四川杨家院硫铁矿找矿标志

四川省化工地质勘查院 四川 彭州 611930

四川省江油市冯家山至老矿山一带，已发现硫铁矿产地16处，以完成勘探的杨家院矿区为典型。杨家院硫铁矿由单一矿产组成，矿体空间形态和物质成分等具有典型性，含矿层位稳定，层控特征显著，在龙门山仰天窝倒转向斜以外地区尚未发现同类型矿床。矿床查明为中型，是四川省工作程度最高、唯一为工业化开采利用的杨家院式层控热液型硫铁矿。

1 区域地质背景及地质特征

杨家院硫铁矿大地构造位置，属上扬子陆块龙门山前陆逆冲-推覆带前山盖层逆冲带(图1)，其大地构造分区名称见(表1)；所在成矿区带位置，属广元-江油(仰天窝向斜两翼)F-Mn-Pb-Zn-S-Ag-铝土矿-砂金成矿带。

区内构造为楼子坝推覆岩片仰天窝向斜，南东翼地层正常，北西翼地层层序倒转。仰天窝向斜中部及核部，发育北西向印支期辉绿岩脉。硫铁矿化带沿仰天窝向斜呈带状断续分布，矿化带厚度不一，矿体厚度与矿化带厚度呈正相关关系。区内断裂发育。

区域内出露地层主要为上泥盆统茅坝组、沙窝子组，中、上泥盆统观雾山组，中泥盆统金宝石组，中、下泥盆统养马坝组，下泥盆统甘溪组、平驿铺组，以及中志留统韩家店组。观雾山组上段为主要赋矿层位。

2 矿床地质特征

矿床位于仰天窝向斜北西倒转翼中段，矿体赋存于中、上泥盆统观雾山组上段第一亚段，岩性为灰～深灰色厚层块状细～中粒白云岩夹生物白云岩，又称白云石化白云岩。含丰富的珊瑚、苔藓虫及海百合化石，被白云石交代呈花斑状构造。为主要的含硫铁矿层位。矿体自北东—南西带状分布，形态复杂，呈脉状、透镜状断续分布(图2)。

区内断裂发育，北西向F18、F11为导矿断裂，其余断裂纵横交错，矿体被切割为三段，主矿体为MS1。依据断层形态可大致分为三组：

斜交断层组：规模小，多为平推断层，属于大断层的派生构造，远离矿体，与矿无关。

横向断层组：该组断层走向与岩层走向夹角大于60°，主要包括F11、F12、F18、F27、F31。断层F18控制主矿体MS1，延长1100m，走向105～128°，倾向北西-南东，倾角57～84°。

图1 大地构造位置略图

走向断层组：该组断层走向与岩层走向基本一致，走向北东，倾向南东或北西，倾角较陡，对部分矿体的连续性造成破坏，属成矿后断层。矿体受其影响部分造成品级变化较大。

主矿体分布于断层F18下盘，呈透镜体，倾向北西，倾角60～80°，长300～350m，最大厚度55.80m，一般为15.49m；矿体斜深250～500m。厚度延走向较稳定，在远离F18后，受其分支断层影响，矿体急剧收缩，尖灭；向南西方向急剧变薄、尖灭。矿石品位受断层影响，变化较大，在接近矿体顶部品位较高，最高达49.78%；在矿体中、下部品位较低，平均23.92%。

表1 四川省大地构造分区简表

矿石矿物主要是黄铁矿，偶见少量的白铁矿和微量的闪锌矿；脉石矿物主要是白云石，次为少量的泥质、有机质及石英。块状黄铁矿结构为半自形、它形粒状结构、斑状结构，块状构造，含量高于90%；密集侵染状黄铁矿结构为它形粒状结构，侵染状、条带状构造，含量80-85%；网脉状黄铁矿结构为半自形、它形粒状结构，脉状、角砾状构造，含量40-45%；侵染状黄铁矿结构为它形粒状结构，侵染状构造，含量35-40%；侵染—脉状黄铁矿结构为它形粒状结构，侵染—脉状构造，含量30-35%；稀疏侵染状黄铁矿结构为它形粒状结构，脉状—侵染状构造，含量20-25%。由于断层和地下水影响，浅部黄铁矿氧化成褐铁矿、赤铁矿及水针铁矿。

