湖南省通天廟地區鉛鋅鐵錳多金屬礦床地質特征及找礦前景

陳長江 黎原 胡斯琪 肖林 陳端賦 張方軍

摘要：通天廟地區位于南嶺多金屬成礦帶中段北緣西側與九嶷山-銅山嶺褶斷帶東段的交匯部位。近年來，該區找礦工作取得了明顯進展，新發現了茶羅坪、紅石腳、柏木坑、牛塘沖、長坪等一批具有大中型找礦前景的鉛鋅鐵錳多金屬礦產地。本文通過對區內成礦地質條件及礦床地質特征的研究，探討了礦床成因，并分析了找礦前景。

關鍵詞：鉛鋅鐵錳多金屬礦床；礦床成因；找礦前景；通天廟地區

Geological Characteristics and Prospecting Prospect of Pb-Zn-FeMn Polymetallic Deposit in Tongtianmiao Area of Hunan Province

Chen Chang-jiang， Li Yuan， Hu Si-qi， Xiao Lin， Chen Duan-fu， Zhang Fang-jun

Hunan Province South Hunan Geological Survey Institute，Chenzhou 423000， Hunan，China

Abstract： Tongtianmiao area is located at the intersection of the western side of the northern edge of the middle section of Nanling polymetallic metallogenic belt and the eastern section of Jiuyishan-Tongshanling fold fault belt. In recent years， obvious progress has been made in the prospecting work in this area. A number of lead-Zinc-iron-manganese polymetallic ore fields with large and medium-sized prospecting prospects have been newly discovered， including Chaluoping， Hongshijiao， Baimukeng， Niutangchong and Changping. In this paper， the genesis of the deposit is discussed and the prospecting prospect is analyzed by studying the geological conditions and characteristics of the deposit.

Key words： Pb-Zn-Fe-Mnpolymetallicdeposit；Genesisofthedeposit；Prospectingprospects；Tongtiantemplearea

通天廟地區是南嶺有色、黑色金屬成礦帶的重要組成部分，礦種以Pb、Zn、Fe、Mn為主，已發現礦床（點）百余處，除前人已探明的太平鐵錳礦、毛俊鐵錳礦等大型礦床外，礦產地質調查開展以來，又發現了一批具大中型找礦前景的鉛、鋅、鐵、錳礦產地，顯示出該區仍具有較大的找礦潛力。本文在總結成礦地質條件和已知礦床特征的基礎上，對該區找礦前景進行了分析。

1.成礦地質背景

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

1.1地層

區內除缺失志留系地層外，從震旦系至第四系地層均有分布（圖1）。與成礦有關的層位主要為泥盆系，其次為石炭系及寒武系。賦礦地層巖性主要為碳酸鹽巖、淺變質碎屑巖。

地層中賦存有鉛、鋅、鎢、錫、鐵、錳、銻等礦產，其中以鉛、鋅、銻、鐵、錳最具有工業意義。

1.2構造

區內構造活動強烈，并具多期活動特點，共經歷了加里東、海西-印支、燕山-喜馬拉雅等三個構造階段，形成大量的斷裂、褶皺、構造盆地等構造形跡，組成了明顯的棋盤狀構造格局。有色金屬礦產多受斷裂帶控制，近南北向、北東及北西向斷層是區內主要的導礦構造，其旁側的次級斷裂一般為容礦構造。區內的沉積型礦產則主要受褶皺構造控制，特別是向斜構造對沉積型礦產更有保護作用。

1.3巖漿巖

區內巖漿活動頻繁強烈，規模較大，主要受酃縣-藍山深大基底斷裂帶影響；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，為九嶷山復式巖體的組成部分；巖漿具多期次、多階段活動特點，從志留系至晚三疊系都有侵入。區內巖漿巖與內生礦產關系緊密，其中，金雞嶺巖體與鎢錫、鉛鋅、鈾礦、水晶礦關系密切；西山巖體與錫礦、水晶礦關系密切。

1.4地球化學特征

區內1∶5萬水系沉積物地球化學測量，高于地殼豐度值3倍以上元素Pb、Zn、Ag、Sn、B、W、U、As、Sb、Bi、Hg、Fe、Mn、Se。其中鉛、鋅、銀、銻、砷元素在西山巖體接觸帶上及泥盆系和石炭系地層上呈背景或高背景分布，在遠離接觸帶的西山巖體內部和早古生代及晚古生代地層中多呈低背景分布。異常元素與區內主要礦源層和賦礦層泥盆系地層和石炭系地層關系較密切，并受香花嶺和西山巖體晚期巖漿作用所控制。

