(上)中国硫矿床特征及资源潜力分析

2014-03-19

    硫是基本化工原料,硫矿的直接用途是制取硫酸和硫磺。世界硫消费量的70%以硫酸形式用于制造化肥,30%以硫酸和硫磺的形式用于化工等30余个工业部门。国外硫源主要来自石油及天然气中的回收硫,约占46%,其次为自然硫,约占18%,其余为硫铁矿及有色金属硫化物中硫。我国硫矿资源结构与世界其他国家情况不同,工业开发利用的主要为硫铁矿和伴生硫铁矿。已发现的硫资源包括硫铁矿、伴生硫铁矿、自然硫,石油及天然气、煤、油页岩中伴生硫,以及有色金属硫化物、石膏、明矾石等矿。

    目前中国硫矿资源主要是硫铁矿,已探明矿产地达800处,硫矿石量约50亿t(品位达35%以上的富矿1.7亿t)。在提炼硫磺和制取硫酸方面的生产成本、品质等均不够理想,且环境污染严重。从长远看,急需大而富的硫铁矿,更需能满足开发利用的自然硫和硫化氢。而自然硫已知矿产地10处,矿石量虽有32亿t,但目前尚不能开采。硫化氢已知产地数处,而高质量的也不能开发。因此,进一步开展硫矿成矿条件和规律的研究,进行较大比例尺的成矿预测,为21世纪全国新一轮矿产资源大调查提供靶区,加大地质勘探工作的投入迫在眉睫。

    1中国硫矿床主要类型及地质特征

    中国硫矿按成因类型可分为自然硫矿床和硫铁矿矿床2大类型。硫铁矿是能为工业利用的硫化铁。矿物的习惯叫法,他并非矿物学名称,而是总称,包括黄铁矿(Pyrite,FeS2)、白铁矿((Marcasite,FeS2)和磁黄铁矿(Pyrrhotite,Fe1-xS)3种矿物成分相同,密切共生,只是物理性质不同,统称硫铁矿。中国硫铁矿矿床分布广泛,成矿控制因素多,成因类型复杂,从岩浆矿床到沉积矿床均有产出。硫铁矿矿床的另一特点是矿产组合复杂,除单一硫铁矿床之外,很重要的一部分常与有色、黑色、稀有、贵金属等金属矿伴生;另一部分又往往和黏土、铝土、煤炭、火山岩等燃料非金属矿共伴生,几乎涉及到矿床学的大部分领域以及各类固体矿产。

    从工业利用的角度来看,我国硫铁矿矿床可分为以硫铁矿为主的硫铁矿型、煤系沉积型和以硫铁矿为主,共伴生多金属矿产达到工业规模的多金属型3大类。结合矿床的资源储量规模、工业意义及成因特点,划分为7个主要工业类型:沉积变质硫铁矿矿床、海相火山岩硫铁矿矿床、陆相火山岩硫铁矿矿床、沉积(改造)硫铁矿矿床、岩浆热液型硫铁矿矿床、煤系沉积硫铁矿矿床,如表1所示。

    我国硫资源储量居世界第5,以硫铁矿和伴生硫铁矿为主。已探明矿产地达750处,硫矿资源储量()约为14.87亿t。其中:硫铁矿()8.5亿t;伴生硫铁矿()316亿;自然硫3.21亿t。硫铁矿资源产地多、分布广,但资源储量相对集中在华东、中南、西南3大区,以及山西、内蒙古等省()。我国硫铁矿以低品位贫矿石为主,硫质量分数>35%的富矿石较少,主要集中在广东和安徽等省。

    1.1沉积变质硫铁矿矿床

    我国重要的硫铁矿工业类型产于前寒武纪沉积变质岩系中。矿体呈层状、似层状产出,矿床规模以大中型为主,矿石品位以富和中等者居多。主要分布在内蒙古狼山成矿带和广东云浮成矿带。内蒙古狼山成矿带沉积变质硫铁矿床集中分布在渣尔泰晚远古代裂陷槽中,赋矿地层为渣尔泰群碳酸盐岩、碎屑岩和中基性火山岩。硫铁矿多为大型,在空间上与PbZnCu矿床密切共生,如东升庙、炭窑口、甲生盘、山片沟、对门山。广东云浮成矿带中的大降坪矿床,其硫铁矿赋矿层位为前寒武系变质碎屑岩夹碳酸盐岩地层,矿床规模大,品位富,矿体形态和组分简单。该类型矿床是目前开发利用的主要对象。

    1.2陆相火山岩硫铁矿

    陆相火山岩硫铁矿属玢岩铁矿成矿系列的晚期强烈的蚀变矿化(黄铁矿化)产物。在晚侏罗-早白垩世的陆相火山岩内,常与铁矿和明研。石、石膏等矿。产共生。每个矿床都是由多个复杂透镜状矿体构成。其中少数大矿体规模大,占矿床总储量的70%-80%以上。矿石以浸染状构造为主,含硫品位中贫。矿床主要分布在苏皖的宁芜、庐枞地区,浙东南、闽南、胶东、粤东也偶有分布。矿床规模以大中型为主。成矿与燕山期火山作用有关,共伴生有铁、石膏、明矾石等矿产,主要矿床有安徽向山、马山、何家小岭、大包庄、新桥等。

