沉积型矿床

沉积型矿床（精选3篇）

沉积型矿床 篇1

0 引言

对于砂岩型矿矿床而言, 中国目前对该矿床的地质特征还不够了解, 不能为矿床开发提供充足条件支持, 使矿床开采受到空间、时间上的阻力, 影响工作进展。相比于其它矿床, 砂岩型矿矿床具有自身独特特点, 其地质条件复杂, 形成受多种因素影响, 需要科研人员认真研究、分析砂岩型矿矿床特征, 根据地质条件, 探究该矿床成因, 为砂岩型矿矿床开发提供参考依据, 确保矿床开发顺利进行。

1 区域地质概括

本文研究的砂岩型矿矿床位于中国西南地区A盆地, 该盆地基底的南部、东南部, 主要地质为花岗斑岩、黑云母花岗岩, 而东北部、西北部主要为古生界的灰岩、硅质岩、砂岩等, 且还存在一小部分火山喷发岩。同时, 由于该盆地两侧基底、盖层之间多以断层接触, 盆地内部存在断裂构造[1]。且在盆地四周, 地貌为岩溶峰丛洼地, 具有两侧陡崖、边缘缓坡、中部平坦等特点, 具有明显膨胀土特点。

2 砂岩型矿矿床地质特征

2.1 矿石类型与结构

煤岩型矿石、碎屑岩型矿石是矿床内常见的两种自然矿石[2]。在砂岩型矿矿床中, 这两种矿石较为常见, 且具有较大开采量。其中, 就煤岩型矿石而言, 其颜色为黑褐色, 结构类似于木质结构, 构造为层状, 属于半亮型褐煤的一种, 且含有较高泥质含量, 存有长石、石英碎屑。而碎屑岩型矿石颜色多为深灰色、灰绿色、灰白色, 结构为中粗粒砂状, 且胶结松散、具有较差成岩性, 易碎。因此, 不同矿石类型具有不同结构性质, 对矿床地质产生不同影响。

对于矿石结构而言, 以细分散状结构为主, 其次是隐晶状结构。同时, 矿石构造多为浸染状, 同时还具有不规则脉状、条带状薄膜状、层状结构。铀矿物均匀分布于矿石的胶结物、碎屑中, 便形成浸染状矿石结构。而铀矿物沿层中的胶结物、碎屑一起产出便形成条带状、层状构造。此外, 铀矿物沿砾石沉淀可形成薄膜状矿石, 铀矿物其它金属矿物一起填充岩石裂隙可形成脉状等。

2.2 基底与构造

对于盆地基底而言, 其基底多由加里东中期正长花岗岩、新元古代一面坡群构成, 且两者关系呈侵入接触状态。这样, 在砂岩型矿矿床地质中, 基底较为凸显, 在里东中期正长花岗岩、新元古代一面坡群影响下, 矿床结构、地址复杂, 为矿床开发造成一定困难, 影响矿床开发利用。在地质构造中, 对于本次研究的矿床而言, 总体上, 岩层走向东北, 倾角从东到西, 各岩层连续沉积且存在轻微角度不整合, 且沿倾向、走向存在膨胀收缩现象。

2.3 地层

在矿床内, 侏罗系的那荡组、白垩系的新隆组、岽力组、第四系为主要出露的地层[3]。各组地层呈北东走向, 由老到新、从南到北分布。在那荡组上段, 分三层组合, 且每层均存在上下两部。其中, 第一层、第二层上部为泥岩夹细砂岩, 呈紫红色。下部为长石石英砂岩, 呈灰、灰绿色。而在第三层, 上部为紫红色细砂岩、泥岩夹细砂岩, 下部为砂岩夹薄层紫红色泥。同时, 在该矿区内, 地层第三层下部的浅色砂岩主要产出工业铀矿化, 是主矿砂岩, 岩层稳定。在白垩系新隆组, 砂砾岩、紫红色砂岩存在于底部, 而上层多为紫红色泥岩、细粒石英砂岩, 与下伏岩层呈轻微角度接触。此外, 在岽力组上段, 岩性为中厚层状石英砂岩, 而下段底部、局部为灰白色、紫红色细粒石英砂岩, 中上部为灰白色细粒石英砂岩、紫红色泥岩等。