鐵、錳元素在香花嶺巖體西部外圍以三疊系和二疊系地層為中心的向斜區及接觸帶附近呈高背景，區內較高豐度的錳元素與向斜中大斷裂構造關系密切，巖體形成過程中的熱液作用通過構造斷裂帶形成礦體流通通道對成礦條件更為有利。

1.5地球物理特征

研究區位于九嶷山-西山重力異常和航磁異常帶的北部邊緣地區。區內重力場比較平穩，其值為-40～70（10-5m/s2），且有南部向北部逐漸升高，南西部西山巖體附近出現明顯重力布格負異常，峰值達-70（10-5m/s2）。區內航磁場總體表現平穩，將工作區分為南、北兩部分：北部以寬緩的正異常為主，異常中心位于百步嶺附近，異常呈北西-南東展布，ΔT值為0nT～40nT；南部異常主要沿巖體接觸帶分布，異常形態不規則，多呈正負伴生異常出現，零星狀，異常局部有正負異常交織區，異常為巖漿作用后局部磁性礦物富集引起。

2.礦床地質特征

通天廟地區鉛、鋅、鐵、錳礦是本區優勢礦種，鉛鋅礦床基本上沿銀山咀—牛塘沖、紅石腳-柏木坑一帶以北東向構造骨架為主的斷裂破碎帶分布。鐵錳礦床基本上沿太平—毛俊、白竹園—塘村一帶分布。區內以銀山咀—牛塘沖、太平—毛俊2個礦化集中區為主詳述礦床地質特征。

2.1銀山咀-牛塘沖礦化集中區

銀山咀—牛塘沖礦化集中區位于金雞嶺巖體北部，水蓮腳巖體內外接觸帶，已知有銀山咀、茶羅坪、牛塘沖等礦床（點）10余處，其中茶羅坪、牛塘沖鉛鋅礦為礦產地質調查工作以來新發現的具有中型礦床找礦潛力的礦產地。

2.1.1茶羅坪鉛鋅礦床

茶羅坪鉛鋅礦是產于寒武系斷裂破碎帶中的中低溫熱液充填型脈狀礦體（圖2）。區內見鉛鋅礦脈3條，礦體4個（①-1、①-2、②、③），以①-1、②礦體規模較大，均呈北北東向近平行分布；③礦體是斷層F6中形成的隱伏鉛鋅礦體，①-1、①-2、②是區內的工業礦體（表1）。

①礦脈：位于礦區中部，其形態、產狀嚴格受F18斷層控制（圖3），礦脈走向北北東2°～25°，總的走向NE10°左右，傾向92°～115°，傾角65°～87°，礦脈沿走向和傾向上均呈舒緩波狀，礦脈控制長度達1350m，①礦脈見2個礦體（①-1、①-2），現將其特征分述如下：

①-1礦體：已控制長度達450m，平均真厚度3.83m；平均品位：Zn2.92%，Pb（伴生）0.08%，Ag（伴生）4.15g/t。地表礦化弱，深部礦化強，且礦體厚度變大。礦體規模最大，礦化較好，成為礦區主要的工業礦體。

①-2礦體：由單工程TC801控制，礦體真厚度1.42m；平均品位Zn1.00%，Pb（伴生）0.06%，Ag（伴生）2.69g/t。

②礦脈：位于礦區南西部，受北北東向F17斷層控制，走向北北東，傾向80°～125°，傾角65°～85°，礦（化）體已控制長度700m左右，礦體平均真厚度1.71m；礦體平均品位：Zn2.38%，Pb（伴生）0.18%，Ag（伴生）3.75g/t。礦體礦化較好，成為礦區主要的工業礦體。

③礦體：位于礦區中部，礦體受斷裂破碎帶F6控制，是區內的隱伏鉛鋅礦體，礦體走向控制長度約150m，礦體走向北東，傾向100°～145°，傾角65°～78°。由PD05及ZK201等工程控制，礦體平均真厚度5.99m；礦體平均品位：Zn0.85%，Pb（伴生）0.01%，Ag（伴生）0.87g/t。

區內控制程度偏低，目前僅控制礦體中段，礦石金屬量已具中型規模，故該區具有較好的找礦潛力。

2.1.2銀山咀鉛鋅礦床

銀山咀鉛鋅礦床位于寧遠縣南東約20km處，礦床成因類型主要為沉積-熱液改造型鉛鋅礦床。區內見礦體6個，絕大多數受層間破碎帶控制，其形態、規模綜合列于表2，除Ⅲ2為脈狀礦體外，其余均呈似層狀、層狀產出，單個礦體長度大多在100m左右，厚1m～3m不等。

