湖南省通天廟地區(qū)鐵錳礦床類型、控礦規(guī)律及找礦方向

陳長江 黎原 胡斯琪 詹峻一

摘 ?要 ?湖南省通天廟地區(qū)主要見有三種類型鐵錳礦床：風(fēng)化淋濾型、沉積型及鐵帽型。它們分別受控于不同地質(zhì)條件：風(fēng)化淋濾型主要受第四系地層或構(gòu)造盆地控制;沉積型主要受二疊系、石炭系和泥盆系地層控制;鐵帽型主要受泥盆系地層和構(gòu)造控制，因此，在本區(qū)內(nèi)尋找以上三種類型的鐵錳礦床，特別注意在第四系、二疊系、泥盆系地層中和構(gòu)造盆地疊加部位。

關(guān)鍵詞 ?鐵錳礦床類型;控礦因素;找礦方向;通天廟地區(qū)

中圖分類號(hào)：P618.3 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： There are three types of iron and manganese deposits in tongtianmiao area， Hunan Province： weathering leaching type， sedimentary type and gossan type. They are respectively controlled by different geological conditions： the weathering and leaching type is mainly controlled by Quaternary strata or structural basins; the sedimentary type is mainly controlled by Permian， Carboniferous and Devonian strata; the gossan type is mainly controlled by Devonian strata and structures. Therefore， the above three types of iron and manganese deposits are searched in this area， especially in Quaternary， Permian and Devonian strata and the superimposed part of the structural basin.

Keywords： Types of iron and manganese deposits; ?Ore-controlling factors; ?Prospecting direction; ?Tongtian temple area

湖南省通天廟地區(qū)鐵錳礦在區(qū)內(nèi)占有重要位置，見有鐵錳礦床50余處，其中大型1處，中型3處、小型4處。隨著找礦工作的深入，除已探明的太平、毛俊等大型鐵錳礦床外，又發(fā)現(xiàn)了一批具大中型找礦前景的鐵錳礦產(chǎn)地，顯示出該區(qū)仍具有較大的找礦潛力。

1 ?成礦地質(zhì)背景

通天廟地區(qū)屬于華南褶皺系（Ⅰ級(jí)）、贛湘桂粵褶皺帶（Ⅱ級(jí)）、湘南加里東-印支穿插褶皺帶（Ⅲ級(jí)）、新田-藍(lán)山印支褶皺帶（Ⅳ級(jí)），九嶷山巖體北側(cè)，是南嶺成礦帶中段北緣的重要組成部分。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)除缺失志留系地層外，從震旦系至第四系地層均有分布。其中以泥盆系、石炭系、二疊系及第四系地層出露最全，分布最廣（圖1）。區(qū)內(nèi)鐵、錳礦產(chǎn)95%以上礦床（化）點(diǎn)位于第四系、二疊系和泥盆系地層中。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，斷層構(gòu)造主要發(fā)育北東向、南北向、北西向、東西向四組。褶皺構(gòu)造主要有緊閉型、半開闊-緊閉型、開闊型等三種。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，產(chǎn)出時(shí)代為加里東期至燕山期，主要有石頭橋巖體、水蓮角巖體、沙子嶺巖體、西山巖體及金雞嶺巖體等。巖漿具多期次、多階段活動(dòng)特點(diǎn)。

總之，該區(qū)成礦地質(zhì)條件較好。第四系、二疊系、泥盆系等層位的含鐵錳質(zhì)巖層為成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，區(qū)內(nèi)發(fā)育的構(gòu)造，尤其向斜構(gòu)造形成的低洼盆地，為區(qū)內(nèi)鐵錳礦床的形成提供了儲(chǔ)礦空間。

2 ?礦床類型及地質(zhì)特征

2.1 鐵錳礦床類型的劃分

通天廟地區(qū)新發(fā)現(xiàn)長坪鐵錳礦、塘村菱鐵礦、小胡-樂塘錳礦和已發(fā)現(xiàn)的太平鐵錳礦、毛俊鐵錳等50余處礦床（點(diǎn)），按其礦化特征，礦石類型和成因等分為風(fēng)化淋濾型、沉積型及鐵帽型三類（表1）。

