四川兴文先锋硫铁矿地质特征及成矿规律

杨奎，张春颖，邓志勇，夏文俊

（四川省化工地质勘查院，四川 成都 611930）

先锋硫铁矿位于宜宾市兴文县，是川南硫铁矿的主要产地。在所属7 个区中，周家、新塘、新华、德赶坝、川堰为大型矿床，龙塘、兴堰为中型矿床。

1 区域地质特征

1.1 区域地层

根据1997 年出版《四川省岩石地层》，先锋矿区被划为扬子地层区上扬子分区叙永小区，本小区地表最老地层为下寒武统顶部，出露于背斜核部，长宁一带有钻井揭露至震旦系底部，地表最新地层为上三叠统须家河组，其间缺失上志留统、泥盆系、石炭系、下二叠统地层。下古生界发育比较完全，中二叠统假整合于中志留统之上，中上二叠统厚1000m 左右，上二叠统下部在小区西部为玄武岩，上部含煤沉积在小区西部为陆相，向东逐渐过渡为海陆交互相，且顶部渐变为海相灰岩。

1.2 区域构造

区内褶皱构造发育，如拱长背斜、洛窝背斜、大安山向斜、落木柔背斜、古蔺背斜、可贝向斜等，背斜多由下古生界组成，轴部及两翼断裂较发育，向斜多由上古生界及中生界组成。构造上除喜山运动造成第四系与下伏地层呈不整合接触外，在漫长的地史时期中，本区地壳以升降运动为主.区域地质构造比较简单，以开阔褶皱为主，断裂构造次之；主体构造为区域性的东西向宽缓背向斜褶曲，受后期南北向褶皱复合横跨形成“十”字形构造分布格局。

2 矿区地质特征

2.1 含矿地层

含矿地层为龙潭组，龙潭组可分为4 段。

龙潭组第一段（P3l1）：主要为深灰色含硫铁矿高岭石黏土岩、菱铁质黏土岩、黏土岩、浅灰~灰白色硫铁矿层。厚3~13m，该段化石罕见，地层厚度不大，所夹煤层少而薄，基本上是由黏土岩-煤层-硫铁矿组成，其层序自上而下为：

①碳质黏土岩，局部夹泥灰色透镜体或菱铁矿薄层。常见侵染体、结核状硫铁矿分布，厚0.1~0.3m。

②无烟煤层（K1）。分布稳定，局部地段相变为碳质页岩，厚0.1~3.6m。

③含硫铁矿高岭石黏土岩，硫铁矿呈结核状、细脉状产出，厚0~1.5m。

④黏土岩。常呈豆状、似鲕状构造，含侵染状硫铁矿，一般不具工业意义，厚1.5~11.20m。

⑤硫铁矿层。硫铁矿呈不同形态的集合体，分布于高岭石基质中，品位12%~20%，底部有厚0~0.2m 厚黏土，结构松散，系平行不整合面上的古风化壳。

茅口组：石灰岩，含生物碎屑微晶灰岩。

龙潭组第一段无烟煤层，区域上分布稳定，不同地段与不同资料中有多种代号，包括K1、Y1、A1、C25、M16等，可以作为硫铁矿找矿标志和钻孔内见矿标志。

龙潭组第二加三段（P3l2+3）：本段以三角洲和沼泽沉积为主。为砂泥岩夹煤层，局部夹薄层菱铁矿，产Giganlopeis 等植物，以及有孔虫，双壳类等化石，厚98~122m，在叙永以西，筠连以东一般含煤4-9 层，可采煤3 层，叙永一带可采煤仅1-2 层。筠连以西则下部煤层不可采，顶部煤层局部可采，总的含煤层自东向西逐渐升高。

龙潭组第四段（P3l4）：即旧资料所称长兴组，以开阔海碳酸台地、潮下沉积为主，上部为砂质页岩，夹炭质页岩；中部为灰绿色页岩与深灰色含燧石结核的泥灰岩；下部为灰黑色泥灰岩与灰绿色页岩不等厚互层；底部有一层生物泥灰岩或粉砂质泥岩。其厚度在小范围内较稳定。总趋势是由西向东逐渐增厚。厚度在43.5~52.1m。岩性上由西向东陆相夹层减少，海相地层增加，至古蔺铁索桥全为海相地层，生物组合以腕足类为主，少量瓣鳃类、筳科偶见，有陆相夹层时产植物化石。

