貴州晴隆銻礦床有機質(zhì)與成礦關(guān)系探討

摘要：沉積盆地中金屬礦床常常與有機質(zhì)共（伴）生。通過對晴隆銻礦床新發(fā)現(xiàn)的有機質(zhì)（瀝青）進行的研究，認為該礦床有機質(zhì)對銻礦成礦具有明顯的約束作用。研究結(jié)果表明：晴隆銻礦床與有機質(zhì)存在著密不可分的關(guān)系，即緊鄰的空間關(guān)系、連續(xù)的時間關(guān)系和密切的成因關(guān)系。有機質(zhì)的分布位置能夠較好地指示銻礦床所在位置，對于找礦勘探具有重要意義。

Abstract： Metal deposits are often associated with organic matter in sedimentary basins. Based on the research of the newly discovered organic matter （bitumen） in the Qinglong antimony deposit， it is considered that the organic matter of the deposit has obvious constraints on the antimony mineralization. The results show that there is an inseparable relationship between Qinglong antimony deposit and organic matter， that is， the close spatial relationship， the continuous temporal relationship and the close genetic relationship. The distribution of organic matter can well indicate the location of antimony deposits， which is of great significance for prospecting and exploration.

關(guān)鍵詞：有機質(zhì);成礦關(guān)系;晴隆銻礦

Key words： organic matters;metallogenic relationship;the Qinglong antimony deposit

中圖分類號：P618.66 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）23-0243-03

0 ?引言

晴隆銻礦床位于黔西南地區(qū)南盤江-右江盆地西北，是我國重要的銻礦床之一。前人在該區(qū)做了大量地質(zhì)研究工作，開展過礦床地質(zhì)、礦床地球化學(xué)、成礦地質(zhì)作用、成礦動力學(xué)及成礦機理、成礦模式及找礦勘探實踐等內(nèi)容[1-4]。黔西南地區(qū)富含有機質(zhì)，前人也提出過該礦床可能是有機質(zhì)參與成礦的典型代表，并提出晴隆銻礦有機質(zhì)按產(chǎn)出狀態(tài)來分主要有：①茅口組灰?guī)r中存在的薄煤層和煤條帶;②充填在在峨眉山玄武巖中的部分瀝青;③輝銻礦礦石中的有機包裹體[5，6]。盡管前人通過部分有機質(zhì)（瀝青、有機包裹體）地球化學(xué)特征及有機質(zhì)成礦模擬實驗研究，試圖探索有機質(zhì)在成礦過程中的作用。但由于對有機質(zhì)來源、有機質(zhì)成因、有機質(zhì)地球化學(xué)特征、有機質(zhì)形成時代等方面的研究有所缺乏，致使探討有機質(zhì)是否參與該區(qū)銻礦成礦受到限制。

有機質(zhì)的參與和存在是外生礦床形成的必要因素。生物和有機質(zhì)不僅廣泛參與沉積成礦過程，而且常常是不可取代的制約成礦的重要因素。晴隆銻礦床中有機質(zhì)的存在，提示了所有研究者開展有機質(zhì)與成礦關(guān)系研究，可能是深化該區(qū)成礦機理研究的重要方面。2012年，在晴隆銻礦沙子嶺礦段五個鉆孔中了發(fā)現(xiàn)了多層瀝青層（古油藏），通過估算瀝青儲量達到了36.84萬噸。大量瀝青層的揭露，為有機質(zhì)研究提供了良好的研究對象及實驗基礎(chǔ)。通過對該區(qū)發(fā)現(xiàn)的瀝青進行了有機地球化學(xué)、無機地球化學(xué)、成藏年代學(xué)等一系列研究[7，8]，認為有機質(zhì)對該區(qū)銻礦成礦具有明顯的約束作用。

1 ?地質(zhì)概況

晴隆銻礦床地處華南褶皺帶的南盤江-右江盆地的黔西南坳陷。礦區(qū)出露地層層系不多，主要有中二疊統(tǒng)茅口組（P2m）灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖;上二疊統(tǒng)大廠層（P3d）火山角礫凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)火山角礫巖、凝灰?guī)r;上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組（P3β）和上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）砂巖、粘土巖夾灰?guī)r等（圖1）。晴隆銻礦受花魚井?dāng)鄬?、青山?zhèn)斷層和安谷斷層控制。大廠層為銻礦的控礦層位，以第二段為主，是工業(yè)礦體的主要賦存層位。銻礦體主要有似層狀、囊狀和脈狀三種類型。礦體主要分布于北東向隱伏正斷層上下盤，礦體規(guī)模、厚度、品位變化較大。礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、脈狀及網(wǎng)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造等。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形結(jié)構(gòu)、半自形結(jié)構(gòu)。晴隆銻礦礦物組合較簡單，主要金屬礦物為輝銻礦，次要金屬礦物為黃鐵礦、銻華、銻赭石、黃鐵礦、輝銅礦等，脈石礦物主要為石英、螢石、石膏、重晶石、方解石、粘土礦物、碳質(zhì)（有機質(zhì)）等。礦石的工業(yè)類型主要為石英-螢石-輝銻礦礦石，石英-輝銻礦礦石，螢石-輝銻礦礦石。

