2013年30卷 贵 州 地 质  ̄o1.30 No.2(ToL 115)2013 ・114・ GUIZHOU GEOLOCY 第2期(总第115期) 仁怀学孔一遵义落炉硫铁矿地质 特征及成矿机理浅析 杨光龙 (贵州省地质矿产勘查开发局106地质大队,贵州遵义563004) [摘要]学孔一落炉地区硫铁矿赋存于上二叠统龙潭组底部,按含矿组合岩性可分为粘土岩 型硫铁矿和炭质页岩型硫铁矿,粘土岩型硫铁矿分布稳定,常受下伏茅口组岩溶起伏面的控制, 炭质页岩型硫铁矿厚度变化较大,多呈似层状、透镜状产出。其成矿机理是在静滞缺氧水体环 境中富有机质分解产生的硫化物与沉积碎屑物中的铁离子化合形成,矿床成因类型属滨海封闭 湖沼沉积型硫铁矿。 [关键词]硫铁矿;粘土岩型,炭质页岩型矿;地质特征;成矿机理;贵州 [中图分类号]P619.21[文献标识码]A[文章编号]1(300—5943(2013)02-0114-05 粘土岩型硫铁矿是指黄铁矿晶体呈星散状、 均较稳定,具有较高的经济价值。 纹层状或聚粒团块状、致密块状富集在浅灰、灰白 色铝土质粘土岩中而形成的矿层;炭质页岩型硫 2含矿组合剖面层序 铁矿是指黄铁矿晶体呈星点状、结核状和条带状、 致密块状富集在黑灰、黑色(含)炭质页岩中而形 含矿组合位于上二叠统龙潭组下段底部,厚 成的矿层。前者因含炭很低、颜色浅,称为“白 12.08—34.96 m,变化较大,与下伏中二叠统茅 矿”,后者因含炭质高、颜色深,称为“黑矿”…。 口组呈假整合接触。兹将含硫铁矿组合层序自上 2008~2013年,贵州省地矿局106地质大队对仁 而下列述于下: 怀学孔和遵义落炉地区的煤炭资源分别开展了普 上覆地层二叠系上统龙潭组下段(P3 l。) 查和详查、勘探工作,同时对共生的粘土岩型和炭 灰、深灰色含生物碎屑灰岩。厚度>1 m。 ——质页岩型硫铁矿进行了勘查评价。 整合—— 含矿组合 厚12.08—34,96 m 1 地质概况 (13)黄灰色粉砂质泥岩。厚0.65~2.37 m。 (I2)灰、灰黄色细砂岩,具小型交错层理。厚2.35 "--5.20 nl。 仁怀学孔一遵义落炉地区在大地构造上位于 (11)黑灰色炭质页岩夹灰色粘土岩,普遍夹厚3~ 扬子准地台黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变 10 em条带状黄铁矿,局部含星散状黄铁矿,呈似层状、透 形区L2j,具体处于周市坝向斜北西翼南端。综合 镜状产出,横向可变为粘土页岩或砂质页岩。厚0.52— 地层区划属扬子地层区,出露地层有:二叠系栖霞 1.34 m。 组、茅口组和龙潭组、长兴组,三叠系夜郎组、茅草 (10)煤层(编号M9)。厚0.66~1.04 m。 铺组、松子坎组和狮子山组、须家河组(图1)。本 (9)灰一深灰色粉砂质泥岩。厚1.41^v6.99 II1。 区龙潭组岩性为一套砂岩、粘土岩(泥岩)夹灰 (8)深灰色含黄铁矿炭质页岩。厚0.64~1.04//1。 (7)灰色泥质粉砂岩,具斜层理和波状层理。厚0^v 岩、炭质页岩及煤层组合,厚72.91~82.16 m,属 3.20 m。 海陆交互相沉积。龙潭组是硫铁矿赋存的主要含 (6)灰、深灰色燧石灰岩。厚0.57^v0.95 m。 矿层位,以其底部含矿组合所产硫铁矿厚度、品位 (5)黄灰色细砂岩。厚0.78~2.20 m。 [收稿日期]2013—03~25 [作者简介]杨光龙(1971一),男,贵州省桐梓县人,高级工程师,从事基础地质和矿产勘查工作。 第2期 杨光龙:仁怀学孔一遵义落炉硫铁矿地质特征及成矿机理浅析 ・l l5・ 回国 回2圈3回4团5圈6回7回8 9 。园 ・囚・2 3囝 4圈 5 图1学孔一落炉地区地质略图 Fi昏1 Geological sketch of Xuekong—Luolu al'ea 1一上三叠统须家河组;2一中三叠统狮子山组;3一中三叠统松子坎组;4一下三叠统茅草铺组;5一下三叠统夜郎 组;6一上二叠统长兴组;7一上二叠统龙潭组;8一中二叠统茅口组;9一硫铁矿露头;10一地层界线;11一正断层 及倾角;12一逆断层及倾角;13一向斜轴;14—煤勘钻孔及编号;15一县界 (4)暗灰色粉砂质泥岩、含炭质泥岩。厚0.60^u 3.29 m。 3 矿体特征 (3)煤层(编号M10)。厚1.55~2.32 m。 (2)黑灰色炭质页岩,富含炭化植物碎片。该层普遍 含星点状、结核状黄铁矿,个别地段为厚0.19~1.44 m 3 1 矿体产出特征 的致密块状、条带状黄铁矿,即炭质页岩型硫铁矿。