广西凌云地台大-超大型硫铁矿成矿与找矿

广西凌云地台大一超大型硫铁矿成矿与找矿

黄敏文唐朝霞文件生刘华应

(广西区域地质研究院，广西桂林

姚敬民王晓风

541003)

喃圈凌云地台大一超大型硫铁矿位于右江裂陷盆地凌云孤立碳酸盐台中，硫铁矿产于晚二叠世舍山纽底部，目前已发现矿C最)床8

处，其中大一起大型矿床二处，中型矿辟。二处，矿区受东昊运动的影响，形成海滨地带半封闭盆地，经搬运

分解—沉积成矿阶段和右江

凹陷戍矿阶段沉积成矿，因此研究其成矿与找矿意义深远。

鹾键词】凌云地台；大一超大型；磁铁矿；成矿与找矿

1成矿背景

1．1地层及岩相古地理

凌云地台大一超大型硫铁矿位于右江裂陷盆地凌云孤立碳酸盐台中(图1)，区域出露的地层有中泥盆统——中三叠统、第四系。中泥

盆统一二叠系为碳酸盐岩，三叠系主要为碎屑岩，第四系主要分布于

岩溶凹地中。其中，上二叠统合山组为硫铁矿的产出层位。硫铁矿为煤系沉积型矿床，硫铁矿与共生沉积型铝土矿构成上二叠统合山组底部的

铁铝岩(层)。煤矿位于上二叠统合山组中下部。晚二叠世是硫(铁)、

铝、煤矿产成矿的重要时期。

12区域构造

凌云台地经历多期次的构造活动，加里东运动后于早泥盆世沉降，

至中三叠世沉积了4000多米厚的地层。早二叠世晚期东吴运动使得中二叠统茅口组地层整体抬升接受录4蚀，后于晚二叠世沉降，沉积了上二

叠统合山组地层，两者呈平行不整合接触。平行不整合面上沉积了一层厚05～15．0m不等的铁铝土层，是硫铁矿赋存层位：上二叠统合山组第一段沉积了岩性为中—薄层状灰岩与薄层状碳质泥岩(或煤层)互层

的复理石建造，具1～5个旋口，是煤矿赋存层位。由于基底断裂的长期活动，形成了凌云台地、凤山台地、天峨台地与盆地相间分布的古地

理格局；印支运动(广西运动)期间台区内地层褶皱隆起，形成了部分穹隆和一系列北西向和北东向褶皱并伴有北西向纵张断裂及北东向横张断裂，盆区内为深水相主要接受碎屑沉积。燕山运动期间原盆地区的深水浊积岩相形成以北西向为主的褶皱，原台地区内的断裂和褶皱也有复

活迹象。与矿区关系密切的社坡复式向斜也在这一期间最终形f戴

166丽隔丽)

13岩浆岩

主要为晚白垩世石英斑岩(K2A1r)，呈脉状、岩墙状产出，分布

于台地西部加尤一带和台地东部明山一带。前者呈北东一一南西向展布，总长17km，岩脉沿北东一一南西向断裂及其附近的裂隙充填：后

者为北西一一南东向展布，长大于11．5km，岩脉沿北西一一南东向断

裂侵入。单脉长数十米至700m，宽数米至100m。侵^最新地层为中

三叠统。

2典型矿床特征

硫铁矿产于晚二叠世合山组底部，目前已发现矿(点)床8处，

其中大一趟大型矿床二处，即凤山杭东和口家坡硫铁矿床，中型矿床二

处，即保上和交摩硫铁矿床，在矿区内逻楼向斜、大石板向斜、东和及磨贤向斜均具有良好的成矿条件并均发现有矿点。现以口家坡硫铁矿床

和保上硫铁矿床论述其特征。

21福家坡磁铁矿床2．1．1福家坡硫铁矿概况

福家坡硫铁矿床位于广西凤山县中亭乡先锋屯—平乐乡那兰屯右江裂陷盆t也凌云碳酸盐台地东部，区域性巴合背斜东北翼的次社坡复式向斜中。出露的地层有：台地相碳酸盐沉积的二叠系马平组、栖霞组、茅口组、三叠系逻楼组、板纳组、兰木组。硫铁矿主要赋存于上二叠统

