1、1广元地区二叠系煤层及共伴生矿产成矿规律及找矿方向初探关键词：广元地区 二叠系 煤层及共伴生矿产 成矿规律 找矿方向 1、 概述 广元地处川北地区，区内二叠系地层出露齐全，分布广泛，主要分布区包括广元市的青川县、剑阁县、利州区、朝天区、旺苍县等地。二叠系是该区域主要的沉积矿产成矿地层之一，近年来，随着大量社会地质勘查工作的开展，对该区二叠系地层煤矿及其伴生矿产的勘查工作取得了一定进展,取得了较多的全新认识，特别是对赋存于该区二叠系地层的煤层及伴生矿产的成矿规律及其找矿方向有了更进一步的认识,本文特从本人在该区域多年长期从事该项工作的基础上与大家一起探讨以上课题。 2、区内主要时代矿产及成矿地质
2、背景 2.1、主要时代矿产 广元地区产于二叠系具有一定工业利用价值或潜在利用价值的主要矿产有：煤、铝土矿（包括高铝粘土、耐火粘土、含铁粘土等） 、硫铁矿、钒矿（V2O5） 、天然沥清矿等,成矿时代为：二叠系下统梁山组(P1l)和二叠系上统吴家坪组(P2w)(原称龙潭组（P2l） 。其中以煤矿为典型代表，其余矿产为近同时代共伴生矿产，其相应特征见后面相应描述。 2.2、主要矿产地分布及成矿时代背景 2该区二叠系主要矿产地的分布，主要该区二叠系地层的出露及区域性地质构造的分布有关，主要的矿区分布主要有：朝天区的以曾家箱状复背余有关的曾家矿区、汪家至李家矿区、与牛蜂包复背斜有关的牛蜂包临溪麻柳矿区、
3、冯家坡上坝(车家坝)矿区、羊木飞仙关矿区及金台矿区等，青川县与矿家梁矿山梁背斜及松盖坝倒转向斜有关的白家楼子矿区等，利州区的罗家矿区，旺苍县的与吴家垭背斜有关的吴（家垭）康（家院）贺（家院）矿区，与福庆场复向斜和大两会背斜有关的汶水大两会矿区等。这些典型矿区分别设置有谢家湾硫铁矿、通木坑煤矿、张家坝粘土矿等近三十余家采矿权，另设置有熊塘山煤矿详查、况家坪硫铁矿普查、大垭上铝土矿普查、旺苍县茶叶山王家山钒矿探矿权等多家多矿种探矿权。 3、成矿地质特征及规律 3.1、成矿古地理特征 该区的二叠系主要代表性矿产为上述以煤及其共伴生铝土矿、硫铁矿等为代表的沉积矿产,其古地理沉积环境主要为滨海相及海陆交
4、互相，局部为滨海泻湖相沉积,总体而言，具体以二叠系上统吴家坪组(P2w)(原称龙潭组（P2l）成矿古地理特征作代表性分析，其成矿及其围岩基底为：上扬子海盆西北缘沉积的一套滨海边缘相滨海边缘沼泽相的含煤铝土矿建造及浅海相碳酸盐建造，从时空上体现出一个较完整的三级海侵旋回，因此滨海边缘相滨海边缘沼泽相的铝土矿建造及浅海相碳酸盐建造是二叠系区域性成矿的典型岩相组合标志，其古地理特征明显，特别是浅海相碳酸盐建造，显示其独特的化学沉积特征，与铝土矿建造在3时空上的沉积间隙，是该时代集中沉积成矿的典型时期，其间的间隙过渡，主要表现在滨海相及海陆交互相的部份滨海泻湖相沉积,该时期为后来的以煤为代表的时代沉积
5、矿产成矿提供了主要的物质来源，该区二叠系煤层直接顶板（伪顶）一般均有一层粉砂岩或粉砂质页岩，以及其底板为含硫铁矿铝土岩的含矿层构成层序，充分体现了这种近海（滨海）相与近陆相的过渡或交替过渡的时空特征及成矿古地理环境特征。 3.2、含矿层及围岩组合特征 该区二叠系下统梁山组(P1l)和二叠系上统吴家坪组(P2w)(原称龙潭组（P2l）)均为主要成矿地质层位，二者在成矿机理上基本相似，且均以沉积煤矿为典型代表，不同的是前者沉积成矿时间较早，成矿形成伴生矿产没有后者丰富，因此在形成含矿层及围岩组合特征上也略有不同，下面分别述之： 二叠系下统梁山组(P1l),其含矿层及围岩岩性组合主要为以中厚层状灰岩