2.2太平-毛俊礦化集中區

太平-毛俊礦化集中區位于西山巖體北側。區內已有太平、毛俊等大型鐵錳礦床（點）。

太平鐵錳礦床位于藍山縣城關鎮北東27km處，含礦巖系為第四系殘坡積物。是“藍山式”鐵錳礦的賦存層位（圖4）。

含礦層有上、下兩礦層，上礦層為結核狀鐵錳礦；下礦層為土狀鐵錳礦。區內結核狀鐵錳礦體有5個（Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅲ-1、Ⅳ-1、Ⅴ-1），土狀鐵錳礦體有4個（Ⅰ-2、Ⅱ-2、Ⅲ-2、Ⅳ-2）。其中Ⅰ-1、Ⅰ-2兩礦體規模較大，各礦體特征及規模見表3。

結核狀鐵錳礦層由紅褐色粘土含結核狀、塊狀鐵錳礦石組成。礦層呈層狀、似層狀，產狀近于水平。礦石品位：TFe 27.10%，Mn 7.48%，P 0.109%，含礦率21.16%。礦石工業類型屬高鋁氧化貧鐵錳礦石。

土狀鐵錳礦層賦存在結核狀鐵錳礦層下部。礦層呈層狀、似層狀，產狀近水平。礦層由厚層狀黑褐色土狀鐵錳礦組成。礦石呈松散土狀構造。礦石平均品位TFe 31.79%，Mn 7.41%，P 0.093%。礦石工業類型屬低磷硫高鉛鋅氧化貧鐵錳礦石。

結核狀鐵錳礦儲量431.09萬噸，提交土狀鐵錳礦石表外儲量2021.78萬噸，達大型規模。

3.礦床成因

3.1礦床成因類型及特征

根據主導控礦因素及礦化蝕變特征，可將區內鉛鋅鐵錳礦床劃分為裂隙充填交代型、沉積-熱液改造型、風化淋濾型和沉積型等四種主要類型。

3.1.1裂隙充填交代型

該類型礦床是本區分布最廣泛的一種礦化類型，在大多數礦床中都有該類型礦體產出。典型礦床有銀山咀-牛塘沖礦化集中區的茶羅坪鉛鋅礦、牛塘沖鉛鋅礦。該種類型的礦床主要與北北東向斷裂構造有關，其次是北東向、北西向。礦石礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦；脈石礦物主要為方解石、鐵白云石、重晶石、石英。圍巖蝕變不強，主要有硅化、白云石化、方解石化、重晶石化。

3.1.2沉積-熱液改造型

沉積-熱液改造型礦床主要見于銀山咀-牛塘沖礦化集中區的銀山咀鉛鋅礦床，礦床受地層和構造控制，主要產于泥盆系黃公塘組、棋梓橋組以及跳馬澗組地層中，同時礦（化）體分布于北東向正宜圩-盤江背斜、南北向總管廟—藍山向斜與汪井—盤洞口復式向斜中，亦受北西西向及近東西向為主的斷裂破碎帶的影響，礦石礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦及黃銅礦；脈石礦物主要為方解石、鐵白云石、石英；圍巖蝕變較簡單，且蝕變微弱，主要有硅化、白云石化、方解石化。

3.1.3風化淋濾型

風化淋濾型礦床是區內形成氧化鐵錳礦的一種重要形式。該類礦床（點）主要賦存于泥盆系棋梓橋組含鐵錳質白云巖及灰質白云巖之上的第四系風化殘坡積層中。其成礦物質來源可能與泥盆系含鐵錳質白云巖風化有關，同時也可能與地下金屬硫化物礦床地表氧化有關（如太平-毛俊礦化集中區的太平錳鐵礦、毛俊錳礦）。礦石礦物成分主要為硬錳礦、軟錳礦，其次為褐鐵礦。脈石礦物主要為石英、粘土礦物、綠泥石等。

3.1.4沉積型

沉積型礦床主要見于白竹園-塘村一帶的塘村菱鐵礦、小胡—樂塘錳礦，礦床主要受地層控制，產于袁家向斜含錳地層二疊系孤峰組砂頁巖、硅質巖中，礦石礦物有菱錳礦、軟錳礦、硬錳礦、菱鐵礦、褐鐵礦，以菱錳礦、菱鐵礦為主，呈致密塊狀結構，晶質結構，次為鮞狀及豆狀結構。原生礦石氧化淋濾后呈網格狀，同心圓狀和空洞狀結構，氧化礦石呈團塊狀和土狀構造。