3 矿床成矿条件及找矿标志

3.1 矿床成矿条件 杨家院硫铁矿床位于上扬子陆块区龙门山—大巴山台缘坳陷广元-江油(仰天窝向斜两翼)Fe-Mn-Pb-Zn-S-Ag-铝土矿-金成矿带上，硫铁矿化作用主要发育在泥盆系中上统观雾山组白云岩体内，呈脉状、透镜状断续分布。含矿岩系为灰～深灰色厚层块状细～中粒白云岩夹生物白云岩。印支期构造活动，含矿流体沿断裂迁移--选择观雾山组上段第一亚段厚层块状白云岩层中层间裂隙、破碎带富集成矿--地表硫铁矿不稳定，风化为褐铁矿，形成铁帽。矿床受构造和岩性的控制，在观雾山上段第一亚段地层中白云石化和硫铁矿化强烈地带更有利硫铁矿的富集。硫铁矿矿化带产状与围岩产状大体一致，矿床为低温热液成矿作用形成(图3)。

工作区内硫铁矿床电阻率较低，其围岩具白云石化、黄铁矿化，局部有硅化、方解石化，白云岩、赤铁矿电阻率大于硫铁矿电阻率值，矿体电阻率与围岩相差1至2个数量级，两者的极化率值相差10倍左右。

在区域化探异常特征研究的基础上，选择相互吻合程度较高、具有较强指示意义的Li、Bi、F、Fe2O3等指标进行分析，根据这些元素异常强烈程度分为三个等级异常区，Ⅰ、Ⅱ级异常区主要集中在仰天窝向斜中心，呈北东—南西分布。Ⅲ级异常区在向斜周围呈不均匀分布。在Ⅰ、Ⅱ级异常区主要出露岩性为白云石化白云岩，印支期辉绿岩脉。

3.2 找矿标志 (1)铁帽，为直接找矿标志。有经验的地质人员可通过对铁帽的直接观察，初步将氧化矿体与白云岩等围岩区分开来，并反算硫含量。

(2)含矿地层，为观雾山组，上覆地层沙窝子组、下伏地层为金宝石组，上、下地层关系明确、易区分。中上泥盆统观雾山组上段第一亚段为工业矿体赋矿层位，观雾山组其它岩性段、亚段及金宝石组虽有矿化，但不具规模。

(3)硫铁矿床电阻率特征。白云岩、赤铁矿电阻率大于硫铁矿电阻率，除赤铁矿层外，围岩与矿体电阻率相差大，其围岩和矿体的极化率值相差也大。总之，围岩属低极化、高电阻率；矿体属正异常，高极化，低电阻率。

(4)围岩蚀变特征。白云石化、黄铁矿化，局部有硅化、方解石化。在矿化带内白云岩蚀变后，晶洞发育，孔隙度增大，加之构造形成的节理、裂隙，为矿液运移、聚集创造了良好条件。当白云石化白云岩颜色由深变浅，粒度由细变粗时，矿化也由弱变强。

图2 矿区地质构造简图

4 结语

四川杨家院硫铁矿矿床地质特征和找矿标志是地质工作者在实践工作中总结出的经验，其矿床地质特征可概括为矿床位于仰天窝向斜中上泥盆统观雾山组上段，主矿体受断层F18控制，呈透镜状分布。岩性主要为白云岩，含珊瑚、苔藓虫及海百合化石，呈花斑状构造。矿石矿物主要是黄铁矿，在浅部氧化成褐铁矿、赤铁矿。结合前述四点找矿标志，对今后地质找矿和勘查提供可靠的参考依据。

图3 成矿模式图