山片沟硫铁矿矿化地质特征及矿床成因分析.pdf

第 2 7卷第2期 2 0 1 1 年 4月 有色矿冶 NON FEI L ROUS M I NI NG AND M E1 ALLURGY V0 1 2 7 2 Ap r il 2 01 1 文章编号 ： 1 0 0 7- 9 6 7 X( 2 0 1 1 ) 0 2一 O O O 4一 O 3 山片沟硫铁矿矿化地质特征及矿床成 因分析 金鹏 ( 辽宁省核工业地质局二四二大队 ， 辽宁 兴城 1 2 5 1 0 0 ) 摘要 ： 山片沟硫铁矿位于华北地 台内蒙地 轴北 缘 白云鄂博边缘 凹陷， 属天 山 一阴山东 西向巨型 复杂构造带中的狼山一渣尔泰山东西构造带与阿拉善反射弧东翼的复合部位。该矿是以 含炭白云质泥灰岩为容矿岩石的层控矿床， 矿化规模较大， 具有较高的经济价值。介绍山 片沟硫铁矿矿化地质特征， 并对该区进行矿床成因分析， 探讨如何扩大该区找矿成果。 关键词 I 硫铁矿化； 地质特征； 矿床成因 中图分类号 ： P 6 1 8 3 1 文献标识码 ： B 山片沟矿区是由内蒙古地质局一O五地质队于 1 9 7 8年 1 9 8 8年探明的一大型硫铁矿产地， 提交硫 铁矿石储量 ( 1 2 2 b+3 3 3 ) 级 1 2 5 6 4 5 8万 t ， 其 中 1 2 2 b 级储量 4 8 2 7万 t 。矿化规模较大 ， 具有较好 的经济意义。全矿区共 3 3个工业矿体 ， 勘查阶段都 进行 了不同程度的地质工作。从现有施工见矿情况 看， 在矿区范围内进一步开展找矿工作前景较好。 1 区域地质概况 1 1 地层 山片沟地 区出露地层有下元古界色尔腾山群、 中元古界渣尔泰群 ， 二叠系下统大红山组、 自垩系下 统固阳组、 第四系全新统。其中中元古界渣尔泰群 出露广而全。 1 2 构造 山片沟地区的大地构造单元属华北地台内蒙地 轴北缘白云鄂博边缘凹陷。以地质力学 的观点讲 ， 属天山 一阴山东西 向巨型复杂构造带中的狼山 一 渣 尔泰山东西构造带与阿拉善反射弧东翼的复合部 位 ， 构造复杂 ， 褶皱、 断裂都很发育， 但以褶皱为主。 该区构造运动频繁 ， 断裂发育， 故岩浆活动也很 强烈， 从基性 一中性 一中酸性 一酸性岩均有分布。 1 3 岩 浆岩 岩浆岩主要分 布在图幅北部和东南部 ， 约 占图 幅面积的五分之二。据 目前资料， 区内岩浆活动具 多期性， 可划分为 吕梁中期 、 加里东中期、加里东晚 期 、 华力西期 、 华力西晚期五个侵人期。而分布最广 的华力西中期钾长花岗岩 ， 次为加里东晚期的辉长 辉绿岩和加里东 中期的石英闪长岩， 区内岩浆活动 的时间基本上是南老北新 ， 岩体延伸方 向基本同于 构造线方向。 1 4 脉岩 该区脉岩非常发育， 并明显地受构造控制， 且与 各时期的侵入岩相伴随。其特点为： ( 1 )脉岩常分布在节理 、 裂隙发育地段或破碎 地带 。 ( 2 )脉岩的分布常与邻近的岩体密切相关， 多为 岩体的派生产物。花岗岩脉、 花岗麻岩脉、 石英斑岩 脉、 细晶岩脉 、 伟晶岩脉、 闪长玢岩脉大多在华力西中 期花岗岩( 【 2 ) 附近或岩体中； 闪长岩脉、 闪长玢岩 脉 、 角闪岩脉常分布在各期闪长岩周围或岩体中。 ( 3 )脉岩明显地受构造控制， 大多与区域构造 线方向一致 ， 以东西向或北东东向为主。脉岩时代 ， 东西向较早 ， 北东或北西向晚， 南北向更晚。 2 矿体及硫铁矿化地质特征 2 1 矿体特征 山片沟矿区硫铁矿是 以含炭白云质泥灰岩为容 矿岩石的层控矿床 ， 顶板为含炭砂质板岩， 底板为 白 云质泥灰岩。矿区西起 1 3 2线 ， 东至董大沟 2 8线 ， 全长 5 0 0 0 m， 含矿岩层于矿区 中部变宽 ， 最 宽达 6 8 0 m， 向两端变窄， 并渐近尖灭。