四川地區金屬礦床成因及找礦方向研究

舒東楚

（中國石油浙江油田分公司天然氣勘探開發事業部，四川 筠連 645250）

近幾年，隨著四川盆地的勘探開發不斷取得新的進展[1-4]，于2013年在川中磨溪-高石梯地區發現了中國第一大單體整裝礦藏，在面積為2330km2的范圍內上報礦產探明儲量4403.85×108m3，拉開了四川盆地寒武系礦產勘探的高潮，標志著四川盆地大型金屬礦產勘探開發的一個新的重點層位。目前在四川盆地的北部，如九龍山構造和馬路背構造及其周緣野外剖面，相繼發現了主要金屬金屬礦床，其分為兩個不同環境的兩種礦床組合，引起地質工作者廣泛關注與重視。筆者通過在四川地區進行礦產地質勘察工作，初步厘定了該地區的金屬礦床成因類型主要為液熱型和噴流沉積—液熱疊加改造型，為今后在四川地區尋找該類型礦床提供參考價值與意義。

1 地質成礦背景

該地區位于四川盆地中部的磨溪-高石梯地區，隸屬于川中古隆平緩構造區的威遠-龍女寺構造群，位于四川省遂寧市、資陽市和重慶市潼南縣境內，主力產層為寒武系下統龍王廟組。在漫長的地質演化年代中，經歷了多次而復雜而強烈的構造變動，不同規模和力學性質的構造形跡發育尚好。其中，北西西向、北西向壓性、壓扭性斷裂組成了區域主體構造框架，其對各時代底層分布、各類礦產的變質作用及礦產等都起著重要的控制作用。

該地區斷裂構造以東西為主，是區域構造方向明顯變化的轉折部位，對礦化富集十分有利。東西向斷裂構造主要有4條，多條礦帶賦存的斷層破碎帶中，說明斷裂有明顯的控礦作用。

2 金屬礦床地質特征

安岳氣田龍王廟組礦層時代老，埋藏深，經歷的成礦作用及變化呈多期次、多類型的長期疊加，其結果不僅導致了儲層原始結構組分特征的改變，還使其內部結構發生了明顯的變化。對孔隙形成與保持不利的成礦作用主要有壓實壓溶作用、膠結作用和充填作用，對孔隙形成與保持有利的成礦作用主要有重結晶作用、金屬礦作用和溶蝕作用，加里東期近地表層間古礦溶作用是現今安岳氣田龍王廟組大量次生孔隙和溶洞形成的關鍵。

2.1 礦帶特征

該地區礦床目前工圈出8條礦帶，其中以多金屬有關的有4條。

1號礦帶位于東南部，產生于二長花崗巖與大干溝組接觸帶上。呈波狀彎曲，總體呈東西向分布，長約2.0km，中部寬度較大，寬約40m，兩端寬度較小，寬數米。整個含礦帶磁鐵化嚴重。2號礦帶位于東工作區西側，并延伸進入地質工作區。在該金屬礦產工作區產于二長花崗礦礦體與矽卡礦中，在金屬礦工作區產于山群火山礦組間斷層破碎帶中。呈北西西向延伸，地表控制長約5.8km，寬約10m～80m，一般為35m。3號礦帶位于金屬礦工作區中南部，產于中元古界組與石炭統大干溝組斷層接觸蝕變帶內，近東西向展布。其中，西段局部略具波狀彎曲，總長度對于8km，寬30m～150m。產狀嚴格受斷層破碎帶控制，局部地段上部北傾，在深部轉為南傾，總體傾向南，傾角近似直立。目前，帶內已圈定2條多金屬主體礦。

（1）礦產特征。根據采坑、探槽的觀察，按照礦體氧化程度大致可分為氧化帶、混合帶以及原生帶。地表至地下約4m為氧化帶，主要是黃銅礦后期氧化物孔雀礦產，銅藍，沿礦體斷裂面薄膜狀分布，氧化帶至地下6m的深度為混合帶，6m以下一般為原生帶。已被發現的礦產類型較為復雜，主要有金屬銅礦、銅鋅礦、鉛鋅礦、銅鉛鋅礦以及輝鉬礦。礦產成他形，半自形顆粒狀變晶體結構。礦產礦物組合為：閃鋅礦、黃銅礦、輝鉬礦等。礦產中鉛礦物浸染狀集合體形態賦存，其他形態如塊狀、脈狀和星點狀等，也有一定的比例出現在脈礦物質當中。鋅礦物主要以閃鋅礦的形態出現在脈礦物當中。鋅礦物主要以山鋅礦占總鋅礦的一半以上，相對方鉛礦而言嵌布粒度較小，目測多為浸染狀、片狀等構造。銅礦物主要是浸染狀、脈狀黃銅礦結合體居多，嵌布粒度相對鉛鋅礦而言，屬于中等偏細。

