24中国硫铁矿发展历史和分布分析.docx
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24中国硫铁矿发展历史和分布分析
中国硫铁矿发展历史和分布分析
一、矿床时空分布及成矿规律
（一）时空分布规律
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中国硫铁矿矿床成矿时期多，延续时间长，空间分布广泛，各地质时期主要硫铁矿床的时空分布规律如下：
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1.元古宙
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在元古宙的前震旦纪，辽宁鞍本地区的辽河大石桥组和宽甸群的里尔峪组，赋存有沉积再造和海相火山岩矿床；冀南的阜平群赋存着海相火山岩矿床。
元古宙的震旦纪具有重要的工业意义。
如产于华北地区高于庄组、狼山区的渣尔泰群和浙江、安徽、湖南、福建等省的陡山沱组的有色金属、多金属硫铁矿床等，多为中—大型矿床。
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2.古生代
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古生代的寒武系产有沉积型黄铁矿，如浙西南的荷塘组黄铁矿床。
寒武系是中国海相火山岩型铜-硫铁矿的主要含矿层位之一，著名的甘肃白银矿床即产在下寒武统白银组。
中国最重要的黄铁矿成矿期为泥盆纪，产出的黄铁矿床数量多，规模较大，分布集中，为碳酸盐岩建造，其含矿地层分布地区为粤北—湘中、湘西南的棋子桥组，川北龙门山南麓的观雾山组，甘南猫儿川组，桂东南的郁江组、东岗岭组，陕中的大西沟组等。
古生代的石炭纪为中国黄铁矿的重要成矿时期，在中石炭统底部赋存有煤系沉积型黄铁矿，矿床分布在辽中、鲁西、内蒙古南部、豫西北、晋东南等地。
在西南地区，二叠纪亦是重要的煤系沉积型黄铁矿矿床成矿时期，分布于川、滇、黔及桂西南的煤系沉积黄铁矿矿床，皆产在二叠纪乐平统底部。
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3.中生代
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在中生代的三叠纪、侏罗纪，有少数中小型黄铁矿矿床分布于长江中下游地区，在中生代的白垩纪，有陆相火山岩黄铁矿-铁矿床分布于中国东部沿海地区。
特别是长江中下游的宁芜、庐枞地区的白垩纪火山岩系内。
另外，广东西部的白垩系钙质砾岩内有接触交代型黄铁矿矿床。
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4.新生代
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在吉林中部地区第三纪地层中有煤系沉积型黄铁矿矿床生成。
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在自然硫矿床中，火山喷气型自然硫矿床的形成多与火山活动有关，常见于在第三纪以来，特别是现代火山活动地区，自然硫多聚集于熔岩和火山凝灰质堆积物的裂隙和孔穴中。
沉积型自然硫矿床规模大，是自然硫矿床的主要类型。
如第三纪山东泰安自然硫矿床。
（二）成矿区
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中国硫矿可初步划分为14个成矿区，主要成矿带是：
内蒙古狼山渣尔泰群沉积变质型硫铁矿成矿带；晋豫中石炭统煤系地层沉积硫铁矿成矿带；鲁西下第三系自然硫成矿区；川滇黔上二叠统煤系地层沉积型硫铁矿成矿带；长江中下游（伴生）硫铁矿成矿带；闽粤湘赣桂（伴生）硫铁矿成矿带等。
二、矿床类型
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中国硫铁矿矿床成因类型有沉积矿床、热液矿床等。
但最主要的是喷流沉积矿床。
随着对矿床地质研究的深入，硫矿床成矿物质的来源已基本确定，所以本章对硫矿床分类是基于成矿物质来源进行的。
硫矿床分类详见表4.5.6。
表4.5.6中国硫矿床分类
（一）成矿物质来自地球表部
