廖鳳初　羅益周

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局409隊(duì))

?

祁零盆地碳酸錳礦成因及找礦方向

廖鳳初羅益周

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局409隊(duì))

摘要祁零盆地為湖南省內(nèi)重要的錳礦產(chǎn)地，通過(guò)對(duì)區(qū)域內(nèi)水埠頭大型錳礦床區(qū)域地質(zhì)背景的綜合分析，總結(jié)了祁零盆地內(nèi)原生碳酸錳礦床地質(zhì)特征、礦床成因、控礦因素及找礦方向，對(duì)于整個(gè)區(qū)域及周邊類似區(qū)域?qū)ふ姨妓徨i礦有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞祁零盆地碳酸錳礦礦床地質(zhì)特征礦床成因控礦因素找礦方向

近年來(lái)湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局409隊(duì)對(duì)祁零盆地錳礦開(kāi)展了整裝勘查工作，對(duì)重點(diǎn)區(qū)段進(jìn)行了普查、詳查工作，查明了水埠頭錳礦床為大型碳酸錳礦床。為進(jìn)一步指導(dǎo)區(qū)內(nèi)找礦工作，本研究結(jié)合區(qū)內(nèi)已查明的水埠頭錳礦床地質(zhì)特征，對(duì)整個(gè)祁零盆地碳酸錳礦床成因及找礦方向進(jìn)行分析。

1區(qū)域地質(zhì)背景

祁零盆地位于華南準(zhǔn)地臺(tái)的桂湘贛褶皺帶中，南鄰都龐嶺—陽(yáng)明山隆起帶，北至越城嶺—關(guān)帝廟串珠狀隆起帶，呈NE向槽狀分布，NE向汩羅—新寧、株州—雙牌與NW向邵陽(yáng)—郴州、懷化—道縣等2組、4條深大斷裂將該區(qū)分割成菱形區(qū)域，主要為NNW—近SN向褶斷帶，為區(qū)內(nèi)賦礦構(gòu)造(圖1)[1-4]。區(qū)域內(nèi)除第三紀(jì)地層外，震旦紀(jì)—第四紀(jì)地層均有出露，二疊系為區(qū)內(nèi)主要賦礦層位。

圖1　祁零盆地區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

2礦床地質(zhì)特征

2.1賦礦層位

區(qū)內(nèi)錳礦層嚴(yán)格受賦礦地層二疊紀(jì)孤峰組控制，兩者存在明顯的空間關(guān)系。孤峰組為1套由含錳灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖、頁(yè)巖組成的半封閉條件下形成的臺(tái)盆相沉積，礦層產(chǎn)于孤峰組第二段(P1g2)中上部，硅質(zhì)巖之上，礦層頂部由1套含泥質(zhì)較高的含泥灰?guī)r、泥灰?guī)r及頁(yè)巖組成。

2.2礦石質(zhì)量

(1)礦石礦物成分。區(qū)內(nèi)礦石礦物以錳方解石為主，次為含錳方解石、鈣菱錳礦、錳白云石及少量或微量的菱錳礦、含錳白云石等。脈石礦物主要為石英，次為少量的云母、長(zhǎng)石、石墨及炭質(zhì)、黏土礦物、石膏、方解石、白云石、磷灰石、黃鐵礦等。錳礦物含量在不同地段略有差異。

(2)礦石化學(xué)成分。礦石主要由Mn、TFe、SiO2、P、CaO、MgO、Al2O3、燒失量等組成，除上述組分外，還伴有Ni、Co、Cu、Zn、S等，其含量總和為94%以上。錳品位不同的礦石，上述成分含量各不相同。

(3)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造均較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)主要有不等粒砂屑生物屑結(jié)構(gòu)、球粒結(jié)構(gòu)、泥狀粒屑結(jié)構(gòu)和泥質(zhì)鮞粒結(jié)構(gòu)、殘余內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)等，以前兩者為主。構(gòu)造主要有顯微層狀、細(xì)紋-條帶狀構(gòu)造，次為浸染狀構(gòu)造、定向構(gòu)造、殘余鮞粒構(gòu)造等。