矿体均呈单斜， 与 地层产状一致， 倾向 3 3 5 。 一 3 4 0 。 ， 平均倾角 7 0 。 。 据矿体平面展布特点及层位对比， 由北而南依 次分出 I号、 号 、 号三个矿层组。共中 I 号矿组 层位稳定 ， 矿化较连续 ， 品位较高， 号、 号矿层组 虽较稳定 ， 矿化较连续 ， 但品位较低。 全 矿 区 有 硫 铁 矿 体 3 2 个，平 均 硫 品 位 收稿 日期 ： 2 0 1 0一l 1 2 2 作者简 介： 金鹏 ( 1 9 7 O 一 ) ， 男 ， 本科 ， 助理工程师 ， 主要从事固体矿产勘查工作 。 第 2期 金鹏： 山片沟硫铁矿矿化地质特征及矿床成因分析 5 1 9 5 9 。 I号矿层组有大小硫铁矿体 8个 ， 平均硫 品位 2 3 8 l ； I I 号矿 层组有大小硫铁矿体 1 2个 ， 平均硫品位 1 5 7 5 ； 号矿层组有 大小硫铁 矿体 1 2个 ， 平均硫品位 1 9 2 2 。各矿体特征详见表 1 。 表 1 主要矿体特征表 I号硫矿体 矿体赋存在含炭 白云质泥灰岩顶 部 ， 其顶板是含炭砂质板岩。 矿体位于 1 2 6 4 4线问， 层状， 走向长 4 1 4 2 3 9 m， 控制斜深 1 8 5 6 2 m， 最大斜深在 1 0 8线为 3 7 9 m， 最小在 6 4线为 3 6 m。矿体控 制标高 9 0 01 2 9 5 m， 最低在 7 2线为 8 5 2 m。 矿体在地表有一较稳定的褐铁矿帽， 呈层状 、 似 层状 ， 产状较稳定 ， 倾向平均 3 3 7 。 ， 倾角 7 8 。 ， 在深部 变陡到 8 0 。 左右 ， 1 2 1 线 1 1 0 0 m标高下矿体转 向南 倾。在 8 0 8 8线因褶皱 ， 使其弯曲。 矿体沿走向中间较厚大两端变窄 ， 剖面平均最 大真厚度 1 8 6 9 m( 1 0 6线 ) ， 最小真厚度 1 1 8 m( 4 4 线 ) ， 平均真厚度 9 4 0 m。厚度变化系数 6 9 1 7 ， 变 化 中等 。 剖面最高品位 3 5 3 3 ( 8 0线) ， 最低平均品位 1 2 4 0 ( 1 2 1线 ) ， 平 均 2 5 0 8 ， 品位 变 化 系 数 3 0 2 8 ， 组分分 布较 均匀。矿 体在 9 6线 、 5 6线 、 1 1 2线 、 1 0 6线等处品位较 高， 厚 度较 大。矿体品位 与厚度在走向上基本为同升同降关系。沿倾向变化 关系不明显。 号硫矿体赋存于 白云质泥灰岩 中部 ， 位于 1 2 1 3 6线间 ， 层状 ， 走 向长 4 4 6 0 m， 含矿层位 厚 2 1 0 m。各矿 体均 为层状 、 似层 状 ， 总体 产状 倾 向 3 4 0 。 ， 倾角 7 5 。 左右。各矿层 间距 51 0 m， 最大 1 5 m。 号硫矿位于 白云质泥灰岩底部 ， 西起 1 1 6 线 ， 东到 4 8线 ， 走向长 2 8 8 7 m。矿体 中部厚大 ， 两 端变窄。倾向 3 3 7 。 ， 倾角 6 8 。 左右 。 2 2矿石 质量 2 2 1 矿 石 的物质 成份 矿石 中主要矿物 成 份有 黄 铁矿 1 0 4 5 ， 磁 黄铁矿 3 。脉石矿物主要有 白云石、 方解石 3 0 4 0 、 石英 9 ， 透闪石少量 、 钾长石 3 、 电气石 ( 微量) ， 金云母 ( 2 ) 等。矿石 矿物 的氧化物有褐 铁矿 、 铅矾 、 黄钾铁矾 、 针铁矿等。 2 2， 2砖 石 本矿区矿石结构类型常见有如下类型 ： ( 1 )它形粒状与散粒结构 ： 金属矿物多为它形 晶 ， 粒径 0 0 0 5 0 7 5 m m， 有些颗粒呈单晶产出， 互 不连接， 形成它形散粒结构。