二叠统合山组底部一套砂泥岩组合，厚几米至二、三十米，为潮坪沉积环境。

再后来，由于地壳活动比较频繁，出现一系列海进—海退相交替，形成了上二叠统合山组砂（泥）页岩和灰岩组合，夹几层煤层（煤线），含海相动物化石及植物化石，为海陆交互相沉积。

上二叠统合山组底部的潮坪沉积相砂泥岩为硫铁矿层沉积与富集的先决环境条件。

4.2物质来源
硫铁矿石中的黄铁矿来源有二：①来源于地球表部：与氧化铝搬运转移而来，当时温和潮湿的气候繁殖的大量微生物、植物死亡，大量有机质的分解，迁移富集于海盘内。

②来源于地球内部：三叠世末期印支运动造成右江裂陷盆地、凌云孤立碳酸盐台地形成，环台断裂成为地下热液侵入岩层的通道，带来大量的硫化物。

4.3矿床成因
矿区内硫铁矿矿床的成因分为两个阶段：
4.3.1搬运—分解—沉积成矿阶段
根据矿区内硫铁矿层或含黄铁矿铝土岩之上往往发育一薄层煤矿，认为当时是温和潮湿的气候环境，适于植物大量繁殖。

附近或较远古陆的铁铝硅酸盐类岩石，受区域性硫化作用影响被硫酸破坏，铁、铝、硅等元素成离子状态析出，氧化铝和硫酸盐类成酸性胶体溶液沿的地表搬运转移，使存在于地表的有机胶体物质和氧化铝等酸性胶体溶液结合成非常稳固的络合物，继而远距离搬运至具有大量中性盐溶液的滨海盘地（潮坪环境）时而被破坏，在适宜的PH值4—7的水中分解而沉淀。

因二氧化硅含量过高而形成铝硅比值极低，较难利用的铝土岩。

当上述富含铝、硅、铁、硫等元素的胶体溶液及有机物质不断的搬运迁移富集于海盘地内而形成大量有机粘土质软泥的潮坪沉积环境，大量的H2S析出和Fe+化合呈凝胶状物质，进而分解成水铝硫铁矿。

伴随着有机粘土质软泥的形成，物质重新分配，
4.3.2右江凹陷成矿阶段
根据：①物相分析结果，硫铁矿原生矿石种类为含黄铁矿化铝质岩、黄铁矿化含碳泥岩、铁铝质粘土岩；氧化矿石为铁铝岩、含铁矿轻变质泥岩；②硫铁矿层底部古风化壳及顶板泥岩中含凝灰质，部分见具褐铁矿化、高岭土化，并见岩层强烈扭曲；③三叠系逻楼组底部具凝灰质砂泥岩，普遍硅化。

分析得出，矿区受三叠世末期印支运动的影响，当时有火山岩侵入及喷出。

所以认为，矿区在三叠世末期，印支运动造成右江凹陷盆地、凌云孤立碳酸盐台地形成，在形成过程中，环台断裂成为地下热液侵入岩层的主要通道，并带来大量的地壳深部矿物质，在中—低温环境下，硫化物、铁元素等矿物质随热液大量侵入富含水铝型硫铁矿
的潮坪沉积相砂泥岩中，进一步交代、富集形成硫铁矿（黄铁矿）。

该阶段形成的硫铁矿矿床规模较大，黄铁矿颗粒相对较大，常聚集成结核状、包体状，多呈自形—半自形晶粒状不均匀散布于岩石中，大小0.1～1mm不等，部分呈它形晶粒状富集呈团块状、结核状集合体（大小0.03～7mm）不规则杂乱分布。

，硫品位较高，工业矿体大、连续，且厚度、品位稳定。

4.4找矿标志
矿区内硫铁矿找矿标志有：①下二叠统茅口组与上二叠统合山组之间的平行不整合面。

该平行不整合面是矿区的控岩控矿地层。

②上二叠统合山组下段中薄层状微细晶灰岩夹3～5层煤层，该段底部为硫铁矿矿床形成的有利部位。

③出露地表的铁铝土层、铁帽，具褐（黄）铁矿化、高岭土化，局部弱硅化。

铁铝土层为原生硫铁矿矿石氧化而形成。

5结束语
综上所述，该硫铁矿床属煤系沉積型硫铁矿矿床，后经三叠世末期印支运动改造，硫铁矿矿床达大型规模，矿石品级属Ⅲ级品。

矿床形态简单，产状较平缓，矿物组合较简单，几乎没有伴生有害组分，应属易采易选矿石。

参考文献
[1]侯满堂，臧世权，李新林.镇旬铅锌矿田热水沉积硅岩研究.陕西地质.2004.22（1）：46-54.
[2]李毅，李赋屏，何国朝.东川蓑衣坡硅质岩型铜矿床的地质地球化学特征及成因.矿床地质.2005.24（1）：71-80.
[3]郜兆典.海相热水沉积矿床问题探讨.广西地质.2000.13（2）：23-29.
[4]杨斌，刘兴德，刘建明.广西佛子冲铅锌矿田两种矿石类型及其成因意义.桂林工学院学报.2002.22（2）：109-113.。