2 ?有機質(zhì)的發(fā)現(xiàn)

在晴隆銻礦田沙子嶺礦段進行的銻礦勘查過程中，在沙子嶺鎮(zhèn)205°方向、7.5km的白墳地區(qū)施工的5個鉆孔（ZK3506、ZK2907、ZK2303、ZK2905、ZK3101）中合計發(fā)現(xiàn)15層瀝青層（圖2）。5個鉆孔控制的瀝青層走向長度為920m，傾向?qū)挾葹?70m，控制面積可達400200m2。瀝青主要分布于玄武巖和凝灰?guī)r裂隙、火山角礫間和玄武巖氣孔中，其次為灰?guī)r裂縫中。

3 ?有機質(zhì)的產(chǎn)出特征

瀝青層賦存層位為上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組，上二疊統(tǒng)“大廠層”火山角礫巖和凝灰?guī)r，在中二疊統(tǒng)茅口組也可見少量瀝青。瀝青層最大厚度為8.39m，最小厚度為0.2m，平均厚度為2.82m。5個鉆孔瀝青層累計厚度最大為14.30m，最小為3.17m，平均厚度為9.02m。瀝青主要分布于玄武巖和凝灰?guī)r裂隙、火山角礫間和玄武巖氣孔中，其次為灰?guī)r裂縫中。

4 ?有機質(zhì)與成礦關(guān)系的討論

晴隆銻礦床與有機質(zhì)存在著密不可分的關(guān)系，概括來講，存在著緊鄰的空間關(guān)系、連續(xù)的時間關(guān)系和密切的成因關(guān)系。

4.1 空間關(guān)系

晴隆銻礦床礦石主要產(chǎn)在“大廠層”二段硅化角礫凝灰?guī)r中，瀝青層賦存層位為上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組，上二疊統(tǒng)“大廠層”火山角礫巖和凝灰?guī)r，在中二疊統(tǒng)茅口組也可見少量瀝青。在平面上，富含瀝青的古油藏位于大廠背斜西翼，與銻礦床距離較近（圖1）;在縱向上，銻礦化層與瀝青層產(chǎn)于相同或相近的層位，兩者顯示了密切的空間關(guān)系。

4.2 時間關(guān)系

彭建堂等[9]對與輝銻礦共生的螢石進行了Sm-Nd同位素測年，獲得了148±8.5Ma和142±16Ma的兩組等時線成礦年齡，表明晴隆銻礦床成礦作用發(fā)生在燕山期的晚侏羅世-早白堊世。泥盆系生油巖的生油高峰為約254Ma，在約235Ma聚集成油藏，而在晚三疊世至侏羅紀(jì)時期古油藏演化為氣藏。銻礦的形成要晚于油氣生成和運移至玄武巖、火山角礫巖和灰?guī)r中的時間，二者是一個先后發(fā)生的連續(xù)動力學(xué)過程。從時間關(guān)系看，烴類氣體的存在，伴隨著銻礦成礦的全過程。

4.3 成因關(guān)系

葉造軍等[6]提出有機質(zhì)在晴隆銻礦成礦過程中主要起到淋濾（有機酸）、萃取遷移（液態(tài)烴）及還原沉淀（氣態(tài)烴）的作用。在不同的成礦階段，有機質(zhì)可能起著不同的成因作用。

①礦源層形成階段：有機質(zhì)的演化大多經(jīng)歷了從腐植酸-有機酸-石油-瀝青和甲烷的演化過程。通常，有機質(zhì)對礦床礦源層的形成能夠起到富集、積累的作用。二疊紀(jì)以前，表生作用階段，某些生物和有機質(zhì)可能對成礦元素有一定的富集作用，而且因某些細菌硫酸鹽還原生成許多H2S，可能有利于銻的遷移。隨著沉積埋藏的加深，腐殖酸也能夠能進一步富集成礦元素并使之保存。隨著進一步演化，有機質(zhì)分解成有機酸（R-COOH），有機酸有脫羧的可能進而形成碳酸，形成了酸性環(huán)境。酸性溶液能夠加強銻的溶解，使地層中分散的銻元素能夠淋出轉(zhuǎn)入地質(zhì)流體中。但是，筆者通過利用稀土元素證據(jù)判別了成礦流體和成藏流體并不同源，性質(zhì)差異也較大，這就佐證了在晴隆銻礦區(qū)，有機質(zhì)對礦源層形成的貢獻微乎其微。