有的为二粒 以上的颗 粒聚集在一起 ， 形成它形聚粒结构 。 ( 2 )变胶状散烊及 聚粒结构 ： 矿石原为沉积的 胶状结构 ， 后经变质作用 ， 矿物结晶而成它形的或蠕 虫状 的微 细颗粒 ， 粒径 在 0 0 0 5 m m之 下 。 ( 3 )半 自形晶聚粒与散粒结构 ： 矿石矿物常呈 半 自形的聚粒 与散粒分 布在脉 石矿物 中， 粒度在 0 0l0 5 mm之 间 。 ( 4 )自形晶聚粒结构 ： 矿石 中黄铁矿常呈 自形 的聚粒或散粒分布于脉石矿物或金属矿物中， 晶体 粗大， 粒径大者达 1 e m。 2 2 3矿 石构造 ( 1 )斑杂条带状 构造 ： 为稀疏浸染 的矿石条带 与稠密浸染 一 块状的矿石条带相问排列而成 ， 条带 的宽度在 5 m m以上。 ( 2 )浸染状构造 ： 金属矿物呈不同颗粒较均匀 分布在矿石之中， 矿物可呈聚粒 ， 也可为散粒。该类 构造可再分 出稀疏浸染状 ， 中等浸染状和稠密浸染 状。在稠密浸染状矿石中金属矿物含量大于脉石矿 物 。 ( 3 )块状构造 ： 矿石中， 矿石矿物占 8 0 以上 ， 可分致密块状和块状构造。 ( 4 )脉状构造 ： 由侧分泌作用， 矿石矿物与脉石 矿物一起充填在矿石和岩石裂隙中， 形成细小矿脉 ， 又可分为网脉状及不规则脉状。 2 2 4矿 物 生成顺序 矿石 中矿物的生成顺序可分三个成矿期， 即同 生沉 积期 、 变质 热液侧 分泌 改造期 、 表 生期 。第 二期 又可分为三个阶段。即区域变质阶段 、 角岩化阶段 、 角岩 化期后 阶段 。 2 2 5 矿 石 的化 学成份 矿石 中化学 成份 主要有 益 组 份见 表 2 。全 矿 区 硫平均品位 1 7 1 2 ， 最高 2 7 1 8 。 据 l 0件黄铁矿矿石化学全分析结果统计 ， 硫平 均品位 1 7 3 5 ， 高于全矿区硫平均品位， 铅 、 锌含 6 有色矿冶 第 2 7卷 平 均 l 0 9 0 5 2 0 4 3 0 2 4 5 0 硫铁矿l O 最 高 1 8 5 3 7 2 4 5 5 9 3 2 4 2 最 低 6 5 7 3 3 4 2 7 3 1 4 8 5 l 7 3 O O 6 9 1 7 3 5 0 0 8 O 1 6 2 4 8 0 2 5 2 6 2 5 1 4 7 2 7 1 8 O 2 3 0 3 7 3 8 5 0 2 9 l O 6 3 O O 8 l O 0 6 O O 2 0 0 4 1 2 7 O 1 6 量甚微 ， 锌只有 0 1 6 。在闪锌矿黄铁矿矿石或含 闪锌矿方铅矿黄铁矿矿石中， 硫 的含量均高于单硫 矿体中的硫含量， 表明硫、 锌 、 铅的含量呈正相关。 利用组合样分析有效硫 的含量 ， 结果 I号矿体 平均有效硫 占全硫 的 9 4 ， 最低 出现在 7 2线， 占全 硫的8 7 ； 最高为6 4和9 6线高达 1 0 0 。I I 号矿层 组与号矿层组有效硫为 8 7 ， 最低是 1 0 2线的 号矿体 ， 最高是 7 2线 号矿体 ， 其含量分别为 5 9 和 9 3 。 2 2 6矿 石的类 型 根据黄铁矿中矿物的共 生组合及含量， 主要 的 矿石类型如下 ： 黄铁矿矿石 ： 为矿区各矿体主要矿石类型。9 6 线至 1 0 2线间以含磁黄铁矿的黄铁矿为主 ， 1 0 2线之 西以黄铁矿矿石为主。主要结构为变胶状散粒状或 聚粒结构 、 它形粒状散粒结构。主要构造为斑杂状、 斑杂条带状和浸染状构造。 2 2 7矿体 围岩及 夹石 ( 1 )围岩 ： 矿层上层位为炭质粉砂质板岩， 下层 位为含炭砂质白云岩， 矿体呈层状产于含炭 白云质 泥灰岩中。含矿岩性 以含炭白云质泥灰岩为主， 夹 含炭砂质板岩小透镜体 ， 一般厚不及 1 m， 走向长 2 3 m。沿走向、 倾向多为相变互相过渡关系。 