四川省龍王廟礦產礦床地質特征及成礦成因淺析

羅 潤，何 微

（四川省煤田地質局一四一隊，四川 德陽 618000）

龍王廟礦產位于揚子準地臺（Ⅰ）龍門山～大巴山臺緣坳陷（Ⅱ）龍門山陷褶斷束（Ⅲ）漩口凹褶束（Ⅳ）北東段次級構造——大水閘復式背斜南東翼。成礦區帶劃分屬上揚子成礦省（Ⅱ-13）龍門山早古生代鐵金磷成礦帶（Ⅲ-63）。

1 礦區地質

1.1 地層

礦區主要出露地層震旦系上統燈影組（Zbdn），寒武系下統筇竹寺組（∈1q），泥盆系中統觀霧山組（D2g）、三疊系下統飛仙關組（T1f）。詳見圖1。燈影組（Zbdn）：主要為灰色～灰白色厚層狀夾層狀細粒結晶泥灰質白云巖、硅質白云巖，頂部為深灰黑色薄層至板狀含燧石硅質巖夾少許薄層或條帶狀磷塊巖[1]。筇竹寺組（∈1q）：為礦產賦存層位，該地層由下至上分為一、二兩段，一段由灰～深灰色薄～中厚層狀磷塊巖，含磷灰巖、含磷白云巖、含磷粘土巖、磷質頁巖組成；二段主要為灰～深灰色薄層粉砂巖、砂巖、炭質、砂質頁巖和含磷質泥質海綠石砂巖。觀霧山組（D2g）：為褐灰色中厚層狀生物碎屑泥質灰巖。飛仙關組（T1f）：為紫紅色粉砂巖、淺黃灰色泥灰巖、灰巖互層。

圖1 礦區地質簡圖

1.2 構造

礦區位于大水閘復式背斜南東翼，地質構造復雜，多呈緊密的“W”形復式褶皺組合，較大的一組是清平倒轉背斜和火燒包倒轉向斜，其次是碉堡坪倒轉背、向斜和陽溝倒轉背、向斜。復式褶皺伴有相互大致平行之走向逆斷層帶，總體構造線呈北東～南西向，與區域構造線方向基本一致。

礦區內斷裂發育，多以北東向的逆沖斷層為主，主要斷裂有F2逆沖斷層、F10逆沖斷層、F11正斷層、F13逆斷層、F16逆沖斷層。由于F11正斷層的破壞，礦段內形成二個礦體：北西盤為Ⅱ號礦體，而南東盤為Ⅰ號礦體。F13逆斷層致使礦層頂部厚度缺失[2]。

2 礦床特征

（1）礦體特征。礦層受F11斷層影響分為二個礦體，斷層東南盤為Ⅰ號礦體，北西盤為Ⅱ號礦體。Ⅰ號礦體走向長6000m，其形態受F2斷層和緊密復式倒轉背向斜控制，礦層均為倒轉，呈層狀，似層狀產出，總體走向10°～20°。傾向北西，傾角28°～71°，礦體厚度4.40m～48.27m，平均厚度24.68m，厚度變化系數48.44%。礦石品位12.02%～17.11%，平均品位14.17%，品位變化系數9.77%。Ⅱ號礦體走向長1780m，受F11斷層和陽溝倒轉背斜北西翼逆沖的控制，礦體呈層狀、似層狀產出，總體走向25°，傾向北西，傾角55°～70°。礦體厚度5.03m～38.90m，平均厚度22.85m，厚度變化系數44.86%。礦石品位13.74%～18.55%，平均品位16.05%，品位變化系數10.61%。

（2）礦石特征。礦石結構較為單一，礦石結構以內碎屑結構為主，其中主要是砂屑結構，少量為粉屑結構；礦石構造為致密塊狀構造。礦石類型以硅質、硅鈣質礦石為主，次為白云質～灰質礦石。礦石的主要有用礦物為礦灰石，脈石礦物主要為石灰石、白云石、石英、綠泥石等。礦石化學組分主要為SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、P2O5、Al2O3、CO2、F等，另有微量的Cl、Cd、As、I等元素。

3 礦床成因分析

3.1 巖相古地理條件

早寒武世早、中期，漢中、綿竹、米易一線以西，系連成一片的古陸；龍門山地區的綿竹、平武一帶與陜南寧強一帶的海域相連，形成一個海灣——龍門山海灣。灌縣、西昌、米易一線以東為一開闊海；此時成都～武勝龍女寺一線為水下隆起區，西部古陸是陸源物質的補給來源。龍門山海灣因成都～武勝龍女寺水下高地的障壁作用，是良好的成礦場所。

