株嶺坳礦區(qū)生成條件與地質(zhì)構(gòu)造特征初探

胡 軍， 晏世強(qiáng)

（江西烏石山礦業(yè)有限公司， 江西 吉安 343411）

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

大劍嶺—曾古坳背斜是“多”字型構(gòu)造的一級構(gòu)造，也是礦區(qū)的褶皺主體，背斜軸向?yàn)楸?7—50東，東翼陡，西翼緩之不對稱背斜，由于受北北東—南西西向斷裂破壞，使東部毗鄰的石市向斜失去了完整性。區(qū)內(nèi)次級斷裂發(fā)育，嚴(yán)重破壞了地層和礦層的完整性。

礦區(qū)出露地層主要有泥盆系中統(tǒng)棋子橋組，上統(tǒng)佘田橋組和錫礦山組，石炭系下統(tǒng)大節(jié)湖組、白堊系上統(tǒng)南雄組以及第四系。赤鐵礦層賦存在錫礦山組翻荒塘下段，礦層2—4層，呈層狀、似層狀，產(chǎn)狀與褶皺構(gòu)造一致，傾伏角17°～25°。礦石工業(yè)類型為酸性高磷低硫富鐵赤鐵礦石和酸性高磷低硫貧鐵赤鐵礦石。

2 古地理環(huán)境的分析

贛西地區(qū)在晚泥盆世，為一指狀海灣。東有華夏古陸，北有江南古陸，北西有江南古陸伸出的古湘半島，構(gòu)成三面著陸的海灣。本區(qū)位于古井岡山島北側(cè)，即井（岡山）陳（山）海脊與茶（陵）蓮（花）海槽之間。廖士范認(rèn)為，本區(qū)鐵礦位于華夏古陸西側(cè)，湘贛島海區(qū)（如圖1所示）。

株嶺坳礦區(qū)，則沉積在古井岡山島與茶（陵）蓮（花）海槽過渡斜坡上的海底凹陷盆地中。在氧化條件下，沉積富集了具有工業(yè)價值的鮞狀赤鐵礦。

圖1 湘贛邊古地理圖

3 礦區(qū)鐵礦物質(zhì)來源及控制因素的探討

3.1 鐵礦物質(zhì)的來源

鐵質(zhì)的來源有兩種，一種是來自海底火山活動；一種是來自古陸上含鐵巖石的風(fēng)化沉積，通過對株嶺坳礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)的研究分析，可以確定鐵質(zhì)來源于江南古陸的“新余式”沉積變質(zhì)型鐵礦。

3.2 控制因素分析

3.2.1 鐵質(zhì)來源對成礦的控制

贛西晚泥盆世為一三面著陸的指狀海灣，海灣邊緣轱轆上的下古生代變質(zhì)巖系和“新余式”沉積變質(zhì)鐵礦，遭受了長期的風(fēng)化剝蝕，造就了豐富的鐵質(zhì)，形成了本區(qū)“寧鄉(xiāng)式”鐵礦。

3.2.2 振蕩運(yùn)動對成礦的控制

本區(qū)泥盆系形成三個較大的沉積旋回：從跳馬澗組底部至棋子橋組頂部為第Ⅰ旋回；從佘田橋組底部至錫礦山組強(qiáng)沖段頂部為第Ⅱ旋回；從錫礦山組井沖段底部至荒唐段頂部為第Ⅲ旋回，在第Ⅲ旋回中又形成了三個小旋回。

區(qū)內(nèi)翻下段和荒唐段兩個含鐵巖組均分布在海進(jìn)相序的小旋回中。當(dāng)主礦層沉積時，地殼運(yùn)動以緩慢的沉降為主，伴隨有波浪式的振蕩運(yùn)動，鐵質(zhì)物的沉積與升降運(yùn)動相適應(yīng)，因而形成了工業(yè)礦層。

