石膏矿床地质
一、石膏矿床的一般工业要求
1.层状石膏、硬石膏矿床
最低工业品位w(CaSO4·2H2O+CaSO4)≥55%;矿石可采厚度:露天开采2m,地下开采1 m;夹石剔除厚度:露天开采2 m,地下开采1 m。
2.纤维石膏矿床
最低工业品位w(CaSO4·2H2O)≥95%;线含矿率14%,其中最小可采单层(脉)厚度2cm;矿石可采厚度:地下开采1.7m;夹石剔除厚度:地下开采1m。
3.纤维石膏及层状石膏、硬石膏矿床
纤维石膏最低工业品位CaSO4· 2H2O≥95%;层状石膏、硬石膏最低工业品位w(CaSO4·2H2O+CaSO4)≥55%%;综合线含矿率≥14%,其中层状石膏、硬石膏最小可采单层厚度10cm,纤维石膏为2cm;矿石可采厚度:地下开采1.7m;夹石剔除厚度:地下开采1m。
4.松散层中的巨伟晶石膏矿
w(CaSO4·2H2O)≥85,含矿率要求根据选矿试验确定。矿石可采厚度:露天开采2m;夹石剔除厚度:露天开采2m。
二、矿床勘探类型的划分
1.勘查类型划分依据
(1)矿体规模
1)大型石膏矿床主矿体的延展长度一般大于2000 m。
2)中型石膏矿床主矿体的延展长度一般为2000~1000 m。
3)小型石膏矿床主矿体的延展长度一般小于1000 m。
(2)主矿体形态及内部结构
1)规则-简单的,主矿体多呈层状、似层状或大的透镜体,边界规则,矿石类型(品种、品级)单一或主要矿石类型(品种)分布规则,不含或少含不连续夹层,夹石率一般小于10%。
2)较规则-中等的,主矿体多呈似层状、透镜状,边界较规则,主要矿石类型(品种、品级)分布较规则,不连续夹石较多,夹石率一般为10%~30%。
3)不规则-复杂的,主矿体多呈小透镜状或不规则体或矿体群,边界不规则,主要矿石类型(品种、品级)分布不规则,不连续夹石很多,夹石率一般大于30%。
(3)主矿体厚度稳定程度
1)稳定的,主矿体厚度变化小或变化有规律,厚度变化系数一般小于40%。
2)较稳定的,主矿体厚度变化不大或变化较有规律,厚度变化系数一般为40%~70%。
3)不稳定的,主矿体厚度变化大或变化规律不明显,厚度变化系数一般大于70%。
(4)矿石质量稳定程度
1)稳定的,主矿体矿石品位或其性能的变化小或变化有规律,品位变化系数一般小于40%。
2)较稳定的,主矿体矿石品位或其性能的变化不大或变化较规律,品位变化系数一般为40%~70%。
3)不稳定的,主矿体矿石品位或其性能的变化大或变化规律不明显,品位变化系数一般大于70%。
(5)矿床构造、岩浆岩、岩溶对矿体的影响和破坏程度
1)轻微的,矿体呈单斜或开阔的向、背斜产出,断裂、岩浆岩、岩溶不发育,矿体未受到影响和破坏,或只受到轻微的影响和破坏。
2)中等的,矿体有次一级褶曲或局部褶曲较紧密,断裂、岩浆岩、岩溶较发育,矿体受到影响和破坏。
3)严重的,矿体褶曲紧密复杂,断裂、岩浆岩、岩溶发育,矿体受到强烈的影响和破坏。
2.矿床勘查类型
根据中华人民共和国地质矿产行业标准《石膏矿产地质勘查规范》(DZ/T 0207—2002),将石膏矿床划分为3种勘查类型(表13-1)。
表1-31 石膏矿床勘查类型
三、不同勘查类型勘探工程间距的要求(表13-2)
表13-2 不同勘查类型石膏矿床勘查工程间距要求
四、采样、样品加工及化验要求
1.采样
石膏矿的所有见矿工程和可以利用的矿体露头均应采取基本分析样品。样品应沿矿体厚度方向布置,按工程、矿体、矿石类型、矿石贫富而分层、分段连续采取。近矿围岩也应采取适当数量的样品。厚度大于0.5 m 的明显夹石应单独采样。若一个样段是由矿石(单层厚大于10cm)与夹石交互组成,也可将此样段中的矿石与夹石分别合并成两个分样,此样段的成分为两个样成分的加权平均值。纤维石膏一般只采取代表性样品做基本分析,其数量不少于20~30件。
基本分析样段长度(按矿体真厚度计算)一般1~2 m;如果矿石沿厚度方向品位变化不大,且不在边界品位上下波动时,样长可适当放宽。
基本分析采样方法,在矿体露头或坑探工程中通常采用刻槽法,样槽规格一般可采用(3cm x2cm)~(10cm ×5 cm);钻孔采样采用半心法,不同回次岩心直径或采取率相差很大时要分别采取,采集样品的半心和保留的另一半岩心其成分应基本相似。
2.样品加工
样品加工一般分为粗碎、中碎、细碎三个阶段,每个阶段又包括破碎、过筛、拌匀、缩分四个工序,采用切乔特公式编制加工流程,其中缩分系数K值一般采用0.1~0.2。石膏样品加工中应防止结晶水脱失和避免水化,样品最好能就地及时制备和分析,若送样时间长时,样品应瓶装密封,尽快送出,及时分析。
3.基本分析
基本分析项目根据矿物组分确定,以能计算样品中石膏、硬石膏含量为原则,一般为SO3、H2O+,当矿石中白云石与方解石的含量小于1%时,也可只分析CaO、H2O+。
多元素分析项目一般为H2O+、H2O-、SO3、CaO、MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、K2O、Na20、SrO、CO2、C1等。
五、矿床地质经济技术评价要点
对沉积型的石膏矿床要在仔细划分、对比含矿层岩性、沉积旋回的基础上划分出矿体,或结合工业指标要求划分膏组。要注意研究淋滤、水化、岩溶作用对矿体的影响或破坏程度。研究各种类型矿石的分配和比例,提供可指导开采的资料。对地下开采的矿床要加强矿床水文地质条件与开采技术条件的研究,做出准确评价。石膏矿床的勘探深度一般不超过400 m。对于新的矿石类型,应进行实验室的矿石可选性试验和矿石利用性能试验,并做出评价。
石膏矿床的生成条件与盐类矿床极为相似,有时以石膏、硬石膏为主,成为石膏矿床,有时以岩盐为主,成为主要的岩盐矿床,或者膏盐均有工业价值,故应综合找矿、综合评价。某些石膏的膏层及粘土质膏层中,常含较多天青石矿物(含锶),应注意做化学分析与评价。由于硬石膏可替代含水石膏用于生产硅酸盐水泥的缓凝剂,因此,应重视对硬石膏的评价和利用,以扩大原料来源,满足地方水泥工业发展的需要。
石膏矿床勘查评价中应注意以下几个方面问题:
1)对地下开采的石膏矿床应加强水文地质及开采技术条件研究,特别要注意开采顶板的稳固性和矿床充水条件和排水可能性,对水文地质条件和矿山开采条件做出正确评价。另外,石膏矿床勘查时的封孔工作须严格要求,以免构成含水层之间的联系通道而影响矿山。
2)要注意研究石膏矿层的淋失带、水化带和岩溶发育情况,因为它们与储量计算和矿山开采条件密切相关。
3)对纤维石膏、泥质石膏、硬石膏的分布情况、比例进行研究并提出可供指导开采的资料,因为它们的价格和利用都有一定差异。