2.3礦石自然類型

區(qū)內(nèi)礦石類型較簡(jiǎn)單，根據(jù)礦石礦物成分可劃分為碳酸錳礦石、氧化錳礦石2類。碳酸錳礦石為區(qū)內(nèi)最主要的礦石類型，根據(jù)礦石礦物組成可進(jìn)一步分為錳方解石碳酸錳礦石、含錳方解石碳酸錳礦石、鈣菱錳礦碳酸錳礦石。氧化錳礦石主要分布于淺部及地表露頭線一帶，原生礦石中含量甚微，一般無(wú)工業(yè)意義，由原生碳酸錳礦石經(jīng)風(fēng)化作用形成。

3礦床成因

區(qū)內(nèi)碳酸錳礦主要形成于海相沉積作用，該區(qū)中二疊統(tǒng)孤峰組為整個(gè)碳酸錳礦成礦的含錳巖地層，成礦(礦質(zhì)來(lái)源、礦床空間分布、礦體產(chǎn)出)與孤峰組含錳巖系密不可分，區(qū)內(nèi)孤峰組相對(duì)較厚，巖石中富含炭泥質(zhì)，總體為1套不純碳酸鹽巖組合。錳礦賦存于該組含泥質(zhì)較高的含錳泥灰?guī)r-含錳灰?guī)r及頁(yè)巖的臺(tái)盆環(huán)境沉積系列中。區(qū)內(nèi)在孤峰期沉積了1套富含鐵錳質(zhì)的硅質(zhì)巖、碳酸鹽巖和泥巖，由于相鄰古陸(江南古陸和雪峰古陸)含錳物質(zhì)經(jīng)強(qiáng)烈化學(xué)分解形成氧化硅、錳、鐵流入海盆，加之海水表層、海底分別繁育大量放射蟲(chóng)、硅質(zhì)海綿、藻類等生物，故形成錳(鐵錳)礦。區(qū)內(nèi)碳酸錳礦石發(fā)育砂屑結(jié)構(gòu)、球粒結(jié)構(gòu)、泥狀粒屑結(jié)構(gòu)、放射狀鮞粒結(jié)構(gòu)、紋層狀構(gòu)造等結(jié)構(gòu)構(gòu)造，表明礦體形成時(shí)，處于溫暖淺水和中等攪動(dòng)的環(huán)境。區(qū)內(nèi)礦石富含有機(jī)質(zhì)、泥質(zhì)、浸染狀黃鐵礦等成分，并伴有石膏、白云石等鹽度較高的礦物成分和蒸發(fā)環(huán)境下形成的礦物組分，表明區(qū)內(nèi)錳礦形成于還原環(huán)境。礦石中發(fā)育藻類、有孔蟲(chóng)等生物，并與錳礦物形成球粒結(jié)構(gòu)。跟據(jù)礦石礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及生物組合等特征，區(qū)內(nèi)碳酸錳礦形成環(huán)境為海相半封閉臺(tái)盆瀉湖環(huán)境，由生物化學(xué)作用形成的沉積型錳礦。

4控礦因素

(1)地層巖性。區(qū)內(nèi)二疊紀(jì)孤峰組為主要含錳層位，其上段(P1g2)為主要賦礦部位，為1套由含錳灰?guī)r、含錳泥灰?guī)r、含錳含泥灰?guī)r及硅質(zhì)灰?guī)r組成的半封閉條件下形成的臺(tái)盆相沉積，礦層產(chǎn)于孤峰組上段(P1g2)中上部，硅質(zhì)灰?guī)r之上，礦層頂部由1套含泥質(zhì)較高的含泥灰?guī)r、泥灰?guī)r及頁(yè)巖組成。賦礦層位不僅控制了碳酸錳礦體的空間分布，而且控制了其產(chǎn)狀、規(guī)模、品位，同時(shí)含錳巖系錳含量的高低決定了礦體錳品位的高低。

(2)構(gòu)造。區(qū)域位于華南準(zhǔn)地臺(tái)的桂湘贛褶皺帶中，二疊紀(jì)時(shí)處于強(qiáng)烈隆起剝蝕狀態(tài)，為區(qū)內(nèi)提供了豐富的成礦物質(zhì)。區(qū)域錳礦帶受控于祁零賦錳盆地的沉積環(huán)境，而發(fā)育于該區(qū)由上古生界組成的一系列大型緊密復(fù)式褶皺構(gòu)造則控制著區(qū)內(nèi)錳礦床(點(diǎn))的空間分布，錳礦床(點(diǎn))均沿褶皺帶集中成帶分布。