2.2 主要礦床地質(zhì)特征

下面，簡述三個(gè)類型的代表性礦床地質(zhì)特征。

2.2.1 ?毛俊鐵錳礦床

（1）礦區(qū)地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)為第四系紅土層所覆蓋（圖2）。該區(qū)含礦巖系為第四系殘坡積物，含礦巖系下伏地層為泥盆系棋梓橋組和黃公塘組，區(qū)內(nèi)構(gòu)造屬新嘉復(fù)背斜與袁家凹向斜過渡部位。

（2）礦體地質(zhì)特征

含礦巖系可劃分為三個(gè)段：上段為紅褐色粘土。中段為含錳鐵粘土夾結(jié)核狀鐵錳礦層，為上礦層，厚度為0～13.0m。呈似層狀、透鏡狀，產(chǎn)狀近于水平。下段為土狀鐵錳礦層，為本區(qū)主礦層，為下礦層，厚度為0～29.59m。

區(qū)內(nèi)控制土狀鐵錳礦體5個(gè)，各礦體地質(zhì)特征（詳見表2）：

土狀鐵錳礦層賦存于第四系殘坡積物下部。礦層為厚層狀，局部夾淺紅褐色錳鐵結(jié)核和錳鐵碎塊。礦石均勻分布，呈層狀、似層狀，近水平產(chǎn)出。

土狀鐵錳礦石呈褐黑色，松散土狀，可塑性差。礦石中各種礦物粒度細(xì)小，混雜緊密共生。礦石呈微～細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)，土狀構(gòu)造。

礦石礦物有褐鐵礦、赤鐵礦、軟錳礦、硬錳礦等。

褐鐵礦：主要成分為針鐵礦、水針鐵礦、水赤鐵礦，呈不規(guī)則的針狀、片狀集合體礦物，多呈膠狀體，其存在形式有三種，①多孔狀褐鐵礦;②不規(guī)則細(xì)粒狀褐鐵礦;③粘土質(zhì)褐鐵礦或鐵錳質(zhì)高嶺土，該類為主要礦石礦物類型。

軟錳礦、硬錳礦：賦存狀態(tài)大致三種，①微粒與鐵質(zhì)、粘土混雜共生;②細(xì)星散狀分布于粘土質(zhì)褐鐵礦及鐵質(zhì)高嶺土中;③細(xì)脈狀穿插于褐鐵礦石中。

2.2.2 ?小胡-樂塘錳礦床

（1）礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)位于袁家向斜東翼，地層呈單斜展布，自東向西依次出露石炭系、二疊系、三疊系。巖層走向北東，傾向290°-310°，傾角25°-45°。區(qū)內(nèi)斷層主要表現(xiàn)為北東向和北西西向兩組。

（2）礦體地質(zhì)特征

含錳地層為二疊系孤峰組。其下段為一套灰黑色頁巖、鈣質(zhì)粘土巖;上段為灰黑色含炭泥質(zhì)硅質(zhì)巖、泥砂質(zhì)頁巖夾含錳灰?guī)r（錳礦層）構(gòu)成。

含錳灰?guī)r（礦層）沿走向呈豆莢狀、扁豆?fàn)睢⑼哥R狀、似層狀產(chǎn)出，其延伸長度約40km，厚度3-7m。剖面上，透鏡狀、扁豆?fàn)畹V體在頂部;豆莢狀及透鏡狀礦體在中部;似層狀礦體在下部（圖4）。

豆莢狀礦體最厚30cm，最薄5cm，膨脹間距20-50cm，透鏡狀礦體斷續(xù)產(chǎn)出，最厚35cm，最薄處1-2cm，長90-210cm，兩透鏡體間距100-300cm（圖5）。

似層狀礦體最厚30cm，最薄25cm，一般厚10-25cm，產(chǎn)出與上下圍巖一致。

礦石礦物有菱錳礦、軟錳礦、硬錳礦，以菱錳礦為主，原生菱錳礦石為隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu);土狀、鮞狀及豆?fàn)睢⒅旅軌K狀構(gòu)造。

2.2.3 ?水源頭褐鐵礦床

（1）礦區(qū)地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)僅見泥盆系地層。構(gòu)造主要為北西向、北東向兩組斷層以及開闊型背斜。背斜軸向近南北，褶皺西翼巖層被北西向斷層破壞，部分地層缺失。

