玉峡式锶矿床表生溶蚀作用研究

李 建，顾文帅，黄治清，田 孟，朱明忠，罗远良，张 华(重庆市地质矿产勘查开发局205地质队，重庆 402160)

玉峡式锶矿床表生溶蚀作用研究

李 建，顾文帅，黄治清，田 孟，朱明忠，罗远良，张 华
(重庆市地质矿产勘查开发局205地质队，重庆 402160)

通过对玉峡式锶矿床表生溶蚀作用的深入研究，对表生溶蚀作用地质特征进行了总结，其表现为：①地表矿层对应位置多为盐溶角砾岩；②矿体组分随深度增加呈现出菱锶矿→菱锶矿-天青石混合带→天青石的变化特征；③表生溶蚀作用深度约为50m。同时对表生溶蚀机理进行了探讨，矿床自身物化性质决定了矿体的易溶性，表生溶蚀作用与以重碳酸盐为主的浅层地下水的垂向运动密切相关。

玉峡；溶蚀；地下水；保存

20世纪80年代中后期，随着重庆市铜梁玉峡、大足兴隆和陈家坡等玉峡式锶矿床的相继发现，重庆锶矿资源量及产量大幅增加，重庆市大足-铜梁一带一跃成为国内最大的优质锶矿资源基地，为重庆市乃至全国的锶矿产业发展做出了巨大贡献，由此可见玉峡式锶矿床在锶矿产业中占有十分重要的地位。同时，随着玉峡式锶矿床勘查及开采工作的不断开展，发现锶矿体在地表浅部多难以保存，尤其是在地表一定深度范围内矿体多溶蚀殆尽，而之下矿体保存相对较好，为目前区内各矿山主要开采的矿体。

本文根据玉峡式锶矿床浅部矿体地质特征，结合以往学者研究成果，分析了表生溶蚀作用特征，通过对表生溶蚀作用机理的研究，为今后同类矿床的勘查开发提供了参考与指导。

1 区域地质概况

研究区地理位置位于重庆市西部，在大地构造位置上处于扬子准地台之重庆台坳，位于川中台拱与重庆陷褶束的结合部位，二者以华蓥山基底断裂为界。区内所有锶矿床及矿点均分布于重庆陷褶束之中，沿华蓥山基底断裂呈NE向成群成带分布。

区域内出露的地层有三叠系(T)、侏罗系(J)及第四系(Q)。侏罗系(J)地层为一套红色复式建造，多分布在向斜地区；三叠系(T)地层主要分布在背斜地区，上统为灰色含煤建造，中、下统为台地碳酸盐—蒸发岩沉积，其中下统的嘉陵江组(T1j)为区域内锶矿的赋矿地层；第四系(Q)主要分布在河谷地带。

区内构造较为简单，以褶皱为主，断裂欠发育。区内褶皱发育，背斜紧凑向斜宽缓，由西至东，走向为NE-NNE向，雁行-平行排列，呈隔挡式褶皱组合。背斜为丘状或箱状，轴部平缓，两翼陡倾，且西翼多陡于东翼；断裂主要为华蓥山基底断裂及其次生断裂，华蓥山基底断裂走向NE-SW，倾向南东，倾角45～70°，断距数百至千余米。该断裂为区内玉峡式锶矿的导矿构造，随着远离基底断裂，锶矿化减弱[1-2]。

