吳立志

（重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局205地質(zhì)隊(duì) 重慶永川 402160）

秀山錳礦地質(zhì)特征及地質(zhì)勘查工作建議

吳立志

（重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局205地質(zhì)隊(duì) 重慶永川 402160）

秀山處于渝東南、黔東、湘西、鄂西錳、汞、銻、鉛鋅多金屬成礦帶，錳礦資源潛力巨大，是我國(guó)重要的錳工業(yè)基地；深入研究秀山地區(qū)大塘坡式錳礦床地質(zhì)特征與成礦規(guī)律，總結(jié)其成礦作用與找礦標(biāo)志，對(duì)指導(dǎo)秀山錳礦的找礦勘查工作具有一定的理論與實(shí)際意義。

錳礦；地質(zhì)特征；地質(zhì)勘查

引言

秀山縣地處武陵山中部，渝、黔、湘、鄂三省一市交界地，是重慶的東南門(mén)戶(hù)。地理緯度跨東經(jīng)108°，北緯28°。南北長(zhǎng)80km，東西寬59km，幅員面積2450km2，人口65萬(wàn)?？h域位于渝東南、黔東、湘西、鄂西錳、汞、銻、鉛鋅多金屬成礦帶，錳礦資源豐富，與湖南省花垣縣、貴州省松桃縣并稱(chēng)中國(guó)錳礦“金三角”[1]。

1 秀山錳礦發(fā)展現(xiàn)狀

錳礦業(yè)是秀山工業(yè)經(jīng)濟(jì)的主要支柱，其本身屬于帶動(dòng)性較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)，可以帶動(dòng)機(jī)械制造業(yè)、交通運(yùn)輸、電力、硫酸化工材料，及以金屬錳為原材料的冶金業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，縣內(nèi)錳礦石原料供應(yīng)與企業(yè)生產(chǎn)需求矛盾日益突出，往往需外購(gòu)錳礦石，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

2 秀山大塘坡式錳礦地質(zhì)特征

2.1 區(qū)域地質(zhì)背景

秀山大地構(gòu)造單元隸屬于揚(yáng)子陸塊區(qū)～上揚(yáng)子陸塊區(qū)～揚(yáng)子陸塊南緣碳酸鹽臺(tái)地～秀山凹褶束，晉寧運(yùn)動(dòng)在青白口系的板溪群內(nèi)形成了褶皺變質(zhì)基底，南華紀(jì)雪峰運(yùn)動(dòng)以后在褶皺基底上，沉積了大小冰積層及間冰期的碳酸錳礦層。地層區(qū)劃屬揚(yáng)子地層區(qū)～黔北川南分區(qū)～酉陽(yáng)秀山小區(qū)，主要出露新元古界青白口系（Qb）、南華系（Nh）、震旦系（Z）及古生代寒武系（∈）、奧陶系（O）、志留系（S）等地層，含錳地層為南華系大塘坡組（Nh2d）；按全國(guó)成礦區(qū)劃劃分：Ⅲ級(jí)成礦區(qū)屬湘鄂西-黔中南Hg-Sb-Au-Fe-Mn（Sn-W）-磷-鋁土礦-硫鐵礦-石墨成礦亞帶（III-77-②），Ⅳ級(jí)屬酉陽(yáng)-秀山錳汞銅鉛鋅磷成礦帶（Ⅳ-9），Ⅴ級(jí)屬麻旺-鐘靈錳汞磷成礦帶（V-9-2）。

2.2 礦床地質(zhì)特征

秀山地區(qū)大塘坡式錳礦集中產(chǎn)于小茶園、筆架山、平茶等三級(jí)拉張斷陷盆地中心相區(qū)（見(jiàn)圖1），錳礦體賦存于大塘坡組底部，屬受控于巖性巖相古地理的層控沉積型錳礦床，盆地區(qū)外則無(wú)錳礦發(fā)育。