3 砂岩型矿矿床成因

3.1 地层岩性

在该矿区内, 由于侏罗系中统那荡组上段, 第三层下部的细粒砂岩产出工业矿体, 而矿砂岩又具有花岗碎屑物、铁质、泥质含量多等特点, 从而促进铀的沉积, 这样, 相比于其它层位, 该砂岩含铀丰度较高。同时, 砂岩底、顶板均为厚度较大且不透水的泥岩, 确保砂岩内铀元素不向外迁移, 并为含铀的热水溶液活动提供所需空间。砂岩内冲刷构造发育, 其中所含有的泥质物、碳质为溶液提供良好通道, 为矿物储蓄提供有利空间, 在矿物不断储蓄的过程中形成矿床。

3.2 同生与后生成因

在矿物质沉积过程中, 所含有的碎屑物质也沉积在盆地内, 并随着岩石的形成而蓄集成矿。通过一些研究可知, 同生因素是砂岩型矿矿床形成的主要因素, 及其它碎屑物质与成矿物质一起带至沉积盆地, 致使砂岩型矿矿床形成。对于这种因素的成立, 由于大部分砂岩型矿矿床存在于盆地中, 盆地地质形成与矿床形成相符, 为砂岩型矿矿床形成提供条件。在后生成因方面, 认为由于主岩就位早于成矿物质, 矿质以不同渠道、各种形式移位到有利层位蓄集成矿, 经过多年不断的变化, 形成砂岩型矿矿床。

3.3 气候条件

由于砂岩型铀矿矿集区主要分布于干旱的荒漠草原区, 受气候条件的影响, 与红色磨拉石建造密切相关。在气候条件方面, a) 由于砂岩型矿的含矿建造具有较暗的应色调, 且含有大量的还原剂, 如黄铁矿, 具备一定的还原能力。这样, 在盆地沉积的过程中, 就需要温湿的气候条件。同时, 如果含矿建造上覆有红色碎屑且不存在作为还原剂的物质, 不具有矿建造条件, 但是, 当受到深部含油气建造渗出的还原水作用下, 便被还原为灰色建造, 成为有利的含矿建造, 在含铀水影响下, 形成砂岩型铀矿;b) 当含矿建造沉积之后, 需要较长时间的炎热气候, 这时地表水多呈现弱碱性, 促进地质体的剥蚀氧化, 在铀转入水中的过程中, 形成含氧富铀地表水, 从而渗入地下, 发生富集, 形成砂岩型矿矿床[4]。如图1所示。

3.4 铀源条件

在砂岩型矿矿床形成中, 主要铀源条件包括盆地沉积、盆外蚀源区、盆地基底建造铀源条件。其中, 盆外蚀源区、盆地基底建造铀源条件决定了盆地沉积建造的含铀性。在盆地基底的演化中, 在构造岩浆活化的强烈作用下, 地壳演化加强, 物质分异充分, 从而促进花岗一流纹质岩及其它地质体的快速发育, 为盆地含矿建造提供充足铀物质, 供铀能力良好[5]。同时, 在铀矿成矿过程中, 成矿作用所需的矿物质主要来源于富含铀的盆外蚀源区、盆地基底。而对于层间氧化带型砂岩铀矿而言, 当其层间氧化带发育较浅时, 盆地基底受铀的作用较小, 而当氧化带发育较深时, 含铀性对含矿建造、盆地基底具有较大作用。

4 结语

根据砂岩型矿矿床的地址特征, 研究不同地域情况, 从而收集不同数据, 客观、全面研究砂岩型矿矿床形成原因。对于砂岩型矿矿床的地址特征而言, 不同地区具有不同的矿物质及气候条件, 受各种因素的影响, 矿床形成不断发展、变化。为了更好开发利用砂岩型矿矿床, 应综合各种情况, 从气候、地址岩性、矿物条件等各方面入手, 全面掌握砂岩型矿矿床的地址特征, 分析原因, 并提高硬软件设备, 合理开发利用砂岩型矿矿床。

摘要：主要对砂岩型矿矿床地质特征进行了分析, 并探究其矿床的形成原因, 为砂岩型矿矿床更好地开发、利用提供了参考。

关键词：砂岩,矿床,地质特征,成因

参考文献

[1]王志忠.深入论讨某砂岩型矿矿床地质特征及其成因[J].城市建设理论研究, 2013 (7) :31-32.