2.2 矿石特征

矿石按自然类型自上而下分为：密集浸染状黄铁矿（棚矿），树枝状黄铁矿（腰矿），团块状，结核状黄铁矿（底矿）。

主要矿石矿物：黄铁矿、白铁矿、胶黄铁矿；脉石矿物：高岭石、珍珠陶土；伴生矿物：三水铝石、绿泥石、金红石、水针铁矿、黄铜矿、方铅矿、锐钛矿等。

矿石结构：半自形-自形晶粒结构、它形粒状结构、碎裂结构、变胶状环带结构；矿石构造：浸染状、条带状、网脉状、根须状、树枝状、团块状、结核状等构造。

2.3 矿石化学成分

矿石矿物以黄铁矿为主(25%～60%)，白铁矿次之(0%～5%)，少量胶黄铁矿(2%)。脉石矿物主要为高岭石(35%～60%)、水云母(1%～20%)、珍珠陶土(5%～30%)，含少量石英、长石、地开石，偶含金红石。伴生矿物有黄铜矿、铜蓝、方铅矿、闪锌矿、方解石、石膏等。

矿石化学组分，全硫含量13.90%～29.53%，平均19.93%，变化系数12.59%。在全硫中硫化物硫(SrT)91%，有机硫(SyT)8%，硫酸盐硫（SIY）1%，其中有效硫占99%。有害组分Pb 0.002%～0.17%、Zn 0.0002%～0.34%、As 0 ～0.016%、F 0.03%～0.152%、CaO 0.119%～0.558%、MgO 0.1%～0.24%、C 0.017%～0.184%、H2O8.4%～9.83%。

矿体地表露头及浅部矿石氧化程度较高，呈氧化～半氧化状态。矿石品位与矿层厚度互为消长。在纵向上，矿层中、下部品位偏低，上部品位高。

3 成矿规律

3.1 古地形初始阶段

早二叠世末期，东吴运动使川南地区上升为陆地、中二叠统茅口组灰岩长期遭受风化剥蚀，形成了典型的碳酸盐岩区的古岩溶地貌，此时东吴运动导致川南构造运动进一步强化，使东西向，南北向构造体系互相干扰叠加，铸成了区域上东低西高和本区南低北高，并出现洼地的古地貌特征，对川南晚二叠世早期沉积起着主要的控制作用。

3.2 硫铁矿表生富集阶段

晚二叠世初期，地壳下降，海水从东南面侵入。此时峨眉山玄武岩喷发、岩浆洪溢，由西南向东北淹没于洞底--底峒-复兴一线尖灭。在峨眉山玄武岩（I）喷发的同时，东北面的广大海域为海岸泻湖盆地（II），泻湖直接接受来自西面的火山物质与古风化壳物质一起在偏碱性的还原环境水溶液中进行硫铁矿含矿层的广泛沉积。

3.3 硫铁矿成岩富集阶段

随着峨眉山玄武岩喷发告终，旱期含矿层沉积之末，海水退撤，本区从泻湖、潮坪相变为滨海沼泽，从此进入漫长的海陆交互相龙潭期聚煤时期。（见图1）。

图1 成矿模式图

4 结语

先锋矿区硫铁矿属沉积型矿床，硫铁矿含矿层位于二叠系上统龙潭组含煤岩系（P3l2+3）之下，二叠系中统茅口组（P2m)灰岩侵蚀面之上，为一套浅灰、灰白色黄铁矿高岭石粘土岩。矿床位于珙长背斜的南西翼，为一缓倾斜的单斜构造。矿体呈层状、似层状产出，矿体产状与地层一致，走向呈NW～SE，倾向SW，倾角15～45°不等。成矿物质主要来源于火山物质与古风化壳物质，成矿时代为晚二叠世龙潭期，是一个化学沉积为主的沉积型硫铁矿床。