合山组第一段(P3h，)。

2．1

2福家坡硫铁矿矿体特征

矿体规模为大型；矿体构造简单，呈层状，无夹石，矿体呈缓倾斜的单斜，少有波状起伏，产状变化小，大致倾向东北，倾角酽．38。。硫铁矿矿石为含黄铁矿化铝质岩、黄铁矿化含碳泥岩、铁铝质粘土岩等，矿石矿物主要为黄铁矿，脉石矿物为水铝石、勃姆铝矿、胶铝矿、绿泥石、高岭石、绢云母等：矿体品位稳定。区内无断层，对矿层

无影响。溶洞较发育，呈裂隙型或直筒型，大小10～25m，对矿体的

氧化流失有一定影响，经i盎占探工程揭露表明，一般以溶洞为圆点中心往四周60m的范围内硫铁矿均被挈化流失。

2．13福家坡硫铁矿矿石质量2．13．1矿石的结构构造

硫铁矿具自形～半自形结构、粉砂一泥质结构、粉状结构、显微

鳞片状、变余泥质结构，斑团状、草莓状、浸染状、结核状构造。

2．1

32矿石的矿物组成

主量矿物为黄铁矿、一水硬铝石、勃姆铝矿、胶铝矿、云母—蒙脱

石混层矿物，次量矿物为叶腊石，还有少量高岭石、绿泥石，并含少量的白铁矿、锐钛矿及白钛石等。矿石矿物主要为黄铁矿(含量7％～

30％)，极：!凑白铁矿、锐钛矿及白钛石。

2．1．33矿石的伴生有益、有害组分

矿石中伴生有害组分砷、炭、氟、铅、锌的含量极低，对矿石的加工选冶性能影响甚微：矿石中除铁(Fe)、钛(T102)、硅(sio：)、铝

A120。含量较高外，还有钴(Co)、镓(Ga)含量也较高，以上6种伴

生矿产可考虑综合回收利用，其它伴生有益组分含量未达到综合利用要

求。

2．13-

4矿石类型

1)矿石自然类型。矿区硫铁矿矿石自然类型为含黄铁矿化铝质岩、

黄铁矿化含碳泥岩、铁铝质粘土岩(泥岩)、含黄铁矿化杂砂岩等，矿

石中普遍具轻变质。

2)矿石工业类型。矿区硫铁矿矿石矿物组合主要表现为黄铁矿、一水硬铝石、水铝氧石、勃姆铝矿、胶铝矿、水(绢)云母及粘土矿物组合。硫铁矿矿石工业类型为黄铁矿矿石。

3)矿床工业类型。矿区硫铁矿矿床是在温和潮湿的海滨气候环境

下沉积形成的，并伴有煤层共生，属煤系沉积型硫铁矿矿床。

2．14福家撅铁矿矿床成因

矿区自下二叠统茅口阶灰岩沉积后，受东吴运动的影响，地壳整体抬升为陆地，经过—段时期的风舭刷蚀作用形成凹凸：；r-y-的卡斯特地

貌，到晚二叠世开始又沦为海侵，海侵初期，上述地形区则形成了海滨地带半封闭盆地，此盆地是硫铁矿层沉积与富集、形成煤层的先决环境条件。硫铁矿矿床的成因分为搬运—分解—沉积成矿阶段、右江凹陷成矿阶段两个阶段。