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[3]覃翔.砂岩型矿矿床地质特征及成因[J].商品与质量·学术观察, 2013 (6) :299.

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金伯利岩型金刚石矿床矿物特征 篇2

1 金伯利岩中矿物标型特征

1.1 矿物颗粒形态

金伯利岩中生成的矿物, 如橄榄石、镁铝榴石、铬铁矿和金云母等, 在从上地幔的较深处搬运到地壳上部或地表的过程中, 因遭受熔浆的熔蚀及彼此之间的磨蚀作用, 常呈扁圆形、长圆形、椭圆形和圆形, 矿物生成距地表越深, 达到地表所搬运的距离和时间越长, 浑圆化程度就越高。所以, 浑圆形的颗粒形态是金伯利岩中早期形成矿物的显著标型, 而相似岩石中的斑晶矿物一般自形程度较高, 不具有浑圆形颗粒形态。

1.2 矿物形成多世代性

金伯利岩岩浆的结晶过程是复杂的、多阶段的, 每一个阶段都生成一定的矿物组合。不同深度 (不同阶段) 生成的同一矿物, 也具有不同的物理性质和化学成分。因此, 矿物组合的“叠加性”和矿物的多世代性是金伯利岩矿物的一个重要特征, 如橄榄石、金云母、铬铁矿等矿物都至少三个世代, 而相似岩石中的橄榄石和金云母等, 一般只有斑晶和基质两个世代。

1.3 矿物的环带结构

金伯利岩中的矿物普遍具有环带结构, 常见金云母环带结构和橄榄石的蚀变环带结构。镁铝榴石、铬铁矿等伴生矿物以及金刚石本身, 环带结构也很发育, 具环带结构的镁铝榴石占镁铝榴石总量10%左右, 不同环带的颜色、折光率、单位晶胞参数、化学成分以及所含的其他矿物包体等都是有明显差别的。相似岩石中的矿物, 很少有环带结构, 即使出现环带结构 (如苦橄玢岩中橄榄石的环带结构) , 各带之间差别也很小。金伯利岩中的橄榄石斑晶假象周围, 总是由粉末状磁铁矿、钙钛矿 (或锐钛矿) 构成蚀变环边结构, 使其假象轮廓更加清晰, 相似岩石中这种结构少见。

1.4 矿物的其他特征

金伯利岩中早期金云母呈浑圆形, 解理强烈揉皱, 晚期金云母常具反吸收;相似岩石中无浑圆形解理强烈弯曲的金云母, 反吸收性金云母也很少见。金伯利岩岩浆晚期和岩浆期后气成-热液阶段形成的磷灰石, 常形成针状-放射状扇形集合体, 称为“太阳晶”。相似岩石中的磷灰石, 多呈星散分布的柱粒状, 针状-放射状“太阳晶”少见。

2 深成标型矿物

金伯利岩是一种来自上地幔的深源岩石, 其最本质的特征就是含有深成标型矿物, 即金刚石的伴生矿物。金伯利岩中的金刚石伴生矿物, 如镁铝榴石、铬铁矿、铬透辉石、镁钛铁矿等, 在相似岩石中也常出, 但是由于形成深度和热动力条件的不同, 在矿物组合和特征上是有差别的。