（2）充填作用。研究區充填作用主要出現于礦產采集工作區等次生儲集空間中，充填物主要為金屬礦。金屬礦為區內次生孔隙中主要的充填物，具有明顯的期次。第一期為細—中晶礦石，在各種次生孔隙中廣泛分布，充填組構明顯，晶體干凈明亮，多為自形—半自形，大小一般為0.1mm～1mm。Na+含量最低，K+、Sr2+、Ba2+、Cu2+、Mn2+含量變化幅度較大；礦體氧化同位素值明顯偏負；其中含液態有機烴包裹體的均一溫度為100℃～150℃；在陰極射線下發光且多呈亮紅橙色。

2.2 建設性成礦作用

（1）重結晶作用。研究區顆粒礦石經過強烈的重結晶作用后形成具或不具殘余結構的粉-細晶礦石，局部可達中晶；泥粒礦石在經過重結晶作用后形成粉-細晶礦石。一方面，重結晶作用使晶粒變粗且趨于自形，使原礦孔隙結構改變。晶間孔的吼道變得更光滑平直，使礦產有效孔隙度、滲透率增加，為后期成礦礦流體的通過提供了良好的通道，有利于次生礦石的形成。

（2）金屬礦化作用。研究區內儲層金屬礦化作用發生在準同生期，屬于回流滲透成因。研究區內儲層金屬礦的Cu、Na、K含量比較高，Ca/Mg比介于0.54～0.78，均值為0.678，有序度比較低，δ13C分布于-1.31‰～-0.58‰，δ18O分布于-5.83‰～-6.68‰，與同期海相碳酸鹽礦原始碳氧同位素值相比分布相近。以上特征表明，研究區內龍王廟組金屬礦化作用的時間短且進行的不徹底，結晶迅速，反映為鹽度較高的準同生金屬化，屬于回流滲透成因。

3 成礦作用及礦床成因

在上述成礦作用關系的研究基礎之上，綜合考慮研究區埋藏史、構造發展史、生烴史、成礦史等因素，把儲層成礦作用和孔隙演化劃分為以下五個階段。

（1）沉積—準同生成礦階段。金屬礦沉積物形成過程中，晶間微孔、粒間孔發育，原始孔隙度可達40%～50%。海底成礦環境，圍繞顆粒呈櫛殼狀環邊的第一期纖狀方解石膠結物使原生粒間孔迅速減小。孔隙度降低至10%～15%，以殘余粒間孔、晶間孔為主要孔隙類型。

（2）早成礦階段。隨著上覆沉積物逐漸增厚和沉積物逐漸脫離大氣水環境的影響，開始進入礦層埋藏環境，至志留紀末期，金屬礦層達到第一次最大埋藏深度，根據志留系的區域厚度，推測埋深最大達到1500余米。礦層發生強烈的壓實、重結晶等成礦作用，并伴隨著儲層的孔隙度急劇降低。志留紀末期的加里東運動使下古生界地層發生褶皺、抬升，并伴隨有構造裂縫的產生，礦層得到改造。

（3）中成礦階段。中三疊世，隆起周圍寒武系礦石組帶，開始大規模排烴，由于有金屬礦機質成礦過程，并使其初步預富集，形成層控型礦產，同時，在盆地內沉積形成富含金屬元素的沉積礦石，為后期成礦提供了物質基礎。該地區經歷了燕山期，區域構造變形之后隨外界條件的改變富集或者疊加在原有的礦層上，形成中成礦階段。

（4）晚成礦階段。中—晚侏羅世進入深埋藏階段，埋深超過4000m，發生第二次較大規模的貯藏作用，進一步溶蝕并改造前期形成的基金屬成礦誘因，形成較多礦帶。

圖1 儲層金屬成礦作用演化模式圖

（5）礦床成因。該礦帶位于四川盆地，由于裂陷槽內礦漿活動過于頻繁，使得滲透循環的地下水成為熱流體，從礦體中萃取大量的有用金屬元素，沿著裂谷環境中的同生沉積斷裂上升，為形成熱水沉積礦床創造了即為有利的成礦前提。

（6）找礦標志。工作區內東西向斷裂構造為其與同期形成的近與平行的次級斷裂構造是工作區內良好的儲礦構造，同時應注意南側復式向斜構造的含礦情況。對早期噴流形成的礦體起到疊加的作用，往往使得礦體變富，開展礦產評價工作必須重視礦產的空間展布特征。

4 結語

金屬礦床形成優勢較大，儲集空間以次生成因的礦產主，其形成與演化與金屬成礦作用密切相關。起建設性作用有重結晶作用、金屬化作用和溶蝕作用。原生帶在經壓實壓溶作用和多期金屬礦的膠結作用后基本消失，次生孔隙經多期金屬礦充填也大幅減少，金屬礦化作用是金屬儲層形成的關鍵。礦床成礦作用的選擇性決定了礦層的非均質性，但儲集空間的形成與演化除與成礦作用密切相關外，還受到沉積作用、有機質演化及構造作用的影響，礦層是這些因素相互影響下的最終產物。