I 号硫矿体上部 围岩为板岩 ， 板岩与矿体 间有 一 厚 0 3 m， 分布不稳定的白云质泥灰岩。 三个矿层组之间被砂质白云岩相隔， I、 号矿 层组问相隔 3 0 5 0 m， I I 、 1 1 I 号矿层组间相隔 1 5 0 2 0 0 m， 8 0线上最大距离为 2 8 0 m。 ( 2 )夹石 ： 矿体中的夹石为含炭 白云质泥灰岩。 3个矿层组中四周封闭的夹石不多， 诸矿体两端及中 间部位是完整的层位。 I 号矿层组 I 矿体于 7 2 8 0线间向西分又有 一 夹石， 走向长 7 5 m， 出露宽 1 1 m， 倾向延伸 1 5 0 i n 。 3 矿床成 因分析 本矿区矿床为沉积后受轻微改造的层控多金属 矿床， 即金属硫化物与地层同生， 后被变质作用轻微 改造发生重结晶和侧分泌作用， 形成现在之矿床。 ( 1 )矿床严格受地层层位控制 ， 合矿层位较稳 定。以山片沟到甲生盘， 向西到炭窑 口、 东升庙 ， 多 金属硫化物均产 于阿古鲁沟组含炭 白云质泥灰岩 中， 产状 与地层一致 。 ( 2 )矿石物质成份简单 ， 主要为黄铁矿、 磁黄铁 矿及少量方铅矿， 伴生元素含量均低 ， 矿石又具明显 的沉积特征的结构构造 ， 即矿物颗粒细，有的为变 胶状 ， 并具条带 一条纹状构造， 含较高的有机炭和藻 类化石等。 ( 3 )硫铅同位素的测试 ： 硫同位素的变化范围 为 6 S=1 2 1 3 1 5 ， 平均值 2 4 2 6 ， 属海 相硫酸盐的重硫型同位素特征 ， 3个铅同位测试结果 的平均值是 1 6亿年 ， 与赋矿岩层时代一致 。 ( 4 )含矿岩层 内具有炭泥质 、 自云石、 金属矿物 与砂质薄层互层 ， 形成条带 一条纹状构造。同时含 有机炭较多 ， 可见有藻核形石， 并有斜层理等岩相特 征， 反映了它为局限海潮坪环境的沉积。 ( 5 )矿层受到变质热液的进一步改造， 矿石 中 见有脉状 ， 细脉状的硫化物顺层或斜交层理分布， 是 变质过程中侧分泌作用的产物。据爆裂法和均一法 测温资料 ， 成矿温度在 2 0 0 3 0 0 o C间， 可作为变质 温度参考。 参考文献 ： 1 内蒙古乌拉特前旗山片沟矿区详查地质报告 R】 内蒙古地质 局一 0五地 质队 1 9 8 8 S h a n pia n g o u P y r it e M in e r a l iz a t io n Ge o l o g ica l Ch a r a ct e r is t ics a nd Ge n e s is An a l y s is J I N P e n g (N u cl e a r I n d u s t r y G e o l o g y B u r e a u 2 4 2 G r o u p s ， X in g ch e n g 1 2 5 1 0 0， C h i n a ) Ab s t r a ct ： S h a n p ia n g o u p y ri t e l o ca t e d in n o r t h e d g e s a g o f Ba y u n e b o o f I n n e r Mo n g o l i a a x i s in n o ah Ch i n a p l a tf o r m， it b e l o n g s t o L a n g s h a n Za r t a is h a n e a s t we s t t e ct o n ic z o n e o f a we s t t o e a s t co mp l e x g ia n t t e ct o n i c b e l t o f Tia n - s h a nYin s ha n a n d Al a s h