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1.含煤地层或非含煤地层中沉积硫铁矿矿床
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（1）含煤地层中沉积硫铁矿矿床这类沉积硫铁矿矿床数目较多，总储量大，在中国分布范围广、层位多、面积大，产状平缓，但其矿石品位较低，矿层厚度较薄，难以用机械化大规模开采。
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这类矿床绝大多数产在煤系地层底部，个别的夹在煤系中部。
含矿煤系主要有北方的本溪统与西南地区的上二叠统；其次是鄂中的马鞍煤系（下二叠统）和吉林中部的桦甸组（第三系）。
矿床一般有1～3层硫铁矿层，连续性较好，但矿层内工业硫铁矿矿体常常是不连续的，一般矿层厚度较小。
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（2）非含煤地层中沉积硫铁矿矿床非含煤地层中的硫铁矿一般含硫品位中等，矿种以单一硫铁矿矿床为主，其次为硫铁多金属矿床。
矿床一般赋存在含矿地层的中下部，矿床规模大、中、小均有，少数矿床规模巨大，矿床主要分布在冀北、内蒙古西部、湘南—粤北、粤西、川北、浙西、闽西南等地。
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2.蒸发岩盆地中的自然硫及酸性天然气
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（1）自然硫矿床 蒸发岩盆地内的自然硫矿床主要出现在中新生代古隆起边缘凹陷带或断陷盆地中，矿层为层状、似层状或透镜状，具有较大的远景，比如山东泰安汶东盆地的自然硫等矿床。
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（2）酸性天然气矿床 酸性天然气是指含硫化氢的游离氢化合物气体。
在标准状况下硫化氢是一种非烃类剧毒性的酸性气体，常与烃类、二氧化碳共存，可溶解于石油或地下水中。
含H2S0.1%以上的天然气具有工业意义。
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中国的酸性气田多分布于扬子准地台西部，产层为震旦系、三叠系和侏罗系，以天然气为主，含H2S5%～6%，最高为10%左右。
以四川威远最为集中。
其次为产于第三系的河北赵兰庄高硫气田。
（二）成矿物质来自地球内部的硫矿床
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1.大陆火山-气液矿床
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（1）近代火山型自然硫矿床 火山成因的自然硫矿床在地球上分布较广，在火山地区多见。
中国火山型自然硫主要分布在东部和西部，但已知矿床不多，仅有台湾大屯火山群的自然硫矿床，以及产于深断裂附近的青海硫磺山矿床等。
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（2）火山构造沉陷型硫铁矿矿床 火山构造沉陷型硫铁矿床分布于川、滇、黔三省交界地区，大致沿“康滇地轴”南北向断裂构造带和与之有关的峨眉山玄武岩分布区。
硫铁矿体有的呈透镜状或似层状产于峨眉山玄武岩中，有的产于二叠系龙潭组地层底部与茅口灰岩之间，如“川南煤系硫铁矿”。
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（3）火山岩盆地型玢岩硫铁矿床 这是中国硫铁矿的一种重要矿床类型。
主要分布在长江中下游及东南沿海一带燕山运动中晚期的断陷盆地中，以宁芜庐枞和繁昌地区为代表，是受火山喷发-浅源岩浆活动共同控制的一套由海相转为海陆交替相至陆相的庞大的矿床组合。
在宁芜中生代火山岩盆地，黄铁矿矿床常围绕玢岩铁矿带外缘分布，形成有机联系的“卫星矿带”，各类型黄铁矿床的形成与铁矿受次火山热液活动控制，只因物化条件不同，分别在不同部位成矿。
代表性矿床如安徽向山和马山硫铁矿矿床。
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（4）热液充填硫铁矿矿床 热液充填硫铁矿矿床包括单一的脉状硫铁矿矿床和含有大量黄铁矿（含硫品位达到工业要求）的有色金属（铜、铅锌、钨锡等）和贵金属（金银）脉状矿床。