（2）礦體地質(zhì)特征

褐鐵礦體賦存于泥盆系跳馬澗組底部含鐵質(zhì)含礫砂巖，產(chǎn)出形態(tài)主要呈被蓋狀、似層狀、透鏡狀。剖面上礦體呈漏斗狀，礦體走向約45°，北東端傾向南西，南西端傾向北東，傾角40-65°，礦體走向長約280m，水平出露最大寬度47m，并由中間向兩端逐漸變窄尖滅，厚度最大36.84m，最薄2.5m。

礦石礦物主要為褐鐵礦、赤鐵礦，次要有針鐵礦、黃鐵礦、硬錳礦及軟錳礦等。脈石礦物主要為石英、粘土礦物及綠泥石等。

礦石主要呈隱晶質(zhì)膠狀、針狀、細(xì)鱗片狀結(jié)構(gòu);構(gòu)造主要為蜂窩狀、土狀、同心環(huán)狀，其次為皮殼狀、多孔狀、網(wǎng)格狀等。

3 ?控礦因素分析

如前所述，通天廟地區(qū)鐵錳礦床受到多種因素的控制，其中地層、沉積環(huán)境、構(gòu)造及表生風(fēng)化作用對(duì)區(qū)內(nèi)鐵錳礦床起到控制作用。

3.1 地層對(duì)成礦作用的控制

3.1.1 ?第四系

區(qū)內(nèi)大部分鐵錳礦床（點(diǎn)）分布在第四系地層，例如著名的藍(lán)山縣太平鐵錳礦、毛俊鐵錳礦等大型礦床，區(qū)內(nèi)第四系分布廣泛，在太平—毛俊、西華山—長坪一帶第四系紅土層中鐵錳含量較高。從上至下主要巖性為：紅（黃）色粘土、黃褐色含鐵錳粘土、結(jié)核狀鐵錳礦、黑褐色含錳鐵粘土、土狀鐵錳礦。

3.1.2 ?二疊系

二疊系亦是區(qū)內(nèi)鐵錳礦床的最重要含礦層位。區(qū)內(nèi)沉積型鐵錳礦床基本產(chǎn)于二疊系孤峰組，孤峰組中上部主要為含錳頁巖、含鐵錳灰?guī)r和含鐵錳硅質(zhì)灰?guī)r，厚度一般26-53m。W（TFe）=0.5%-8.3%，W（Mn）=2.2%-17.99%。

3.1.3 ?泥盆系

泥盆系地層是區(qū)內(nèi)礦床的主要控礦層位，亦是礦源層。跳馬澗組下部為含鐵砂巖、含鐵底礫巖;棋梓橋組早期和黃公塘組為一套含鐵錳的碳酸巖鹽，主要由白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r及層狀含鐵錳白云質(zhì)灰?guī)r、透鏡狀含錳白云巖、含錳菱鐵礦等組成。該層位碳酸巖鹽建造中鐵、錳具有較高的背景值。在太平-毛俊一帶W（Mn）=2%-5%，W（TFe）=2.18%-5.00%。

3.2 沉積環(huán)境對(duì)成礦作用的控制

加里東運(yùn)動(dòng)之后，區(qū)內(nèi)成鐵、錳作用受裂谷演化階段控制。泥盆系早期海水開始由南西向北東進(jìn)入本區(qū)，在局部地區(qū)接受了濱岸砂巖及含礫砂巖的沉積，泥盆系中期基底為低山丘陵地貌，沉積以潮坪-瀉湖、混積陸棚的碎屑巖相及混積巖相為主，局部地段沉積質(zhì)差而薄的鐵礦層。棋梓橋早期，區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)處于開闊淺海相，由碳酸鹽臺(tái)地和臺(tái)溝組成，在臺(tái)溝部位沉積了含鐵錳的碳酸鹽巖礦胚層（礦源層），在隆起部位沉積了含鐵錳白云巖（礦源層）。至二疊系孤峰期，大部分地區(qū)沉積了深水相硅質(zhì)巖，在盆地邊部沉積了灰質(zhì)-碳酸錳礦層。