22保E硫缺矿床221保上硫铁矿概况

保上硫铁矿床位于广西桂西凌云县城的东北部45。方位，直距约

1

8km的车家湾——赶场坳逻楼向斜南西翼，出露地层有中二叠统茅口

组，上二叠统合山组：下三叠统逻楼组、中三叠统板纳组及第四系。岩层多呈北西——南东走向，局部走向近南北向；断裂以北西一一南东向

和北东——南西向为主。矿区内蚀变作用较弱，主要表现为硅化、黄(褐)铁矿化、高岭石化及绢云母化、绿泥石化。经过详查工作，查明矿区有硫铁矿体7个，分为陇垌、车家湾、杂福、郡浪、瓦厂湾及木碑

共六个矿段。查明硫铁矿赋存于中二叠统与上二叠统平行不整合面之上的合山组底部：矿床规模中偏大型。

222保上硫铁矿矿体特征

经系统工程控制矿体规模为中偏大型：矿体形状简单，呈层状，无夹石；矿体构造相对简单，总体呈单斜，产状变化大，倾向东北，倾角24—47。，平均倾角350；局部褶皱发育，对矿层有一定影响。矿

体擘度稳定，矿石品位稳定。矿体顶板为合LIJlI#Z岩、泥灰岩(煤)及

含燧石灰岩，底板为茅口组灰岩、微晶灰岩。区内无断层，对矿层无影

响。

223保上硫铁矿矿石质量2231矿石的结构构造

硫铁矿具自形—叫!自形结构、粉砂—‘尼质结构、粉状结构、

显微鳞片状、变余泥质结构，斑团状、草莓状、浸染状、结核状构造。

铝土矿为灰白——灰黄——褐黄色，泥质结构、豆粒、皮壳状结构，

块：}l瀚睦，质地较松软，具褐(黄)铁矿化，弱硅化。

2232矿石的矿物组成

蒙脱石混层矿主量矿物为黄铁矿、一水硬铝石、勃姆铝矿、胶铝矿、云母一物，次量矿物为叶腊石，还有少量高岭石、绿泥石，并含

少量的白铁矿、锐钛矿及白钛石等。矿石矿物主要为黄铁矿，极少量白

铁矿、锐钛矿及白钛石。脉石矿物为一水硬铝石、勃姆铝矿、胶铝矿、绿泥石、高岭石、绢云母、叶腊石等硅铝酸盐类矿物。

2222矿石的伴生有益、有害组分

硫铁矿有益组分主要铝，可考虑综合利用，其它元素含量较低，

综合利用意义不大；矿石中有害组分为砷、氟、铅、锌和炭，砷、氟、

铅、锌的含量极低：局部炭含量较高。总体对矿石选冶影响不大。

2234矿石类型和品级

硫铁矿矿石自然类型为含黄铁矿化铝质岩、黄铁矿化含炭泥岩、铁铝质粘土岩(泥岩)、含黄铁矿化杂砂岩等沉积型碎屑岩，矿石中普遍具轻变质。硫铁矿矿石矿物组合主要表现为黄铁矿、一水硬铝石、水铝氧石、勃姆铝矿、胶铝矿、水(绢)E--母-A粘土矿物组合，工业类型为硅酸盐黄铁矿矿石。硫铁矿矿石品级属m级品，部分为低品位硫铁矿