4)石膏样品的加工要避免加热和用过大的力量或速度研磨,以免石膏脱水致使化学分析或岩矿鉴定时误定为硬石膏。目前在市场上受欢迎的还是二水石膏,误定为硬石膏就会影响对矿床的正确评价。
2.5.2.1 矿体特征
截至2010年, 春都矿区本部共探获10个矿体群, 圈出41个矿体。 其中9个为工业矿体, 32个为低品位矿体。 矿体在走向上主要分布于3#线-4#线之间, 垂向上分布于3180~3888m标高之间。 矿体总体走向北北西, 倾向北东, 倾角约45°。 矿体为似层状、透镜状, 在走向和倾向上具有分支复合、尖灭再现的特点 (图2.25), 尤其是低品位矿,一些规模较大的矿体 (主要为低品位矿) 夹石较为发育。 矿体主要赋存于闪长玢岩和花岗闪长斑岩中, 部分矿体赋存于石英脉中以及岩体与围岩接触带的角岩中, 矿体主要特征见表2.4。
Ⅰ、Ⅶ、Ⅹ号矿群赋存于印支期闪长玢岩中, 品位低, 规模小。 Ⅵ号矿群的矿体赋存于石英脉中, 形成于4#线上, 圈出的3个矿体平行排列。 Ⅲ、Ⅷ、Ⅸ号矿群的矿体赋存于侵入岩体与围岩接触带的角岩中。其中Ⅲ号矿群位于2#线的东接触带, Ⅷ号矿群位于1#线的西接触带, Ⅸ号矿群位于3#线的西接触带。从表5.1可见, Ⅳ-1号工业矿体是矿区的主矿体, 其资源量 (金属量) 占矿床总资源量的比例达34.28%。 此外, 单矿体资源量占总资源量的比例超过5%的还有Ⅱ-1、Ⅲ-2、Ⅳ-6、Ⅴ-1等4个矿体, 其中Ⅱ-1、Ⅴ-1为工业矿。上述5个矿体的资源量占矿区总资源量的72.49%, 是春都矿区规模较大的矿体。
(1) Ⅳ号矿群: Ⅳ-1号工业矿体赋存于花岗闪长斑岩的钾长石化带中。 矿体在走向上分布于3#-4#线之间, 垂向上分布于3570~3848m标高之间。揭露矿体的工程有2个平坑、10个钻孔。 矿体呈透镜状, 走向325°左右, 倾向55°左右, 倾角38°~44°。 矿体走向长400m, 倾向延深 (斜深) 150~317m, 单工程见矿厚度在1.50~84.47m之间, 平均铅垂厚度31.59m, 厚度变化系数86.50%。 矿体最高品位10.25%, 最低品位0.22%, 平均品位0.63%, 其中最高品位已做特高品位处理。矿体在0#线一带最厚, 倾向延深最大,向南至2#线、向北至1#线厚度变小, 倾向延深变短, 再向南至4#线、向北至3#线尖灭。
(2) Ⅱ-1矿体: Ⅱ-1号工业矿体赋存于花岗闪长斑岩的硅化带中。 矿体在走向上分布于0#-3#线之间, 垂向上分布于3348~3497m标高之间。 揭露矿体的工程有2个钻孔, 为单剖面见矿。矿体呈透镜状, 走向320°左右, 倾向50°左右, 倾角34°。 矿体走向长200m, 倾向斜深282m, 单工程见矿厚度在1.50~49.50m之间, 平均铅垂厚度25.50m。 矿体最高品位1.23%, 最低品位0.26%, 平均品位0.63%, 无特高品位。 矿体在1#线由ZK0101、ZK0102揭露, 沿走向及倾向均尖灭。
(3) Ⅴ-1矿体: Ⅴ-1号工业矿体赋存于花岗闪长斑岩的硅化带中。矿体在走向上分布于0#-3#线之间, 垂向上分布于3668~3888m标高之间。 揭露矿体的工程有2个探槽、3个钻孔, 为单剖面见矿。 矿体呈板状, 走向330°左右, 倾向60°左右, 倾角43°。矿体走向长200m, 倾向斜深362m, 单工程见矿厚度在4.25~22.20m之间, 平均铅垂厚度11.98m, 厚度变化系数46.24%。 矿体最高品位9.14%, 最低品位0.29%, 平均品位0.74%, 其中最高品位已做特高品位处理。 矿体在1#线由探槽和钻孔揭露, 沿走向及倾向均尖灭。
迪庆春都斑岩铜矿床成岩成矿模式研究
迪庆春都斑岩铜矿床成岩成矿模式研究
图2.25 春都矿区勘探线剖面图(据中国有色金属工业昆明勘察设计研究院简化, 2010)|a—3号勘探线剖面;b—1号勘探线剖面;c—0号勘探线剖面;d—2号勘探线剖面;e—4号勘探线剖面;(各勘探线位置见图2.1)
表2.4 春都矿区矿体主要特征一览表
续表
(据中国有色金属工业昆明勘察设计研究院, 2010, 略改)
(4) Ⅳ-6矿体: Ⅳ-6号低品位矿赋存于花岗闪长斑岩的钾长石化带中。 矿体在走向上分布于3#-4#线之间, 垂向上分布于3587~3868m标高之间。揭露矿体的工程有1个平坑、9个钻孔。矿体呈透镜状, 走向325°左右, 倾向55°左右, 倾角36°~45°。矿体走向长400m, 倾向斜深258~370m, 单工程见矿厚度在4.00~46.50m之间, 平均铅垂厚度28.19m。 矿体最高品位0.43%, 最低品位0.20%, 平均品位0.23%。 矿体沿走向及倾向均尖灭, 分支、复合特征明显。
(5) 其他矿体: 除上述4个规模较大的矿体外, 春都矿区其他37个矿体规模较小,赋矿岩性有闪长玢岩、角岩、石英脉, 大多为单工程见矿, 矿体形态以透镜状为主。
2.5.2.2 矿石物质组成
矿区主要赋矿岩性为闪长玢岩、花岗闪长斑岩、角岩。 矿石矿物以黄铁矿、黄铜矿为主, 有少量的斑铜矿、磁铁矿、方铅矿; 脉石矿物以石英、斜长石、钾长石、绢云母、黑云母、方解石、绿泥石、绿帘石为主。矿化类型根据矿石构造可划分为细脉状、浸染状,黄铁矿、黄铜矿呈脉状分布在石英、方解石中或呈浸染状分布在蚀变岩石中, 黄铜矿常沿黄铁矿的裂隙分布, 故黄铜矿多形成晚于黄铁矿; 春都铜矿矿石的氧化率在1.20%~12.96%之间, 矿石自然类型应属硫化矿、混合矿, 以硫化矿为主。
2.5.2.2.1 矿石矿物特征
黄铜矿 (CuFeS2): 为矿区硫化物矿石中主要含铜矿物。 铜黄色, 呈浸染状 (图版Ⅳ-1) 及细脉状 (图版Ⅳ-2) 嵌布于岩石中, 与脉石矿物石英、钾长石、绢云母、方解石、白云石、石膏等矿物相伴产出, 与磁铁矿、黄铁矿、镜铁矿、赤铁矿、方铅矿共生。
斑铜矿 (Cu5FeS4): 在矿石中含量较少, 呈蓝-黄红色, 大部分与黄铜矿连生, 交代黄铜矿, 分布于黄铜矿边缘 (图版Ⅳ-3)。
黄铁矿 (FeS2): 为矿区主要金属硫化物之一, 是矿石中的主要铁矿物。其呈浸染状及细脉状嵌布于岩石中, 与脉石矿物石英、钾长石、绢云母、方解石、白云石等矿物相伴而出, 与磁铁矿、黄铁矿、镜铁矿、赤铁矿、方铅矿共生, 常包嵌于黄铜矿中 (图版Ⅳ-4)。
方铅矿 (PbS)、闪锌矿 (ZnS): 主要产于石英脉中。 浅灰色, 自形-半自形粒状,与黄铁矿、黄铜矿共生。
磁铁矿 (Fe3O4): 黑色, 他形粒状, 矿石中呈细脉浸染状、星点状、团块状, 与黄铜矿、赤铁矿常共生, 为矿石中的主要铁矿物之一。