厚 0.76^v1.44 m。 上含矿组中的黄铁矿,多产于炭质页岩中, (1)浅灰、灰白色铝土质粘土岩,产植物根茎碎片。 常为结核状或小透镜状,一般仅厚0.10~0.50 该层含星点状、聚粒团块状、纹层状和致密状黄铁矿,即 m,横向不稳定,不具工业意义。 粘土岩型硫铁矿。厚1.59~3.58 m。 近年来的煤炭普查、勘探资料 表明,本区 一一一一一一~假整合一一一一一一一 硫铁矿主要矿层均产于龙潭组底部下含矿组,厚 下伏地层二叠系中统茅口组(P:m) 度一般1.5~5.0 m(图2)。粘土岩型硫铁矿层 灰、浅灰色灰岩或硅质灰岩。厚度>5 m。 位稳定,多呈层状、似层状产出,厚度一般1.5— 上述剖面(13)~(6)层为一海退一海浸韵 3.6 m。最厚可达3.9~4.5 m,其厚度变化常受下 律,组成上含矿组,厚5.28~12.83 m;(5)~(1) 伏茅口组岩溶起伏面的控制(图3),并与含矿组 层为一海退韵律,组成下含矿组,厚6.80~ 合呈正变关系。炭质页岩型硫铁矿厚度变化较 22.13 m 大,在南东部学孔一木容坝一带厚0.76~1.44 m,呈似层状产出,中北部落炉一打鼓一带厚度仅 0.19—0.54 m直至尖灭,多呈透镜状、似层状 产出。 ・l16・ 础2 ZK204 贵州ZK202 地质 ZI ̄03 ZK4012013年30卷 刁珏02 (孥孔) (学孔) (落炉) (落炉) (落炉l (落炉 I _煮 ——一 ; i :===¨.:_ .上 ・ ・ I龙 潭 矿l ii :—= ==_ 组 组 ■●—一 蚕 三雪 /● =工:=]二 / //一/ 、 ii 、\、、 莲/一一一/ \\ 叁兰 一一 ・ 、下 下 一 =.= 、、’舌三芒 段 含 嚣 辱/L—L耳—L \\羼一 鼹~ l i 霞 r\\矿组 黑 \图2学孔一落炉地区硫铁矿含矿组合柱状对比图 Fig.2 Cdumn ̄comparison of 0Ie—bearing assemblage of pyrite in Xuekong—IJu0lu aI七a l一细砂岩;2一泥质粉砂岩;3一粉砂质泥岩;4一炭质页岩;5一含黄铁矿炭质页岩;6~灰岩;7—煤层;8一炭质页岩 型硫铁矿;9一粘土岩型硫铁矿 1.5 ITUTI,最小为0.03 him,在矿石中占5%~ 40%。粘土矿物主要为高岭石、水云母,次为一水 硬铝石和少量绿泥石。高岭石呈鳞片状、细小片 状;水云母以显微鳞片状为主,隐晶质次之。矿石 结晶程度高,大多为自形、半自形晶,少数为鲕粒 圈-回:圈 目t固s圈 图3硫铁矿与古岩溶面关系示意图 Fi.3 Relatgion ofpyrite and ancient karst 散粒体,常聚集成小团块状、结核状和球粒状。白 铁矿较少,呈他形、半自形粒状、脉状等。矿石具 星散状、聚粒团块状、纹层状和致密块状构造,炭 化植物化石常见。 矿石含Ts8.35%~30.24%,一般l4.34%~ 1一上二叠统龙潭组;2一中二叠统茅口组;3一炭质页岩;4一含黄 铁矿粘土岩;5—灰岩;6一硫铁矿 21.96%,平均l6.75%,其他化学组分含量见 表1。 据落炉木康煤矿ZK202样品测试结果,矿石 尚含Li、Be、Sc、Ga、Nb、Mo、Sr、Y、Zr、Ba等10多 种微量元素,含量多在3×10 以下,其中Sr含量 为0.65×10一、Ba含量为0.58×10~,Sr/Ba比 3.2矿石特征 3.2.1粘土岩型硫铁矿 矿石矿物成分主要为黄铁矿,其次有少量白 铁矿。脉石矿物有粘土矿物、有机质、石英、岩屑 等。黄铁矿粒径一般0.5,、,1.0 1Tim,最大粒径为 值为1.12,属于海陆过渡相(0.7~1.2)并接近 海相沉积。 表1粘土岩型硫铁矿矿石化学组分统计表‘ Table I Statistic of ore chemical component of clay pyrite ・据“仁怀市学孔煤炭普查”和“遵义县落炉木康煤矿详查、勘探”项目12个钻孔l9件样品统计。 第2期 杨光龙:仁怀学孔一遵义落炉硫铁矿地质特征及成矿机理浅析 ・l l7・ 3.2.2炭质页岩型硫铁矿 矿石成分主要为黄铁矿和粘土矿物,其次为炭 质、有机质、白铁矿、石英、锆石、方解石、绢云母等。 黄铁矿多呈自形一半自形粒状结构,粘土矿物主要 为高岭石和水云母类。矿石具泥质结构、细微鳞片 状、致密块状构造,含大量炭化植物化石。 矿石含Ts8.94%~35.16%,一般11.07%~ 30.69%,平均19.0l%,其中:结核状、星点状矿 石含Ts较低,多为8.94%~20.37%;条带状矿石 含Ts较高,一般可达24.85%一30.69%。