矿石。

224保上硫铁矿矿床成因

工程技术

本矿区自下二叠统茅口阶灰岩沉积后，受东吴运动的影响，地壳整体地貌，到抬升为陆E-叠世开始又沦为海侵，海侵初期，上述地形区则成了海滨

地，经过一段时期的风化剥蚀作用形成凹凸不平的卡斯特

地带半封闭盆地，此盆地是硫铁矿层沉积与富集、形成煤层的先决环境条件。

硫铁矿层或含黄铁矿铝土岩之上发育一薄层煤矿，表明当时是温

和潮湿的气候环境，适于植物大量繁殖。附近或较远古陆的铁铝硅酸盐

类岩石，受区域性硫化作用影响被硫酸破坏，铁、铝、硅等元素成离子状态析出，氧化铝和硫酸盐类成酸性胶体溶液沿地表搬运转移，使存在

于地表的有胡胶体物质和氧化铝等酸性胶体溶液结合成非常稳固的络合物，继而远距离搬运至具有大量中性溶液的滨海盆地时而被破坏，在适

宜的PH值4～7的水中分篇而沉淀。因二氧化硅含量过高而形成铝硅

比值较低，较难利用的铝土岩。硫铁矿石中的黄铁矿来源有：1)与氧

化铝～同搬运转移而来：2)当时温和潮湿的气候繁殖的大量微生物、植物死亡，大量有机质的分解，迁移富集于海盆内。

3成矿条件分析3．1古地理、构造背景

早二叠世末的东吴运动使地壳上-7r,成陆接受剥蚀的古地理环境出

现在包括本区域在内的桂西及桂中广大区域，随后晚二叠世的海侵使这

一广大区域变为局限海台地沼泽的环境，形成有利煤系沉积型矿床的成

矿条件，古地理沉积环境是形成煤系沉积型矿床重要基础条件。

台地边缘的同沉积断裂活动，造成晚二叠世台内与台外古地理及

沉积环境的差异。根据1：20万田林幅区调资料分析，同生断裂的作用使台地相对上升，一是保持相对稳定利成矿的沉积环境i二是沉积过

程中，通过基底断裂富硫热液迁移沉淀在古风化剥蚀面和其上地层。资

料显示，晚二叠世凌云以西为深水盆地沉积，而凌云以东——保七——．凤山县平乐一带的区域其底部铁铝岩层稳定(图2)，属台地一沼泽相，形成利于硫(铁)、铝、煤矿形成的沉积环境，这与基底断层的作佣有关。

32地吕镕阱

含矿岩系合山组岩性稳定，出露较完整，分布较广，是硫铁矿、

沉积铝土矿及煤矿产出层位，矿产资源远景较大。据岩性组合特征，以

煤、泥岩或白云岩和白云质灰岩消失划分上、下两个岩性段。

’33矿区矿产前景

中二叠统与上二叠统平行不整合面之上铁铝岩层较普遍：同时在

相邻凤山杭东、福家坡已发现中、大型硫铁矿床及多处煤矿点，矿区与

广西平果特大型铝土矿床同处右江再生地槽，矿两者的沉积型相同，都

在合山且底部，古地理、古地貌相同，含矿岩系同属局限海台地沼泽环

境。综合上述，区域成矿条件好，在本区寻找硫铁矿、沉积型铝土矿和

煤矿等矿产有较好的前景。

4找矿标志与找矿靶区4．1成矿规律及找矿标志

硫铁矿为沉积型矿床，赋存于中二叠统与上二叠统平行不整合面之上合山组底部的铁铝岩(层)。煤矿赋存于上合山组中下部的灰岩、

燧石灰岩及泥岩中。寻找硫铁矿(褐铁矿)、铝土矿的有效标志是铁铝岩层；煤矿为含煤泥岩及煤线。

42找矽讹区

(下转第173页)

167

工程技术

致。对于浆砌预制块设计，可再行Z分缝的优化设讹

223现浇砼(钢筋砼块、沥青砼块)护坡

经多年运行的坝体不存在新夯填坝土的坝坡，可采用现浇砼护坡。即：现浇做好齿墙、排水沟。若原坝坡已有不平整护坡，无需设反滤垫层，可直接设置找平层，先用相砂砾石灌填原护坡下空隙，再用碎卵石