2.1 深成标型矿物组合

根据我国金伯利岩和相似岩石常见的深成标型矿物特征、矿物包体和连生体、深源岩石包体的矿物共生关系以及有关实验资料 (金刚石形成条件:45-70千巴, 1200-1800℃;镁铝榴石20-45千巴, 1500-1700℃;硬玉质透辉石30-50千巴, 1300℃) , 参考有关文献, 划分为三个不同形成深度的矿物组合: (1) 最深矿物组合为金刚石-绿色、紫色富铬镁铝榴石-圆斑高铬铬铁矿-富铬透辉石; (2) 中深矿物组合为紫红色铬镁铝榴石-斑晶 (歪晶) 富铬铬铁矿-铬透辉石; (3) 浅深矿物组合为橙色含铬镁铝榴石-细粒铬铁矿-次铬透辉石-镁钛铁矿。每个组合中的矿物是在同一深度范围内形成的, 应是共生或接近共生的。只有最深组合的矿物与金刚石为共生关系, 其只存在于含金刚石金伯利岩中, 与金刚石品位密切相关。而中深和浅深组合矿物形成的热动力条件, 低于金刚石, 与含矿性无关。由于金伯利岩形成深度大, 含有各种深度形成的矿物, 而且不同深度形成的同一种矿物, 在物理性质和化学成分上都有显著差别, 相似岩石的岩源一般比金伯利岩浅得多, 因此不出现含金刚石金伯利岩所特有的最深矿物组合, 所含深成矿物多属于浅深组合, 成份和性质变化不大。

2.2 主要深成标型矿物特征

2.2.1 镁铝榴石

金伯利岩中镁铝榴石的含量变化很大, 辽宁瓦房店金伯利岩中含镁铝榴石0.1-20克/吨, 山东蒙阴金伯利岩中镁铝榴石含量可达5000克/吨, 辽宁瓦房店金刚石矿区, 富矿金伯利岩中镁铝榴石含量较高 (5-20克/吨) , 贫矿和无矿金伯利岩中镁铝榴石含量很少 (<1克/吨) , 山东蒙阴金伯利岩也有相同规律。

金伯利岩中的镁铝榴石的最显著特点就是颜色复杂, 有绿-紫-红-橙及其间各种过渡颜色, 其中以紫红色最多, 绿色-紫色镁铝榴石虽然少见, 却是含矿金伯利岩的特征矿物, 无矿或贫矿金伯利岩中主要为深浅不一的红色镁铝榴石。相似的岩石中的镁铝榴石颜色比较单调, 以橙色为主, 有时有紫红色的。金伯利岩中的镁铝榴石颗粒表面特征比较复杂, 常出现峰状、瘤状、滴状、肾状、锥状、棱柱状、生长层状、阶梯状、叠瓦状、鱼鳞状、骨架状以及熔蚀沟和熔坑等各种图像, 而相似岩石中镁铝榴石颗粒表面特征比较简单, 多为毛玻璃状和麻点状。金伯利岩中镁铝榴石次生边发育, 一般2-3层, 最多可达5-7层, 蚀变强烈, 常形成“绿豆”和“黑豆”;相似岩石中的镁铝榴石次生边不发育, 蚀变也较弱。

2.2.2 铬铁矿

金伯利岩中铬铁矿的分布, 比镁铝榴石更为普遍, 含量也高, 其含量与含矿性有关。如富矿的辽宁50号岩管含107-829克吨, 山东胜利1号岩管含78-1440克/吨, 辽宁贫矿的1、2号脉含19-40克/吨, 山东贫矿岩管含33-169克/吨。

金伯利岩中铬铁矿的显著特征是浑圆形斑晶和形态复杂的八面体歪晶, 浑圆形斑晶一般大于1mm, 最大可达4-5mm, 八面体歪晶一般0.2-0.7mm, 呈显微斑晶;而基质中的铬铁矿则为小于0.2mm的正八面体自形晶。浑圆状铬铁矿斑晶, 在物理性质和化学成份上, 与金刚石中包体铬铁矿很接近, 有的完全一样, 表明其与金刚石为共生或近共生的关系;相似岩石中不含这种浑圆状铬铁矿斑晶。

