福建省大田县上丰矿区硫铁矿矿床成因分析
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇福建省大田县上丰矿区硫铁矿矿床成因分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要 大田县上丰硫铁矿区处于漳平洛阳―德化阳山东西向的金属成矿带东部、阳山――剑斗复式背斜的西翼，矿区内主要控矿构造为一走向北东向的断裂构造。其南部的内坑花岗岩体向北侵入于该构造带的脆弱部位，为岩浆期后热液、矿液的上升、活动、富集创造了良好的空间通道。本区硫铁矿体在空间分布上具有一定层位，多产于溪口组钙、硅质泥岩岩层内；硫铁矿形成经历矽卡岩阶段磁铁矿阶段硫化物阶段，为高～中温热液交代的矽卡岩型矿床。
关键词硫铁矿；矿床地质特征；矿床成因
中图分类号：P2文献标识码： A
1引言
矿区位于大田县城南东济阳乡上丰村一带，处于漳平洛阳―德化阳山东西向金属成矿带东部，该条带西部为漳平洛阳铁矿区，中部有安溪潘田铁矿区和新田铁矿区，东部有阳山铁矿区，是福建省主要铁矿成矿区。上丰硫铁矿紧邻阳山铁矿，研究其成矿成因，对指导该区带的找矿具有重要意义。
2成矿地质背景
本区处于闽西南凹陷带，龙漳复式向斜之东部，属东西向构造系南岭带的东延部分。
上丰矿区位于周宁―华安断隆带南端，永安―晋江大断裂南东侧，阳山―剑斗背斜西翼，内坑花岗岩侵入体北侧。由于多期次的构造及岩浆活动结果，造成区域地层出露零乱，残缺不全(插图1)。
矿区出露地层由老至新有二叠系下统童子岩组（P1t）、二叠系上统翠屏山组（P2cp）、三叠系下统溪口组（T1x）、侏罗系上统南园组（J3n）及第四系松散堆积物（Q）。上述各组地层因受岩浆侵入接触变质的影响，均遭受不同程度的角岩化、矽卡岩化及大理岩化。矽卡岩、含矿矽卡岩与溪口组的地层层位有密切的成因联系。
矿区内主要控矿构造为一走向近北东向的断裂构造，南部的内坑花岗岩体向北侵入，该断裂派生的次一级裂隙构造为岩浆期后热液、矿液的上升、活动、富集创造了良好的空间通道。
上丰矿区构造纲要图插图1
矿区主要围岩蚀变有矽卡岩化、角岩化、大理岩化。尤其是矽卡岩与岩浆期后热液矿床的形成有密切的联系。次要的围岩蚀变有绢云母化、绿帘石化、滑石化及硅化等，呈零星分布。矿床内所见矽卡岩以钙铝石榴石矽卡岩、钙铝～钙铁石榴石矽卡岩、透辉石矽卡岩三种为主；次要的矽卡岩有石榴石透辉石矽卡岩、透辉石硅灰石矽卡岩、硅灰石矽卡岩、黑云母绿帘石岩等。前述三种是后期矿液交代形成矿床的主要含矿围岩。
3矿床地质特征
3.1矿体的形态、产状、规模
区内硫铁矿体赋存于三叠系下统溪口组地层之矽卡岩 (SK) 中（插图2）。走向北东，延伸长度约450 m，倾向北西、倾角20～40°，矿体倾向宽度大于200 m。厚度0.73～6.92，局部中间有夹石（见于ZK4钻孔）,矿体受接触带产状控制，呈透镜状等产出。该区内硫铁矿体除Ⅰ 号矿体在4线东部地表局部出露，其余均为盲矿体，共赋存4条硫铁矿体（脉）（自上而下编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）。
上丰矿区硫铁矿10线地质剖面图 插图2
3.1.1 Ⅰ 号硫铁矿体：分布于矿区2线至10线之间，地表出露于4～6线之南东部，呈似层状，走向北东，倾向北西，倾角20～30°，沿走向长约450m，沿倾向长约200m。厚度0.73～4.77m，其间常见有透镜状夹石。主要有用组分为S，含量12.74～22.64%，平均17.52%，伴生有用组分主要为Cu，含量0.14～0.25%，平均0.21%。