赤铁矿、镜铁矿 (Fe2O3): 赤铁矿为浅褐红, 他形粒状, 细脉浸染状、星点状、团块状, 常与黄铜矿共生。镜铁矿为褐黑色, 自形-半自形粒状, 鳞片状结构, 呈细脉浸染状、星点状、团块状, 常与黄铜矿、赤铁矿、黄铁矿共生。
2.5.2.2.2 脉石矿物特征
石英: 呈半自形-他形, 具多个形成期次, 常交代钾长石、斜长石、黑云母, 并包裹金属硫化物。 有的包嵌有定向分布的绢云母, 少数残留有斜长石及黑云母之假象残迹, 常有磁铁矿、黄铜矿呈脉状、团块状浸染于石英之间, 或充填、包裹石英呈残余的粒团。
长石: 为主要的脉石矿物, 主要为斜长石、钾长石。 斜长石呈半自形-他形, 粒状,主要以斑晶形式存在, 少量粒度小者存在于基质中, 形成时间一般较早, 绢云母化明显,晶体浑浊。钾长石同时出现在斑晶、基质中, 半自形-他形, 粒状, 和石英等共生。
绢云母: 次要的脉石矿物之一。 为蚀变交代形成的矿物。部分绢云母为斜长石经蚀变形成, 部分为黑云母交代或钠长石交代钾长石时形成。
方解石或白云石: 前者呈他形粒状或细脉状交代岩石, 后者呈菱面体状自形-半自形晶; 均呈脉团状产出, 有的充填于矿石的裂隙, 或呈次生方解石胶结碎粉状黄铁矿碎块。多与石英、石膏、黄铜矿、赤铁矿共生。
绿泥石或绿帘石: 两者呈他形粒状或细脉状交代岩石, 在矿石中多与石英、石膏、黄铜矿、赤铁矿共生, 在岩石中多以交代角闪石、斜长石形式存在或呈脉状充填于岩石的裂隙中, 与方解石、白云石、黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、赤铁矿组成青磐岩化带。
2.5.2.3 矿石结构构造
矿石主要具半自形-他形粒状结构、包含结构、充填交代结构、反应边结构。
半自形-他形粒状结构: 黄铁矿呈半自形-他形粒状, 或黄铜矿、磁铁矿等呈他形粒状, 嵌布于含矿岩石中。
包含结构: 黄铜矿常包裹黄铁矿 (图版Ⅳ-4)、石英、白云石等脉石矿物, 晚期黄铁矿包裹其他金属矿物。
充填交代结构: 黄铁矿、黄铜矿沿石英、白云石、方解石脉或裂隙充填交代 (图版Ⅳ-3)。
反应边结构: 斑铜矿常沿黄铜矿边缘交代, 形成斑铜矿反应边 (图版Ⅳ-3)。
矿石主要具浸染状构造、团块状构造、细脉状构造, 少量呈脉状构造。
浸染状构造: 黄铁矿、黄铜矿呈稀疏-稠密浸染状分布于岩石中 (图版Ⅳ-1)。
团块状构造: 黄铁矿、黄铜矿产于浸染状矿石中, 局部集中呈团块、斑块状。
细脉状构造: 黄铁矿、黄铜矿呈细脉状充填于岩石裂隙或矿物解理中 (图版Ⅳ-2)。
脉状构造: 黄铁矿、黄铜矿呈脉状充填于岩石裂隙或中, 仅偶见角岩化带中。
鲕状-皮壳状构造: 这类构造主要由孔雀石 (Cu2CO3(OH)2)、褐铁矿 (Fe2O3·nH2O) 及粘土的混合物组成, 呈具同心圆的鲕状和豆状, 分布于氧化带中。
2.5.2.4 热液蚀变及分带特征
2.5.2.4.1 岩体热液蚀变类型
矿区内主要蚀变类型有: 钾化、硅化、黑云母化、绢云母化、青磐岩化以及粘土化(图版Ⅴ)。
(1) 钾化: 钾化是矿区内典型的高温蚀变类型, 处于含矿岩体的中心部位。 主要表现为新生成的正长石呈团斑状、云雾状交代斜长石斑晶和基质 (图版Ⅴ-1)。 钾长石交代斜长石斑晶时, 呈现云雾状。钾长石交代斜长石基质时, 呈团斑状, 基质中钾长石含量增高, 结晶粒度变大, 自形程度变高, 表面比较干净。钾化岩石中常伴有较强的浸染状及细脉状硫化物矿化。
(2) 硅化: 硅化在本矿区是最普遍存在的蚀变类型, 特别是构造裂隙发育地带蚀变更为强烈, 常与钾化、黑云母化、绢云母化并存。 主要表现为新生成石英 (有时含碳酸盐) 呈团斑状、脉状交代斑晶和基质。 石英-方解石脉或硫化物发育的石英-方解石脉呈网状分布, 方向不一, 相互穿插。早、中期的石英脉颜色深, 成分较复杂, 石英脉内充填有黄铜矿、黄铁矿等矿物。绝大部分暗色石英脉中的黄铜矿含量很高。 晚期的石英脉为白色, 成分简单, 矿化弱。
(3) 黑云母化: 黑云母化是钾化的另一种形式, 在矿区局部有分布。 主要表现为新生成的细小鳞片状的黑云母沿裂隙充填交代基质或者呈不规则团斑状交代基质 (图版Ⅴ-2)。矿化呈浸染状分布其中。此外, 玢岩中的角闪石斑晶在热液作用下, 会变得不稳定而被黑云母交代。 黑云母交代角闪石不彻底时, 黑云母和角闪石共存; 交代彻底时,则仅保留角闪石的假象。 黑云母化岩石中铜矿化相对较弱。
(4) 绢云母化: 绢云母化是矿区内最常见的蚀变类型, 绢云母多和次生石英组成绢英岩产出。 主要表现为新生成的绢云母呈细小鳞片状集合体交代基质和斑晶 (图版Ⅴ-3)。绢云母交代斜长石斑晶不彻底时, 仍可见斜长石的环带结构或斜长石的聚片双晶和卡钠复合双晶残留; 绢云母完全交代斜长石斑晶时, 整个斜长石斑晶被鳞片状绢云母集合体取代, 只保留斜长石假象; 绢云母也可呈团斑状交代基质斜长石。 绢云母化岩石中, 可见少量浸染状铜矿化。
(5) 青磐岩化: 青磐岩化位于矿区的外围, 特征是绿泥石、绿帘石呈团斑状交代斑晶和基质 (图版Ⅴ-4)。 角闪石斑晶被绿泥石或绿帘石、碳酸盐取代, 同时析出磁铁矿,少部分还保留外形, 仍可见一组或两组完全解理。斜长石斑晶钠黝帘石化现象明显。该类蚀变岩中内无明显的铜矿化现象。
(6) 粘土化: 区内的粘土化主要为高岭石化 (泥化), 高岭石是玢岩中粘土化的主要蚀变矿物。 高岭石一般交代玢岩中的斜长石和钾长石, 蚀变很弱时, 斜长石和钾长石能分别保留其钠长石聚片双晶和卡氏双晶, 蚀变强烈时, 岩石明显褪色。
2.5.2.4.2 岩体蚀变分带特征
矿区内围岩蚀变在空间分布上有明显的分带性。根据围岩蚀变组合特征、连续发育程度, 从花岗闪长斑岩中心向外, 大致可将区内蚀变划分为6个带 (图2.26~图2.28)。
(1) 硅化钾化带 (KSi): 硅化钾化带位于矿化中心部位花岗闪长斑岩体内及其与闪长玢岩体的接触带中, 总体呈陡立的 “针尖” 状, 略往北东倾斜, 并与矿体倾向相近,是矿区最重要的含矿蚀变带之一, 在矿区内仅见零星露头, 主体尚未出露或揭露。本蚀变带蚀变类型以钾化和硅化为主, 主要蚀变矿物有正长石和石英。带内的黄铁矿、黄铜矿和少量斑铜矿呈网脉状产在石英脉中。该蚀变带的黄铜矿化强烈, 铜的品位较高, 最高可达1.64%。
(2) 绢英岩化带 (SeSi): 绢英岩化带围绕硅化钾化带分布, 位于硅化钾化带之外,主要发育于闪长玢岩体中, 尤其发育于构造裂隙或破碎带等热流体对流循环强烈的地带,其产状与硅化钾化带相近。带内蚀变类型以绢云母化、硅化为主, 钾交代作用微弱, 主要蚀变矿物为石英、绢云母等。该蚀变带也是主要含矿蚀变带之一, 带内矿化类型为黄铁矿化和黄铜矿化, 表现为黄铁矿和黄铜矿呈细网脉状、脉状或浸染状分布。但本蚀变带内以发育较强的黄铁矿化为主, 黄铜矿化不均匀, 大部分矿 (化) 体中的铜品位低于0.5%,平均品位约为0.14%。
