云浮硫鐵礦礦床地質(zhì)特征及找礦實(shí)踐

劉培松

(云浮廣業(yè)硫鐵礦集團(tuán)有限公司)

·地質(zhì)·測量·

云浮硫鐵礦礦床地質(zhì)特征及找礦實(shí)踐

劉培松

(云浮廣業(yè)硫鐵礦集團(tuán)有限公司)

云浮硫鐵礦賦存于震旦紀(jì)淺變質(zhì)巖中，礦床成因復(fù)雜，總體呈現(xiàn)同生沉積-熱液交代-熱液充填等多期成礦的特征。在對礦床地質(zhì)特征分析的基礎(chǔ)上，首先分析了礦床成因，然后對近年來在礦區(qū)深部及周邊空白區(qū)域開展的以鉛、鋅、金等為目標(biāo)礦種的找礦成果進(jìn)行討論，最后對目前找礦工作進(jìn)行總結(jié)，為在該地區(qū)進(jìn)一步開展找礦工作提供參考。

云浮硫鐵礦 礦床特征 礦床成因 深部找礦

云浮硫鐵礦位于廣東省云浮市北約3 km處，是全國最大的硫鐵礦山，探明硫鐵礦地質(zhì)儲量2.08億t，具有儲量大、品位高、雜質(zhì)低的特點(diǎn)[1]。礦山企業(yè)高度重視礦區(qū)深部和周邊的找礦工作，先后以內(nèi)部立項(xiàng)、申報(bào)國家老礦山接替資源勘查項(xiàng)目等方式開展找礦勘查工作，但至今未獲得有效突破。為了進(jìn)一步指導(dǎo)該地區(qū)找礦工作，對礦床地質(zhì)特征、礦床成因進(jìn)行了討論，并對近年來該地區(qū)的找礦成果進(jìn)行了初步分析。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)處于華南褶皺系云開隆起的北段，羅定盆地的南緣，吳川—四會深斷裂西側(cè)，逕口—羅沖斷裂帶的宋桂斷裂所夾持部位(即大紺山旋轉(zhuǎn)構(gòu)造帶)。區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈。大紺山旋轉(zhuǎn)構(gòu)造總體呈一個(gè)“穹隆”狀，礦床、礦點(diǎn)圍繞“穹隆”呈環(huán)帶分布，總面積約300 km2。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地 層

礦區(qū)出露地層主要為震旦紀(jì)大紺山組，其次為泥盆紀(jì)、侏羅紀(jì)及第四紀(jì)。震旦紀(jì)大紺山組(Zd)依巖性組合特點(diǎn)，自下而上劃分為5個(gè)巖性層：

(1)大紺山組a層(Zda)。分布于礦區(qū)西側(cè)的石門頭、文龍坑一帶，巖性由含十字石、石榴子石、堇青石、鈉長石的二云母片巖、云母石英片巖、變粒巖等組成，厚度大于152 m。

(2)大紺山組b層(Zdb)。分布于采場西邦一帶，巖性自下而上可分2層：①第一亞層(Zdb1)，由薄層石英巖、黑云母石英巖、二云母片巖、千枚巖等組成，多呈互層狀，石英巖中局部夾層間礫巖，厚度35～91 m；②第二亞層(Zdb2)，為厚層塊狀石英巖或黑云母石英巖夾薄層絹云母石英片巖、二云母石英片巖及千枚巖，厚度10～38 m。

(3)大紺山組c層(Zdc)。分布于礦區(qū)西側(cè)，位于b層?xùn)|部F3斷裂帶的上盤(西側(cè))，巖性自下而上可分2層：①第一亞層(Zdc1)，由云母石英片巖、鈣質(zhì)黑云母石英巖、石英巖等組成，多呈互層狀，中夾少量結(jié)晶灰?guī)r、斜長石角巖，厚度71m；②第二亞層(Zdc2)，主要由深灰色層紋狀泥質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r、堇青石黑云母結(jié)晶灰?guī)r，堇青石角巖、斜長石角巖組成，局部夾石英二云片巖、二云石英片巖、石英巖，厚度小于72 m。