2.2.3 铬透辉石

金伯利岩中的铬透辉石是典型的深成标型矿物, 含量较少, 透辉石的颜色与铬含量有关, 富铬透辉石呈鲜艳的翠绿色, 含铬低的铬透辉石则颜色较浅。铬透辉石呈浑圆或圆柱状颗粒, 一般小于2mm, 颗粒表面常有溶蚀麻点。辽宁瓦房店金刚石矿床30号岩管中与金刚石共生的铬透辉石, 一般为富铬透辉石, Cr2O3含量为4.44%;相似岩石中的铬透辉石含铬较低, 一般Cr2O3<1.51%, 常为Cr2O3<1.01%的次铬透辉石。

2.2.4 镁钛铁矿

镁钛铁矿在我国金伯利岩中少见, 在非洲和俄罗斯雅库特金伯利岩中却相当常见, 由于含量高 (最高可达5-10%) , 颗粒大 (大者1-4厘米或更大) , 性质稳定, 是普查金伯利岩的有效标志矿物。国外金伯利岩中的镁钛铁矿, 多为他形大颗粒或不规则状集合体, 呈浑圆、长圆和饼状等, 颗粒表面有粒状微突起或小坑, 由于热液蚀变, 颗粒表面多形成钙钛矿和白钛矿薄膜, 山东胜利1号管中的镁钛铁矿, 颗粒较小, 一般粒度为0.5-2mm, 含量少。与金刚石连生的镁钛铁矿及石榴石金刚石二辉橄榄岩中的镁钛铁矿, 可以认为形成深度最深, 是在与金刚石平衡的条件下生成的, 其特点是Ti O2含量高, Fe2O3含量低。金伯利岩中的大多数镁钛铁矿比金刚石生成晚, 二者无成因关系。相似岩石中的镁钛铁矿, 为不规则柱状或自形板状晶体, 在化学成分上, 与金伯利岩中的镁钛铁矿显著不同, 主要是Ti O2、Cr2O3和Mg O含量低, 而Fe2O3和Fe O含量高。

2.2.5 锆石

非洲和俄罗斯雅库特金伯利岩中的锆石有两种形态, 一种为浑圆形粒状, 颗粒比较粗大, 一般1-3mm, 大者可达10-20mm, 颗粒表面呈毛玻璃状, 有时具规则的几何花纹, 呈叠瓦状、拉长的小带状及三角形洼坑等, 常有一个或几个方向的解理, 其中最常见的方向为 (001) 和 (111) 。这种锆石通常认为是在金伯利岩早期阶段与镁钛铁矿等同时结晶的, 可作为普查金伯利岩的标志矿物, 另一种为小于1mm的自形晶体, 一般认为是来自结晶片岩等俘虏体。辽宁金伯利岩中的锆石, 多为细粒自形晶体, 颗粒大小为0.05-0.7mm, 常被熔蚀 (或磨蚀) 成圆柱状或浑圆形颗粒, 断口不平坦, 裂隙较发育, 比重D=4.53-4.62, 折光率N0=1.927-1.942, Ne=1.982-1.984。晶胞参数a0=0.6609nm, c0=0.5990nm, 50号岩管5个样品化学全分析平均值为Si O234.41%, Zr2O62.77%, TR2O30.51%, Th O21.12%, U0.00%, 总计98.81%。

2.2.6 碳硅石

碳硅石是辽宁瓦房店金刚石矿床中的特征矿物, 颜色复杂, 以蓝色色调为主, 其次有绿色, 黑色, 经常见到的是过渡类型的颜色, 如淡蓝、深蓝、淡绿、暗绿、蓝绿、黑色;透明度较好, 有时为不透明, 但压碎后仍为半透明体, 光泽为金刚光泽或金属光泽, 硬度大, 可达9.5。三方晶系, 复三方柱状, 晶体多为不规则粒状, 晶棱多已浑圆, 晶体表面常有许多熔蚀沟。薄片下具吸收性, 淡绿-淡蓝色, 折光率很高, N≥2.7±, No:淡绿色, Ne:绿色, 吸收性Ne>No, 菱面解理不发育, 干涉色二级, 平行消光, 一轴晶, 正光性。在金伯利岩岩管中颗粒直径为0.1-0.3mm, 在岩脉中颗粒则非常细小, 粒度一般在0.1mm以下, 大部分为0.05mm。

