重庆铜梁嘉陵江组沉积环境及其对锶矿成矿作用的控制

梁标志++杨振威++韦安伟+张培才

摘要：通过对重庆铜梁嘉陵江组岩石的颗粒类型、特殊组构及层理类型进行综合分析，嘉陵江组可以分为四段，其中嘉一段和嘉四段形成于潮坪环境，嘉三段形成于泻湖环境，嘉二段形成于萨布哈环境。锶在嘉陵江组主要分布在嘉二段，这种分布规律表明锶的成矿富集受到了沉积环境的控制。

关键词：成矿控制；沉积环境；岩相；嘉陵江组；铜梁

据前人研究成果，锶矿矿床类型主要有沉积型、沉积改造型和火山热液型。通过对嘉陵江组底层岩石的研究，分析嘉陵江组各段岩石的沉积环境，以及研究区内锶矿在嘉陵江组的分布规律，了解该区的沉积环境及其对锶矿成矿的影响，总结出对锶矿成矿有利的沉积环境，为锶矿找矿提供依据。

1 区域地质概况

早三叠世嘉陵江组沉积时期经历了3次海侵→海退旋回。嘉陵江组总体上为一套多旋回海相沉积地层。嘉一段、嘉三段以开阔台地相的微晶灰岩沉积为主，嘉二、嘉四段大体由局限环境下形成的灰岩—白云岩—膏岩的多旋回沉积地层。

研究区锶矿位于扬子准地台四川台坳华蓥山穹褶束的北段，赋存于嘉陵江组地层中，已发现规模巨大的锶矿床4处，其中玉峡锶矿和仰天窝锶矿的含矿层位均为嘉二段，严格受地层层位的控制。

2 嘉陵江组地层特征

2.1 岩性特征

嘉陵江期（T1j）盆地环境较封闭，主要为一套以石灰岩、白云岩、石膏和岩盐为主的多旋回沉积。嘉陵江组按岩性自下而上划分为四段：

（1）嘉陵江组一段（T1j1）：为层纹状灰岩、微晶灰岩夹生物碎屑灰岩、砂屑灰岩及砾屑灰岩。

（2）嘉陵江组二段（T1j2）：下部为白云质灰岩、灰质白云岩，具鸟眼构造；上部为去膏化层纹状白云岩、去膏化微晶白云岩及天青石矿层。

（3）嘉陵江组三段（（T1j3）：为灰绿、灰黑色薄层粘土岩。

（4）嘉陵江组四段（T1j4）：下部为微晶灰岩，上部为微晶灰岩夹蠕虫状灰岩。

在嘉陵江组二段白云岩中，Sr含量高，可达2200ppm，野外调查研究表明，研究区锶矿的所有矿体均产在嘉陵江组二段中，整个锶矿带也沿该层位延伸，反映了地层层位对成矿的控制。

2.2 岩相特征

笔者对区内出露的嘉一段上部地层、嘉二段及嘉三段下部地层的岩相进行了系统研究，并依据其岩相特征，将地层自下而上划分为四种类型：

（1）潮坪相（T1j1）：见于嘉一段上部，为泻湖靠陆侧的潮汐作用带，主要的岩石类型有：（a）层纹状灰岩，产于闭塞潮间灰泥坪环境；（b）叠层状灰岩，形成环境与纹层状灰岩相近，但搅动能量稍强；（c）亮晶颗粒灰岩及微晶颗粒灰岩，为潮汐水道沉积；（d）微晶灰岩，形成于闭塞潮间灰泥坪环境。

（2）萨布哈（T1j2）：见于嘉陵江组二段，主要的岩石类型有：（a）微晶白云质灰岩及灰质白云岩，出现在嘉二段下部，由下往上岩石由白云质灰岩过渡到灰质白云岩；（b）去膏化微晶白云岩：出现在嘉二段上部，白云岩为微晶结构，可见鸟眼构造，在薄片中可见石膏已被天青石交代；（c）层纹状去膏化白云岩：石膏已被天青石交代；（d）条纹状天青石矿化白云岩：条纹状天青石与层纹状藻白云岩组成韵律，为沉积成因；（e）菊花状、斑点状天青石矿化白云岩：在去膏化微晶白云岩中分布有沉积一成岩成因的菊花状、斑点状天青石；（f）去膏化颗粒白云岩：颗粒类型以砂屑为主，具石膏假晶，溶孔非常发育。