(4)大紺山組d段。為黃鐵礦含礦層，主要分布于采礦場一帶及尖山倒轉(zhuǎn)向斜槽部等處。巖性自下而上可分3層：①第一亞層(Zdd1)，由變質(zhì)炭質(zhì)粉砂巖、炭質(zhì)千枚巖、泥質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r、鈣質(zhì)石英巖及條帶狀黃鐵礦層組成，厚度8～60 m；②第二亞層(Zdd2)，主要由黃鐵礦、變質(zhì)炭質(zhì)粉砂巖或炭質(zhì)千枚巖構(gòu)成2組分韻律層，其次由鈣質(zhì)石英巖、泥質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r及其他巖石構(gòu)成3組分韻律層，厚度24～60 m；③第三亞層(Zdd3)，主要由厚層狀炭質(zhì)千枚巖，變質(zhì)炭質(zhì)粉砂巖夾鈣質(zhì)石英巖、泥質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r、及微-薄層狀黃鐵礦(單層厚度約1 mm，間隔稀疏，構(gòu)成工業(yè)礦體)、鐵閃鋅礦組成，厚度20～35 m。

(5)大紺山組e層(Zde)。風(fēng)化層較厚，巖礦多呈土狀、粉砂狀，巖石以含鐵質(zhì)、錳質(zhì)為特征，分布于礦區(qū)東側(cè)，巖性自下而上可分3層：①下部為變質(zhì)炭質(zhì)粉砂巖，夾細(xì)粒石英巖、條帶狀赤鐵礦、硅質(zhì)巖、泥質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r等，局部含鐵質(zhì)物，厚度大于30 m；②中部為變質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r，夾含錳粉砂巖，厚度112 m；③上部為絹云母石英片巖，含錳粉砂巖、炭質(zhì)千枚巖，灰白色細(xì)粒石英巖，夾炭質(zhì)粉砂巖、層凝灰?guī)r等，厚度大于386 m。

2.2 控礦構(gòu)造

礦區(qū)位于云浮市大紺山旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的東緣，處于近南北向“723倒轉(zhuǎn)背斜”南端，海西—印支期的南北向斷裂及后期燕山期的近EW向斷裂異常發(fā)育，構(gòu)造活動(dòng)頻繁。礦區(qū)褶皺構(gòu)造主要有尖山倒轉(zhuǎn)向斜、723(大臺)倒轉(zhuǎn)背斜等；斷裂構(gòu)造主要有大降坪弧形斷裂帶。

2.2.1 褶皺構(gòu)造

(1)尖山(水源坑頂—竹高山)倒轉(zhuǎn)向斜。軸向自南往北，由SN向逐漸轉(zhuǎn)為NW向，核部地層為Zdd，兩翼依次為Zdc、Zdb及Zda，兩側(cè)地層產(chǎn)狀相反，褶皺形態(tài)呈箱狀產(chǎn)出，尖山以南地層產(chǎn)狀漸趨正常，傾向E，呈單斜產(chǎn)出，往北西經(jīng)長排嶺—鳳凰路逐漸轉(zhuǎn)為走向?yàn)镹W—NWW向的倒轉(zhuǎn)向斜。

(2)723倒轉(zhuǎn)傾伏背斜。位于區(qū)內(nèi)東北角，軸部地層為Zda，兩翼依次為Zdb、Zdc、Zdd及Zde，軸向自南向北，由NNE逐漸轉(zhuǎn)為SN—NNW。向西倒轉(zhuǎn)，向南傾伏，西翼巖層傾向E，傾角50°～60°，東翼巖層傾向E，傾角約50°，背斜兩翼Zdb層在地表18#線附近相連，向南傾伏封閉，傾伏角10°～15°。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)的主要斷裂構(gòu)造為近似于順層產(chǎn)出的大降坪弧形斷裂帶，其次為近SN、NE、NW向規(guī)模較小的硅化破碎帶。大降坪弧形斷裂帶北起長排嶺，中經(jīng)尖山，南至石板坑，長度大于5 km，主要由3條(F1、F3、F4)近于平行，并向NE向突出的弧形斷層組成，斷裂構(gòu)造具有多期性和繼承性的特點(diǎn)：