图2.26 不同钻孔铜品位与蚀变带关系图
(3) 硅化黑云母化带 (SiBi): 硅化黑云母化带分布有限, 主要分布在绢英岩化带中, 规模较小, 可独立存在。 主要蚀变类型包括硅化、黑云母化。 主要蚀变矿物组合为黑云母、石英。硅化黑云母化带中的黄铜矿呈网脉状分布在石英脉中, 或黄铜矿呈浸染状分布在硅化黑云母化闪长玢岩中。 带内矿化比较强烈, 铜品位比较高, 平均品位约为0.50%。
(4) 硅化带 (Si): 硅化带主要分布在绢英岩化带中, 可独立存在, 主要分布在破碎带附近或裂隙发育的岩体中。带内的主要蚀变类型为硅化, 主要蚀变矿物为石英。 常见石英脉沿破碎带或裂隙充填, 并大量交代岩体中的斑晶和基质。在裂隙发育的硅化带中, 矿化现象比较强烈, 其中暗色的石英脉中黄铜矿含量较高。
图2.27 A-B剖面热液蚀变分布图
(5) 青磐岩化带 (ChEp): 该蚀变带分布于绢英岩化带的外围, 处于岩体的外缘。主要蚀变类型为绿帘石化、绿泥石化, 主要蚀变矿物有绿帘石、绿泥石、绢云母、石英等。蚀变带内仅局部有微弱的黄铜矿化现象, 含矿岩体铜的平均品位为0.07%, 其他部位均无明显的黄铜矿化现象。
(6) 绢云母化及泥化带 (SeKa): 绢云母化及泥化带位于岩体的最外缘, 主要蚀变类型为绢云母化、高岭石化, 主要蚀变矿物为绢云母、高岭石、碳酸盐等。 带内矿化强度最弱, 除常见黄铁矿化和局部方铅矿化外, 少见铜矿化。
图2.28 0#勘探线剖面热液蚀变分布图
2.5.2.4.3 岩体围岩的蚀变及其特征
岩体的围岩发育宽广的蚀变晕 (是岩体的2~3倍), 主要是围岩 (图姆沟组 (T3t)碎屑岩) 的角岩化, 形成角岩 (Hs)。 角岩表现为角岩结构, 形成长英角岩、石英角岩等。蚀变类型有中等硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化, 弱钾化。蚀变岩石中发育金属硫化物脉。
2.5.2.4.4 小结
(1) 矿区的矿化蚀变分带虽较明显, 以花岗闪长斑岩岩枝或岩脉为中心, 向外依次出现钾硅化带 (钾长石、黑云母及硅化带)→绢英岩化带 (石英绢云母化带)→(泥化带)→青磐岩化带→角岩化带, 具有与 “二长岩蚀变” 模式类似的蚀变特征, 但蚀变分带的规律性较差, 存在重复-偏对称现象, 显示蚀变类型及其分带受复式岩体控制的空间分布特征。
(2) 矿化强度与蚀变类型有显著关系。一般情况下, 在硅钾化带、绢英岩化带及其过渡带矿化强度较好, 而在单一绢云母化带、泥化带、青磐岩化带及碳酸盐化带中, 铜矿化微弱。
(3) 矿区具备斑岩矿床常见蚀变组合, 从蚀变类型及其空间分布看, 钾硅化带的分布与矿化带空间分布关系最为密切, 从春都铜矿床蚀变分带研究可得, 钾硅化蚀变带有向南东方向延伸的趋势, 应以该方向作为下步寻找斑岩型铜多金属矿的找矿靶区, 寻找隐伏盲矿体。
2.5.2.5 成矿期次及矿物生成顺序
2.5.2.5.1 成矿期次
根据矿区矿床矿物组合、产出特征, 矿化成矿期次可划分为以下几个期次:
(1) 岩浆晚期-岩浆期后成矿期: 是指富含钾质的岩浆气液的矿化作用, 无天水参与, 它由岩体内部向上、向外进行, 与钾化相伴形成黑云母-钾长石-金属矿化物组合。
(2) 岩浆期后热液成矿期: 是最主要的成矿时期, 各类主要矿化皆由这种成矿作用形成。 由早到晚、由内到外, 由高温到低温分为三个矿化阶段:
高温阶段: 在斑岩体内形成石英-黑云母-钾长石-金属硫化物组合。
中温阶段: 在斑岩体内形成石英-绢云母-金属硫化物组合。
低温阶段: 矿化微弱, 只有少量青磐岩-黄铜矿-黄铁矿组合的细脉产出, 未形成矿体。
(3) 表生期: 矿区0#线附近矿体埋深较浅, 矿体浅部表生作用强烈, 致使金属矿物黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿氧化成褐铁矿、孔雀石 (Cu2CO3(OH)2)。氧化带深度小于40m, 氧化带中铜部分淋失, 矿体铜品位降低。
2.5.2.5.2 矿物生成顺序
根据矿石组构、矿脉之间的穿插关系及矿物的共生组合特征等综合研究, 矿区矿物生成顺序见表2.5。
表2.5 成矿期次及矿物生成顺序表
注: 主要形成阶段----; 少量形成阶段-----。
一、成矿地质条件
在内生成矿作用下,可以生成石膏和硬石膏。例如,在有的火山口和热泉附近见到石膏沉淀;在我国东部火山岩系中产有热液蚀变成因的硬石膏矿床。除蚀变成因的硬石膏外,内生成因的石膏和硬石膏均未见构成工业矿床。大量的石膏和硬石膏矿床是在外生条件下形成的,主要是在湖盆和海盆中由卤水蒸发沉积生成,是盐类矿床的重要矿种之一。近年来,对于某些石膏矿床提出了机械沉淀成因的观点,但仍存在争论。
1.沉积盆地
石膏、硬石膏的沉积和其他盐类矿床一样,需要一个封闭或半封闭的盆地或凹地。“沙洲说”和“沙漠说”把成盐盆地看得较狭隘,实际上形成盐类沉积的环境可以是多种多样的。俄罗斯学者斯特拉霍夫认为成盐盆地有五类,即内陆盆地、潟湖、陆缘海(广海边缘)、海湾和内陆海。近年来在对萨布哈的研究发现:在阿拉伯海湾特鲁西尔海滨和墨西哥下加利福尼亚的萨布哈沉积物中,广泛分布着全新世的石膏、硬石膏、石盐、白云石。一些研究者提出,许多古代石膏矿床也是在萨布哈环境中形成的。
俄罗斯学者提出,盆地的形成是由于地壳的拗曲造成的,并把它们分成三类,即台向斜、边缘凹陷和山间盆地。袁见齐在总结国内外许多著名膏盐矿床资料后指出,断裂是控制盆地的主要因素,许多曾认为是山前凹陷的盆地也发现与断裂有关。例如,我国东部的“第二沉降带”有一系列红层盆地,沉降带的两侧是太行山前大断裂和郯庐大断裂带,其中又有南北向断裂把它分成几段,更次一级的断裂再把段分割成块,成盐盆地则位于断块之中。郭君壮提出中国东部白垩纪—古近纪的大型成膏盆地,几乎都位于此“第二沉降带”内。国外类似的实例有莱茵地堑、东非大裂谷等。至于时代更古老的成膏盆地,如我国三叠纪扬子海区,也被认为是由20多个次级断陷盆地组成的。这些盆地中常有膏、盐矿床赋存。
2.古气候条件
同其他蒸发沉积盐类矿床一样,石膏、硬石膏矿床的形成需要干旱的气候条件,盆地中水的补给量小于蒸发量,导致海水浓度加大析出石膏、硬石膏。现代干旱气候带主要分布在南、北纬10°~15°及40°~55°,现代盐类矿床大多分布在此气候带内。古代干旱气候带的分布也主要受纬度控制,但在地质历史上赤道的位置是变化的,因此古代膏、盐矿床的分布与现代的分布并不一致。
3.沉积时的水深
