四川地区金属矿床成因及找矿方向研究

舒东楚

（中国石油浙江油田分公司天然气勘探开发事业部，四川 筠连 645250）

近几年，随着四川盆地的勘探开发不断取得新的进展[1-4]，于2013年在川中磨溪-高石梯地区发现了中国第一大单体整装矿藏，在面积为2330km2的范围内上报矿产探明储量4403.85×108m3，拉开了四川盆地寒武系矿产勘探的高潮，标志着四川盆地大型金属矿产勘探开发的一个新的重点层位。目前在四川盆地的北部，如九龙山构造和马路背构造及其周缘野外剖面，相继发现了主要金属金属矿床，其分为两个不同环境的两种矿床组合，引起地质工作者广泛关注与重视。笔者通过在四川地区进行矿产地质勘察工作，初步厘定了该地区的金属矿床成因类型主要为液热型和喷流沉积—液热叠加改造型，为今后在四川地区寻找该类型矿床提供参考价值与意义。

1 地质成矿背景

该地区位于四川盆地中部的磨溪-高石梯地区，隶属于川中古隆平缓构造区的威远-龙女寺构造群，位于四川省遂宁市、资阳市和重庆市潼南县境内，主力产层为寒武系下统龙王庙组。在漫长的地质演化年代中，经历了多次而复杂而强烈的构造变动，不同规模和力学性质的构造形迹发育尚好。其中，北西西向、北西向压性、压扭性断裂组成了区域主体构造框架，其对各时代底层分布、各类矿产的变质作用及矿产等都起着重要的控制作用。

该地区断裂构造以东西为主，是区域构造方向明显变化的转折部位，对矿化富集十分有利。东西向断裂构造主要有4条，多条矿带赋存的断层破碎带中，说明断裂有明显的控矿作用。

2 金属矿床地质特征

安岳气田龙王庙组矿层时代老，埋藏深，经历的成矿作用及变化呈多期次、多类型的长期叠加，其结果不仅导致了储层原始结构组分特征的改变，还使其内部结构发生了明显的变化。对孔隙形成与保持不利的成矿作用主要有压实压溶作用、胶结作用和充填作用，对孔隙形成与保持有利的成矿作用主要有重结晶作用、金属矿作用和溶蚀作用，加里东期近地表层间古矿溶作用是现今安岳气田龙王庙组大量次生孔隙和溶洞形成的关键。

2.1 矿带特征

该地区矿床目前工圈出8条矿带，其中以多金属有关的有4条。

1号矿带位于东南部，产生于二长花岗岩与大干沟组接触带上。呈波状弯曲，总体呈东西向分布，长约2.0km，中部宽度较大，宽约40m，两端宽度较小，宽数米。整个含矿带磁铁化严重。2号矿带位于东工作区西侧，并延伸进入地质工作区。在该金属矿产工作区产于二长花岗矿矿体与矽卡矿中，在金属矿工作区产于山群火山矿组间断层破碎带中。呈北西西向延伸，地表控制长约5.8km，宽约10m～80m，一般为35m。3号矿带位于金属矿工作区中南部，产于中元古界组与石炭统大干沟组断层接触蚀变带内，近东西向展布。其中，西段局部略具波状弯曲，总长度对于8km，宽30m～150m。产状严格受断层破碎带控制，局部地段上部北倾，在深部转为南倾，总体倾向南，倾角近似直立。目前，带内已圈定2条多金属主体矿。

（1）矿产特征。根据采坑、探槽的观察，按照矿体氧化程度大致可分为氧化带、混合带以及原生带。地表至地下约4m为氧化带，主要是黄铜矿后期氧化物孔雀矿产，铜蓝，沿矿体断裂面薄膜状分布，氧化带至地下6m的深度为混合带，6m以下一般为原生带。已被发现的矿产类型较为复杂，主要有金属铜矿、铜锌矿、铅锌矿、铜铅锌矿以及辉钼矿。矿产成他形，半自形颗粒状变晶体结构。矿产矿物组合为：闪锌矿、黄铜矿、辉钼矿等。矿产中铅矿物浸染状集合体形态赋存，其他形态如块状、脉状和星点状等，也有一定的比例出现在脉矿物质当中。锌矿物主要以闪锌矿的形态出现在脉矿物当中。锌矿物主要以山锌矿占总锌矿的一半以上，相对方铅矿而言嵌布粒度较小，目测多为浸染状、片状等构造。铜矿物主要是浸染状、脉状黄铜矿结合体居多，嵌布粒度相对铅锌矿而言，属于中等偏细。