其他组 结构、鲕状结构及碎屑结构,星点状、结核状和条带 分含量见表2。 表2炭质页岩型硫铁矿矿石化学组分统计表‘ Table 2 Statistic of ore chemical component of carbonaceous shale type pyrite 据“仁怀市学孔煤炭普查”和“遵义县落炉木康煤矿详查”项目8个钻孔l2件样品统计。 3。3氧化带特征 生反应的时间。这些条件因素往往随着沉积环境 的变化而变化。 氧化带黄铁矿皆风化为褐铁矿,粘土岩型硫 本区中二叠世沉积活动结束之后,东吴运动 铁矿氧化带深度一般30~70 m,最深达120 1TI, 造成区域地壳上升,广阔海水一度消退,使茅口期 炭质页岩型硫铁矿一般3~20 m。氧化深度受矿 沉积的一套碳酸盐建造遭受程度不同的侵蚀和剥 层出露标高、地形切割深浅、地下水位及循环状态 蚀,形成典型的古岩溶地貌。在晚二叠世龙潭早 等因素的控制,当矿层出露地势较高、地形切割较 期发生大规模海退,低洼地槽处于半咸水覆盖之 深、地下水位低时,其氧化带深度往往较大,反之 下,为滨海湖泊、沼泽环境,气候以干燥为主,并且 则较小。 出现干湿交替现象,有机质含量较低;而到龙潭中 由于矿体产状和矿石类型的不同,氧化带褐 期,气候又发生明显变化,地势高的地区接受风化 铁矿的产出特征各异。在地下水垂直循环占优势 剥蚀,地势低的地区成为滨海湖泊、沼泽接受沉 的地带,粘土岩型硫铁矿的铁质沿含矿岩石裂隙 积,随后即有缓慢的海浸,气候趋向潮湿,有机质 渗滤至底板茅口组灰岩侵蚀面上形成致密状、土 含量聚增。由于含矿组合基底(茅口组灰岩)风 状褐铁矿透镜体,而含黄铁矿的粘土岩因黄铁矿 化侵蚀岩溶面起伏不平,使大量风化物得以保存, 风化流失成为褐红色、棕色具细小空洞的粘土。 而携带有较多Fe¨陆源物质也随着龙潭早期的 炭质页岩型硫铁矿中的块状、结核状黄铁矿,常在 沉积而源源不断供给,形成富有机质的沼泥、碎屑 氧化带中就地残积为蜂窝状、皮壳状褐铁矿。氧 堆积。有机质在细菌作用下不断腐烂分解并产生 化带矿石由于硫元素大量风化流失,而铁元素集 丰富的H:S,其分解耗氧形成了还原环境,静滞水 中富集,因此仅能作铁矿石利用。 体内沉积物中的Fe¨在酸性还原或强还原条件 下转化为Fe“,Fe 与水中大量的H2S化合形成 4成矿机理及勘查开发意义 单硫铁,单硫铁与水结合的胶体溶液沉积下来后 生成胶硫铁矿,胶硫铁矿在高温高压条件下结晶 4.1成矿机理浅析 脱水就形成了硫铁矿,如果在低温条件下则形成 硫铁矿的异构体一白铁矿。 元素原生沉积富集成矿是由成矿元素的地球 有价值的湖沼沉积硫铁矿,往往形成于覆水 化学性质所决定的,特定的沉积条件,无疑是保证 较深的酸性强还原环境,因为这种环境封闭条件 元素畅通无阻地沿着成矿途径最终富集成矿的环 好,植物碎片多,富有机质,是黄铁矿形成最有利 境因素。各种类型硫铁矿的富集与成矿须具备以 的部位 j。本区硫铁矿赋存于二叠系上统龙潭 下条件:①硫酸盐和铁的供给;②有机质含量及活 组下段底部,矿床成因类型属滨海封闭湖沼沉积 性;③沉积物中有利于厌氧细菌活动的条件和发 型硫铁矿。 -118・ 贵州地质 2013年3O卷 4.2勘查开发意义 粘土岩型硫铁矿是本区的主要矿石类型,分 山后备基地,进而提高我省硫铁矿资源保障能力。 [参考文献] [1]王庆生,陈昌守.黔北地区硫铁矿资源分析[J].贵州地 质。1989,6(4):363—372. 布广,矿层稳定,厚度大,有害杂质含量低,近年来 经煤炭普查、勘探估算其矿石量逾5 300万吨,达 大型矿床规模,具广阔的找矿前景和较高的利用 价值。炭质页岩型硫铁矿虽硫含量较高,但分布 局限,仅见于学孔一木容坝一线,且厚度薄,变化 较大,炭含量高、难于选矿,现时不具单独利用 价值。 仁怀学孔一遵义落炉地区硫铁矿现有地质资 料不能作为矿山开发设计的依据,尚需开展进一 步地质勘查工作,以寻找品位较富、规模较大的矿 [2] 贵州省地质矿产局.贵州省区域地质志[M].北京:地质 出版社,1987. [3] 贵州省地矿局106地质大队.贵州省仁怀市学孔勘查区煤 炭普查报告[R].2011. [4] 贵州省地矿局106地质大队.贵州省遵义县落炉木康煤矿 资源/储量核实及详查报告[R].2012. [5] 贵州省地矿局106地质大队.贵州省遵义县落炉木康煤矿 勘探报告[R].2013. [6]甘朝勋,贵州的硫铁矿资源[J].