3.1.2 Ⅱ号硫铁矿体：分布于矿区8线至10线之间，呈似层状，走向北东，倾向北西，倾角20～25°左右，往北西向逐渐变陡。沿走向长约130m，沿倾向长约150m。硫含量11.43～24.63%，平均品位14.00%，伴生铜含量0.11～0.27%，平均含量0.16%。
3.1.3 Ⅲ号硫铁矿体：分布于矿区8线至12线之间，呈似层状，走向北东，倾向北西，倾角20～35°左右，自南东往北西向倾角逐渐变陡。沿走向、倾向长约150m。硫含量14.76～32.79%，平均品位19.89%，伴生铜含量0.12～0.43%，平均含量0.20%。
3.1.4 Ⅳ号硫铁矿体：分布于矿区8线至16线之间，呈似层状，走向北东，倾向北西，倾角30～45°左右，沿走向长约230m，沿倾向长约200m。硫含量8.94～27.20%，平均品位16.78%，伴生铜含量0.10～0.72%，平均含量0.33%。
3.2矿石的品质
3.2.1矿石的矿物成份：矿石矿物成份较为简单，金属矿物主要以磁黄铁矿为主，少量磁铁矿黄铁矿、闪锌矿等。脉石矿物主要以透辉石、石榴石为主，少量绿帘石、石英、方解石及阳起石等。矿体的矿石主要有用矿物为磁黄铁矿。
3.2.2矿石的主要化学成份：Ⅱ、Ⅲ号矿体各主要化学成份平均值见下表。
从分析的化学成份看，有益分散元素Ga、Ge含量在0.001％左右。矿石中有害杂质As、F等微量。
矿石化学元素分析表单位：%
矿体编号 S TFe Cu Zn Pb F As Ge Ga Sn
Ⅱ 14.00 32.20 0.03 0.06 0.015 0.017 - 0.00165 0.0011 0.019
Ⅲ 19.89 35.19 0.01 0.02 0.014 0.014 - 0.00127 0.0017 0.011
3.2.3矿石矿物的共生关系
根据以往光薄片鉴定资料，按共生矿物的生成先后顺序划分为三个组：
①硅灰石、石榴石、透辉石是最早生成的矿物，它们由围岩（含钙、铁、硅）与岩浆侵入体接触变质而成。因此，矿区内之矽卡岩化石英岩、石榴石矽卡岩、透辉石矽卡岩、硅灰石大理岩、角岩等广泛分布。这一阶段基本上为无矿化阶段。
②磁铁矿、绿帘石、阳起石矿物是矽卡岩阶段的晚期产物。这一阶段磁铁矿的出现与绿帘石、阳起石有一定的关系。该组矿物要比上组矿物形成较晚，在矿石标本上可以看到磁铁矿交代石榴石矽卡岩现象。
③黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、石英矿物是后期热液硫化物之产物。它们的形成往往要晚于上述二组矿物，在矿石标本上可以看到磁黄铁矿、黄铁矿交代磁铁矿及矽卡岩现象。在光片坚定中普遍发现磁黄铁矿形成要早于闪锌矿。另外，同一矿物也可以形成于不同期，如脉状磁黄铁矿要晚于条带状细粒磁黄铁矿。
综合上述现象，可以说明成矿的多期性。
3.3矿石的结构、构造及矿石类型
3.3.1矿石结构：磁黄铁矿的矿石以他形晶粒结构为主。磁黄铁矿呈他形晶粒状存在于脉石中，或交代磁铁矿。其次为磁黄铁矿被闪锌矿交代溶蚀边，而形成溶蚀结构。
3.3.2矿石构造：矿区内矿石以稠密条带状构造、团块状构造为主，次为致密块状构造、稠密浸染状构造及文象构造。
稠密条带状构造--磁铁矿、磁黄铁矿与透辉石矽卡岩呈紧密条带相间，磁铁矿及磁黄铁矿沿层理面交代，因此，矿石条带往往是相互平行的。
团块状构造--磁黄铁矿呈团块状交代矽卡岩或磁铁矿磁铁矿。
致密块状构造―主要由致密状磁黄铁矿组成。
稠密浸染状构造―由细粒状磁黄铁矿稠密浸染交代矽卡岩。
3.3.3矿石类型：本矿区矿石中金属矿物主要为磁黄铁矿。磁黄铁矿作为主要原生矿石，按其矿石构造划分矿石自然类型有：稠密条带状矿石、团块状矿石、致密块状矿石及稠密浸染状矿石。其中以稠密条带状矿石、团块状矿石为主。