(3)巖相古地理。二疊紀(jì)時(shí)，祁零盆地北為越城嶺古陸，南有都龐嶺—陽(yáng)明山隆起帶，北為越城嶺—牛頭寨—四明山串珠狀隆起，構(gòu)成半封閉淺海盆地，沉積了1套灰質(zhì)夾硅質(zhì)薄層與團(tuán)塊地層。由于長(zhǎng)期受風(fēng)化剝蝕作用的影響，盆地周圍的古陸被夷為平地，不僅使物理作用減弱，陸源碎屑減少，沉積速度減慢，而且給錳質(zhì)的富集提供了充裕的時(shí)間和寧?kù)o的環(huán)境。隨著化學(xué)作用的增強(qiáng)，使更多的錳質(zhì)進(jìn)入水介質(zhì)中，清潔的水體有利于生物的大量繁殖，從而富集錳質(zhì)。弱還原、弱堿性的沉積環(huán)境有利于富含炭質(zhì)、錳質(zhì)的含錳巖系形成。盆地內(nèi)在海水較深、環(huán)境安靜條件下形成的富含生物的硅泥質(zhì)-錳質(zhì)巖-含硅細(xì)碎屑巖相是碳酸錳礦有利的成礦條件。

5找礦方向

(1)祁零盆地。通過(guò)分析祁零盆地各種地質(zhì)條件，初步認(rèn)為盆地內(nèi)花橋—石巖頭向斜以及蕎麥沖—東湘橋向斜為重要的成錳帶，有較好的找礦前景。花橋—石巖頭向斜內(nèi)的水埠頭礦區(qū)已開(kāi)展了詳查工作，提交了1處大型碳酸錳礦床。蕎麥沖—東湘橋向斜內(nèi)的野牛沖礦區(qū)，礦石品位高，厚度較大，是祁零盆地內(nèi)優(yōu)質(zhì)錳礦的有力找礦靶區(qū)。根據(jù)區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律和找礦標(biāo)志，成礦主要在區(qū)內(nèi)孤峰組地層出露地段及向斜構(gòu)造位置，確定祁零盆地內(nèi)花橋—石巖頭向斜、蕎麥沖—東湘橋向斜、馬頭嶺—零陵向斜、高溪市向斜、白露塘向斜為碳酸錳礦的找礦靶區(qū)。

(2)周邊區(qū)域。①邵陽(yáng)盆地成錳帶，處于祁零盆地北西部，大地構(gòu)造位置處于祁陽(yáng)山字型構(gòu)造中部與新寧SN向構(gòu)造的復(fù)合部位。區(qū)內(nèi)總體由一系列SN、NE向的背斜、向斜組成，向斜較開(kāi)闊，背斜較緊閉，向斜構(gòu)造控制了錳、煤等沉積礦床的產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，以走向壓性斷裂為主，與褶皺構(gòu)造近平行分布，主要分布于褶皺兩翼。②藍(lán)嘉盆地成錳帶，地理位置處于祁零盆地南東部，大地構(gòu)造位置位于欽州—衡山深大斷裂南段，不僅嚴(yán)格控制永州沉積盆地的巖相古地理環(huán)境，而且更重要的將海底火山熱液成礦物質(zhì)不斷地從地殼深部沿欽州—衡山深大斷裂帶或與其配套的斷裂攜帶至中二疊世孤峰組中，上述導(dǎo)礦構(gòu)造為永州臺(tái)盆碳酸錳礦床提供了源源不斷的成礦成錳物質(zhì)，其形成的藍(lán)嘉盆地在各成礦條件上與祁零盆地有相似性，具有尋找錳礦的遠(yuǎn)景。

參考文獻(xiàn)

[1]姚敬劬，蘇長(zhǎng)國(guó).湘中湘南古構(gòu)造成錳盆地及錳礦找礦[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1998.

[2]王立亭.中國(guó)南方二疊紀(jì)巖相古地理與成礦作用[M].北京：地質(zhì)出版社，1994.

[3]湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.湖南省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1988.

[4]湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.湖南省巖石地層[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1997.

(收稿日期2016-01-18)

廖鳳初(1969—)，男，高級(jí)工程師，425000 湖南省永州市冷水灘區(qū)零陵南路997號(hào)。