②成巖成礦階段：二疊紀(jì)初始，該區(qū)茅口組、大廠層、玄武巖組、龍?zhí)督M地層依次沉積。與此同時，有機質(zhì)熱演化持續(xù)，在晚二疊世初期開始形成大量液態(tài)烴（石油）。通常，液態(tài)烴對銻有很強的萃取能力，且銻能夠在原油中穩(wěn)定存在。隨著構(gòu)造應(yīng)力的驅(qū)動，石油能夠攜銻一起向有力構(gòu)造遷移聚集。但是，5個鉆孔中發(fā)現(xiàn)的有機質(zhì)并沒有富集在賦礦層位（大廠層二段強硅化凝灰?guī)r）中，微量元素測試結(jié)果表明瀝青中銻并未富集。有機質(zhì)對銻的遷移、沉淀效果不明顯。所以，在成巖成礦階段，有機質(zhì)扮演的角色似乎不那么重要。

③改造成礦階段：晴隆銻礦床是典型的沉積-改造型礦床，熱液改造期的石英-螢石-輝銻礦階段是晴隆銻礦的主要成礦階段。晴隆銻礦成礦作用主要發(fā)生在晚侏羅-早白堊時期，此時，隨著埋藏?zé)嵫莼募由睿鸵蚜呀鉃樽罱K甲烷氣。原油熱裂解形成的CH4，能夠為成礦提供還原環(huán)境。王津津[4]對晴隆銻礦流體包裹體氣體、液相離子成分測定后，顯示銻礦成礦時捕獲的烴類主要是甲烷，且富含SO42-。這樣，有機質(zhì)（CH4）對硫酸鹽的熱化學(xué)還原產(chǎn)生的大量硫化氫能夠為銻礦沉淀創(chuàng)造條件，最終成礦可能是大氣降水的加入、溫度的降低與氧化等綜合作用的結(jié)果。（SO42-+CH4=S2-+CO2+2H2O;3S2-+2Sb3+= Sb2S3）

綜上所述，晴隆銻礦有機質(zhì)對銻礦成礦的貢獻主要體現(xiàn)在改造成礦階段。有機質(zhì)的存在，主要是氣態(tài)烴（CH4），能夠為成礦提供還原環(huán)境，通過還原沉淀作用提供部分硫源。綜合該區(qū)有機與無機作用，認為該區(qū)有機質(zhì)與成礦的關(guān)系應(yīng)該是：原油在生成后進入峨眉山玄武巖（含大廠層）裂隙和氣孔中，隨著埋藏作用加深，原油演變?yōu)樘烊粴獠⑾虼髲S背斜核部運移，來自有機質(zhì)的烴類物質(zhì)（CH4）通過熱化學(xué)還原硫酸鹽（SO42-）提供銻礦成礦所需S2-。

5 ?找礦勘探意義

有機質(zhì)與金屬成礦關(guān)系的研究對金屬礦床及油氣藏的找礦勘探都具有重要意義。以往工作經(jīng)驗認為，沉積盆地金屬礦床一般難以有油氣藏的保存，因為巖漿的作用，金屬礦床在形成時已將油田破壞了，這種將兩者徹底分開的找礦思維顯然是應(yīng)該摒棄的。在構(gòu)造位置上，金屬礦床與油氣藏的分布具有一定的規(guī)律性。通常在一個古隆起之上披覆背斜中，金屬礦床一般分布于古隆起的高點所對應(yīng)位置，而古油藏一般分布于古隆起的斜坡的對應(yīng)位置。晴隆銻礦找礦實踐證明，其就是一個最好的例子。晴隆銻礦床位于大廠古隆起對應(yīng)的披覆背斜的頂部，而油氣藏位于披覆背斜的翼部。因此，我們根據(jù)古油藏的分布位置，就可以判斷出銻礦床的相對位置。

6 ?結(jié)論

①晴隆銻礦床與有機質(zhì)有著緊鄰的空間關(guān)系、連續(xù)的時間關(guān)系和密切的成因關(guān)系。

②有機質(zhì)在改造成礦階段為銻礦成礦提供了烴類氣體（CH4），進而提供部分硫源。

③有機質(zhì)的分布位置對于尋找銻礦床具有重要的指示意義。

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