以充填作用为其主要成矿方式，一般产于火成岩内外接触带或者附近的硅铝质围岩中。
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（5）接触交代型硫铁矿床 矿床包括产在岩体边部接触带和岩体内部捕虏体接触带的夕卡岩矿床以及产在同样部位但夕卡岩化不发育的交代矿床。
矿床的围岩岩性主要是碳酸盐类岩石，包括灰岩、白云质灰岩和白云岩，围岩时代从前震旦纪到白垩纪。
此类矿床在中国主要分布于豫西、湘南、鄂东及粤西。
如河南银家沟、湖南上堡、广东黑石岗、湖北巷子口等矿床。
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2.海底火山矿床
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海底火山矿床是一种最重要的黄铁矿床类型。
矿床的形成与海底火山活动有关。
矿床多为中型以上，矿石含硫品位较高，往往伴生有铜、铅、锌以及稀有金属和贵金属。
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此类矿一般绕火山喷发中心成带或成群出现。
按矿床产出的地质背景，海底火山矿床可分为4类：
产在酸性火山岩中的矿床、产在基性火山岩中的矿床、产在沉积岩和深变质岩中的矿床和产于变质岩系中的硫铁矿矿床。
产于变质岩系中的硫铁矿矿床工业意义最大，矿床一般为大型或特大型，如广东云浮大降坪，内蒙古东升庙、炭窑口均属这类矿床。
三、典型矿床
（一）河南冯封硫铁矿床
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冯封硫铁矿床为中国大型硫铁矿床之一，位于河南省新乡焦作市西10km。
矿床属含煤地层沉积型硫铁矿矿床。
冯封硫铁矿矿区为一走向北东、倾向南东、倾角10°～12°的单斜构造。
矿层赋存于中石炭世本溪组内，延长3650m，延深1850m，可分为S″（下矿层）和S′（上矿层）两个黄铁矿矿层，S′矿层厚0.6～3m，一般2.08m；S″矿层厚0.6～2m，一般厚1.5m（图4.5.2）。
图4.5.2河南冯封硫铁矿区剖面图
1.第四系土及砾石层；2.二叠系煤系；3.石炭系砂岩、页岩、灰岩；4.石炭系粘土岩、黄铁矿、煤；5.奥陶系灰岩；6.煤层；7.黄铁矿层；8.断层；9.钻孔
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S′硫铁矿层沿走向由相互辍连大小不等的透镜体组成。
S″硫铁矿层由若干透镜体连成的3个大透镜体组成。
S′与S″矿层间距是0.3～３７m，一般为3m。
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矿石结构构造：
S′矿层的矿石以聚晶浸染状黄铁矿石为主，细晶块状集合体次之；S″矿层矿石以细晶浸染状黄铁矿为主，聚晶黄铁矿次之。
S′矿层品位一般为15%～30%，最高36%，S″矿层品位一般为12%～18%，最高为29.11%。
矿石矿物成分主要为黄铁矿，次为白铁矿。
脉石矿物主要为粘土矿物及绢云母，次之为水铝石、绿泥石、碳质物，石膏、菱铁矿、方解石及石英等。
（二）青海硫磺山自然硫矿田
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硫磺山自然硫矿田位于祁连山中段，由九个矿区（布鲁斯、波罗沟、干沟、硫磺山4个大矿区及干沟西山、意外沟、无名沟、大洪沟、小洪沟等5个小矿区）大小135个矿体组成。
矿床属蒸发岩盆地中的自然硫矿床。
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矿田位于祁连褶皱系祁连中间隆起带西段，波罗沟-崩沟复向斜北冀，处于祁连北缘深断裂上盘。
构造线总体呈北西方向。
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矿田地层有震旦系、上泥盆统、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系和第三系。
冰积、冲洪积及残坡积层广布的第四系是主要含矿地层。
图4.5.3青海硫磺山Ⅴ号矿体剖面图