（2）充填作用。研究区充填作用主要出现于矿产采集工作区等次生储集空间中，充填物主要为金属矿。金属矿为区内次生孔隙中主要的充填物，具有明显的期次。第一期为细—中晶矿石，在各种次生孔隙中广泛分布，充填组构明显，晶体干净明亮，多为自形—半自形，大小一般为0.1mm～1mm。Na+含量最低，K+、Sr2+、Ba2+、Cu2+、Mn2+含量变化幅度较大；矿体氧化同位素值明显偏负；其中含液态有机烃包裹体的均一温度为100℃～150℃；在阴极射线下发光且多呈亮红橙色。

2.2 建设性成矿作用

（1）重结晶作用。研究区颗粒矿石经过强烈的重结晶作用后形成具或不具残余结构的粉-细晶矿石，局部可达中晶；泥粒矿石在经过重结晶作用后形成粉-细晶矿石。一方面，重结晶作用使晶粒变粗且趋于自形，使原矿孔隙结构改变。晶间孔的吼道变得更光滑平直，使矿产有效孔隙度、渗透率增加，为后期成矿矿流体的通过提供了良好的通道，有利于次生矿石的形成。

（2）金属矿化作用。研究区内储层金属矿化作用发生在准同生期，属于回流渗透成因。研究区内储层金属矿的Cu、Na、K含量比较高，Ca/Mg比介于0.54～0.78，均值为0.678，有序度比较低，δ13C分布于-1.31‰～-0.58‰，δ18O分布于-5.83‰～-6.68‰，与同期海相碳酸盐矿原始碳氧同位素值相比分布相近。以上特征表明，研究区内龙王庙组金属矿化作用的时间短且进行的不彻底，结晶迅速，反映为盐度较高的准同生金属化，属于回流渗透成因。

3 成矿作用及矿床成因

在上述成矿作用关系的研究基础之上，综合考虑研究区埋藏史、构造发展史、生烃史、成矿史等因素，把储层成矿作用和孔隙演化划分为以下五个阶段。

（1）沉积—准同生成矿阶段。金属矿沉积物形成过程中，晶间微孔、粒间孔发育，原始孔隙度可达40%～50%。海底成矿环境，围绕颗粒呈栉壳状环边的第一期纤状方解石胶结物使原生粒间孔迅速减小。孔隙度降低至10%～15%，以残余粒间孔、晶间孔为主要孔隙类型。

（2）早成矿阶段。随着上覆沉积物逐渐增厚和沉积物逐渐脱离大气水环境的影响，开始进入矿层埋藏环境，至志留纪末期，金属矿层达到第一次最大埋藏深度，根据志留系的区域厚度，推测埋深最大达到1500余米。矿层发生强烈的压实、重结晶等成矿作用，并伴随着储层的孔隙度急剧降低。志留纪末期的加里东运动使下古生界地层发生褶皱、抬升，并伴随有构造裂缝的产生，矿层得到改造。

（3）中成矿阶段。中三叠世，隆起周围寒武系矿石组带，开始大规模排烃，由于有金属矿机质成矿过程，并使其初步预富集，形成层控型矿产，同时，在盆地内沉积形成富含金属元素的沉积矿石，为后期成矿提供了物质基础。该地区经历了燕山期，区域构造变形之后随外界条件的改变富集或者叠加在原有的矿层上，形成中成矿阶段。

（4）晚成矿阶段。中—晚侏罗世进入深埋藏阶段，埋深超过4000m，发生第二次较大规模的贮藏作用，进一步溶蚀并改造前期形成的基金属成矿诱因，形成较多矿带。

图1 储层金属成矿作用演化模式图

（5）矿床成因。该矿带位于四川盆地，由于裂陷槽内矿浆活动过于频繁，使得渗透循环的地下水成为热流体，从矿体中萃取大量的有用金属元素，沿着裂谷环境中的同生沉积断裂上升，为形成热水沉积矿床创造了即为有利的成矿前提。

（6）找矿标志。工作区内东西向断裂构造为其与同期形成的近与平行的次级断裂构造是工作区内良好的储矿构造，同时应注意南侧复式向斜构造的含矿情况。对早期喷流形成的矿体起到叠加的作用，往往使得矿体变富，开展矿产评价工作必须重视矿产的空间展布特征。

4 结语

金属矿床形成优势较大，储集空间以次生成因的矿产主，其形成与演化与金属成矿作用密切相关。起建设性作用有重结晶作用、金属化作用和溶蚀作用。原生带在经压实压溶作用和多期金属矿的胶结作用后基本消失，次生孔隙经多期金属矿充填也大幅减少，金属矿化作用是金属储层形成的关键。矿床成矿作用的选择性决定了矿层的非均质性，但储集空间的形成与演化除与成矿作用密切相关外，还受到沉积作用、有机质演化及构造作用的影响，矿层是这些因素相互影响下的最终产物。