贵州枫芸矿区地质特征及成矿机理浅析

陶挺攀，林 丹，李 浙

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局核资源地质调查院，贵州 贵阳 550005）

枫芸勘查区位于贵州省思南县枫芸土家族苗族乡，与枫芸乡集镇直距约2km，距思南县城约30km。矿区范围内仅在1970年开展过“贵州省思南县枫芸矿区地质普查”工作，并于2009～2012年进行了“贵州省思南县枫芸矿区资源储量核查”工作，除此之外无其它勘查工作。2017年贵州省有色金属和核工业局对该区进行了储量核实工作，本研究在分析总结前人的工作成果的基础上，结合近年对该区展开的研究及工作进展，对枫芸矿区矿床地质特征及成矿机理进行分析，供该区开展下一步工提供参考依据。

1 区域地质背景

图1 地形地质图

研究区位于贵州高原向湘西丘陵过渡的大斜坡地带的北部边缘，武陵山脉与大娄山脉之间，除第四系（Q）外，均为海相沉积地层，主要为下二叠统栖霞组（P1q）、茅口组（P1m），上二叠统吴家坪组（P2w）、长兴组（P2c），下三叠统夜郎组（T1y）。矿区在大地构造位置上位于扬子准地台黔北台隆-遵义断拱-凤冈北北东向构造变形区北部。区内燕山期的构造变形最为强烈，出露寒武系、奥陶系、二叠系、三叠系。主要岩性为海相碳酸盐类，地层构造带以褶皱、断层为主。

2 矿床地质特征

2.1 地层

枫芸矿区内出露地层由老到新依次为下二叠统栖霞组（P1q）、茅口组（P1m），上二叠统吴家坪组（P2w）、长兴组（P2c），下三叠统夜郎组（T1y）和第四系（Q），现分述如下：

栖霞组（P1q）：上部为深灰色中厚层、厚层至块状灰岩，下部为灰黑色薄层状灰岩夹有机质页岩。厚150m～260m。

茅口组（P1m）：上部为灰白色块状灰岩，下部为灰色中厚层、厚层状灰岩，夹燧石灰岩。厚130m～221m。

吴家坪组（P2w）：原报告称为乐平组，主要为灰、深灰色中厚层状、燧石灰岩及硅质灰岩、灰岩组成，中夹灰绿、黄灰色泥岩、粉砂质泥岩及少量粉砂岩。底部为一层泥岩、铝土质泥岩及砂质泥岩，局部夹粉砂岩、鲕状绿泥石岩。矿产于该层位底部，距茅口灰岩为0m～5m左右，矿体呈层状、似层状产出，厚约0.62m～2.28m，平均厚度1.37m左右，矿层中间夹无矸石。吴家坪组地层总厚约110m～125m。

长兴组（P2c）：为灰色、深灰色薄至中厚层含遂石团块灰岩，底部夹深灰色中厚层泥质灰岩及少量厚约10m的钙质页岩，与下伏地层分界，上部为灰岩中含燧石团块。厚度约69m～98m。

图2-1 地层柱状图

图2-2 地层柱状图

夜郎组（T1y）：上部为灰色、浅灰色薄至中厚层灰岩，夹浅紫色泥岩；下部为浅灰色薄层灰岩与板状泥灰岩，中部为灰色中至厚层灰岩，底部为黄绿、黄褐色页岩夹粉砂岩。厚＞190m。

第四系（Q）：主要为残坡积之腐植土、砾石、砂及亚粘土等。厚0m～10m。

2.2 构造

矿区位于许家坝开阔向斜南东翼，总体表现为一单斜构造，地层倾向为290°～320°，倾角11°～15°，为一倾角平缓的单斜构造，矿区内未见大于10m的断裂构造。

许家坝向斜：轴向为北北东，区内长约35km，宽8km～10km，呈长条状，具“S”型弯曲，开阔平缓，两翼不对称，西翼倾角在17°左右，东翼倾角在15°左右。

2.3 矿床地质特征

矿体产于二叠系上统吴家坪组底部的粘土岩中，顶板为一平均厚0.88m的较薄矿层，底板为茅口组灰岩，矿体与顶底板接触界面清晰，顶界接触线较平整，底界因茅口组灰岩侵蚀面的存在而凹凸不平，总体上顶板稳定，底板对开采无影响。矿体呈层状产出，由于厚度有所变化，呈现出一定的波浪式起伏形态。

2.4 矿体特征

含矿岩石为粘土岩，上部为深灰、灰色较为致密的粘土岩，块状、假鲕状、豆状构造，含有少量星散状矿产，含量较低，品位一般在5%左右，厚度一般为0.5m～0.7m；中部为浅灰、灰绿、灰白色，其间上段含硫品位多在13%～15%，部分大于15%，厚度一般0.5m～1m；下段含硫品位一般8%～12%，厚度0.3m～1m；底部为浅灰、品位一般在5%左右。

