湖南省通天庙地区铅锌铁锰多金属矿床地质特征及找矿前景

陈长江 黎原 胡斯琪 肖林 陈端赋 张方军

摘要：通天庙地区位于南岭多金属成矿带中段北缘西侧与九嶷山-铜山岭褶断带东段的交汇部位。近年来，该区找矿工作取得了明显进展，新发现了茶罗坪、红石脚、柏木坑、牛塘冲、长坪等一批具有大中型找矿前景的铅锌铁锰多金属矿产地。本文通过对区内成矿地质条件及矿床地质特征的研究，探讨了矿床成因，并分析了找矿前景。

关键词：铅锌铁锰多金属矿床；矿床成因；找矿前景；通天庙地区

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

通天廟地区是南岭有色、黑色金属成矿带的重要组成部分，矿种以Pb、Zn、Fe、Mn为主，已发现矿床（点）百余处，除前人已探明的太平铁锰矿、毛俊铁锰矿等大型矿床外，矿产地质调查开展以来，又发现了一批具大中型找矿前景的铅、锌、铁、锰矿产地，显示出该区仍具有较大的找矿潜力。本文在总结成矿地质条件和已知矿床特征的基础上，对该区找矿前景进行了分析。

1.成矿地质背景

通天庙地区属于华南褶皱系（Ⅰ级）、赣湘桂粤褶皱带（Ⅱ级）、湘南加里东-印支穿插褶皱带（Ⅲ级）、新田-蓝山印支褶皱带（Ⅳ级），九嶷山岩体北侧，是南岭成矿带中段北缘西部的重要组成部分。

1.1地层

区内除缺失志留系地层外，从震旦系至第四系地层均有分布（图1）。与成矿有关的层位主要为泥盆系，其次为石炭系及寒武系。赋矿地层岩性主要为碳酸盐岩、浅变质碎屑岩。

地层中赋存有铅、锌、钨、锡、铁、锰、锑等矿产，其中以铅、锌、锑、铁、锰最具有工业意义。

1.2构造

区内构造活动强烈，并具多期活动特点，共经历了加里东、海西-印支、燕山-喜马拉雅等三个构造阶段，形成大量的断裂、褶皱、构造盆地等构造形迹，组成了明显的棋盘状构造格局。有色金属矿产多受断裂带控制，近南北向、北东及北西向断层是区内主要的导矿构造，其旁侧的次级断裂一般为容矿构造。区内的沉积型矿产则主要受褶皱构造控制，特别是向斜构造对沉积型矿产更有保护作用。

1.3岩浆岩

区内岩浆活动频繁强烈，规模较大，主要受酃县-蓝山深大基底断裂带影响；主要有石头桥岩体、水莲角岩体、沙子岭岩体、西山岩体及金鸡岭岩体等，为九嶷山复式岩体的组成部分；岩浆具多期次、多阶段活动特点，从志留系至晚三叠系都有侵入。区内岩浆岩与内生矿产关系紧密，其中，金鸡岭岩体与钨锡、铅锌、铀矿、水晶矿关系密切；西山岩体与锡矿、水晶矿关系密切。

1.4地球化学特征

区内1∶5万水系沉积物地球化学测量，高于地壳丰度值3倍以上元素Pb、Zn、Ag、Sn、B、W、U、As、Sb、Bi、Hg、Fe、Mn、Se。其中铅、锌、银、锑、砷元素在西山岩体接触带上及泥盆系和石炭系地层上呈背景或高背景分布，在远离接触带的西山岩体内部和早古生代及晚古生代地层中多呈低背景分布。异常元素与区内主要矿源层和赋矿层泥盆系地层和石炭系地层关系较密切，并受香花岭和西山岩体晚期岩浆作用所控制。

铁、锰元素在香花岭岩体西部外围以三叠系和二叠系地层为中心的向斜区及接触带附近呈高背景，区内较高丰度的锰元素与向斜中大断裂构造关系密切，岩体形成过程中的热液作用通过构造断裂带形成矿体流通通道对成矿条件更为有利。