（3）泻湖相（T1j3）：见于嘉陵江组三段，岩性为粘土岩，为一低能安静环境。

（4）潮坪相（T1j4）：见于嘉陵江组四段中上部，岩性为微晶灰岩夹蠕虫状灰岩、砾屑灰岩、层纹状灰岩，在微晶灰岩层面上可见虫迹构造。

由上述可知，从嘉陵江组一段上部至嘉陵江组二段，沉积相由潮坪转变为萨布哈，垂向上为一海退序列。天青石矿化仅出现在这一海退序列顶部的嘉陵江组二段萨布哈环境中，反映出矿化与岩相密切相关，矿化受到岩相的直接控制。

3 锶矿成矿过程

3.1锶矿的物源基础

当嘉一段沉积时，潮坪环境中发育有大量蓝绿藻及软体动物—瓣鳃类及腹足类，这些生物可大量吸收富集海水中分散的Sr，从而造成了嘉一段地层中Sr含量的增高，造成了嘉一段地层中Sr的含量明显高于地壳中的克拉克值，从而构成锶矿区一部分矿源层。

嘉二段为一套含膏盐的萨布哈沉积，由于萨布哈环境强烈的蒸发作用，造成了嘉二段地层中原生天青石的初步富集，形成了锶矿的主要矿源层。嘉二段萨布哈环境的分布范围相当广阔，这对Sr元素的初始富集是十分有利的。因此，铜梁玉峡和重庆大足等地的锶矿床及矿化点均产在嘉二段的萨布哈环境中，矿化受岩相控制。

3.2岩相组合的成矿条件

潮坪相及萨布哈相地层是良好的矿源层，从锶矿区来看，锶矿体仅赋存在嘉二段中，嘉二段白云岩性脆，且化学性质活泼，在受到区域构造应力的挤压时，岩石更易于产生构造裂隙，并在嘉二段白云岩与嘉三段粘土岩之间发育层间裂隙。这些构造裂隙不但为成矿溶液的迁移提供了有利的通道，而且也为矿质的沉淀提供了良好的赋存空间，这也充分表明嘉二段是有利的容矿层。又由于嘉三段为粘土岩层，其柔塑性大，有效孔隙度及渗透率低，能有效地阻止矿液向上迁移和扩散，并使矿液聚集于其下伏的容矿层中，它为后期的热卤水成矿起了良好的阻挡和封闭作用。由此看来，岩相控制的“生、储、盖”组合，为成矿提供了极为有利的条件。

综上所述，地层和岩相对锶矿成矿都具有重要的控制作用，地层实质上是锶矿的矿源层，而岩相控制矿源层的形成。

4 结论

（1）天青石的形成与蒸发岩有关，干旱的气候条件和封闭性较好的泻湖、滨海湖盆是天青石矿床形成的必要条件。

（2）在泻湖盆地发育早期，随着海水的蒸发，有源源不断的海水或陆源淡水的补给。随着碳酸盐的沉积，泻湖中的Sr2+的相对浓度逐步提高，当海水浓缩到一定阶段，就有天青石的沉淀，其沉积阶段位于钙硫酸盐和钙碳酸盐的过渡阶段，即浅水潮坪或盐坪环境。

（3）泻湖盆地的补给水（海水或淡水）是呈阶段性或周期性的，这样既保证了锶的丰富来源，又使湖水保持了不断浓缩的条件，有利于锶的富集沉淀。。

参考文献

[1] 吴应林，朱洪发.中国南方三叠纪岩相古地理与成矿作用[M].北京：地质出版社.1994：44-46.

[2] 林耀庭.论四川盆地三叠系含盐系碳酸盐组分分布及其成盐标志意义[J].四川地质学报.1994，14（1）：31—36.endprint