根据各施工工程及采样点分析结果，粘土岩上部和下部含矿较贫；中部含矿较富，矿体厚度较大而稳定，矿产品位变化较小，是整个含矿层中最富的区段。

矿体倾向290°～320°，一般倾向为315°，倾角11°～15°，平均倾角为12°；由盲井、老硐等30个工程和7个采样点控制，已控制矿体走向长约1500m，倾向延伸约820m。矿体呈层状产出，呈现出一定的波浪式起伏形态；矿体厚度一般在1.0m～2.0m之间，最大厚度为2.28m，最小厚度为0.62m，平均厚度为1.37m，厚度变化系数Vm=27.39%，厚度有一定变化，变化规律性较显著，相邻工程厚度差1～2倍，厚度较稳定；TS品位一般在11%～13%之间，最高为22.26%，最低为9.94%，平均为12.49%，品位变化系数为16.98%，变化小。

矿区内，矿体地表浅部有5个见矿工程品位达到最低工业品位14%，深部坑道附近区域的盲井和采样点见矿工程品位，绝大部分低于最低工业品位，属低品位矿；总体上看，矿体往深部有品位变贫的趋势，且总体为低品位矿，平均品位12.49%。

图3 矿层柱状对比图

图4 地层剖面图

2.5 矿石质量

2.5.1 矿石物质组成

矿石中伴生矿物不明显。呈金黄、浅黄、黄色，以星散状为主，颗粒多呈自形，直径一般为2mm～4mm，最大5mm～6mm，局部可见团块状，直径达1cm～3cm。星散状矿产多富集于矿体中下部，分布均匀且较为密集，团块及结核少见。

2.5.2 矿石化学成分

矿石中含TS为9.94%～22.26%，平均为12.49%；矿石中有害组分含量Pb+Zn为0.01%～0.05%，As为0.001%～ 0.004%，F为0.006%～ 0.048%，C为0.10%～0.84%，有害组分含量较低，在允许含量范围内。

2.5.3 矿石风（氧）化特征

矿体出露于地表或受氧化地带，往往由于次生变化而引起品位的变化，未受氧化的地段含量一般较为稳定，无较大变化。

矿体氧化带深度受矿层产状、地形、构造破坏、覆盖层厚度等因素影响和控制。在PD100号坑道～LD15号老硐一段，由于盖层不厚，地形较缓，加之北东向的节理裂隙影响，裂隙溶洞较为发育，老硐采空深度较大，氧化带深度也因此较大，氧化及半氧化带深度为70m～200m。往北东方向因地质条件较好，氧化带深度不大，为20m～40m，半氧化带深度在50m左右。

2.6 矿石类型和品级

矿石自然类型为原生矿石，有星散状矿石、团块状矿石、结核状矿石，以星散状矿石为主，约占总量90%。

矿石品级：矿床中绝大部分是贫硫矿石。按工业指标规定，Ⅰ级品含硫≥35%，Ⅱ级品含硫为25～35%，Ⅲ级品含硫为14%～25%。该矿区大部分矿石为低品位矿石，品位一般介于边界品位（8%）和最低工业品位（14%）之间，占76%，Ⅲ级品占24%；矿体含TS为9.94%～22.26%，平均为12.49%，故本矿床矿产属低品位矿，矿石品级仅少部分达到Ⅲ级矿石标准。

2.7 矿体围岩和夹石

矿体直接顶板为吴家坪组底部的矿层，厚度为0m～2.02m，其上为中厚～厚层灰岩、泥灰岩及硅质灰岩等。顶板相对较稳定。

矿体底板为茅口组中厚层灰岩，底板稳定，据《核查报告》，矿体内部无夹石。

3 成矿机理

据有关资料，二叠系上统吴家坪组为古风化壳沉积，代表了茅口期后暴露于地表风化剥蚀的产物，根据矿区矿体赋存情况及矿物组分可知，矿区的沉积环境为碳酸盐台地与浑水海岸过渡区，加之当时季候潮湿，植物茂盛故有泥炭沼泽形成，黔桂运动使贵州大部分地区上升为陆地。

4 结语

（1）枫芸矿区矿床赋存与二叠系上统吴家坪组底部的粘土岩中，

（2）矿区矿床的形成与地层、岩相、含煤岩系、构造有着密切关系，产出形态受地层、地形及沉积环境等控制。

（3）矿石结构单一。构造以层状构造为主，品位一般介于边界品位（8%）和最低工业品位（14%）之间，占76%，Ⅲ级品占24%；矿体含TS为9.94%～22.26%，平均为12.49%，故本矿床矿产属低品位矿。

[1]《贵州省思南县风香园枫芸矿段地质普查报告》贵州省革命委员会地质局1970/12.

[2]《贵州省思南县枫芸硫铁矿矿区资源储量核查报告》中化地质矿山总局贵州省地质勘查院2012/10.

[3]梅冥相、马永生、邓军等.滇黔桂盆地及邻区二叠系乐平统层序地层格架及其古地理背景[J].地球科学,2007.