根据全区硫ω（S）平均品位15.19％，矿区矿石工业类型应为Ⅲ级品硫铁矿石。
氧化带不发育，根据地表采场资料，氧化深度小于3.0m（沿倾向）。
3.4矿体围岩及夹石
矿体顶、底板围岩主要是矽卡岩。从矽卡岩的矿物组合来看，由以下三种矽卡岩组成矿体的主要围岩：
①钙铝石榴石矽卡岩：花岗变晶结构。岩石主要由钙铝石榴石组成。其次为方解石（10％）、透辉石（10％）、石英（5～10％），见少量硅灰石。
②钙铝～钙铁石榴石矽卡岩：花岗变晶结构。岩石主要由钙铝～钙铁石榴石组成。其次为透辉石（10％）、绿帘石（18％），少量石英、磁铁矿、磁黄铁矿。
③透辉石矽卡岩：花岗变晶结构。岩石主要成分为透辉石，钙铝石榴石（20～30％）、石英（10～20％），少量方解石、磁铁矿、磁黄铁矿。
矿体内部夹石，主要是由于矿化不均匀，局部含硫量低于工业指标要求的矽卡岩。常见的有钙铝～钙铁石榴石矽卡岩和透辉石矽卡岩两种。
4矿床成因分析
4.1控矿成因分析
4.1.1岩性、层位的控矿：本区矿床的形成是由于矿液选择代矽卡岩的结果。矿体在空间分布上具有一定层位，多产于溪口组碳酸岩层内，矿液主要是沿着溪口组碳酸岩层位选择代透辉石矽卡岩、透辉石石榴石矽卡岩、局部富集形成矿体。矽卡岩体边缘周围的岩石，仅是微弱的磁黄铁矿化，没有形成矿体。很明显是受岩性、层位的控制。如难于交代的角岩、石英岩及近矿体的蚀变花岗闪长岩，只是轻微的磁黄铁矿化。由此，说明矿液的沉淀富集与围岩成分有着密切的关系。
4.1.2构造控矿：从空间分布看，在成矿有利的倒转向斜两翼近轴部的弯曲处，正是矿区内主矿体赋存的部位，矿体走向与褶皱轴向基本一致，从5线剖面看，矿体形态亦受地层褶皱控制，矿体产于倒转向斜近轴部的两翼，亦构成一个倒转向斜形态。矿体近轴部厚度较大，远离褶皱轴部的两翼上矿体很快地尖灭。由此，可以看出褶皱构造对矿体的分布及其形状起着主要的控制作用。
从矿石结构看出，磁黄铁矿体的富集，明显亦受裂隙构造控制。磁黄铁矿主要沿裂隙呈细脉状、团块状地交代矽卡岩，交代作用极不均匀，裂隙发育的矽卡岩，则易被交代富集形成矿体；反之，完整致密块状的矽卡岩，则不易被交代。节理发育的角岩、石英岩被磁黄铁矿充填交代较明显，但不能富集形成矿体。
4.1.3侵入岩控矿：内坑花岗闪长岩体的侵入构造，也受到地层褶皱构造形态的影响。常使侵入体超复于溪口组地层之上，形成弯曲的侵入构造接触带。由于侵入体的超复，从而限制了成矿作用的向上发展，而有利在下伏岩层中，形成缓倾斜的透镜状的隐伏矿体。由此看来，花岗岩体的侵入与矿床的成因也有密切关系。
4.2矿床成因类型分析
从上述资料分析，本人认为本区硫铁矿形成经历以下三个阶段：
4.2.1矽卡岩阶段：花岗闪长岩体形成以后，部分挥发性物质携带了硅、氧、铁等元素进入围岩，与碳酸岩交代作用，形成矽卡岩。
4.2.2磁铁矿阶段：矽卡岩形成以后，继之铁矿液活动交代矽卡岩，形成少量的磁铁矿，未能形成有价值的矿床。
4.2.3硫化物阶段：铁矿液终止后，硫化物开始大量活动，此期生成之矿物为黄铁矿～磁黄铁矿～闪锌矿。硫化物主要交代矽卡岩及磁铁矿。磁黄铁矿、闪锌矿局部富集处形成有工业价值的矿体。
综上所述，本区磁黄铁矿应为高～中温热液交代的矽卡岩型矿床。
5结语
通过对本区矿床地质特征的研究，认为本区硫铁矿体在空间分布上具有一定层位，多产于溪口组碳酸岩层内；在成矿有利的倒转向斜两翼近轴部的弯曲处，正是矿区内主矿体赋存的部位，矿体走向与褶皱轴向基本一致。硫铁矿形成经历矽卡岩阶段磁铁矿阶段硫化物阶段。该矿床应为高～中温热液交代的矽卡岩型矿床。为下一步在这一地区找矿提供了找矿依据。
参考文献