圖1

2.2.1 地層

區(qū)內(nèi)出露的地層主要青白口系中統(tǒng)（Qb）、南華系（Nh）地層，按構(gòu)造演化分為基底（青白口系）和蓋層（南華系）構(gòu)造層，含錳巖系為南華系下統(tǒng)大塘坡組一段（Nh1d1），從新到老為：南華系上統(tǒng)南沱組（Nh2n）；南華系下統(tǒng)大塘坡組（Nh1d），為含錳巖系；南華系下統(tǒng)千子門(mén)組（Nh1q）；青白口系中統(tǒng)秦垛組（Qb2q）。

2.2.2 構(gòu)造

構(gòu)造主要分為：褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造兩種。

2.2.3 礦體特征

本區(qū)錳礦屬沉積菱錳礦礦床類(lèi)型，具有一般海相沉積碳酸錳礦床共同的地質(zhì)特征，區(qū)內(nèi)先后發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體7個(gè)，集中分布在小茶園、筆架山錳礦區(qū)兩處，現(xiàn)對(duì)各區(qū)礦體產(chǎn)出特征介紹如下：

小茶園錳礦區(qū)：分布在雞公嶺背斜兩翼，已發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體6個(gè)；錳礦體呈餅狀、透鏡狀、豆莢狀、少數(shù)呈似層狀，以相對(duì)密集礦體群的形式出現(xiàn)，即呈“魚(yú)群狀”賦存于含錳巖系底部；在含礦層厚度范圍內(nèi)，具多層含礦性，見(jiàn)有1～5個(gè)層次礦體產(chǎn)出，一般2～3層次者居多，單個(gè)礦體規(guī)模不大，長(zhǎng)度數(shù)米至數(shù)十米不等，單個(gè)礦體無(wú)礦間隙0.10～12.6m，礦體群之間的無(wú)礦間隙長(zhǎng)度0.50～5.50m，單個(gè)礦體厚0.30～3.40m，一般0.50～1.50m者居多，品位8.08～27.96%，一般在12～2%之間。

筆架山錳礦區(qū)：分布在蓮花山向斜南東翼，半隱伏產(chǎn)出，礦體全長(zhǎng)2000m（地表僅350m），寬1200m，厚度0.51～5.73m（平均厚度1.87m）。礦體品位一般為15～21%，平均18.11%。礦體產(chǎn)狀與地層一致，但厚度變化較大，而礦層的厚度變化是由錳礦體沉積基底起伏不平而引起，同時(shí)，礦體中有時(shí)有錳質(zhì)巖石或炭質(zhì)頁(yè)巖小透鏡體（夾層）?？傮w上，礦體沉積比較連續(xù)，但有礦厚質(zhì)優(yōu)、礦薄質(zhì)貧的趨勢(shì)。

2.2.4 礦石特征

礦石結(jié)構(gòu)：錳礦石一般呈黑色、灰黑色，礦石礦物粒度細(xì)小，結(jié)構(gòu)主要有顯微粒狀結(jié)構(gòu)、隱晶結(jié)構(gòu)、砂屑結(jié)構(gòu)及藻凝塊結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造：塊狀構(gòu)造、紋層狀構(gòu)造、葉片狀構(gòu)造及條帶狀構(gòu)造。地表經(jīng)氧化的礦石構(gòu)造有土狀、網(wǎng)絡(luò)狀、蜂巢狀及膠狀構(gòu)造等。上述結(jié)構(gòu)構(gòu)造表明該礦石系沉積形成。

礦石自然類(lèi)型：礦石自然類(lèi)型主要為原生錳礦石，根據(jù)礦石礦物成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造可分為：砂屑狀菱錳礦、塊狀菱錳礦、紋層狀菱錳礦。2.2.5成礦階段的劃分與成礦作用過(guò)程