设置翼缘，使现浇块间咬齿搭接(形成Z分缝，分缝翼缘强度不足时可

布置巾6、由8钢筋)，搭接问设2cm的分缝，如此，不仅能使分缝的

下部垂直段、水平段分缝不致受冲击淘刷、结块硬化脱落，还会避免反

滤垫层及坝体被冲刷淘刷、渗失破坏。

也可借鉴美国纽约州拨弗河的框格砼板护坡形式，利用齿墙以及

增设纵横硷条形成3x3m、5x5m、10x10m等底层框格砼结构，坝趾齿墙、中部齿墙、两侧排水沟墙边尺寸宜大一点，其余次梁结构尺寸可小一点。设置底层框格结构墙加的工程量不宜太多，如框格条总长1600m，框格条尺寸为025x025m，仅增加100m3砼。此法能增加护坡稳固性。

3结语

笔者认为经过找平层、Z分缝、底层框格结构等优化设计，现浇砼

找平，以原有的大部分护坡与找平的碎卵石层作为面层的直接支撑层：若原坝坡无护坡或护坡已成零散堆石，则需设反滤垫层。

由于现浇施工时会有水泥砂浆、砼的水泥浆下渗，为防止找平层或反滤垫层的碎卵石层被水泥浆充填塞实，影响护坡睑质量，需在面层

与找平层或反滤垫层E再设置±工膜布层，并增加导渗管数量，以防土工膜布因水泥浆下渗形成闭合。

护坡会相对比常规设计更稳固、耐久、实用有效，能从根本上避免类似荷木水库护坡面层大面积沉陷事故发生。

图2现浇砼块分缝细部设计

为避免面层热胀冷缩损坏，应设置伸缩分缝(见图2)。可采用铜

片、锌片、沥青砂浆、沥青木板等处置分缝。可以此法在现浇块分缝处

(上接第167页)要赋矿层位。区口环凌云地台断层发育，区口已发现金矿(化)点三

处。矿区具备斜坡相找金和盆口找硫铁矿(褐铁矿)、铝土矿成矿环境，为一级金矿找矿靶区和二级硫铁矿找矿靶区。

42_4金牙一明山找矿靶区

根据“桂西地区斜坡相找金和盆口找硫铁矿(褐铁矿)、铝土矿”

成矿模式，凌云地台可划分更新一杭东找矿靶区、逻楼一大石板找矿

靶区、金牙一明山找矿靶区和磨里一那爱坪一加尤找矿靶区。

421更新一杭东找矿靶区

该区内广泛口露百蓬组(T2bf)和合山组(P3h)，百蓬组(T2bf)二段为微细粒卡林型金矿主要赋矿层位、合山组(P3h)底部硅铝岩层

该区内广泛口露百蓬组mbf)，在加尤北东口露有合山组(P3h)、百蓬组(T2bf)和合山组(P3h)为平行不整合接触关系，百蓬组fr2bf)二段为微细粒卡林型金矿主要赋矿层位、合山组(P3h)底部硅铝岩层是硫铁矿主要赋矿层位。区口环凌云地台断层发育，区口已发现

金矿(化)点五处、硫铁矿矿(化)点一处。矿区具备斜坡相找金和盆口找硫铁矿(褐铁矿)、铝土矿成矿环境，为一级金矿找矿靶区和二级硫铁矿找矿靶区。

是硫铁矿主要赋矿层位。区口已发现金矿(化)点两处、硫铁矿矿

(化)点三处，为一级金矿找矿靶区和一级硫铁矿找矿靶区。

422逻楼一大石板找矿

该区内广泛口露合山组(P3h)，合山组(P3h)底部硅铝岩层广泛

口现，并见硫铁矿。区口硫铁矿矿(化)点三处，其中交摩矿区已提交

大—超大型勘探基地。矿区具备盆口找硫铁矿(褐铁矿)、铝土矿成矿环境，为一级硫铁矿找矿靶区。

4二掐金牙一明山找矿靶区

该区内广泛口露百蓬组(T2bf)和合山组(P3h)、百蓬组(T2bf)

和合山组(P3h)为平行不整合接触关系，百蓬组(T2bf)二段为微细

粒卡林型金矿主要赋矿层位、合山组(P3h)底部硅铝岩层是硫铁矿主

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