2.2.7 含铌钛铁矿

物理性质:黑色, 不透明, 金属光泽-沥青光泽, 断口平坦, 硬度较大, 不规则颗粒状, 部分为板状, 晶棱和顶角经熔蚀或磨蚀作用都已浑圆化, 晶体表面多为不平坦状, 常有很多熔蚀沟, 在人工重砂中有时能见到白钛石薄膜, 这种白钛石薄膜多富集在晶体表面的熔蚀沟内。金伯利岩中含铌钛铁矿按结晶程度和生成时间可分两个世代:第一世代, 结晶时间较早, 大约在第一世代橄榄石之后, 这个世代的含铌钛铁矿结晶程度较好, 自形晶, 有时可见板状晶体, 结晶粒度较大, 一般大于0.5mm, 少数颗粒可达1.2mm。第二世代含铌钛铁矿生成时间晚于第二世代橄榄石及第二世代铬铁矿, 含铌钛铁矿自形, 半自形晶体围绕第二世代铬铁矿八面体晶体的周围生长, 在含铌钛铁矿晶体的周围常有榍石和磁铁矿附生于其边缘。

第一世代含铌钛铁矿非均质性明显, 反射多色性为淡棕色-灰白色, 板状方向呈亮灰棕色, 垂直板状方向为暗灰棕色, 双反射微弱。第二世代含铌钛铁矿反射多色性方向与第一世代含铌钛铁方向相反, 即平行晶体长轴方向稍暗而垂直长轴方向稍亮, 颜色与第一世代含铌钛铁矿相同, 内反射不明显, 反射率在空气中小于磁铁矿。含铌钛铁矿化学成分:Ti O2为57.89%, Fe2O3为34.72%, Nb2O5为4.79%, Al2O3为0.93%, Mg O为0.70%, Mn O为0.97%, Mg O含量偏低, Nb2O5含量偏高。辽宁瓦房店金伯利岩中含铌钛铁矿Ti O2的含量较山东蒙阴和国外金伯利岩中含铌钛铁矿Ti O2的含量高, 山东蒙阴和国外金伯利岩中含铌钛铁矿Ti O2的含量一般多为45-49%。

3 金伯利岩中金刚石与主要造岩矿物结晶次序

金伯利岩中的金刚石是在上地幔高温高压条件下生成的早期岩浆矿物, 它的晶出、生长是一个长期的复杂过程, 金刚石晶体具有熔蚀再生长、多种形态以及与其他早期岩浆矿物互相包裹等现象。已发现的金刚石中的矿物包体有橄榄石、镁铝榴石、铬铁矿、顽火辉石和铬透辉石, 偶见柯石英、金红石、磁黄铁矿、金云母和金刚石等。

辽宁瓦房店金刚石矿床50号岩管和30号岩管中, 有浑圆形橄榄石斑晶假象包裹金刚石微晶的现象, 由于被橄榄石或镁铝榴石等矿物包裹, 可以使金刚石晶体在岩浆上升到高部位时免遭熔解。山东蒙阴金伯利岩中, 曾发现有半包在镁铝榴石中的金刚石, 呈阶梯状八面体与菱形十二面体异形晶体的特殊形态, 被镁铝榴石包裹部分为阶梯状八面体, 未被包裹部分则被熔蚀成曲面菱形十二面体。这表明, 金刚石是在比较广阔的压力温度范围内和比较长的时间晶出、生长;在金伯利岩岩浆中, 金刚石的生成与存在不是孤立的, 与其他早期岩浆之间有着密切的联系, 据实际观察和有关资料, 将金刚石及一些主要造岩矿物的结晶次序和世代划分为表1。

4 结束语

以上资料可以看出, 金伯利岩中紫色富铬的镁铝榴石和第一世代铬铁矿与金刚石呈共生或近共生关系, 它们形成于金伯利岩熔浆成岩以前, 和早期形成的金刚石一样是作为捕虏晶形式同金伯利岩熔浆一起运移的, 研究紫色富铬的镁铝榴石和第一世代铬铁矿结构和成分特征, 有助于对早期金伯利岩熔浆形成的物理化学条件了解, 一些特征数据可能揭示出金刚石的成矿条件或成矿规律, 是一件十分有意义的工作。