2 矿床地质概况

2.1 矿体及含矿段

该类矿床矿体均产出于三叠系下统嘉陵江组二段一亚段(T1j2-1)地层中，岩性组合为白云岩、泥质白云岩、盐溶角砾岩、矿化白云岩、次生灰岩、白云质泥岩、水云母泥岩及锶矿石。矿体多呈似层状、透镜状顺层产出，走向北东，倾向南东，倾角多小于20°，矿体厚度一般为0.5～10 m，局部厚者可达21 m。根据赋矿特征、岩性组合特征，含矿段自上而下分为Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ共3个含矿层。Ⅲ含矿层产出于含矿段中上部，主要由次生灰岩、矿化白云岩、白云岩、盐溶角砾岩及锶矿体组成。厚约1～8 m。其顶板为嘉陵江组第二段二亚段(T1j2-2)底部的中厚层状灰岩，底板为中厚层状矿化白云岩；Ⅱ含矿层产出于含矿段中下部，主要由白云质泥岩、泥质白云岩、泥岩、矿化白云岩、盐溶角砾岩及锶矿体组成。厚约2～7 m。其顶板为中厚层状矿化白云岩，底板为灰绿色薄层状白云质泥岩；Ⅰ含矿层产出于含矿段下部，主要由白云岩、矿化白云岩、水云母泥岩、盐溶角砾岩及锶矿体组成。厚约3～15 m。其顶板为灰绿色薄层状白云质泥岩，底板为嘉陵江组第一段(T1j1)顶部的薄层状泥质灰岩。

2.2 矿石特征

玉峡式矿床的矿石矿物以天青石为主，少量为菱锶矿；脉石矿物主要为白云石、方解石，少量为重晶石，其他脉石矿物如黏土类矿物、石英等含量极低(表1)。矿石结构以粒状-板状结构、交代结构及粒状-放射状结构为主，亦见角砾状结构；矿石构造以条纹条带状构造、浸染状构造、块状构造为主，亦见少量葡萄状、皮壳状。

2.3 矿床成因

根据以往专家学者研究[4-6]，玉峡式锶矿为沉积-改造型矿床，其形成经历了准同生(萨布哈)沉积→再生热卤水富集成矿→表生作用成矿三个成矿阶段。准同生沉积阶段主要为矿源层即天青石膏质藻层纹白云岩的形成；再生热卤水富集成矿阶段则是富锶热卤水在热能及压力差的作用下运移，运移过程中不断萃取含矿段内的锶，并对矿源层进行改造，使矿源层内锶实现了再次富集形成工业矿体；表生作用成矿则是再生热卤水富集成矿阶段形成的锶矿体在表生条件下发生的再次改造。

表1 玉峡式锶矿床矿物组分及含量

数据来源：文献[3]。

3 表生溶蚀作用

3.1 表生溶蚀作用地质特征

通过区内多年来探采工作发现，玉峡式锶矿床多呈隐伏产出，地表含矿段内多未见锶矿体产出，矿层对应位置多为灰-深灰色斑杂状盐溶角砾岩，角砾成分为白云质、灰质，胶结物为钙质、泥质等，系早期形成矿体遭遇溶蚀作用后，矿体顶板垮塌胶结而成，其蜂窝状及格架状溶蚀孔洞特别发育；局部地段仅见白色、黄白色菱锶矿呈粉末残留于岩石溶蚀孔洞中。含矿段内可见少量天青石或含天青石方解石细脉、网脉及团块。

在玉峡式锶矿床的浅部，常见葡萄状、皮壳状及网脉状菱锶矿的产出，菱锶矿主要附着在天青石、白云岩表面，多呈交代残余结构、放射状及假晶结构。往深部菱锶矿含量逐渐减少，天青石含量逐渐增多，直至呈似层状天青石矿体产出。该变化随深度增加大致呈现出菱锶矿矿石→天青石-菱锶矿矿石→菱锶矿-天青石矿石→天青石矿石的特征(图1)，同时菱锶矿-天青石矿石混合带与下部的天青石矿体具有较为明显的分界标高，区内通常在地表浅部约50 m以下便可见天青石矿体。

同时根据区内现有浅部钻孔揭露，浅部锶矿体呈现出明显的由上至下的垂向溶蚀特征，表现为钻孔中当含矿段下部矿体被溶蚀殆尽后，中上部矿体均无法得以保存(图2(a))；当下部矿体得以保存时，中上部矿体多遭遇溶蚀形成盐溶角砾岩或溶洞(图2(b))，少数可得以保存(图2(c)、图2(d))；几乎不存在中上部矿体得以保存，而下部矿体遭遇溶蚀形成盐溶角砾岩的情况。