1.5地球物理特征

研究区位于九嶷山-西山重力异常和航磁异常带的北部边缘地区。区内重力场比较平稳，其值为-40～70（10-5m/s2），且有南部向北部逐渐升高，南西部西山岩体附近出现明显重力布格负异常，峰值达-70（10-5m/s2）。区内航磁场总体表现平稳，将工作区分为南、北两部分：北部以宽缓的正异常为主，异常中心位于百步岭附近，异常呈北西-南东展布，ΔT值为0nT～40nT；南部异常主要沿岩体接触带分布，异常形态不规则，多呈正负伴生异常出现，零星状，异常局部有正负异常交织区，异常为岩浆作用后局部磁性矿物富集引起。

2.矿床地质特征

通天庙地区铅、锌、铁、锰矿是本区优势矿种，铅锌矿床基本上沿银山咀—牛塘冲、红石脚-柏木坑一带以北东向构造骨架为主的断裂破碎带分布。铁锰矿床基本上沿太平—毛俊、白竹园—塘村一带分布。区内以银山咀—牛塘冲、太平—毛俊2个矿化集中区为主详述矿床地质特征。

2.1银山咀-牛塘冲矿化集中区

银山咀—牛塘冲矿化集中区位于金鸡岭岩体北部，水莲脚岩体内外接触带，已知有银山咀、茶罗坪、牛塘冲等矿床（点）10余处，其中茶罗坪、牛塘冲铅锌矿为矿产地质调查工作以来新发现的具有中型矿床找矿潜力的矿产地。

2.1.1茶罗坪铅锌矿床

茶罗坪铅锌矿是产于寒武系断裂破碎带中的中低温热液充填型脉状矿体（图2）。区内见铅锌矿脉3条，矿体4个（①-1、①-2、②、③），以①-1、②矿体规模较大，均呈北北东向近平行分布；③矿体是断层F6中形成的隐伏铅锌矿体，①-1、①-2、②是区内的工业矿体（表1）。

①矿脉：位于矿区中部，其形态、产状严格受F18断层控制（图3），矿脉走向北北东2°～25°，总的走向NE10°左右，倾向92°～115°，倾角65°～87°，矿脉沿走向和倾向上均呈舒缓波状，矿脉控制长度达1350m，①矿脉见2个矿体（①-1、①-2），现将其特征分述如下：

①-1矿体：已控制长度达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。地表矿化弱，深部矿化强，且矿体厚度变大。矿体规模最大，矿化较好，成为矿区主要的工业矿体。

①-2矿体：由单工程TC801控制，矿体真厚度1.42m；平均品位Zn1.00%，Pb（伴生）0.06%，Ag（伴生）2.69g/t。

②矿脉：位于矿区南西部，受北北东向F17断层控制，走向北北东，倾向80°～125°，倾角65°～85°，矿（化）体已控制长度700m左右，矿体平均真厚度1.71m；矿体平均品位：Zn2.38%，Pb（伴生）0.18%，Ag（伴生）3.75g/t。矿体矿化较好，成为矿区主要的工业矿体。

③矿体：位于矿区中部，矿体受断裂破碎带F6控制，是区内的隐伏铅锌矿体，矿体走向控制长度约150m，矿体走向北东，倾向100°～145°，倾角65°～78°。由PD05及ZK201等工程控制，矿体平均真厚度5.99m；矿体平均品位：Zn0.85%，Pb（伴生）0.01%，Ag（伴生）0.87g/t。

区内控制程度偏低，目前仅控制矿体中段，矿石金属量已具中型规模，故该区具有较好的找矿潜力。

2.1.2银山咀铅锌矿床

银山咀铅锌矿床位于宁远县南东约20km处，矿床成因类型主要为沉积-热液改造型铅锌矿床。区内见矿体6个，绝大多数受层间破碎带控制，其形态、规模综合列于表2，除Ⅲ2为脉状矿体外，其余均呈似层状、层状产出，单个矿体长度大多在100m左右，厚1m～3m不等。

2.2太平-毛俊矿化集中区

太平-毛俊矿化集中区位于西山岩体北侧。区内已有太平、毛俊等大型铁锰矿床（点）。

太平铁锰矿床位于蓝山县城关镇北东27km处，含矿岩系为第四系残坡积物。是“蓝山式”铁锰矿的赋存层位（图4）。

含矿层有上、下两矿层，上矿层为结核状铁锰矿；下矿层为土状铁锰矿。区内结核状铁锰矿体有5个（Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅲ-1、Ⅳ-1、Ⅴ-1），土状铁锰矿体有4个（Ⅰ-2、Ⅱ-2、Ⅲ-2、Ⅳ-2）。其中Ⅰ-1、Ⅰ-2兩矿体规模较大，各矿体特征及规模见表3。