6、为顶板，其下分别为煤层粘土岩、高岭土（耐火粘土）及铝土矿的近同期软质层，下覆为中厚层灰岩，根据对牛蜂包临溪麻柳矿区、冯家坡上坝(车家坝)矿区和汶水大两会矿区等地的规律性观察，煤层与相邻软质层，其沉积厚度均受其基底以碳酸盐岩为代表的沉积环境变化而呈现相互负相关的“此消彼涨”规律性变化，软质层中硫铁矿含量一般略低于二叠系上统吴家坪组(P2w)(原称龙潭组（P2l）中的相似组合。 二叠系上统吴家坪组(P2w)(原称龙潭组（P2l）),是该区分布最广泛的二叠系主要成矿地层，其围岩组合特征为：含矿层及围岩岩性组合主4要为以中厚层状含燧石结核灰岩为顶板，其下分别为粉砂岩或粉砂质页岩薄层（一般 0.22.5
7、m)、煤层、硫铁矿层或含硫铁矿粘土岩或铝土矿软质层，下覆一般茅口组为中厚层灰岩，根据对曾家矿区、汪家至李家矿区和吴（家垭）康（家院）贺（家院）矿区等地的大量规律性观察，煤层与相邻的下覆软质层（硫铁矿层或含硫铁矿粘土岩或铝土矿） ，其沉积厚度也均受其基底以碳酸盐岩为代表的沉积环境变化而呈现相互负相关的“此消彼涨”规律性变化，软质层中硫铁矿含量一般较高，多数地段一般均能单独成矿，形成具有一定工业价值的矿体。 3.3、主要矿产及共伴生矿产特征及赋矿规律 据前所述，该区产于二叠系具有一定工业利用价值或潜在利用价值的主要矿产有：煤、铝土矿（包括高铝粘土、耐火粘土、含铁粘土等） 、硫铁矿、钒矿（V2O5）
8、 、天然沥清矿等。其中以煤矿为典型代表，其余矿产为近同时代共伴生矿产，现在正大量开采利用的主要为煤矿，少量硫铁矿和铝土矿（包括高铝粘土、耐火粘土）也有一定开采利用，目前对钒矿（V2O5） 、天然沥清矿的勘查及开采利用也已积极开展，取得了一定初步成果； 下面将以上矿产的主要特征大致描述如下： 煤矿：在二叠系下统梁山组(P1l)和二叠系上统吴家坪组(P2w)(原称龙潭组（P2l）)均有产出，煤层均呈似层状，为单一煤层，结构简单，除部份地段煤层顶底板有少量岩质炭岩外，其余一般不含或少含夹矸，煤层均与其顶底板岩层同斜产出，其产出状态严格受地层及区域构造控制或影响，体现出明显的层控制矿床特征，煤层在走向
9、上和延伸上其厚度变较大，稳定性一般均较差，极值厚度变化一般在 08.8m 不等，尤5以梁山组(P1l)煤层变化大为代表。煤质特征一般均为中高灰、低高热值富硫烟煤，可作发电、动力及民用煤,不同矿区的煤层发热量不尽相同，局部地段达到 30MJ/kg 以上的高热值，大多数矿区一般发热量均为12.5MJ/kg24MJ/kg 的低热值至中热值，部份地段为低于 12.5MJ/kg 的特低热值，一般用作烧制砖瓦，以梁山组(P1l)煤层为多。 其他共伴生矿产：以沉积型硫铁矿和铝土矿（高铝粘土、耐火粘土等）及钒矿（V2O5）为代表，前二者主要与煤矿形成共生矿产关系，后者主要与煤矿形成伴生矿产关系，前二者一般产于
10、代表性煤矿层的底部，实际一般为煤矿层的直接底板，为典型的软质赋层。 硫铁矿一般能单独形成层状矿体，同时多数地段硫铁矿呈星点状分散状嵌布于与铝土矿中，这也是二叠系沉积型硫铁矿的典型成矿特征，有明显层状硫铁矿分布地段其矿层中有效硫品位一般高于分散状硫铁矿层，前者有矿层有效硫含量一般在 16%32.9%，而后者因呈星点状分散嵌布，综合矿层中硫铁矿容矿率较低，故有效硫品位一般较低，矿层有效硫含量一般在 8%24.6%。 铝土矿层根据矿层中 Al2O3 含量不同，不同地段分别将其作为高铝粘土、耐火粘土、铝土质页岩等矿产进行开采利用，不同地段的铝土矿成矿赋集状况不尽相同，因此不同地段的铝土矿 Al2O3