3.2 構造控制條件

礦床位于揚子準地臺（Ⅰ）龍門山～大巴山臺緣坳陷（Ⅱ）龍門山陷褶斷束（Ⅲ）漩口凹褶束（Ⅳ）北東段次級構造——大水閘復式背斜南東翼。受到區域性大斷裂——安綿大斷裂（F2）及彭灌深斷裂（F1）的控制。F2為邊界斷裂，其差異升降控制了北西盤和南東盤的沉積環境，F2斷裂兩側的沉積建造有顯著差異。自晚震旦世接受淺海碳酸鹽沉積后，地殼曾一度上升為陸地遭到剝蝕，在早寒武世早期地殼下降，海進形成龍門山海灣。F2斷裂為同沉積斷層，在燈影期就發生，在成礦期繼續活動，它控制了基底的下降速度。“清平期”沉積含礦巖系厚達100余米，是在基底下降的速度大致等于沉積的堆積速度（補償沉積）的條件下，長期保持淺海水灣環境形成的產物。

3.3 物質來源

早寒武世時期，龍門山海灣三面臨陸，僅東南面為海（見圖2），廣大的陸源區為物源區，為沉積區提供了豐富的物質來源。西部馬爾康～康定一線為陸地，在晚震旦世燈影期沉積有厚達1000m左右的地層（見圖2）。

圖2 四川省晚震旦世燈影期沉積等厚線及古剝蝕略圖

燈影期沉積巖相為：下部為深～深灰色厚層塊狀白云巖、硅質白云巖、硅質礦石，夾少許硅質巖，底部為灰～灰黑色薄～中厚層狀白云巖夾燧石結核，頂部為黑色炭質葉巖與薄板狀泥質白云巖、灰巖不等厚互層；上部為灰色厚層塊狀白云巖，硅質白云巖。

燈影期沉積的地層中普遍含礦，采集化驗燈影組地層樣品，巖石中礦物質含量0.32%～5.53%，平均2.55%，為地殼巖石中礦物質平均含量（0.28%）的九倍多，可為礦層的形成提供大量礦物質。

3.4 成礦過程

（1）成礦物質來源于西部：一是礦物質來源于西部古陸區地層中含礦地層，二是礦石中的白云巖、硅質巖、灰巖巖屑等也是在西部母巖區風化剝蝕后產生、搬運到龍門山海灣堆積。

（2）合適的成礦條件：在古陸上，由于長期的物理、化學風化作用致使包括礦物質在內的各種元素不斷被溶解淋濾出來在適當的pH值、Eh值、氣候、生物等條件下沉積。

pH值：從地球化學觀點看，礦產多與黑色葉巖、硅質巖、碳酸鹽共生，而且與硅質巖、碳酸鹽巖處于同一沉積相環境中。據克勞斯科夫（1956）年的資料，PH值決定了SiO2、CaCO3、磷酸鹽的沉積。當pH大于7.5，SiO2濃度大于120ppm時，則SiO2與CaCO3均沉淀，磷酸鹽巖與碳酸鹽巖的沉積基本相似，當pH為7.5時，開始沉積，到pH為7.8～8時，沉淀完全。可見SiO2與CaCO3、磷酸巖在一定條件下存在著同一性。氣候：礦產形成的古氣候為溫暖～炎熱，濕度較為干燥的氣候條件，這從礦石中有大量的白云石即可證明。生物作用：生物是海洋礦物質循環的重要因素，大量的小殼生物、藻類及浮游生物、細菌的存在，對礦物質的富集起了重要作用。礦石中見有少數礦物質碎屑具骨屑外貌即可證明。

（3）有利的成礦場所：龍門山海灣三面環陸，東南臨海，又有成都～武勝水下高地的障壁，是礦產理想的沉積場所。

第一次沉積成礦：西部古陸帶來的巖屑（包括白云巖、硅質巖、灰巖等）與合適條件下形成的微粒礦產在龍門山海灣一同沉積，形成微粒礦產和巖屑堆積。物理粒化作用：第一次沉積形成的礦產在海流、波浪或潮汐作用下，破碎、搬運、再沉積的過程，稱物理粒化作用。它是礦產的第二個形成階段。該過程一是形成內碎屑礦產（主要為砂屑），二是將巖屑顆粒再次破碎分選，并對礦產有再次富集作用。第二次膠結成礦：經物理粒化作用形成的砂屑（包括巖屑），搬運沉積后，磷酸鹽，SiO2、CaCO3，白云巖的沉積過程仍在繼續進行，其形成物在砂屑顆粒空隙膠結，后經成巖作用而形成現在的礦床。

4 結論

龍王廟礦產形成于龍門山海灣潮下淺灘～高能帶，是以波浪作用為主，水動力較強的環境。礦石為砂屑巖，主要層理為水平層理、板狀斜層理等，礦層頂板常見有沖刷現象；西部古陸提供了豐富的物質來源，并在適當的pH值，氣候、生物等條件下沉積成礦。