通常认为,石膏、硬石膏是海水蒸发沉积早期阶段的产物,沉积时水不会太浅。但是实际资料表明,许多含膏岩系具有明显的浅水沉积标志。例如,在江苏、安徽、四川等地的三叠纪含膏盐岩系的夹层中,交错层、斜层理、波痕等浅水标志十分发育,有时还有泥裂和虫迹等。萨布哈成因的石膏和硬石膏甚至可以是水上的,在强烈蒸发条件下,隙间卤水迅速浓缩,通过蒸发泵作用沿毛细管上升,导致石膏在盐滩上广泛沉积。此外,具有静水标志的纹层状石膏和由石膏、硬石膏组成的浊积岩的发现,以及在墨西哥湾海面下4000m打深钻时发现盐丘状厚层石膏,这些事实都说明,石膏、硬石膏也有深水成因的。现有资料表明,多数矿床是属于浅水沉积。
4.成矿物质来源
按照沙洲说,海水是形成盐类矿床唯一的物质来源,但这很难解释一些巨厚石膏层的形成,例如,中亚地区的巨厚石膏矿床,若按上述说法,需要地球上全部海水中硫酸钙的四分之一在此沉积,这显然是不可能的。H.博歇特指出,在盆地中蒸发掉1000m深的海水,只能沉积出1m厚的石膏,而实际上常见到上百米厚的石膏层,尽管可以用分离盆地、渗透回流以及同沉积沉降等学说来解释单一巨厚石膏的沉积,但在解释巨量物质来源上还是困难的。至于陆相膏盐沉积的物质来源,通常认为是来自大陆岩石的风化产物,包括风化盐、卤盐、再溶盐和火山盐。仅这些来源,同样难以解释陆相巨厚矿床的形成。
随着近半个世纪来地质上的新发现,膏盐成矿物质的内生来源观点又重新提了出来。20世纪60年代发现深部热卤水的存在,例如,红海海面下2000m深处有热卤水渊,含盐度达257.76g/L,所含元素比正常海水高8~10倍。热卤水之下的沉积物分七个矿物相带,其中包括硬石膏相带。又如美国加利福尼亚州索尔顿潮附近,地下1600m深处发现热卤水。据此,一些学者提出热卤水是膏盐矿床可能的物质来源之一,控制膏盐盆地的深断裂可能是热卤水上升的通道。国内外有些学者还注意到火山作用和石膏矿床的关系,在我国东部白垩纪—古、新近纪含膏岩系底部常有火山岩存在,安徽南部火山岩系中有石膏夹层等,说明成膏物质可能和火山喷发活动有关。归纳上述资料,石膏、硬石膏矿床的成矿物质来源有:①海水;②大陆岩石的风化产物;③深部来源。
二、主要成因类型及矿床地质特征
按照成矿作用和含矿建造,拟将石膏、硬石膏矿床划分为以下成因类型:
1.蒸发沉积型
(1)海相蒸发沉积型-碳酸盐岩建造、碎屑岩建造
(2)湖相蒸发沉积型-红色碎屑岩建造
2.机械沉积型
(1)河流冲积碎屑岩建造
(2)风成沙丘中的石膏砂矿床
3.风化-次生充填型
(1)碎屑岩中的裂隙充填型
(2)碳酸盐岩中的溶洞充填型
4.热液交代型
(1)碳酸盐岩中的接触交代型
(2)火山岩中的热液交代型
(一)海相蒸发沉积型石膏、硬石膏矿床
矿床分布在古陆缘海、海湾、潮坪和潟湖内。含膏盐系包括海相碳酸盐岩建造、滨海相陆源碎屑岩建造,以及两者的过渡类型。
1.海相碳酸盐岩建造中的石膏、硬石膏矿床
含膏岩系由石灰岩、白云岩及其过渡类型岩石组成,夹有膏层和同生角砾岩、膨缩角砾岩和溶塌角砾岩。岩系下部以石灰岩为主,向上白云岩增多,膏层产于上部白云岩的沉积序列中。含膏岩系在大区域内成层分布,层位稳定,可以对比,总厚可达几百米至几千米。
四川中三叠统和山西中奥陶统的含膏岩系,矿体呈层状,单层厚几米至十几米,个别厚达百米,总厚都在几十米以上。矿石矿物主要为硬石膏(硫酸钙含量大60%,通常为80%~90%),石膏含量较少。伴生矿物有方解石、白云石、天青石和粘土矿物等。矿石自然类型包括块状角砾状、条带状和片状硬石膏。矿石储量很大,一般为几千万吨至上亿吨,是主要的矿床工业类型之一。
矿床实例:山西太原海相蒸发沉积型石膏矿床
矿床位于山西台背斜沁水台凹中,矿区出露古生代和中生代地层,古生代地层构成一NNE方向展布并向南倾没的向斜构造,向斜内部岩层倾角一般10°左右。
石膏矿床产于中奥陶统峰峰组(O2f)下段地层中,其分层如下:
石炭系
-----假整合-----
峰峰组上段(O2f2) 37.7m
⑥灰黑色致密石灰岩(上层石灰岩O2f2-2) 17.20m
⑤黄灰色—粉红色白云岩及灰岩、黄绿色页岩(O2f2-1)
峰峰组下段(O2f1)
④上部为石膏、粘土质石膏层,下部为白云质灰岩与石膏互层,中间夹有薄层
芒硝(上石膏带O2f1-3)
③灰—深灰色致密石灰岩、白云质石灰岩(中层石灰岩O2f1-2)
②粘土质石膏、角砾状粘土质石膏、白云质灰岩夹薄层白云质石膏层、石膏脉
(下石膏带O2f1-1)
上马家沟组(O2s)
①灰—深灰色灰岩、白云质灰岩和白云岩、泥灰岩互层(下层石灰岩)
矿床由两个石膏矿带组成,中间为灰岩间隔。上石膏带分为三个矿组:①矿组由高品位的六层石膏、硬石膏以及粘土质石膏互层组成,矿组厚13.65m,长500m。②矿组由中品位的两层白云质石膏组成,矿组厚7.3m,长500m,顶底板为白云岩(含石膏脉)。③矿组上部以白云质石膏层为主,下部主要为粘土质石膏和角砾状粘土质石膏层,矿组厚19.04m,长约300m。下石膏带,为粘土质石膏、角砾状粘土质石膏,和中品位的白云质石膏与白云质灰岩互层构成。④矿组,厚30m,长约300m。
矿体呈层状、似层状,与粘土质石膏、白云岩和白云质灰岩呈互层产出。在矿体上下盘围岩中有细脉状或网脉状纤维石膏,平行或切割围岩层理,脉厚不大,约10~60mm。矿石主要由石膏、硬石膏、芒硝、白云石、粘土质、黄铁矿和方解石组成,有时有少量天青石。矿石具有粒状、雪花状、斑状、纤维状、角砾状、脉状等构造。各种矿石中石膏含量都在25%以上。
上石膏矿带含石膏层较多,具有工业意义。下石膏带中石膏层较薄,并且多泥质,工业价值较小。原生石膏受风化作用后,淋滤到围岩裂隙或空洞中,形成纤维石膏和透明石膏,无工业价值。
2.碎屑岩建造中的石膏、硬石膏矿床
含膏盐系由砂岩、粉砂岩、泥岩和薄层石灰岩、白云岩组成,膏层夹于泥岩或白云岩中。含膏岩系总厚几百米,矿体呈层状、透镜状,一般单层厚几十厘米至2~3m,总厚10~20m,矿层沿走向、倾向长几百米至几千米。矿石主要为块状硬石膏和泥膏,部分为次生角砾状石膏和纤维石膏,硫酸钙含最55%~75%。矿石储量不大,个别巨大者可达几千万吨。
我国这类矿床的含膏岩系常表现出浅水沉积特征。例如,在四川三叠纪含膏盐岩系中,碳酸盐岩的潮坪沉积特征十分明显,潮下高能带和潮间带下部的粒屑、波痕、小型板状交错层及冲刷面等浅水标志清晰可见,在潮间带上部和潮上带常见生物潜穴、挠动构造、准同生白云岩化及结核状石膏。湖北、江苏三叠系石膏矿床的浅水沉积特征也较明显,说明三叠纪扬子海区属于浅水蒸发沉积环境。