（1）古地理、古構(gòu)造對(duì)錳礦沉積的控制作用

①大地構(gòu)造建造相。從成礦地質(zhì)背景看，大地構(gòu)造相體現(xiàn)為：新元古代早期華南-級(jí)裂谷盆地由北東向基底斷裂切割了結(jié)晶基底，而形成地壘～地塹式構(gòu)造組合。華南一級(jí)裂谷盆地西緣為鳳凰-三都地塹（二級(jí)裂谷盆地），而鳳凰-三都地塹在酉陽(yáng)～秀山地區(qū)發(fā)育有桐麻嶺（小茶園錳礦）、秀山（筆架山錳礦）及上硐（平茶錳礦）等三級(jí)裂谷盆地，同為斷裂～走滑～拉張～松馳盆地。

②沉積環(huán)境、沉積建造、沉積相。新元古時(shí)期區(qū)內(nèi)蓋層沉積記錄體現(xiàn)為澄江構(gòu)造層，從古地理、沉積環(huán)境及巖性組合特征看，屬陸緣斜坡沉積相。澄江運(yùn)動(dòng)的不均勻構(gòu)造沉降，陸緣海底槽脊相間，為地塹—地壘盆地組合，既有海緣冰川沉積，也有還原環(huán)境下的深水沉積。區(qū)內(nèi)新元古期沉積環(huán)境為亞長(zhǎng)安小冰期-大塘坡（或富祿）間冰期-南沱亞冰期。沉積建造為復(fù)成分砂礫（小冰期建造）-錳質(zhì)巖（間冰期沉積建造）-復(fù)成分砂礫（大冰期建造）組合。沉積相分為復(fù)成分砂礫冰川相-間冰期錳質(zhì)炭質(zhì)有機(jī)質(zhì)碎屑巖瀉湖相-復(fù)成分砂礫冰川相。

（2）錳質(zhì)來(lái)源

據(jù)研究資料認(rèn)為大塘坡式錳礦錳質(zhì)來(lái)源具多源特征。

①錳質(zhì)陸源特征：基底地層青白口系為高錳背景值地層，風(fēng)化剝蝕后呈Mn2+離子狀態(tài)搬運(yùn)至陸緣海是錳質(zhì)來(lái)源之一。

②錳質(zhì)深源特征：裂谷盆地是陸架邊緣盆地中的次級(jí)走滑盆地，其邊界即為不斷活動(dòng)的古斷裂，具備了錳質(zhì)深部來(lái)源的通道條件，而大塘坡錳礦層底、中、上均見(jiàn)有火山凝灰質(zhì)或分布有火山凝灰質(zhì)物質(zhì)，代表錳沉積期有火山活動(dòng)，并伴有熱水噴氣現(xiàn)象。

③大塘坡錳礦錳質(zhì)來(lái)源于洋底，屬熱水成因：區(qū)內(nèi)錳礦石中石英包體均一溫度測(cè)量值為194℃些，礦石瀝青反射率推測(cè)的溫度170～195℃（陳多福，1992），反映出海底錳沉積時(shí)熱水溫度。錳礦石的枕狀透鏡體群、塊狀菱錳礦中的玉髓結(jié)核（魚(yú)眼結(jié)構(gòu)）等特殊礦體礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造指示富錳礦體集中分布區(qū)靠近熱水噴溢口或噴溢帶。錳礦石中稀土分配模式與太平洋中脊近代熱水錳礦的稀土含量及配分模式相似。作Fe-Mn-Ca+ Ni+Co（×10）的變異圖（K.Bstrom所提出），大塘坡錳礦石均落入HTD區(qū)，靠近錳元素，指示大塘坡錳礦錳質(zhì)來(lái)源于洋底，屬熱水成因。

（3）錳的沉積特征

大塘坡期錳礦形成于濱岸瀉湖環(huán)境，具淺水、低能、富泥質(zhì)和還原環(huán)境特征。半封閉瀉湖環(huán)境下，由于水下隆起的阻隔，波浪作用大為減弱，潮汐作用不算強(qiáng)烈，固在局限盆地兩側(cè)，藻類(lèi)繁衍，大量吸取海底火山釋放出來(lái)的錳質(zhì)，以及西邊古陸經(jīng)風(fēng)化剝蝕補(bǔ)給的一定錳質(zhì)，在成巖成礦作用下，生產(chǎn)藻菱錳礦層；而在局限盆地邊緣及水下隆起區(qū)，不利于藻類(lèi)生長(zhǎng)，錳質(zhì)也不易富集。