    1.3海相火山岩硫铁矿

    海相火山岩硫铁矿指的是产在海相火山岩内的有大量硫铁矿共生的硫化物矿床,通常称为块状黄铁矿床或黄铁矿型铜矿、海相火山岩矿床。国内外对这类矿床的研究较为深入,并且细分为许多类型。我国这类硫铁矿床分为3个类型,即产在喷发中心附近熔岩内的矿床、产于火山岩层间的矿床租产于喷发岩与正常沉积岩之间的矿床。各类型矿床都是由多个矿体组成,少则几十个,多则200余个。小矿体矿石储量仅数百吨,大矿体数千万吨。矿床在火山岩内产出的部位不同,矿体的形状也有所不同。总的来说,矿体以透镜状、似层状为主,多顺层产出。矿床规模以大、中型为主。含硫品位中-富,伴生有铜、铅、锌和多种稀有金属元素、贵金属。产出层位主要是古生界和前古生界,如甘肃白银地区的下寒武统白银组、辽南前古生代宽甸群里尔峪组、河北南部太古代的阜平群、陕西南部前志留纪碧口群等。

    该类矿床是我国硫(硫铁矿)、铜矿床的重要类型,具有很重要的工业意义。从世界范围来看,这也是硫、铜、铅、锌、稀有分散元素和贵金属的重要矿床类型。

    1.4沉积(改造)硫铁矿

    沉积(改造)硫铁矿指的是沉积形成的分散矿质经热液汲取后,运移至易r成矿场所并主要以交代作用形式形成的矿床。沉积硫铁矿矿床以单一硫铁矿为主,矿床规模般为中小型,矿石品位中等。分布于冀北、湘西、福建、安徽、陕西等地。冀北地医沿中朝准地台北缘,西从涿鹿乔麦川沿燕山沉降带至承德兴隆高板河、尚可再延至辽宁建昌八家子,为一沉积硫铁矿成矿带。成矿时代属中晚远古代,以学硫、铅锌-硫矿床为主,典型矿床为河北兴隆高板河。

    沉积改造硫铁矿床明显受地层层位和岩性控制,赋矿地层为碳酸盐岩,矿床常由多个形态复杂的矿体组成,矿石品位较富,具有沉积后热液交代改造的特点。单一硫铁矿矿床和多金属硫铁矿矿床均有产出,规模一般为中-小型,主要分布在粤北、湘南等地,矿床产于中、上泥盆统碳酸盐的地层巾,代表矿床有广东英德红岩、梨树下等。

    1.5岩浆热液型硫铁矿

    1.5.1矽卡岩硫铁矿

    包括产在岩体内外接触带的高温热液交代矿床,矽卡岩为矿体直接剧岩。这种类型的单一硫铁矿矿床较少,与铁、铜、钼、铅、锌等矿产共伴生的矿床数量较多。矿床规模以巾小型为主,矿石以申等贫矿为主,磁黄铁矿台量常常较高。此类矿床分布范陶广,我国大部分硫、多金属成矿带均确矿床产出,主要分布区为铜陵、豫西、鄂东南、粤西。其代表矿床有湖南七宝山、河南银家淘、湖北巷子口、江阿青塘,广西火厂铜坑、广东黑石岗等。

    1.5.2热液脉型硫铁矿

    热液脉型硫铁矿产于各时代沉积岩、岩浆岩、变质岩中,以中低温热液交代矿床为主,成矿与火成岩关系密切,矿体形态多受裂隙控制,成复杂脉状。矽床规模一般为中小型,矿石品位以中富矿为主。单一硫铁矿矿床较少,一般与铜、铝、锌、钨、锡、金和银等共伴生。热液充填交代硫铁矿床与矽}岩硫铁矿矿床类似,分布范围较广,但以东南沿海地区居多.主要矿床有浙江龙游牛角湾;辽宁张家沟;江苏云台山、岔路口;广东官田、大宝山;山东唐家沟;广西弄华等。

    1.6煤系沉积硫铁矿

    煤系沉积硫铁矿指产在煤系地层内的沉积硫铁矿床。此类矿床数日多,总储量大,是我同重要的硫铁矿工业类型。含矿煤系主要有我同北力地区的本溪统,西南地区的上二叠统,其次有鄂中的马鞍煤系,吉林中部的桦甸组。矿床绝大多数产在煤系地层底部,个别夹在煤系中部。矽体呈层状,厚度较薄,品值以贫为主,一般适合地方小规模开采。北方地区媒系硫铁矿在山西、河南、山东等地发育较好。矿床产在本溪组底部。主要矿床有山西阳泉、刘家山、周村、河南冯封等。西南地区煤系硫铁矿产于上二叠统乐平煤系的底部,在滇、黔、川、鄂、桂各省均有黄铁矿层分布,主要矿床确四川大树、先锋周家、贵州三岔河、米江、云南扯土、广西杭东等。