(1)F1上沖逆斷裂帶。位于尖山(水源坑頂—竹高山)向斜軸部略偏西側(cè)，斷裂主要發(fā)育于Zdb、Zdc之間。斷裂在區(qū)內(nèi)主要表現(xiàn)為：走向自南而北，由SN向逐漸轉(zhuǎn)為NW向及NWW向，長度大于 3 000 m，傾向W，28#勘探線以南傾向東，傾角為45°～80°。斷裂帶影響寬度0.3～120 m不等，由多條斷層組成(F1-1、F1-2、F1-6等)，斷層兩側(cè)地層揉皺強(qiáng)烈，斷層面上尚見保留的陡傾角擦痕及鏡面，破碎帶中構(gòu)造角礫巖及糜棱巖發(fā)育，且有大量網(wǎng)狀石英充填及硅化現(xiàn)象，破碎帶寬1～20 m，斷層兩側(cè)常派生一系列平行小斷層及分枝斷層。F1斷裂帶是黃鐵礦床的西部邊界。

(2)F3反沖斷層。位于水源坑頂—竹高山向斜軸部略偏東側(cè)，斷層走向自南而北，基本貫穿于整個(gè)礦區(qū)，由SN向逐漸轉(zhuǎn)為NW向及NWW向；傾向E及NE，上部傾角較緩，深部較陡，一般為50°～80°，垂直斷距15～100 m。斷層兩側(cè)地層揉皺強(qiáng)烈，斷層面上具有陡傾角擦痕及鏡面，斷層帶內(nèi)構(gòu)造角礫巖及糜棱巖發(fā)育，且有大量網(wǎng)狀石英充填及硅化現(xiàn)象，破碎帶寬1～20 m。同時(shí)在各個(gè)標(biāo)高水平斷面圖上，顯示斷層西側(cè)礦體一律向南滑動(dòng)，水平錯(cuò)距平均約167 m。該斷層為Ⅲ#和Ⅳ#硫鐵礦體的分界線，東側(cè)為Ⅳ#礦體，西側(cè)為Ⅲ#礦體。

2.3 侵入巖

2.4 礦體特征

礦體自下而上，大致分為2個(gè)礦層，共5個(gè)礦體[2]，各礦體間垂直間距約2～40 m。Ⅰ#、Ⅲ#、Ⅴ#礦體位于F3斷層以西，Ⅱ#、Ⅳ#礦體位于F3以東；Ⅰ#、Ⅱ#礦體產(chǎn)于Zdd1層位；Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#礦體位于Zdd2層位。

礦體產(chǎn)狀與圍巖一致，總體走向自南向北，具體呈NNE—SN—NNW—NW走向，呈一向東凸出的弧形。傾向則由SE東漸變?yōu)镋、NEE、SW、SSW，傾角變化較大，一般為30°～45°。礦體形態(tài)大致呈層狀、似層狀、透鏡體狀產(chǎn)出。

礦體沿走向總長4 160 m，斜寬一般550 m，5個(gè)礦體中以Ⅳ#礦體規(guī)模最大、品位最高，主要為致密塊狀、粉狀礦石；Ⅲ#礦體次之，主要為條帶狀礦石。

3 礦床成因

礦床成礦作用大致分為沉積作用、熱液交代作用、后期充值作用等3個(gè)階段：

3.1 沉積作用階段

條帶狀礦石發(fā)育普遍，Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅴ#礦體均主要由條帶狀礦石構(gòu)成，礦石條帶與巖石條帶產(chǎn)狀一致，界線清晰，應(yīng)為同生沉積的產(chǎn)物，見圖1。