3.2.3 巖相（性）對成礦的控制

從古地理圖可以看出，本區(qū)鐵礦床（點(diǎn)）均分布在濱?！獪\海相中，主要工業(yè)礦層出現(xiàn)在細(xì)砂巖向泥巖過渡的相序中。如翻下段底部的鐵礦層，則出現(xiàn)在細(xì)砂巖向粗砂巖過渡的相序中，故不穩(wěn)定，無工業(yè)意義（當(dāng)然，還有其他因素）。這就說明鐵礦層的沉積，受到巖相（性）的嚴(yán)格控制。

4 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征

礦區(qū)范圍內(nèi)，褶皺和斷裂構(gòu)造均為發(fā)育，就褶皺和斷裂構(gòu)造及其對礦層形態(tài)的控制作用分述如下：

4.1 褶皺

根據(jù)褶曲的展布方向和規(guī)模大小，將礦區(qū)內(nèi)褶皺分為兩大類，第一類編號為Ⅰ1和Ⅱ2，分別表示一個撓曲背斜和一個撓曲向斜。為軸面近乎直立狀的褶曲。第二類編號為Ⅱ1、Ⅱ3、Ⅱ5 和Ⅱ2、Ⅱ4、Ⅱ6，分別表示三個平臥向斜和三個平臥背斜褶曲。對規(guī)模更小的更次一級褶曲，未予分析。

礦區(qū)內(nèi)褶曲的分布、形態(tài)和規(guī)模有以下幾個規(guī)律：

1）Ⅰ類撓曲背向斜表現(xiàn)在平面上為兩次彎曲，連結(jié)為一個較完整的“S”形狀。

2）Ⅱ類褶曲隱伏在地下，表現(xiàn)在橫剖面上為軸面近乎水平的平臥形態(tài)，且背向斜緊密伴生；表現(xiàn)在縱剖面上為近乎平行的呈斜列式排列的特征。傾向南南西，傾伏角 30°～45°。

3）Ⅱ類褶曲在F58以北表現(xiàn)明顯，規(guī)模大（長多在1 000 m以上，寬多在150～200 m以上，高在80～100 m以上）。這些對應(yīng)褶曲往南變寬緩，漸消失。

4）Ⅰ、Ⅱ類褶曲被后期斷裂破壞，失去了完整性，斷裂變位使褶曲變形，使每一褶曲的各段形態(tài)出現(xiàn)差異。

鐵礦層在走向上呈北北東向、在傾向上以高角度向北西西向下插，呈大體上單斜狀。鐵礦層受Ⅰ、Ⅱ類褶曲進(jìn)一步控制，使礦層在走向和傾向上均呈“S”形態(tài)彎曲的褶皺體。小型的更次一級褶曲的發(fā)育，使礦層的局部形態(tài)復(fù)雜化，褶皺構(gòu)造使鐵礦層的形態(tài)復(fù)雜產(chǎn)狀變化大，對開采帶來麻煩。但使礦層的儲量相對集中。

規(guī)模小分布局限的更次一級的小褶曲，僅在大斷裂的旁側(cè)和Ⅱ類寬緩向斜的頂部出現(xiàn)，幅高多在15 m以內(nèi)，表現(xiàn)為平面上的小撓曲和小型的平臥背向斜，在一條剖面上出現(xiàn)時，在相鄰剖面上難尋其蹤跡。這類褶曲對上礦層形態(tài)的影響遠(yuǎn)較Ⅰ、Ⅱ類褶曲為小，用勘探工程難以控制查清。

4.2 斷裂構(gòu)造

4.2.1 概述

礦區(qū)斷裂構(gòu)造有以下幾個規(guī)律：

1）發(fā)育程度不均衡性：礦區(qū)的地表和淺部強(qiáng)而復(fù)雜，中、深部弱而簡單；礦區(qū)的北部強(qiáng)而復(fù)雜，南部弱而簡單；Ⅰ類撓曲背向斜的翼部和Ⅱ類褶曲的背向斜交接處強(qiáng)而復(fù)雜，其他地段弱而簡單。

