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(五)鄂西-湘西北铁矿成矿区

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鄂西-湘西北地区是我国最重要的宁乡式铁矿成矿区。这里分布有一大批大中型铁矿床,其铁矿总储量多达22.8亿吨(含表外储量),占我国宁乡式沉积铁矿总储量的58.7%。

本区泥盆纪地层自下而上依次为:①中泥盆统云台观群(D2y),厚层砂岩,底部偶见砾岩,厚40m;②上泥盆统黄家磴组(D3h),细粒石英砂岩,上部夹页岩及两层铁矿(Fe1和Fe2),厚45m;③上泥盆统写经寺组(D3x),下段为泥灰岩及钙质页岩,底部夹铁矿层Fe3,厚30m,上段为页岩及石英砂岩,底部夹铁矿层Fe4,厚20m。

由上可知,铁矿层在本区均产于上泥盆统,共有4层,其中Fe1、Fe2矿层产于上泥盆统下段的黄家磴组中,而Fe3和Fe4矿层则产于上泥盆统上段的写经寺组内。

图2-15反映了鄂西-湘西北成矿区宁乡式铁矿在古海盆地中的分布位置、各矿区的铁矿层产出状况及其主矿层的围岩岩相特征,从图中可以看出:

Fe1矿层赋存在上泥盆统黄家磴组(D3h)中部的页岩中,主要分布于恩施铁厂坝、建始太平口、十八格、大支坪,巴东仙人岩、瓦屋场和秭归杨柳池一带,大致呈北东东向分布(图2-15)。在建始十八格和秭归白燕山矿区,该层属于主矿层。矿层主要由砂质鲕状赤铁矿矿石组成,呈透镜状、似层状产出,厚度一般较小,约0.7m左右。含铁品位平均为35%。

Fe2矿层赋存在黄家磴组上部的页岩夹砂岩或砂岩夹页岩中,主要分布于鄂西的宜昌、长阳、巴东和秭归一带,在湘西北的石门、慈利和桑植等地某些矿床中也有产出,其中在石门太清山和桑植麦地坪等矿区中,该层铁矿属主矿层。矿体呈透镜状或似层状,延伸可达5km左右。矿层厚度一般为1~2m左右。矿石主要由砂质鲕状赤铁矿组成,通常含铁30%~40%,局部有富矿产出。

Fe3矿层赋存在写经寺组(D3x)下段底部,在多数情况下,底板为石英砂岩,顶板为页岩或泥灰岩。该矿层遍布于全区,且多属主矿层。矿层在一些大型矿床中呈层状分布近百平方公里,厚度一般1.5~3.4m。矿石主要为钙质鲕赤铁矿或砂质鲕状赤铁矿,在多数情况下含铁量随矿体厚度的变大而递增,平均品位40%左右,并常有富铁矿产出。

Fe4矿层赋存在写经寺组(D3x)上段底部页岩夹灰岩中,主要分布在建始、巴东、长阳、五峰一带。在建始太平口、巴东仙人岩和瓦屋场矿区,该矿层属于主矿层。矿体大多呈薄层状(多层)或透镜体。矿石主要由菱铁矿、鲕绿泥石和鲕状赤铁矿组成。含铁品位25%~40%。

综上所述,本区上泥盆统含矿沉积岩相和矿石相随时间的演化趋势是:容矿沉积围岩岩相由以页岩为主夹砂岩向钙质页岩夹灰岩转化,铁矿石相由砂质鲕状赤铁矿逐渐向钙质鲕状赤铁矿演化,最后生成由菱铁矿、鲕绿泥石和鲕状赤铁矿组成的矿石相。Fe1、Fe2和Fe3 矿层形成于海侵沉积旋回岩系中,而 Fe4 则形成于海侵末期或海退沉积旋回岩系内。

图2-15 鄂西-湘西北成矿区宁乡式铁矿床的矿层产出和围岩岩相分布

在古海盆地北东缘的长阳火烧坪、青岗坪、马鞍山至东南部的松木坪以及宜昌的官庄一带,主矿层为Fe3,次要矿层Fe1、Fe2和Fe4在多数矿区中俱全,但矿石大多为贫矿,只有个别矿区(如松木坪)含铁品位较高。而在古海盆中心的官店、黑石板、伍家河、龙角坝和长潭河等矿床不仅规模巨大,矿石含铁品位也相对较高(TFe39%~47.5%),富矿所占比重较大,约占一半左右。

同样,在古海盆地边缘的慈利-石门一带的铁矿床,主矿层虽也为Fe3,但其围岩主要是砂岩夹页岩,矿床规模均为中小型。矿石含铁品位中等(TFe34%~44%)。

磷在铁矿石中的含量亦与矿床所处的古地理位置有关。在沉积海盆地边缘的矿床中,磷的含量较低,如在石门-慈利-桑植一带的铁矿中,矿石磷的含量大多介于0.06%~0.58%,平均品位0.36%。在古海盆地边缘靠近武当淮阳古陆的官庄,磷的含量也只有0.42%,而位于古海盆中心的官店、龙角坝、长潭河等大中型沉积铁矿床中,磷的含量普遍较高,大多为0.75%~1.1%,平均0.84%。

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