结核状铁锰矿层由红褐色粘土含结核状、块状铁锰矿石组成。矿层呈层状、似层状，产状近于水平。矿石品位：TFe 27.10%，Mn 7.48%，P 0.109%，含矿率21.16%。矿石工业类型属高铝氧化贫铁锰矿石。

土状铁锰矿层赋存在结核状铁锰矿层下部。矿层呈层状、似层状，产状近水平。矿层由厚层状黑褐色土状铁锰矿组成。矿石呈松散土状构造。矿石平均品位TFe 31.79%，Mn 7.41%，P 0.093%。矿石工业类型属低磷硫高铅锌氧化贫铁锰矿石。

结核状铁锰矿储量431.09万吨，提交土状铁锰矿石表外储量2021.78万吨，达大型规模。

3.矿床成因

3.1矿床成因类型及特征

根据主导控矿因素及矿化蚀变特征，可将区内铅锌铁锰矿床划分为裂隙充填交代型、沉积-热液改造型、风化淋滤型和沉积型等四种主要类型。

3.1.1裂隙充填交代型

该类型矿床是本区分布最广泛的一种矿化类型，在大多数矿床中都有该类型矿体产出。典型矿床有银山咀-牛塘冲矿化集中区的茶罗坪铅锌矿、牛塘冲铅锌矿。该种类型的矿床主要与北北东向断裂构造有关，其次是北东向、北西向。矿石矿物主要有方铅矿、闪锌矿；脉石矿物主要为方解石、铁白云石、重晶石、石英。围岩蚀变不强，主要有硅化、白云石化、方解石化、重晶石化。

3.1.2沉积-热液改造型

沉积-热液改造型矿床主要见于银山咀-牛塘冲矿化集中区的银山咀铅锌矿床，矿床受地层和构造控制，主要产于泥盆系黄公塘组、棋梓桥组以及跳马涧组地层中，同时矿（化）体分布于北东向正宜圩-盘江背斜、南北向总管庙—蓝山向斜与汪井—盘洞口复式向斜中，亦受北西西向及近东西向为主的断裂破碎带的影响，矿石矿物主要有方铅矿、闪锌矿及黄铜矿；脉石矿物主要为方解石、铁白云石、石英；围岩蚀变较简单，且蚀变微弱，主要有硅化、白云石化、方解石化。

3.1.3风化淋滤型

风化淋滤型矿床是区内形成氧化铁锰矿的一种重要形式。该类矿床（点）主要赋存于泥盆系棋梓桥组含铁锰质白云岩及灰质白云岩之上的第四系风化残坡积层中。其成矿物质来源可能与泥盆系含铁锰质白云岩风化有关，同时也可能与地下金属硫化物矿床地表氧化有关（如太平-毛俊矿化集中区的太平锰铁矿、毛俊锰矿）。矿石矿物成分主要为硬锰矿、软锰矿，其次为褐铁矿。脉石矿物主要为石英、粘土矿物、绿泥石等。

3.1.4沉积型

沉积型矿床主要见于白竹园-塘村一带的塘村菱铁矿、小胡—乐塘锰矿，矿床主要受地层控制，产于袁家向斜含锰地层二叠系孤峰组砂页岩、硅质岩中，矿石矿物有菱锰矿、软锰矿、硬锰矿、菱铁矿、褐铁矿，以菱锰矿、菱铁矿为主，呈致密块状结构，晶质结构，次为鲕状及豆状结构。原生矿石氧化淋滤后呈网格状，同心圆状和空洞状结构，氧化矿石呈团块状和土状构造。

3.2矿床成因讨论

研究区铅锌矿主要产于泥盆系碳酸盐岩岩层中；少量产于寒武系浅变质细粒石英砂岩、不等粒石英砂岩夹板岩，或组成复理石韵律岩层中。构造较为复杂，褶皱多表现为半紧闭-开阔型褶皱、紧闭型褶皱等；断层一般以北东向、南北向、北西向断裂为主，局部叠加有东西向断裂，而北东向、南北向断裂为有色金属矿区容矿构造，北西向、东西向断裂往往为有色金属矿区控矿构造。