    1.7自然硫矿

    我周自然硫产地近10处,资源储量约3.21亿t。自然硫矿床可分为与蒸发岩盆地有关的沉积矿床和与火山活动有关的矿床。与蒸发岩盆地有关的沉积矿床有山东泰安朱家庄和大汶口两地。朱家庄自然硫矿床是目前中国已知最大的此类矿床,矿层赋存于下第三系汶口组,为一套湖相碎屑岩-硫酸盐建造。固其开采技术条件较差,暂时难以利用。与火山活动有关的矿床大致受环太平洋构造火山带控制,在黑龙江五大莲池、台湾省大屯火山群、西藏羊八井、云南腾冲均有矿化点分布。此外,沿塔里木准地台西缘、北祁连造山带断裂系中也有自然硫矿床分布,如新疆柯坪、青海硫磺山等地,多为小型矿床或矿化点,部分已开采利用。

    2我国硫矿床找矿潜力分析

    硫矿是我国重要的化工矽种之一,积极开展硫矿床成矿特征及资源潜力研究具有重要的现实意义。硫矿主要的分布地区有粤北-湘南、粤西、云责川三省相邻地区、长江中下游以及浙中、胶东、豫西北晋东南、晋东、川北龙门山区和辽东半岛北部至长春一带等。其中较密集分布的地区主要有粤北的英德北部地区、粤两的云浮地区、川南滇东北-黔西北三省接壤地区、皖南铜陵附近、赣西北地区、长江下游宁芜和庐枞地区、豫西北-晋东南的焦()-()地区、川北仰天窝地区、辽东风城附近以及浙江溪口附近等。

    2.1沉积变质型硫铁矿找矿远景区

    2.1.1云浮-信宜找矿远景区

    云浮硫铁矽是亚洲最大的硫铁矿床,这种类型的硫铁矿在其所处的远景区常见,其含矿地层为中-新元古代云开群第三组、南华系大绀山组、震H系坝里组,碎屑岩、火山碎屑岩夹碳酶盐岩建造。

    远景区东北部与成矿有荚的沉积作用发生在南华纪和震旦纪,形成一套碎屑岩、火山碎屑岩夹碳酸盐岩建造,夹黄铁矿富集层或黄铁矿层。加里东期、印支期发生的区域变质作用,对含矿原岩建造进行改造,使黄铁矿更加富集,形成黄铁矿矿床。区内查明资源量228785kt,预测资源量达129663kt

    2.1.2东升庙-甲生盘找矿远景区

    东升庙-甲生盘找矿远景区位于狼山-白云鄂博裂谷带,构造线总体走向北东、北东东,狼山复背斜控制着区内硫矿和其他矿产的分布,也限定了沉积矿产和沉积变质矿产的找矿方向。已知在构造复合部位伴生的次级断裂,如果热液蚀变作用比较强,岩体和围岩蚀变比较明显,都有不同程度的矿化,往往形成工业矿体。区内已发现硫铁矿床6处,查明资源量486133.73kt,预测资源量达742799.32kt

    2.1.3古丈-安化找矿远景区

    古丈一安化找矿远景区位于江南地轴雪峰山古陆南段,含矿层位震旦系陡山沱组分布于古陆边缘浅海海湾或浅海水下隆起区中泻湖内。褶皱、裂隙发育有利矿化富集,尤其是背斜轴部是矿化富集区。顶板为白云岩与炭质板岩、白云质板岩互层;含矿层为微晶白云岩、含炭泥质微晶白云岩、强矿化隐晶白云岩(铅锌矿、黄铁矿矿层),中上部夹一层较稳定的旋质板岩、白云质板岩(标志层);底板为灰绿色冰碛砂砾岩。区内查明资源量为19827kt,预测资源量达156269kt

    2.2沉积(改造)型硫铁矿找矿远景区

    2.2.1兴隆-宽城找矿远景区

    兴隆宽城找矿远景区位于河北省东北部,行政区划隶属承德、平原、兴隆、宽城、遵化、迁西县远景区。大地构造位置位于赶西-密云陆核带外缘,即中元古代燕辽裂陷带内。

    本区硫铁矿床形成于中元古代海侵时期,其成矿围岩为长城系高于庄组含锰白云岩。矿床矿化类型为海相沉积型,成矿元素为FeSZnPb等。

    区内矿床呈东西向分布在兴隆、遵化、宽城、青龙等地,以高板河一沙窝店一带最好,高板河矿床规模最大。区内共查明资源量30329kt,预测资源量158329kt

    2.2.2风山-东兰找矿远蒂区

    风山-东兰找矿远景区位于广西西北部凤山县、天峨县、乐业县、凌云县一带,是广西沉积型硫铁矿最重要的找矿远景区。

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