3.2礦床成因討論

研究區鉛鋅礦主要產于泥盆系碳酸鹽巖巖層中；少量產于寒武系淺變質細粒石英砂巖、不等粒石英砂巖夾板巖，或組成復理石韻律巖層中。構造較為復雜，褶皺多表現為半緊閉-開闊型褶皺、緊閉型褶皺等；斷層一般以北東向、南北向、北西向斷裂為主，局部疊加有東西向斷裂，而北東向、南北向斷裂為有色金屬礦區容礦構造，北西向、東西向斷裂往往為有色金屬礦區控礦構造。

地層巖石富含Pb、Zn、Ag等成礦元素，加之這些巖石質地堅硬、性脆的特征，在各種應力作用下容易破碎形成斷裂及小裂隙。當含礦熱液上涌時，沿部分斷裂構造通道運移萃取地層中富含的成礦元素，隨著含礦熱液運移距離的增加，在構造裂隙內，巖漿溫度降低，中低溫元素如鉛鋅等相繼結晶沉淀富集，形成了鉛鋅礦體。當含礦熱液沿區內的應力薄弱面上涌及充填時，萃取了地層中的成礦物質或重溶了先期形成的礦體，并在合適的部位重新富集而成巖成礦（圖5）。

鐵錳礦產主要產于泥盆-二疊系地層中，各地層單位巖石組合主要為含鐵錳質白云質灰巖、灰質白云巖及含鐵錳質硅質巖、泥巖，巖石中富含鐵錳質成分，是鐵錳礦體的礦源層，也是區內沉積型鐵錳礦的賦礦層位。區內沉積型、風化淋濾型為主的鐵錳礦床形成與沉積環境、生物作用關系密切。加里東運動之后，區內成鐵、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入本區，在局部地區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，局部地段沉積質差而薄的鐵礦層。棋梓橋早期，區內大部分地區處于開闊淺海相，由碳酸鹽臺地和臺溝組成，在臺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，大部分地區沉積了深水相硅質巖相，在盆地邊部沉積了灰質-碳酸錳礦層。同時褶皺構造嚴格控制了鐵錳礦層的展布和形態。斷層構造又為鐵錳礦層的后期改造提供熱液通道，使礦體變富。

表生風化作用是形成風化淋濾型鐵錳礦床的重要因素。

通天廟地區屬亞熱帶氣候，高溫多雨，微生物活動頻繁，為原生鐵錳礦石的氧化分解和生物化學作用以及鈣、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，延伸大的風化淋濾型礦床。此外，區內常年植被茂盛，對已形成的氧化礦石起到保護作用，使其不被剝蝕而保留下來，形成規模較大的風化淋濾型礦床。

縱觀氧化鐵錳礦的形成條件和富集因素，歸結起來最為重要的條件是礦源層中有價鐵錳元素的含量和表生風化作用。前者是提供物質，后者是提供成礦富集的動力因素，兩者密切結合，控制著本區氧化鐵錳礦的形成和分布（圖6）。

4.找礦前景分析

4.1銀山咀-牛塘沖礦化集中區

該區巖漿巖發育，主要有金雞嶺巖體、水蓮腳巖體、石頭腳巖體，巖漿活動頻繁強烈，規模較大，新發現的茶羅坪鉛鋅礦、牛塘沖鉛鋅礦以及已發現的鉛鋅礦床主要位于銀山咀-茶羅坪南北向帶狀化探異常區內及牛塘沖近等軸狀化探異常區內。在巖體內外接觸帶，化探異常發育，南北向及北東向構造的交叉部位含礦熱液活動不斷累積，礦化較強，因此，該區具有尋找隱伏礦床的潛力，更具有尋找中-大型礦床的可能。

4.2太平-毛俊礦化集中區

據現有資料分析，太平鐵錳礦、毛俊鐵錳礦均為賦存于第四系紅土層中風化淋濾型大型鐵錳礦床。礦化集中區屬于開闊淺海相沉積環境，由碳酸鹽臺地和臺溝組成，在臺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）。通過表生風化作用，原生鐵錳礦石的氧化分解和生物化學作用以及鈣、鎂等元素的淋失，為形成氧化鐵錳礦石提供了條件，易形成高品位、延伸大的風化淋濾型礦床。因此，該區是尋找沉積型和風化淋濾型鐵錳礦床的有利區位。

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