地层岩石富含Pb、Zn、Ag等成矿元素，加之这些岩石质地坚硬、性脆的特征，在各种应力作用下容易破碎形成断裂及小裂隙。当含矿热液上涌时，沿部分断裂构造通道运移萃取地层中富含的成矿元素，随着含矿热液运移距离的增加，在构造裂隙内，岩浆温度降低，中低温元素如铅锌等相继结晶沉淀富集，形成了铅锌矿体。当含矿热液沿区内的应力薄弱面上涌及充填时，萃取了地层中的成矿物质或重溶了先期形成的矿体，并在合适的部位重新富集而成岩成矿（图5）。

铁锰矿产主要产于泥盆-二叠系地层中，各地层单位岩石组合主要为含铁锰质白云质灰岩、灰质白云岩及含铁锰质硅质岩、泥岩，岩石中富含铁锰质成分，是铁锰矿体的矿源层，也是区内沉积型铁锰矿的赋矿层位。区内沉积型、风化淋滤型为主的铁锰矿床形成与沉积环境、生物作用关系密切。加里东运动之后，区内成铁、锰作用受裂谷演化阶段控制。泥盆系早期海水开始由南西向北东进入本区，在局部地区接受了滨岸砂岩及含砾砂岩的沉积，泥盆系中期基底为低山丘陵地貌，沉积以潮坪-泻湖、混积陆棚的碎屑岩相及混积岩相为主，局部地段沉积质差而薄的铁矿层。棋梓桥早期，区内大部分地区处于开阔浅海相，由碳酸盐台地和台沟组成，在台沟部位沉积了含铁锰的碳酸盐岩矿胚层（矿源层），在隆起部位沉积了含铁锰白云岩（矿源层）。至二叠系孤峰期，大部分地区沉积了深水相硅质岩相，在盆地边部沉积了灰质-碳酸锰矿层。同时褶皱构造严格控制了铁锰矿层的展布和形态。断层构造又为铁锰矿层的后期改造提供热液通道，使矿体变富。

表生风化作用是形成风化淋滤型铁锰矿床的重要因素。

通天庙地区属亚热带气候，高温多雨，微生物活动频繁，为原生铁锰矿石的氧化分解和生物化学作用以及钙、镁等元素的淋失，形成氧化铁锰矿石提供了条件，易形成高品位，延伸大的风化淋滤型矿床。此外，区内常年植被茂盛，对已形成的氧化矿石起到保护作用，使其不被剥蚀而保留下来，形成规模较大的风化淋滤型矿床。

纵观氧化铁锰矿的形成条件和富集因素，归结起来最为重要的条件是矿源层中有价铁锰元素的含量和表生风化作用。前者是提供物质，后者是提供成矿富集的动力因素，两者密切结合，控制着本区氧化铁锰矿的形成和分布（图6）。

4.找矿前景分析

4.1银山咀-牛塘冲矿化集中区

该区岩浆岩发育，主要有金鸡岭岩体、水莲脚岩体、石头脚岩体，岩浆活动频繁强烈，规模较大，新发现的茶罗坪铅锌矿、牛塘冲铅锌矿以及已发现的铅锌矿床主要位于银山咀-茶罗坪南北向带状化探异常区内及牛塘冲近等轴状化探异常区内。在岩体内外接触带，化探异常发育，南北向及北东向构造的交叉部位含矿热液活动不断累积，矿化較强，因此，该区具有寻找隐伏矿床的潜力，更具有寻找中-大型矿床的可能。

4.2太平-毛俊矿化集中区

据现有资料分析，太平铁锰矿、毛俊铁锰矿均为赋存于第四系红土层中风化淋滤型大型铁锰矿床。矿化集中区属于开阔浅海相沉积环境，由碳酸盐台地和台沟组成，在台沟部位沉积了含铁锰的碳酸盐岩矿胚层（矿源层），在隆起部位沉积了含铁锰白云岩（矿源层）。通过表生风化作用，原生铁锰矿石的氧化分解和生物化学作用以及钙、镁等元素的淋失，为形成氧化铁锰矿石提供了条件，易形成高品位、延伸大的风化淋滤型矿床。因此，该区是寻找沉积型和风化淋滤型铁锰矿床的有利区位。

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