图1 玉峡式锶矿床浅部矿体示意图

图2 玉峡式锶矿床浅部矿体产出形式示意图

3.2 表生溶蚀作用机理

一个成矿系统的作用过程结束后，其所生成的矿床、矿点和异常又进入了一个新的发展阶段，即这些产物经受后来地质作用过的变化和被改造的阶段。主要的改造作用有构造变形、流体的溶解、溶蚀和蚀变、变质作用和地表风化剥蚀、搬运和掩埋作用等。其结局是保存、部分保存、转化为他类型和消亡等[7]。玉峡式锶矿床经再生热卤水富集成矿之后，又经历了一系列地质作用变化及改造作用，进而形成了当今的残留矿体。其主要改造作用为溶解、溶蚀和地表风化剥蚀，致使锶矿体得以部分保存，该过程对应玉峡式锶矿床三个成矿阶段中的表生作用成矿阶段。

4 结 论

通过对重庆玉峡式锶矿床表生溶蚀作用的深入研究，对表生溶蚀作用地质特征进行了总结，其表现为地表矿层对应位置多为盐溶角砾岩，矿体组分随深度增加呈现出菱锶矿→菱锶矿-天青石混合带→天青石的特征，其作用深度约为50m；同时对表生溶蚀机理进行了探讨，认为矿床自身物化性质决定了矿体的易溶性，大气降水及浅层地下水的交代溶蚀是表生溶蚀作用发生的外在条件，以重碳酸盐为主的浅层地下水的垂向运动决定了表生溶蚀作用的局限性，即表生溶蚀作用对矿体影响深度有限。

[1] 李建，顾文帅，黄治清，等.重庆市大足县兴隆矿区锶矿深部延深普查地质报告[R].重庆市地勘局205地质队档案科，2015

[2] 李建，顾文帅，黄治清，等.重庆市铜梁县玉峡矿区深部及外围锶矿普查阶段性工作总结地质报告[R].重庆市地勘局205地质队档案科，2016.

[3] 黄治清，张华，罗远良，等.重庆市大足县苏家湾矿区锶矿详查地质报告[R].重庆市地勘局205地质队档案科，2004.

[4] 徐兴国，廖光宇.川东地区锶矿床地质特征及成因探讨[J].化工地质，1994，16(1)：29-39.

[5] 顾文帅，李建，黄治清，等.重庆玉峡式锶矿床成矿系统分析[J].中国矿业，2017，26(2)：162-165.

[6] 徐兴国，谷秀兰.中国的锶矿床[M].成都：四川科学技术出版社，1999：84-85.

[7] 翟裕生.论成矿系统[J].地学前缘，1999，6(1)：13-27.

Study on supergenetic corrosion of Yuxia-style Sr ore deposit

LI Jian，GU Wenshuai，HUANG Zhiqing，TIAN Meng，ZHU Mingzhong，LUO Yuanliang，ZHANG Hua

(205 Geological Team，Chongqing Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration，Chongqing 402160，China)

Based on the study on supergenetic corrosion of Yuxia-style Sr ore deposit，the paper summarizes characteristics of supergenetic corrosion：①corresponding place of ledge is usually evaporite solution breccia；②with the increase of depth，orebody components present the shift of strontianite→strontianite-celestine mixing zone→Celestine；③corrosion occurs in about 50m.The paper also discusses its mechanism，the physicochemical properties of deposits determine its good solubility，supergenetic corrosion is closely related to vertical movement of groundwater which is mainly composed of hydro-carbonate water.

Yuxia；corrosion；groundwater；preservation

2017-01-10 责任编辑：刘艳敏

重庆市国土房管局科技计划项目资助(编号：CQGT-KJ-2014005)

李建(1982-)，男，重庆铜梁人，学士，2008年毕业于昆明理工大学资源勘查专业，工程师，主要从事锶矿、锰矿等勘查工作，E-mail：34062022@qq.com。

顾文帅(1987-)，男，硕士，2012年毕业于中国地质大学(北京)矿产普查与勘探专业，工程师，主要从事锶矿勘查评价与研究工作，E-mail：guwenshuai322@163.com。

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1004-4051(2017)06-0154-03