11、含量也不尽相同，铝土矿质量差异性也相对较大,总体上铝土矿 Al2O3 含量较高地段以矿山梁背斜及松盖坝倒转向斜矿区为代表 Al2O3 含量 45%73%,平均在60%65%，质量较好；耐火粘土以朝天牛蜂包临溪麻柳矿区为代表，Al2O3 含量 31%43%,耐火度 1770。 6钒矿（V2O5）,区内钒矿主要以氧化物的形式与煤矿或铝土矿伴生，根据对区内各矿区煤矿及铝土矿中伴生钒矿（V2O5）有取样分析，大部份取样点其 V2O5 含量达 0.08%1%,较多地段能达到或接近伴生钒矿（V2O5）的一般工业要求，因此，加强该区内钒矿（V2O5）的勘查工作是很有希望找到和圈定一定规模的有用钒矿（V2O5
12、）的。 钛、镓、铟等稀有元素，该项区二叠系煤系地层中以上三种稀有或分散元素经局部光普分析，均有较高的含量,其中特别镓的含量能达0.002%0.003%,钛主要以氧化物存在,其 TiO2 含量在该区二叠系煤系矿层其含量一般在 1%5.5%,部份地段能达到伴生钛矿的工业利用品位,因此应加强该区内对这些稀有或分散元素勘研究及分析利用工作。 4、找矿靶区及找矿方向初探 根据以上评述，笔者认为该区二叠系煤及共伴生矿产的主要找矿靶区，应根据区内二叠系地层的主要分布地段及主要受控制地质构造的发育程度来选项取和确定，从矿种分布来看，还应综合考虑各不同区段的不同矿种的集中成矿规律的确定，综合上论及： 1）以煤矿
13、及伴生钒矿（V2O5）和钛、镓、铟等稀有元素为主要找矿方向，应优先考虑已有煤矿采矿权分布的区段及相邻区段，根据潜在规模，其中以旺苍的与福庆场复向斜和大两会背斜有关的汶水大两会矿区最有潜力，其次还有朝天区的以曾家箱状复背余有关的曾家矿区、金台矿区等处，同时应作好共伴生矿产的开发利用等综合研究工作； 2）以硫铁矿为主要找矿方向，应优先考虑有硫铁矿采矿权分布的以曾家箱状复背余有关的曾家矿区,其次有汪家至李家矿区等地； 73）以铝土矿为主要找矿方向，应优先考虑以矿山梁背斜及松盖坝倒转向斜有关的白家楼子罗家矿区,其次有羊木飞仙关矿区及汶水大两会矿区等地； 4）以耐火粘土为主要找矿方向，应优先考虑与牛蜂包
14、复背斜有关的牛蜂包临溪麻柳矿区矿区,其次有羊木飞仙关矿区及汶水大两会矿区等地； 5、结论 通过以上所述及，笔者对广元地区二叠系地层煤层用其共伴生矿产成矿规律及找矿方向初步探得出以下结论： 1.区内二叠系地层煤层及其共伴生矿产均为典型近海（滨海）相与近陆相的过渡或交替过渡的沉积矿产，沉积时空的交替变化，形成了煤层（含共伴生矿产）沉积成矿的不稳定性，也形成了矿层稳定性差，厚度及质量差异性变化较大的规律性特点。 2区内二叠系地层分布广泛，以煤为主的其他共伴生有用矿产开发利用程度还较低，新兴的勘查工作已部份取得了较好勘查成果，越来越多的能达工业利用指标的地段被发现，因此在区内大力开展以二叠系煤层为主的其共伴生矿产的勘查工作很有希望找到更多的有用矿产地，特别是对钒矿（V2O5）等矿共伴生矿产的深入勘查研究，对区内二叠系地层矿产的综合利用必将提高到一个新的高度，将大大提高对国家工业建设的贡献力度。