在我国,这类矿床大多产于三叠纪和更古老的地层内。寒武纪石膏矿床分布于东北、华北南部和西南一些省区;奥陶纪石膏矿床集中于华北地台;石炭纪石膏矿床主要分布在新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、广西、贵州和云南;三叠纪石膏矿床分布于扬子地台。从寒武纪到三叠纪石膏矿床的分布位置自北向南推移,分布面积越来越广。主要产地有四川渠县、江苏南京、山西太原、甘肃天祝、辽宁辽阳、陕西西乡等地。
(二)湖相蒸发沉积型石膏、硬石膏矿床
矿床产于内陆湖盆内,湖盆明显受断裂控制。含膏岩系是一套陆相红色或杂色建造,由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、白云岩和白云质灰岩组成。其中可分为碎屑岩建造、碳酸盐岩-石膏、硬石膏建造和二者之间的过渡类型,矿床储量均较大,常为几百万吨至上亿吨。红色碎屑岩建造中的石膏、硬石膏矿床,矿体呈层状、似层状,长几百米至几千米,膏层常呈多层产出,单层厚几十厘米至几米、几十米,矿石自然类型主要有泥膏、纤维石膏、雪花石膏和硬石膏,硫酸钙含量55%~80%,纤维石膏达98%。伴生矿物有粘土矿物、方解石、白云石、石英、长石、芒硝等。
这类矿床在我国分布很广,占全国石膏总储量的三分之二。成矿时代为白垩纪至古、新近纪,主要分布在三个构造带:①郯-庐深断裂带(衡阳、邵东、浏阳、定远、枣庄、大汶口等古近纪含膏盆地);②大兴安岭-太行-雪峰深断裂带(三门峡、泌阳、淅川、均县、房县、枣阳等古、新近纪含膏盆地);③银-昆深断裂带(内蒙古杭锦旗、宁夏同沁、云南猕勒、红河河谷等古、新近纪含膏盆地)。除此之外,还有一些含膏盆地受东西向断陷控制,如荆门、云梦、应城、三水等。我国这一类型石膏盆地的下部多有火山岩存在,如云应盆地分布有14层燕山期玄武岩,总厚达200多米,玄武岩的产状与围岩一致,主要化学成分和微量元素含量变化也密切相关,说明火山火作用可能是此类石膏矿床成矿物质的一个重要来源。主要产地有湖北应城、云梦、荆门,湖南邵东,山东大汶口,云南红河迤萨等。
矿床实例:湖北应城石膏矿床
该矿床属湖相沉积型矿床,位于云应凹陷西缘潘家集次级凹陷中。云应凹陷中含矿岩系为古近系始新统湖相碎屑岩建造,由泥岩、粉砂岩、石膏、钙芒硝、石盐层组成,厚394~1628m。自下而上依次为:下含膏段厚72~223m,夹单层厚1~25cm的纤维石膏400余层,含12个工业膏组;下含钙芒硝段厚57~285m,其下部含单层厚1~13m的纤维石膏170余层,有3个可采膏组;含岩盐段厚230~910m;上含钙芒硝段厚7~81m;上含膏段厚28~129m,夹数十层纤维石膏(图13-1)。
图13-1 云应盆地含膏岩系剖面据陶维屏等,1994)
应城潘家集石膏矿含矿岩系缺失上含膏段和上含钙芒硝段,其上为厚8~23m的第四系覆盖。石膏层沿凹陷盆地边缘分布,倾向盆内,倾角7°。一般距盆边2km范围内以纤维石膏、泥质石膏为主,距盆边2~4km范围内以硬石膏为主(含部分纤维石膏)。具工业价值的纤维石膏沿层面裂隙产于蓝灰色岩层中,单层厚4~8cm,最厚25.5cm。可采膏组厚1.7~2.5m,含矿率14%~19.13%,走向延伸可达3.5km,倾向延伸可达1km。纤维石膏质地纯优,矿石品位(CaSO4·2H2O)一般达98%,为应城石膏矿的主要产品,是中国优质石膏的主要产地。泥质石膏单层厚5~28cm,矿石品位60%,可与纤维石膏混采。还有硬石膏单层厚2~8m,走向延伸1.9~3.5km,倾向延伸大于1km,矿石品位55%~75%。应城、云梦一带已勘探大、中、小型石膏矿数处,探明储量超1亿t。
陆内盆地湖相沉积岩中石膏矿床模式
通过对我国湖湘石膏矿床的研究,王珥力等提出了陆内盆地湖湘沉积岩中石膏矿床模式(图13-2)。
图13-2 陆内盆地湖湘沉积岩中石膏矿床模式图(据王弭力,1995)
模式简要说明及成矿主要机制:来自预备盆地并经过浓缩的卤水流入封闭、半封闭的次级构造凹陷(成矿盆地)中。在较干旱气候条件下,盐湖中卤水经过不断地蒸发、浓缩,并随盐度增高首先析出大量石膏,随后,当卤水矿化度增加,或溶液组分的变化(如氯根的增加),便直接析出少量硬石膏。原生沉淀的石膏、硬石膏,在适当温度、深度范围内大部分可在成岩阶段保留下来,并经过固结作用形成石膏矿层和硬石膏矿层。部分石膏由于温度、压力的变化,便脱水为次生硬石膏,并且对原生石膏进行交代,形成交代型硬石膏矿。石膏矿层形成后,当成矿卤水再度流入时便发生了后生阶段的成矿作用。成矿卤水若沿石膏矿层中裂隙充填时,则形成叠生石膏矿;若沿泥岩裂隙充填时,则形成脉状石膏矿。
主要控矿因素:①与世界大多数成盐盆地相同,在我国深大断裂控制着的大面积的沉降地区形成盆地系;次一级断裂又把盆地系分割成若干次盆地。由于盆地的活动性及其中水体的迁移与分隔,引起一系列盐类沉积。因此,断裂活动决定了成膏、成盐盆地的发生及发展。②从地层剖面、古生物及孢粉分析得知,石膏沉积与古气候关系密切。例如,巨厚膏岩层孢粉组合主要为喜干旱的麻黄属植物,其上、下的泥灰岩、油页岩层孢粉组合主要为喜暖湿的杉粉属、单束、双束粉属。表明气候对膏岩沉积的控制作用。③陆源地表水带来的风化盐、深部水及短暂海水都是膏盐沉积的物质基础,直接影响矿床规模、品位及分布。
找矿主要标志:①矿层下多为泥岩、泥灰岩、具龟裂等浅水标志;②地层孢粉组合以耐干旱的麻黄等为主。
矿床主要实例:山东大汶口石膏矿床、河北双碑石膏矿床、湖北云应石膏矿、广东三水石膏矿床、云南红河迤萨石膏矿床。
(三)河流冲积碎屑岩建造中的石膏矿床
矿床常分布在急剧上升地区的前沿,地势相对平缓的地段,含膏岩系属第四系冲积层,由古石膏碎屑被地表径流搬运,在径流受阻或流速减慢的地段快速堆积而成。例如,湖南澧县伍家峪石膏矿床,位于我国西部高山区转入东部准平原区的地段。矿区上游的三叠系含膏层受古澧水的侵蚀和搬运,在下游平缓地带沉积。矿体呈水平层状,顶底板为粘土和白垩,矿层最厚85m,最薄2.5m,通常为20~50m。矿石主要由石膏和粘土矿物组成,局部有零星的白垩、天青石以及砂、砾。矿石类型有粒状、晶簇状石膏,其次为雪花石膏和半透明石膏。硫酸钙含量约80%,储量约几千万吨。这类矿床的成因有机械沉积和蒸发沉积两种观点。
(四)风成沙丘中的石膏砂矿床
这类矿床是由原生石膏层经物理风化作用形成石膏砂,被风搬运并堆积成沙丘而成。美国新墨西哥州图拉罗莎沙漠上的“白沙”石膏沙丘,高10m,面积约648km2,沙丘由97%~99%的石膏砂组成,地质储量达60亿t。我国尚未发现此类石膏沙丘。
(五)风化-次生充填型石膏矿床