摘要：通过检测金伯利岩中矿物的颗粒形态、形成世代和环带结构, 认为岩石中橄榄石、金云母、铬铁矿的浑圆形颗粒形态、多世代性和蚀变环边结构是金伯利岩矿物的一个重要特征, 可以作为金伯利岩型金刚石矿床找矿标志。

关键词：金伯利岩矿物,颗粒形态,形成世代,环带结构

参考文献

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重庆地区天青石型锶矿床成矿特征 篇3

天青石主要成分即是Sr SO4, 主要存在于白云石、石灰岩等沉积岩中, 是单一锶矿的矿石矿物, 用来提炼金属锶的主要原料。中国的天青石资源较为丰富, 以薛天星于1999年探明的青海大风山天青石矿床规模最大, 而目前探明的天青石型锶矿品位普遍较低, Sr SO4的含量普遍低于60%, 需要进行选矿来富集。而像柴达木盆地等矿区地处偏远, 交通不便利, 造成开采难度较大, 投资和物流费用较高。重庆地区的锶矿如前文所述已探明有多处, 大都产于下三叠统嘉陵江组二、四段的灰岩—白云岩—天青石膏质藻层白云岩—石膏岩韵律层中, 天青石膏质藻层白云岩是含矿层, 这些地区的天青石锶矿大多具有较好的开发条件和矿石质量, 开采前景较好, 因此研究其成矿特征具有一定的实用价值。

1 成矿地质背景及矿床成因

重庆天青石成矿区位于川东褶皱带西缘, 其在准同生阶段已有天青石沉积, 形成矿源层。在后生阶段的热力、压力驱动下, 第一期热卤水 (220~300℃) 沿含矿层交代形成条纹条带状天青石矿层;第二期热卤水 (150~220℃) 在含矿层及其附近的碳酸盐岩裂隙中充填交代, 形成团块状、脉状天青石;第三期热卤水 (<150℃) 沿断裂充填形成天青石、重晶石脉。一、二期热卤水成矿作用常相互叠加, 形成工业矿床, 其成因主要受地质构造、水化学分带等因素的影响。

1.1 地层的组成及其构造

图1为重庆锶成矿区地质图, 可知图中“1”标识为泥岩和灰岩所组成的韵律层理;标识“2”为灰岩和灰岩+白云石+石膏组成的韵律层理, 该层岩石中含锶量很低;标识“3”为泥岩、灰岩和白云岩及石膏组成的, 可分为飞仙关和嘉陵江2组, 前一组为四段泥岩, 后一组包含一段灰岩, 二段灰岩、白云岩、石膏等, 该部分地层中白云岩和石膏含锶量有所提高, 约为1.5个百分比左右;标识“4”为由白云岩和灰岩组成的韵律层理, 厚度为170m左右;标识“5”为膏盐层和白云岩及石膏组成的韵律层理, 厚度约70m, 含锶量与第三层相近。由此可知, 其锶含量较高的韵律层为第三和第五层。四川盆地的湖盆沉积因地壳运动和喜马拉雅山升高使其沉积盖层的褶皱隆升, 构造发生了很大改变, 形成了隔挡式褶皱构造为主的褶皱带, 其中华蓥山是呈北东向的主背斜, 沥鼻峡背斜和西山背斜是目前探明的锶矿主要分布地段。

注:1、基底断裂、断层;2、特大型和大中型锶矿床;3、部分矿点;4、背斜名称 (其中1~15分别为华蓥山、铜锣峡、明月峡、西山、沥鼻峡、温塘峡、观音峡、龙王洞、南温泉、螺观山、新店子、东山、黄瓜山、六合场) ;5、温泉.