3.2 熱液交代作用階段

夾持于F3與F4之間的Ⅳ#礦體主要呈致密塊狀，品位是其他礦體的1倍以上，蝕變現(xiàn)象普遍，礦體中常見殘留礦石條帶或角礫，見圖2。

圖1 條帶狀黃鐵礦

圖2 致密塊狀黃鐵礦

3.3 后期充填作用階段

Ⅳ#礦體頂部及沿F3、F4破碎帶內(nèi)發(fā)育粉狀礦石，礦石松散，往往與褐鐵礦礦等表生礦物共生，黃鐵礦礦物顆粒呈立方體狀，品位極富。部分學(xué)者認(rèn)為是風(fēng)化殘留的產(chǎn)物，但筆者認(rèn)為，硫在氧化環(huán)境中極易流失或氧化，不太可能富集形成高品位礦石的原因應(yīng)是更后期的熱液充填作用。

4 深部與周邊找礦實(shí)踐

硫是自然界親合力最強(qiáng)的元素之一，在該礦床中僅形成黃鐵礦體的可能性不大，在礦區(qū)深部及周邊有尋找其他金屬硫化物礦的潛力，理由是：

(1)民采錫鎢鉛鋅多金屬礦、金礦的活動(dòng)曾大量存在，礦區(qū)西側(cè)及北部尖底段有不少民窿等采礦遺跡。

(2)礦區(qū)外圍分布有大量的鎢錫和銀鉛鋅礦點(diǎn)，特別是近年在大紺山、高棖、九曲嶺、馬坳、茶洞等地取得了豐碩的找礦成果，高棖大型銀鉛鋅礦、大金山大型鎢錫礦是其中的典型，這表明大紺金山變質(zhì)巖-花崗巖出露區(qū)為錫多金屬礦化集中區(qū)，構(gòu)成了大紺山礦田。

(3)在該礦區(qū)多年的勘探與開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)了多處鉛鋅礦化，鉛鋅礦化主要有2種形態(tài)：①一種是在Ⅲ#礦體中呈層狀分布的閃鋅礦層，與黃鐵礦層、圍巖產(chǎn)狀一致，單條帶厚度1～2 cm，見圖3；②另一種主要分布在Ⅳ#礦體及圍巖中，呈脈狀產(chǎn)出，礦物結(jié)晶形態(tài)好，礦脈往往切穿層理，明顯為后期充填的產(chǎn)物。

通過對大紺山礦田已有資料進(jìn)行綜合分析，可以發(fā)現(xiàn)較為明顯的分帶規(guī)律：

圖3 條帶狀閃鋅礦

(1)成礦元素水平分帶。云浮大紺山礦田以“穹隆”為中心，成礦元素自內(nèi)向外依次形成有規(guī)律的水平分帶：W、Sn、Bi→Sn→Sn、Pb、Zn、Ag→Ag、Pb、Zn(Au)→Au。

(2)成礦元素垂直分帶。礦田內(nèi)礦點(diǎn)也存在成礦元素垂直分帶現(xiàn)象，如錫鉛鋅銀礦床自上而下分帶為：Au→Mn、Ag→Ag、Pb、Zn→Sn、Pb、Zn→Sn；鎢錫礦床自上而下為Cu、Ag(Pb、Zn)→Sn→W、Sn→W、Bi、Mo→W。推測在該礦區(qū)范圍內(nèi)可能存在的垂直分帶為S→Pb、Zn、Cu→W、Sn、Mo。

礦區(qū)位于Pb、Zn(Ag、Au)帶上，因此將Pb、Zn作為深部及外圍找礦的目標(biāo)礦種，該礦區(qū)從北至南人為地劃分為長排嶺、大降坪、尖山3個(gè)礦段，長排嶺段由于民采鐵礦及工、農(nóng)業(yè)開發(fā)地表破壞嚴(yán)重，大降坪段正在生產(chǎn)，因此工作范圍主要確定為采礦權(quán)范圍內(nèi)的尖山區(qū)段、南部空白區(qū)(尚未設(shè)置探礦權(quán))坑口段、北部空白區(qū)尖底段(見圖4)。

圖4 礦區(qū)深部及外圍找礦工作范圍

礦區(qū)完成的主要實(shí)物工作量有：CSAMT 400個(gè)物理點(diǎn)(點(diǎn)距40 m)，1∶10 000土壤剖面測量 13 km2，槽探3 266 m3，鉆探5 599 m。