早期生成的石膏、硬石膏矿床以及含膏岩系或其他岩石,受化学风化作用形成富Ca2+和SO2-4的地下水溶液,经过短距离迁移进入围岩裂隙或洞穴中,经再沉淀作用,形成次生石膏矿床。它包括以下两类:①碎屑岩中的裂隙充填型石膏矿床。矿体多呈板状,沿岩层层理或裂隙产出。矿脉常成群出现,单脉厚几厘米到几十厘米,矿石多为透明石膏和纤维石膏,其次有粘土质和硬石膏等。此类矿床规模较小,可供地方开采。②碳酸盐岩中的溶洞型石膏矿床。矿体一般呈不规则状,常沿洞穴底部呈团块状、巢状、囊状产出,有时呈皮壳状、星散状混染在溶洞底部砾石层里,或在洞顶、洞壁呈悬挂钟乳状和洞底的石笋状。有时石膏在溶洞中呈发育完好的晶体产出,晶体长可达几十厘米。这类矿床一般不具有工业价值。
(六)热液交代型石膏、硬石膏矿床
富含硫酸的热液交代钙质岩石生成硬石膏,当其含量达到工业品位和具备一定规模时即构成矿床。它包括:①火山岩中的热液交代型。矿床产于安山岩等中性喷出岩中,矿体呈透镜体状或似层状。矿石自然类型有硬石膏、含黄铁矿或明矾石高岭石硬石膏、石膏。矿石中伴生矿物有黄铁矿、明矾石、高岭石、石英、重晶石、磁铁矿、自然硫、赤铁矿等,矿床规模不大。②碳酸盐岩中的接触交代型。矿床产于中性岩浆岩和石灰岩的接触带,矿体呈透镜状,走向长几十米至几百米,厚几米至几十米,常有多个矿体产出。矿石类型有硬石膏、白云质硬石膏和石膏。伴生矿物有白云石、方解石、磁铁矿、黄铁矿、绿泥石等。矿床规模为小型至中型,常和内生的铁、铜矿床共生。
三、资源分布及成矿规律
(一)资源分布
中国石膏矿资源丰富,全国有23个省(自治区)产出石膏矿。我国石膏矿探明储量的矿区有199处,查明资源储量大约644.16亿t。从地区分布看,以山东石膏矿最多,占全国资源储量的60%;其次是内蒙古、青海、湖南、湖北、宁夏、广西、安徽、江苏8省(自治区),占全国石膏矿石总资源储量的32%。主要的石膏矿区有内蒙古鄂托克旗、湖北应城、吉林浑江、江苏南京、山东大汶口、广西钦州、山西太原、宁夏中卫石膏矿等。
(二)成矿规律
中国石膏矿床类型多,形成时代及分布范围广泛。几乎各个地质时期均有石膏产出,其主要成矿期有早中寒武世、中奥陶世、早石炭世、早中三叠世和白垩纪—古、新近纪,这5个成矿期形成了中国最主要的石膏矿床———沉积类型矿床,它们具有明显的成矿规律与分布规律:海相沉积矿床形成于早中三叠世及其以前的时代,侏罗纪开始直到第四纪形成的则主要为湖相沉积矿床,其他时代形成的或其他类型的石膏矿分布零散,只在局部地点具有工业价值。
从寒武纪至三叠纪,随着中国大陆的逐渐扩大与陆缘海的南移,海成石膏矿的分布位置也逐渐自北而南移,分布范围越来越大,成矿带的连续性也越来越好。早、中寒武世石膏矿主要分布在辽宁东部与吉林南部、西藏东部、四川东南部与云南东北部,在贵州、湖北、湖南、山东及新疆等地,也零星见有矿化现象。属滨海堆积碳酸盐岩碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,系海湾或潟湖中的产物,矿层不厚、连续性差,品位也低,但这一成矿期对缺膏的东北地区具有重要意义。
中奥陶世石膏矿较集中的分布于山西和河北南部,在河南、陕西、山东等地也有发现,属海积碳酸盐建造石膏、硬石膏矿床,矿层厚度大,连续性较好,质量也好,是华北地区主要的开采对象。
早石炭世石膏矿在北方为滨海堆积碳酸盐岩碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,主要分布于新疆、青海、甘肃、宁夏及内蒙古,含膏岩系呈带状分布,矿层厚度大,质量好,是西北地区主要开采对象;在南方早石炭世沉积的为海积碳酸盐建造石膏、硬石膏矿床,主要分布于江西西部、湖南、贵州、广西北部及云南东部。
早、中三叠世是重要的成矿期,石膏矿形成于当时华北大陆的陆缘海中,在江苏、安徽、湖北、湖南、贵州、四川、云南、西藏连续分布有海积碳酸盐岩建造含膏岩系,矿床多,矿层厚,质量较好,但在陆缘海的边缘,如青海西部、四川南部、云南西部、湖北西部、湖南西北部则形成滨海堆积碳酸盐岩碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,其工业价值较小。
白垩纪—古近纪也是重要的成矿期,湖相沉积石膏矿分布十分广泛,几乎所有产石膏的省份多有该期形成的矿点,但集中分布于中国东部和西北地区。石膏矿产于内陆小型湖盆中,属湖积碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,大部分成膏的断陷湖盆受北北东向分布的郯庐、大兴安太行雪峰、银昆3条深大断裂带的控制。郯庐断裂带西侧分布有大汶口、枣庄、定远、浏阳、邵东、衡阳等含膏盆地;大兴安太行雪峰断裂带分布着三门峡、泌阳、淅川、均县、房县、枣阳、余庆、黄平等一系列含膏盆地;银昆断裂带分布有杭锦、同心、大邑、邛崃、眉山、天全、新津、喜德、弥勒、红河等含膏盆地,这些含膏盆地都是位于断裂带内或靠近断裂带,含膏岩系下部基本上都有火山岩,而离断裂带较远的大型盆地中则不含膏。此外,还有一些含膏盆地为受褶皱带控制的山前断陷或断拗盆地,如荆门、应城云梦、三水等分布较星散的含膏盆地。白垩—古近纪石膏的成矿特点是:矿床规模相差悬殊,矿石类型复杂,质量变化较大,矿层厚度较小,由于矿体埋藏不深,因而是中国中、东部地区的主要开采对象。
石膏矿床地质
据此,一些学者提出热卤水是膏盐矿床可能的物质来源之一,控制膏盐盆地的深断裂可能是热卤水上升的通道。国内外有些学者还注意到火山作用和石膏矿床的关系,在我国东部白垩纪—古、新近纪含膏岩系底部常有火山岩存在,安徽南部火山岩系中有石膏夹层等,说明成膏物质可能和火山喷发活动有关。归纳上述资料,石膏、硬石膏...
石膏矿床类型
根据石膏矿床的地质成因,可将我国的石膏矿床分为4类:海相沉积型、湖相沉积型、风化型及热液交代型石膏矿床。以下分别叙述其地质特征及工业意义。 一、海相沉积型石膏矿床 这类石膏矿床是在浅海盆地中形成的。含盐地层有一定的沉积序列,即从下而上一般是灰岩-白云岩-石膏和石盐。矿体呈层状、似层状,延长几百...
大汶口石膏矿是哪里的
位于泰安市岱岳区南部的大汶口盆地,储藏着罕见的大型石膏矿床。据国家地质局第一综合地质大队1965年11月、山东省地质局第一地质队1973年3月分别测定,矿源总面积的100平方公里,储量308亿吨,居全国已测知矿床之首,占全省已探明储量的98.6%。平均产品位70%左右,CaSO4·2H2O平均含量80.13%,一级品...
石膏是怎么形成的?
在石灰岩或白云岩受热液交代的金属矿床中由于含硫酸溶液的作用也可形成硬石青。此外,也可由石膏或半水石青或硬石青加热至400℃以上形成。石膏矿以沉积型矿床为主,储量占全国90%以上,后生型及热液交代型石膏矿不很重要。石膏矿在各地质时代均有产出,以早白垩纪和第三纪沉积型石膏矿为最重要。主要...