2）發(fā)育的方向性：按與礦區(qū)的巖礦層總體走向關(guān)系分，有走向斷裂（Ⅰ類）、傾向斷裂（Ⅱ類）和斜向斷裂（Ⅲ類）。

3）與褶皺構(gòu)造有成生聯(lián)系：多數(shù)走向斷裂發(fā)生在先，又多在Ⅱ類背向斜褶曲之間；傾向和斜交斷裂生成在后，且多發(fā)育在Ⅰ類撓曲的翼部。以上三類斷裂多在褶皺成形后產(chǎn)生的。

4）斷裂的力學(xué)性質(zhì)明顯：礦區(qū)內(nèi)主要斷裂都具有明顯的扭動性，Ⅰ類多屬壓扭性，Ⅱ類多數(shù)張扭性，Ⅲ類屬扭兼壓性或張性。

斷裂構(gòu)造發(fā)育，使褶皺狀的上礦層的連續(xù)完整性遭受破壞，大斷裂切斷上礦層為大的礦塊，小斷裂又分大礦塊成小的礦塊。各礦塊的形態(tài)和分布也就變得復(fù)雜，影響對上礦層的開采。

4.2.2 斷裂構(gòu)造特征

4.2.2.1 主要斷裂特征

礦區(qū)內(nèi)這些主要斷裂以Ⅱ類、Ⅲ類的形態(tài)簡單完整，Ⅰ類斷裂，尤其是 F3、F4、F19、F30、F39、F50等低角度的斷裂被其他斷裂截切后，變形變位較大。且地表和淺部的形態(tài)較為復(fù)雜，多呈封閉狀或半封閉狀。

Ⅰ類低角度的斷裂以水平錯開為主，尤以F50為最大，Ⅱ、Ⅲ類斷裂的水平錯開和落差均較顯著。

主要斷裂對上礦層的破壞，以Ⅰ類中的F4、F30、F50 和Ⅱ類中的 F11、F36、F47、F49、F58 及Ⅲ類中的 F18、F22、F29、F56、F63 等較為嚴(yán)重。

4.2.2.2 小斷裂的發(fā)育特征

在礦山S1平巷8線南800 m長沿脈巷道中調(diào)查，見有明顯斷距的小斷裂75條，平均沿脈10 m左右就有一條。這些小斷裂，以走向北北西和北西的兩組為最發(fā)育，分別占總數(shù)的31%和24%。走向北西西和北北東的為次，各占總數(shù)的13%。這些斷裂的傾向以北東東和南西的為多，傾角多在50°～75°間。

小斷裂多發(fā)育在褶曲的轉(zhuǎn)折處和大斷裂的旁側(cè)，譬如礦山5、7、8三個平巷沿脈揭露礦層從倒轉(zhuǎn)盤到正常盤，以及9、11兩平巷揭露礦層從正常盤到倒轉(zhuǎn)盤，其轉(zhuǎn)折處小斷裂都較發(fā)育，又譬如S1平巷在8線附近小斷裂密集，2—4線附近也較密集，它們密集出現(xiàn)與它們附近的F29和F36有關(guān)。而且F29附近小斷裂錯開礦層的方向也同F(xiàn)29大斷裂錯開礦層的方向一樣，為左行扭錯。

綜上所述，礦區(qū)小斷裂多發(fā)育在褶曲的轉(zhuǎn)折處和大斷裂的附近，以走向北北西和北西的為多，以50°～75°的傾角為多，局部地段小斷裂密集出現(xiàn)時，而且發(fā)育方向和兩盤扭錯有明顯規(guī)律時，往往與附近的大斷裂的成生有關(guān)。

5 結(jié)論

1）鐵礦床（點(diǎn)）均分布在濱海—淺海相中，主要工業(yè)礦層出現(xiàn)在細(xì)砂巖向泥巖過渡的相序中。

2）礦區(qū)褶皺構(gòu)造極為發(fā)育，受多次應(yīng)力影響，扭曲變化大，成“S”形狀，從而造成礦體產(chǎn)狀復(fù)雜多變。

3）礦區(qū)區(qū)域內(nèi)主要受F4和F30斷層切錯礦體，破壞礦體的連續(xù)性，部分造成礦體的缺失，對井下生產(chǎn)探礦造成了極大困難。