贵州地质,1988,5(2). Geological Characteristic and Metallogenic Pattern of Pyrite in Luolu of Zunyi and Xuekong of Renhuai YANG Guang—-long (Geologic Party 106,Guizhou Bureau of eolGogy&Mineral Exploration and D merit,Zunyi 563004,Guizhou,China) [Abstract]Pyrite in Xuekong—Luolu area occurs in the bottom of I ̄ngtan formation of Upper Permian,for the ore—bearing assemble liholtogy it can be divided in to clay pyrite and carbonaceous shale type pyrite,clay pyrite distributes stably and is controlled by lower Maokou formation karst wavy plane,the thickness of carbo— naceous shale type pyrite changes a lot and Occurs as like—layered and Lentoid.Its minerliazation mechanism is formed by sulide of rfich organic in perched oxygen deficient water and Iron ions in sedimentary clastics,the deposit genesis is beach closed lake sedimentary pyrite. [Key words] clay pyirte;carbonaceous shale type pyrite;geologic character;minerlaization mechanism;Guizhou (上接第106页) Deposit Characteristics,Metallogenic Condition and Exploration Potential of Yemaochong Bauxite Deposit in Qingzhen,Guizhou YANG Ming—kun,ZHU Huan—ran,ZHU Sheng—bin,CHEN Qun,DAI Xiao—yan (Geologic Party 115,Guizhou Bureau of eolGogy&Miernal Exploration and Development,Qingzhen 551400,Guizhou,China) [Abstract] According to the field work in Yemaochong bauxite deposit,the distribution of acquired stra— turn,structure,ore character and ore—bearing series on the suEface and deep side,the spreading character of bauxite orebody are analysed and studied.By summarize the regional geology nd adeposit geology character of Yemaochong bauxite deposit and the primary analy ses of metallogenic condition and exploration potentil,tahe prospecting direction of deep and ou ̄ide ore are pointed out,the prospective resource and reserve are expec— ted to be middle or large scale. [Key words] potentil;Guiazhou ferric bauxite deposit;geologic character;metlalogenic condition;prospecting