我国非金属矿产地质工作的主要成就
新中国成立前,对膏盐矿床的地质工作做得较多,1925~1948年谢家荣、田奇隽、谭锡畴、李春昱、李悦言、袁见齐等对鄂、湘、川、滇、新疆等地盐矿曾进行过地质研究;谭锡畴、李春昱等对四川自贡盐矿的成因提出“渗滤说”,认为该盐矿属后生矿床;1944年李悦言、李贲认为,自贡盐矿有一定层位,应属同生矿床,此论点为在该区...
不同类型矿床地质特征及成矿环境
该类矿床的基本特征是以铜为主,含少量的锌,基本不含铅。伴生的金相对于银较其他类型块状硫化物矿床更高。该类矿床形成的地质背景目前还有争议。 该类矿床形成于明显受洋壳的裂谷作用和大洋扩张中脊裂谷系统控制的深海盆地环境。容矿岩石主要由大洋壳岩石组成,主要为超镁铁质火成岩、枕状玄武质熔岩和岩墙及安山岩等...
黄有德是做什么的
黄有德,矿床地质专家。主持设计并负责完成国家科技攻关项目“个旧—大厂及其外围地区锡矿成矿条件、找矿方法及找矿远景研究”和有色金属矿山可持续发展的找矿科研等工作,不断地探索矿床的形成环境、成矿机制和定位条件,创造性地提出锡多金属矿床“双控”成矿模式及深循环、浅循环和多体系成矿系列,解决了单一用岩控...
石膏的分类
解理平行{010}完全,密度2.3g\/cm3;硬石膏为无水硫酸钙,理论成分CaO41.2%,SO358.8%,斜方晶系,晶体为板状,通常呈致密块状或粒状,白、灰白色 ,玻璃光泽,摩氏硬度为3~3.5,解理平行{010}完全,密度2.8~3.0g\/cm3。两种石膏常伴生产出,在一定的地质作用下又可互相转化。
邳州市四户石膏矿()
矿床成因类型属内陆湖相沉积矿床。四户地区含膏地层是在找煤工作中发现的。1973—1974年,江苏省煤田地质勘探团四营在物探八营及地震一队配合下,在邳北开展地质、物探找煤工作,先后施工9个钻孔,编制了基岩地质构造图及新生界地层等深线图,提交了《徐州东郊地区找煤小结》,在邳8孔下第三系泥岩中见...
矿床地质概况
批准伴生组分储量:铜4.86万吨,镍5.845万吨,钴0.488万吨,锇0.489吨,铱1.507吨,钌0.46吨,铑1.098吨,金1.186吨,银55.65吨(《中国矿床发现史·云南卷》,1996)。图4-33 金宝山矿区地质图及剖面图 (据云南省地质矿产局,1993)1 —第四系砂,砾岩;2—上三叠统砂页岩,含煤,...
翁贝颈得: 岩盐,也叫石盐.它就是一种特殊的石头,也是一种用途非常大的矿物.岩盐透明或者半透明,很容易敲碎,有点像冰糖,但是是咸的哦.岩盐埋藏在地下几百米到几千米的深度,经常和石膏、芒硝、还有钾盐哇一起作伴,它们都是好几千万年以前,因为海水或者湖水蒸发结晶形成的.说起岩盐的开采,也是非常有意思的事情.聪明的科学家利用了岩盐能够被水溶解的特点,工人不用下矿井,就把盐采出来了.是这样的,工人叔叔从地面上钻井到地下几百到几千米,一至钻到岩盐矿的下部,再下一根大钢管用水泥固好,然后在大钢管中插一根小管子,又从大管子中注水,水流到盐层中就把盐溶解成了盐水,盐水就沿小管子返回到地面了,这个过程就叫“溶解采矿”,是现在先进的采矿方法哦.
平阳县17586113763: 什么是块状硫化物型矿床 - ?
翁贝颈得: 块状硫化物矿床或火山成因块状硫化物矿床(volcanogenic massive sulfide deposit,简称VMS矿床)也称为黄铁矿型矿床,是一种海相火山-次火山热液矿床.这类矿床产于海相火山岩系中,矿石多为块状、网脉状,主要由Fe、Cu、Pb、Zn等的硫化物组成,常伴有Au、Ag、Co等多种有益组分以及重晶石、石膏和硬石膏等非金属矿.块状硫化物矿床中铜的工业意义仅次于斑岩铜矿,广泛分布于造山带的不同时代的海相火山岩系中.按成矿地质环境、矿床特征分类,主要类型有: ——塞浦路斯型:Cu;——黑矿型:Pb+Zn(+Cu).这种矿床一般都具有海底喷流-沉积和热液充填交代两种成因的矿体.
平阳县17586113763: 宜昌前三位的矿产 - ?
翁贝颈得: 磷、铁、煤在前三位 宜昌矿产资源十分丰富,现宜昌境内探明的矿物有53种,占全国已知矿的1/3,占湖北省的45%.主要矿产有磷、铁、煤、锰、铬、铅、汞、金、银、铜、锌、硅、石膏、石墨、石英砂、重晶石、石灰石、大理石等.各种矿...
平阳县17586113763: 区别大理石和石膏的化学方程式 - ?
翁贝颈得: 大理石的主要成分为碳酸钙,石膏的主要成分为硫酸钙,可以通过盐酸来区分.碳酸钙可以与盐酸发生化学反应,硫酸钙不发生化学反应.方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O 石膏是单斜晶系矿物,是主要化学成分为硫酸钙(CaSO4...
平阳县17586113763: 山西有哪些矿产?现在开采状况如何? - ?
翁贝颈得: 山西,是中华民族的发祥地之一.在这片神奇的土地上,蕴藏着丰富的矿产资源,有着悠久的开采历史,早以"煤乡"之称闻名中外;山西,是矿产资源资源大省,是我国目前最大的能源重化工基地,矿业及相关原材料加工制品业产值占全省工...
平阳县17586113763: 湖北省区域地质与矿产概况 - ?
翁贝颈得: 湖北省国土面积18.59万平方公里,正处于中国地势第二级阶梯向第三级阶梯过渡地带,地貌类型多样,山地、丘陵、岗地和平原兼备.山地约占全省总面积55.5%,丘陵和岗地占24.5%,平原湖区占20%.地势高低相差悬殊,西部号称“华中屋...
平阳县17586113763: 青海省的矿产分布 - ?
翁贝颈得: (三)矿产资源特点 青海省地域辽阔,地史演化漫长而复杂,经历了数十亿年多期次地壳活动,形成了现今的极其独特的高原地质特征, 特殊的地质环境加上优越的成矿条件,形成了极为丰富的矿产资源.1、我省矿产分布特点 (1)矿产...
平阳县17586113763: 矿体到底是外生,内生,变质矿床怎么判断? - ?
翁贝颈得: 内生矿床,是由地球内部各种能量所导致矿床形成的所有地质作用,称为内生成矿作用.根据其所处的物理化学条件及地质的作用似的不同,可分为侵入岩浆,伟晶岩,气化-热液和火山四种矿作用类型,气化-热液金矿. 是较高温度和压力条件下...
平阳县17586113763: 华北板块与扬子板块在古生代各纪的海陆变迁有何异同 - ?
翁贝颈得: 下面是一些资料,希望对你有帮助.发生在下扬子区的三叠纪海侵是一次重要的地质事件,从此本区与我国东部的大部分地区一起整体转为大陆环境,除了黑龙江省三江地区晚三叠世—侏罗纪仍发育海陆交互地层之外[1],扬子板块与华北板块均...
平阳县17586113763: 外生矿床产什么矿?我国有哪些外生矿床? - ?
翁贝颈得:[答案] 外生成矿作用 指在太阳能等地球外部能源的影响下,在岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的相互作用过程中导致地壳表层形成矿床的各种地质作用叫外生成矿作用.由外生成矿作用所形成的矿床叫做外生矿床 特点:① 能源主要来自地球的外部或地球的...