鄂西“宁乡式”赤铁矿成矿规律及成矿原因探讨

王建兰

摘 要：赤铁矿在鄂西地区分布广、储量大，总储量超过40亿吨。鄂西赤铁矿成矿规律性强，富集带与区域构造有着空间的一致其中第三层（Fe3）厚度最大，品位也最高，具备大量开发利用的潜力。与碳酸盐相沉积模式极为相像，鄂西赤铁矿也因在前滨海环境中，大量氧化铁胶体因具备抗浪的生物本能，与细粒-粉砂物质胶结在一起，形成鲕粒。后经搬运富集，形成矿床。

关键词：宁乡式铁矿；赤铁矿；成矿规律；成矿原因

1 区域地质

鄂西地区行政区域上主要有恩施州和宜昌市，多山地、丘陵。在大地构造位置上，属鄂黔滇挤压带的北东部分。具体到赤铁矿沉积时的大地构造位置则属于泥盆纪川湘凹陷浅海盆地。

鄂西地区常见赤铁矿床露头，矿床大多呈缓倾斜状展布，延伸范围极长，但受褶皱和断层、以及后期剥蚀形成的地形控制，矿床不连续。

鄂西地区铁矿主要是泥盆系“宁乡式”海相沉积型赤铁矿。前震旦系火山沉积轻变质型铁矿仅分布于神农架林区铁厂河、九冲河一带，就其规模、经济价值只占次要地位。

本区泥盆系为一套浅海相沉积物。按其岩相垂直变化，整个泥盆纪期间，为一由海进至海退大的沉积旋回，其沉积物由石英砂岩开始，经页岩、泥灰岩到砂、页岩而告终。但由于海水在进退过程中并不十分稳定，又可划分为四个次一级沉积旋回，其沉积物均从石英砂岩开始，至页岩或泥灰岩结束。

岩相的纵向变化是：区域内黄家磴组下部石英砂岩、上部砂页岩东厚西薄；而写经寺组泥灰岩、页岩东薄西厚；写经寺组东部保存完好，西部上段则遭受侵蚀，局部残缺不全乃至全部缺失。

2 矿床特征概述

本区赤铁矿资源极为丰富，资源储量近40亿吨，比较大的有宜昌火烧坪、建始官店、巴东黑石板、宣恩长潭河、恩施铁厂坝等。本区泥盆系“宁乡式”海相沉积型赤铁矿主要有四个含矿层：第一（Fe1）、第二含矿层（Fe2）规模小，矿层薄，品位低，目前基本不具备开发利用价值；上部第四含矿层（Fe4）多为鲕绿泥石铁矿，夹层多，选冶困难，目前暂难利用；中部第三含矿层（Fe3）产于写经寺组下段之底部，为本区主要铁矿层。矿体常呈层状、透镜状产出，分布最广，规模大，长数公里到50km，宽数百米至8km。且品位高，平均地质品位可达45%以上。矿石类型主要为鲕状赤铁矿。

3 成矿规律

3.1 Fe1、Fe2、Fe3 各赤铁矿层均赋存于砂岩向页岩或泥灰岩的过渡层位中，表明它们生成于海进程序列中，但Fe1、Fe2沉积期间，属海进初期，海水进退交替，缺乏稳定环境，影响铁矿层的规模及厚度，而Fe3 沉积期间，海进已趋稳定，造成良好铁质沉积环境，因此形成分布广泛，厚度较大的铁矿层，鲕绿泥铁矿石菱铁矿或赤铁矿（Fe4）赋存于泥灰岩向砂、页岩过渡层位中，表明其成生于海退序列中，由于海水濒于退出，广大地区形成封闭的内陆湖泊、沼泽，造成缺氧的还原环境，影响了铁质来源及沉积。

3.2 矿相与岩相带在空间分布上关系密切。鲕状赤铁矿富集于浅海相页岩—泥灰岩组合分布的广大地区；砂质赤铁矿、含铁砂岩赋存在滨海—浅海相石英砂岩、页岩组合地带；鲕绿泥铁矿石、菱铁矿则赋存于滨海—湖沼相石英砂岩—页岩分布区域内。岩相组合的变化指示了矿相的变化，这就为寻找鲕状赤铁矿指明了可能的赋存地带。

3.3 铁矿层的富集带与区域构造有着空间的一致性。含矿带方向与构造线方向一致，自西向东，走向由北东转向东西向。按垂直构造线方向，可分南、中、北三个矿带，其中以中矿带（即沿长岭背斜两翼）为主要成矿带，西起长潭河铁矿，东至马鞍山铁矿，矿层厚度大、品位高、连续性好。南矿带（鹤峰向斜以南）、北矿带（屯堡背斜两翼）铁矿层仅在局部地区富集，其品位、厚度较之中矿带远为逊色。

3.4 往往矿层厚度、品位随地表至深部呈降低趋势，近地表矿层普遍较厚，矿石质量较好，并有由酸性矿石向自熔性或碱性矿石过渡的趋势（如官店铁矿）。

3.5 砾状赤铁矿往往是矿层厚度加大、品位增高的显著标志，在开发利用过程中可为矿山地质工作提供很好的指导意义。

3.6 成矿环境较好时，矿层厚度一般较大，矿石品位也一般较高，夹石率一般也较低。矿层厚度、矿石品位与夹石率成近似的反比关系。

4 成矿原因

鄂西“宁乡式”赤铁矿的成矿原因一直以来挺有争议，笔者通过对矿石性能、结构、构造以及空间分布规律等方面的资料研究，认为本区赤铁矿床成因十分类似于碳酸盐岩形成机理。

因为本区赤铁矿的结构和构造十分类似于碳酸盐岩。因此借鉴现代碳酸盐相模式与沉积环境相关理论，有助于揭示赤铁矿的形成机理。而赤铁矿形成机理关键在于对赤铁矿鲕粒的认识。

晚泥盆世时，鄂西地区为典型湿热气候，且遭受长期的强烈化学风化作用，产生大量的氧化铁矿物质。而此时华南海域扩大，大量氧化铁矿物质以胶体形式并以悬浮状态被河流带入陆表海中，致使海水中形成了过饱和的铁质溶液。前滨海环境与碳酸盐相沉积模式相近，海底十分平缓，因波浪、潮汐等易形成碎浪出现滨外高能带，使水流具备强大的动力，另外因水中含有大量的细砂-粉砂物质，形成鲕粒的物质条件也具备了。与大多数碳酸盐沉积物一样，这些物质同样能适应较高能水环境，甚至具备抗浪的生态本能。在悬浮状态下，各种赤铁矿泥晶等围绕这些细砂质物质以生物化学方式层层包裹，便形成了赤铁矿鲕粒。形成的大量赤铁矿鲕粒经过水流的再次搬运、改造、富集，最终于近滨海相至远滨海相上部环境而成矿。

参考文献：

[1]朱继存.宁乡式铁矿床成因的新认识[D].合肥工业大学，2001.

[2]胡宁，徐安武.鄂西宁乡式铁矿分布层位岩相特征与成因探讨，1998.