1.残坡积层；2.高岭土化蚀变带；3.黑色蚀变带；4.含硫砂砾岩；5.砂砾状自然硫矿层；6.块状自然硫矿层
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自然硫矿床集中分布于布鲁斯至硫磺山一线，总长22km，宽2～3km。
与区域构造线一致，呈北西西向。
自然硫矿体多以透镜状、似层状或不规则形态产于冲积阶地、洪积台地或残坡积层中下部至基岩风化带上部。
矿层顶板为第四系堆积，底板为基岩。
矿体产状与第四系一致。
矿体埋深4～15m，底板最深50多m。
有的矿体如硫磺山Ⅳ号矿体产于碎裂硅化灰岩之中。
图 4.5.4河北赵兰庄超酸性天然气田
1.孔店组上白云岩段；2.下白云岩段；3.硫化氢分布范围；4.一级断层；5.二级断层；6.三级断层；7.上白云岩段顶板等深线
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赋存于第四系残坡积层中的富矿体几乎都呈似层状、透镜状产出，与砂质亚粘土、亚粘土层呈渐变过渡关系，与富含硅质、石灰质角砾岩呈截然的接触关系（图4.5.3）。
波罗沟、硫磺山、无名沟、布鲁斯等地至今仍有硫化氢喷溢，形成自然硫，表明该区自然硫主要形成于渐新世—全新世。
（三）河北赵兰庄高硫超酸性天然气田
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赵兰庄高硫天然气位于华北地台冀中拗陷南部，晋县凹陷东侧，东以宁晋大断层为界，西侧为桃园断层，南与南柏舍储气构造相邻。
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据测试，气田有三个主要含硫化氢气段，自下而上为下第三系孔店组下白云岩段、上白云岩段和沙河街组四段。
圈定含硫化氢气田面积60km2。
其中赵2井测试结果表明，日产硫化氢气达4.5万m3，气体中硫化氢含量达92%，硫含量高达300g/m3。
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气藏储集层白云岩段的物性较差，孔隙度及渗透率很低，并由次生硬石膏或碳酸盐岩类物质充填。
其上白云岩段平均孔隙度6.45%～7.16%，平均渗透率为2.66～28.07Md；下白云岩段平均孔隙度5.96%～6.44%，平均渗透率42.28～64.59Md。
砂岩或砂质白云岩孔隙度发育较好，随泥质增加而降低。
储集空间主要有：
层间缝、构造缝、晶间孔隙、溶洞以及鸟眼孔隙等五类，以前两者为主。
据某井统计，硫化氢气层厚71.9m。
在上白云岩段的顶部尚有一层厚10～17m的盐岩及石膏作为盖层。
以下还有三个储盖组合，每个组合顶部均为泥质岩夹细粉砂岩类，厚10～39m，使硫化氢得以保存。
中、新生代盆地内的次一级构造，为一走向北东的长轴复背斜，酸性天然气赋存在背斜的东部。
图4.5.4为赵兰庄地区下第三系孔店组上白云岩段硫化氢气层分布图。
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目前，从天然气中回收硫已成为世界上最重要的工业硫资源。
因此，勘探、开发赵兰庄高硫超酸性天然气田对改变中国工业硫资源结构具有重要意义。
（四）安徽向山硫铁矿矿床
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向山硫铁矿矿床属火山盆地型玢岩硫铁矿矿床。
矿床位于宁芜中段大型凹山火山穹隆与陶村火山穹隆之间的火山岩顶垂体或凹陷部位，构造为一小型的勺状火山洼地。
黄铁矿化产于中酸性火山岩系中，呈现弧形沿岩体周边展布。
图4.5.5安徽向山黄铁矿床-150m地质平面略图
1.安山岩；2.接触蚀变带；3.闪长玢岩；4.正长斑岩脉；5.黄铁矿贫矿体及编号；6.黄铁矿富矿体；7.磁铁矿体；8.勘探线及钻孔。
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向山黄铁矿矿床全长约1.3km，宽20～200m，7线以北向北或北西倾斜，以南向南西或南东倾斜，倾角20°～30°。
黄铁矿化发育深度北浅南深，北部平均达地下180m（海拔-150m），南部达海拔-490m。
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黄铁矿矿体包含于含矿带中，与围岩无明显自然边界，完全依赖工业品级指标圈定。