1.2 地热和水化学分带及其对地层构造的影响

四川盆地现今的地表平均热流值为59.29m W/m2, 其分布为川西、川东低于川中, 热流波动最大值为9m W/m2左右, 而沉积盖层的地温梯度为每百米2.58摄氏度, 其分布规律与热流值类似, 川中地温梯度高于川东和川西。

自早古生代以来, 随着时间的推移, 直至侏罗世末, 四川盆地的莫霍面温度逐渐降低, 意味着莫霍面在逐渐隆起, 其中又以川西地块温度降低最大, 约500摄氏度, 使得川西莫霍面隆起量最大, 上升了约8千米, 而川中和川东也隆起了近5千米。其中, 地下水的循环可能会减少莫霍面温度向上传递的热量, 如重庆-丰盛场一带以东的地区。四川盆地沉积盖层的演化受以上因素的综合影响, 加之各构造阶段应力状态的不同, 在特有的隔挡式构造控制下, 形成了现今的地层特点和温泉特征。

2 矿床的地质特征与矿石成分

以铜梁玉峡为例, 整个矿区位于西山背斜北端, 其东翼较平缓, , 西翼则较陡, 倾角可达80度, 局部倒转, 有一条纵向逆冲断层。而背斜轴部附近嘉陵江组二段一亚段中间剥离脱空构造发育, 有利于热卤水交代富集。该矿区可大致分为三个含矿层, 约20米厚度, 为准同生碳酸盐-硫酸盐沉积。其中第一含矿层主要为褐色中后层状微晶白云石和见鸟眼、瘤状硬石膏, 厚度约3~8米, 该层上部为条纹状或带状天青石和白云质天青石矿层, 厚度在1~5米左右, 顶层为较薄的LLH型和LLH-S型层叠石以及极少量的石膏透镜体, 总厚度在0.5~1米左右;第二含矿层上部有条纹状或带状天青石矿层, 厚度1~5米, 下部由上层的上部有微波状藻纹层亮晶球粒白云岩和下层的灰绿色水云母粘土岩和薄层微晶质白云岩互层组成, 厚度约2~5米;第三含矿层上部为条纹状或条带状天青石, 约1~5米厚, 下部为亮晶球粒白云岩和藻纹层白云岩, 厚度0.5~3米。

该矿区形成的矿石类型主要是天青石和菱锶矿、钡天青石, 天青石主要呈斜方板状晶粒, 粒径为0.5~10毫米。其余脉石矿物主要有白云石、方解石、水云母、黄铁矿、自生石英、石膏、重晶石、萤石等等。整个矿区Sr SO4平均约60%, 其矿石可选性较好。

3 矿床成矿过程与特点

根据前文信息, 可分析重庆地区锶矿矿床成矿过程大致可分为准同生沉积、热卤水富集和表生三个阶段。准同生沉积阶段, 峨眉山玄武岩和各种含锶岩石风化进入矿区, 为富集成矿提供锶源, 而进入热卤水阶段地热、构造热及深层热使卤水升温, 向华蓥山及其西侧断裂开启部位构造高点运移和排泄, 在围岩和构造部位成矿, 第一期发生在川东褶皱带初步形成的喜马拉雅期, 其特点以交代为主, 天青石含有交代残余, 使矿石品位较高, 含氧化钡少, 第二期的富锶热卤水沿着已形成的条纹状天青石矿层及围岩裂隙充填交代成矿, 在玉峡矿区形成了脉状白色天青石, 其矿石品位叫较高, 含氧化钡也较高;第三期温度继续降低, 150摄氏度以下的含Ba、Sr热卤水沿着断裂运移, 进入嘉陵江组合飞仙关组, 与其他酸根离子混合, 沉淀形成了钡天青石。

4 结语

本文简要分析了重庆地区天青石锶矿床成矿特征, 可知含矿段主要位于中寒武统膏盐层、上二叠统碳酸盐岩、下三叠统嘉陵江组二、四段碳酸盐岩, 介绍了矿石特点及分布。

参考文献

[1]徐兴国等.川东地区锶矿床地质特征及成因探讨[J].化工地质, 1994, 16 (1) :29-39.

[2]高廷林主编.锶的利用与发展[M].西宁:青海人民出版社, 1975.