通過上述工作量獲得如下地質(zhì)信息：①尖山區(qū)段鉆孔穿過黃鐵礦體，控制深度最深達(dá)700 m，然而未發(fā)現(xiàn)原來認(rèn)為在黃鐵礦底部存在的噴流沉積的鉛、鋅礦體,僅有少量規(guī)模不大的閃鋅礦脈；②礦區(qū)西部控制2個(gè)構(gòu)造蝕變巖型的鉛、鋅、錫礦體，近地表品位較高，向深部逐步降低，未達(dá)到工業(yè)品位，且已基本被民采破壞，不具有工業(yè)價(jià)值，成因上與黃鐵礦體關(guān)聯(lián)不大；③個(gè)別鉆孔打到結(jié)晶灰?guī)r，與礦區(qū)Zd的巖性有較大差異，對深部地層和構(gòu)造可能要重新認(rèn)識；④尖底區(qū)段有多條褐鐵礦脈，地表含金量較高，向下逐步降低，估計(jì)與次生富集作用有關(guān)；⑤物探、鉆探結(jié)果顯示，大降坪及尖山段深部可能存在巖體。

5 討 論

(1)老礦山的找礦思路應(yīng)建立在對礦床成因及控礦條件深入研究的基礎(chǔ)上。然而云浮硫鐵礦的礦床成因至今未有定論，無法對其是否存在其他有利的存礦部位提出指導(dǎo)性或方向性意見，是制約找礦取得突破的主要原因。

(2)找礦勘查應(yīng)因地制宜選用勘查手段，而不是各種手段的簡單堆砌。如以鉛鋅礦體為工作目標(biāo)，使用電法等物探方法時(shí)要考慮厚大黃鐵礦體的影響；再如礦區(qū)及周邊人口密集，因采礦活動(dòng)和農(nóng)民生產(chǎn)生活對地表擾動(dòng)大，使用土壤地球化學(xué)測量方法的可靠性值得商榷。

(3)勘查工作局限于采礦權(quán)范圍內(nèi)，面積過小，周邊區(qū)域各礦業(yè)權(quán)人分別獨(dú)立開展勘查工作，地質(zhì)信息資料不能共享等因素也在一定程度上影響了找礦效果。

(4)礦業(yè)權(quán)設(shè)置等配套政策影響了企業(yè)投資勘查的積極性。礦山在2012年成功申報(bào)了國家老礦山接替資源勘查項(xiàng)目，但原計(jì)劃進(jìn)行勘查的空白區(qū)域的探礦權(quán)一直未能配置給企業(yè)，給企業(yè)在勘查方面的投資設(shè)置了障礙。

[1] 涂軍橋.云浮硫鐵礦礦區(qū)伴生鉈分布特征及遷移富集規(guī)律[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(9)：68-69.

[2] 張?jiān)瓚c，宋炳忠.礦山外圍找礦方法探討[J].地質(zhì)找礦論叢，2009，24(2)：106-110．

Ore Deposit Geological Characteristics and Ore-prospecting Practice of Yunfu Pyrite Mine

Liu Peisong

(Yunfu Guangye Pyrite Group Limited)

The Yufu pyrite ore deposit occurences in the Sinian period shallow metamorphic rock,genesis of ore deposit is complex,with the characterisitcs of mutiperiodic mineralization of syngenetic sedimentary-hydrotheral metasomatic-hydrothermal filling on the whole.The ore deposit geological characteristics is analyzed,based on this,firstly,the genesis of ore deposit is discussed;secondly,the ore-prospecting results of the prospecting work of lead,zine,gold which conducted in the deep area and surrounding area of the Yufu pyrite mining area in recent years is analyzed;finally,the current ore-prospecting work is summarized so as to provide some reference for the further ore-prospecting work in the mining area.

Yufu pyrite ore, Deposit characteristics, Genesis of ore deposit, Deep ore prospecting

2014-09-24)

劉培松(1966—)，男，工程師，527300 廣東省云浮市云城區(qū)星巖四路51號。