已查明主矿体3个，零散小矿体20多个（图4.5.6）。
1号矿体位于0～5线浅部（地下20m），呈扁平椭球体，长280m，宽180m，厚60m，含S30%～40%；2号矿体位于4～8线西部，近南北向延长约300m，宽60m，厚10～20m，最厚处达90m；3号矿体位于3～11线西部，北东向延长约300m，宽20～60m，厚50～90m，该部主要为Ⅰ级品（S含量32%～42%），呈帽状覆于铁矿矿体之上。
矿床规模为大型（图4.5.5）。
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矿石矿物成分主要为黄铁矿，次为黄铜矿、褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿、假象赤铁矿。
脉石矿物主要为阳起石-透闪石；次为绢云母、石英、硬石膏、纤维石膏、高岭石和碳酸盐矿物。
矿石类型基本分为三种；块状黄铁矿矿石、粉状黄铁矿矿石、浸染状黄铁矿矿石。
矿石结构以他形—半自形晶粒状结构为主。
矿石构造主要为块状、粉状、稠密和稀疏浸染状、角砾状和条带状。
矿石硫平均品位为14.05%。
矿区以贫矿石为主，占总储量80%以上。
矿石化学成分较杂，铜、铅、锌与黄铁矿关系密切，组合样中铜最高含量为0.41%，一般含铜0.21%～0.87%，主要富集于紧靠接触带较富的黄铁矿矿石中，有害杂质砷含量偏高。
（五）广东陆丰黄铁矿矿床
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矿床位于广东陆丰县北西17km。
属中低温热液交代充填型脉状矿床。
矿床受莲花山构造带的次一级构造控制，北北东方向展布。
矿体呈脉状沿构造断裂带展布。
断裂在平面上组成两个相抵的帚状，总长度已控制4.5km，延深400～500m或更深。
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矿床由一组大体北西向矿脉群组成，Ⅰ号主矿带长4.5km以上，宽30～400m，已控制斜深400～500m，分布有大小矿体24条。
Ⅱ号矿带长约1km,延深小于100m。
含矿岩石是斑岩杂岩体，被强烈蚀变为黄铁绢英岩。
矿体最大厚度5m，走向上变化规律明显，自南而北由单一黄铁矿过渡为含铅锌黄铁矿。
矿区地层主要为侏罗系石英砂岩、凝灰岩和凝灰熔岩等。
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矿石矿物成分很复杂，主要矿物有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、斑铜矿、辉钼矿、辉铜矿、自然银、自然金、螺状硫银矿、黝铜矿、硫铋铅银矿、硫铜铋矿、硫砷铜矿、硫锑铜银矿、硫铋铅银矿、针硫铋铅矿、碲铋矿等。
主要脉石矿物有石英、绢云母、长石、方解石、绿泥石、金红石等。
矿石多呈自形—半自形粒状结构、包含结构、生长环带结构、碎裂交代结构等。
矿石构造有：
块状、角砾状、浸染状、脉状构造等。
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矿床伴生有铜、金、银、碲和铋。
它们均呈不同的独立矿物赋存在黄铁矿矿石中，其综合利用价值相当可观。
伴生有益组分分布规律研究表明，金主要富集在近地表的浅部，在氧化带富集成矿。
碲、铋在矿石中普遍发育，品位变化稳定。
铜在全区有分布，特别是在10号矿体中高度富集。
（六）内蒙古东升庙硫铁矿矿床
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著名的东升庙多金属硫铁矿矿床以规律巨大、伴生有用组分多、矿物组合和成因特征独特而为矿床地质工作者瞩目。
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东升庙多金属硫铁矿矿床为产在细碎屑岩-碳酸盐岩中的海底喷气-沉积矿床。
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东升庙矿区位于区域狼山复背斜南翼东段，矿区南缘以喜马拉雅期阶梯状正断层组F1与河套平原分界，其北
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