3.3 構(gòu)造對(duì)成礦作用的控制

區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造為袁家復(fù)式向斜、汪井向斜等。袁家復(fù)式向斜、汪井向斜次級(jí)褶皺緊密，具復(fù)式、線狀、倒轉(zhuǎn)等特點(diǎn)，層間撓曲、揉皺發(fā)育，鐵錳礦層隨地層強(qiáng)烈揉皺，次級(jí)背斜揉皺十分發(fā)育，使鐵錳礦層多次反復(fù)出現(xiàn)，礦層變厚;而次級(jí)向斜的兩翼層間撓曲發(fā)育，在撓曲變緩部位及向斜核部礦層變厚，表明褶皺構(gòu)造嚴(yán)格控制了鐵錳礦層的展布和形態(tài)。區(qū)內(nèi)大部分風(fēng)化淋濾型、沉積型鐵錳礦床（點(diǎn)）嚴(yán)格受向斜構(gòu)造盆地控制。

區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造發(fā)育，對(duì)鐵錳礦層有一定的破壞作用，同時(shí)又為鐵錳礦層的后期改造提供熱液通道，使礦體變富。

3.4 表生風(fēng)化對(duì)成礦作用的控制

表生風(fēng)化作用是形成風(fēng)化淋濾型鐵錳礦床的重要因素。

通天廟地區(qū)屬亞熱帶氣候，高溫多雨，微生物活動(dòng)頻繁，為原生鐵錳礦石的氧化分解和生物化學(xué)作用以及鈣、鎂等元素的淋失，形成氧化鐵錳礦石提供了條件，易形成高品位，延伸大的風(fēng)化淋濾型礦床。此外，區(qū)內(nèi)常年植被茂盛，對(duì)已形成的氧化礦石起到保護(hù)作用，使其不被剝蝕而保留下來，形成規(guī)模較大的風(fēng)化淋濾型礦床。

縱觀氧化鐵錳礦的形成條件和富集因素，歸結(jié)起來最為重要的條件是礦源層中有價(jià)鐵錳元素的含量和表生風(fēng)化作用。前者是提供物質(zhì)，后者是提供成礦富集的動(dòng)力因素，兩者密切結(jié)合，控制著本區(qū)氧化鐵錳礦的形成和分布。

4 ?找礦方向

通過對(duì)通天廟地區(qū)鐵錳礦床類型及其成礦特征的論述，控礦因素的分析，湖南通天廟地區(qū)鐵錳礦找礦應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手：

1、重視向斜盆地，向斜盆地多形成低洼地貌，為鐵錳礦的形成提供了有利的儲(chǔ)礦空間，進(jìn)而影響著鐵錳礦床（點(diǎn)）的分布。區(qū)內(nèi)袁家復(fù)式向斜、汪井向斜是尋找鐵錳礦的主要找礦方向。

2、地層控礦，第四系含鐵錳質(zhì)紅土層、二疊系孤峰組含鐵錳泥質(zhì)硅質(zhì)巖及錳質(zhì)巖、黃公塘組和棋梓橋組一套含鐵錳的碳酸巖鹽是區(qū)內(nèi)鐵錳礦體主要賦礦層位，是尋找鐵、錳礦體的有利地段。

5 ?結(jié)論

通過對(duì)通天廟地區(qū)鐵錳礦床的研究、分析和歸納，得到如下幾點(diǎn)結(jié)論：

1、湖南省通天廟地區(qū)的含錳地層為：第四系白水江組含鐵錳質(zhì)粘土;二疊系孤峰組含鐵錳泥質(zhì)硅質(zhì)巖及錳質(zhì)巖系;泥盆系跳馬澗組含鐵錳砂巖系及黃公塘組、棋梓橋組一套含鐵錳的碳酸巖鹽。

2、區(qū)內(nèi)鐵錳礦床主要成因類型為風(fēng)化淋濾型鐵錳礦床（藍(lán)山太平鐵錳礦床、毛俊鐵錳礦床）、沉積型鐵錳礦床（小胡-樂塘錳礦）、鐵帽型鐵礦床（水源頭褐鐵礦床）。

3、區(qū)內(nèi)鐵錳礦床主要受沉積環(huán)境和沉積相、含錳地層、向斜盆地控制。此外，向斜構(gòu)造對(duì)礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀影響很大。

參考文獻(xiàn)/References

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