（4）含錳巖系

含錳巖系巖性組合：碳質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖、菱錳礦、錳白云巖；厚度0～ 32m。按所處沉積盆地的不同部位，含錳巖系巖性組合及厚度明顯發(fā)生變化。瀉湖中心相區(qū)，厚度一般大于5m，為菱錳礦-碳質(zhì)頁(yè)巖組合，有一定的菱錳礦層；瀉湖邊緣相區(qū)含錳巖系變薄至尖滅，不見(jiàn)菱錳礦，巖性相變?yōu)楹谏?yè)巖、白云巖，粉砂質(zhì)、泥質(zhì)增多；過(guò)渡相區(qū)為灰色含有機(jī)質(zhì)白云巖、含粉砂質(zhì)炭質(zhì)頁(yè)巖組合，有菱錳礦，厚度介于兩者之間。

3 地質(zhì)勘查工作建議

本區(qū)泥盆系及含礦地層發(fā)育較齊全，從早泥盆世開(kāi)始，以濱海-淺海相泥質(zhì)巖為主沉積，到中泥盆世淺海臺(tái)地相碳酸鹽沉積，以及晚泥盆世次深海相沉積，顯示本區(qū)泥盆紀(jì)為海侵?jǐn)U大沉積系列。下泥盆統(tǒng)坡腳組（D1p）由泥巖、鈣質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾粉-細(xì)砂巖、泥晶灰?guī)r組成，厚度基本穩(wěn)定，化石豐富，屬濱海-淺海陸棚粉砂泥質(zhì)相沉積；至下泥盆統(tǒng)芭蕉箐組（D1b），沉積相即發(fā)生分異，芭蕉箐組（D1b）由白云巖、灰質(zhì)白云巖夾硅質(zhì)巖，泥質(zhì)灰?guī)r組成，產(chǎn)珊瑚、海百合莖等化石，屬淺海臺(tái)地相碳酸鹽沉積；至中泥盆統(tǒng)坡折落組（D2p），由硅質(zhì)巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖夾泥質(zhì)灰?guī)r組成，產(chǎn)海百合莖、層孔蟲(chóng)等化石，為斜坡相沉積；至中泥盆統(tǒng)東崗嶺組（D2d），由粉晶生物灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r組成，產(chǎn)珊瑚、腕足及海百合莖等化石，屬開(kāi)闊臺(tái)地相沉積；至上泥盆統(tǒng)榴江組（D3l），由硅質(zhì)巖、鐵泥質(zhì)硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)泥巖組成，產(chǎn)竹節(jié)石、牙形石等化石，屬盆地相沉積。老龍錳礦產(chǎn)于下泥盆統(tǒng)芭蕉箐組中，早泥盆世芭蕉箐期為海灣環(huán)境，芭蕉箐早期為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r互層，顯示淺海相的臺(tái)盆環(huán)境；芭蕉箐中期沉積薄層狀硅質(zhì)巖、含炭硅質(zhì)巖，局部夾炭質(zhì)泥巖，顯示地殼略有下降，大量硅藻、浮游生物死亡，并伴有錳礦沉積，為錳礦體沉積期；芭蕉箐晚期地殼上升，沉積白云巖、灰質(zhì)白云巖，地殼運(yùn)動(dòng)相對(duì)平緩。從中泥盆世開(kāi)始海侵逐步擴(kuò)大，至中泥盆世晚期（東崗嶺期）到達(dá)頂峰，晚泥盆世開(kāi)始海退。

地質(zhì)勘查工作建議：①礦體嚴(yán)格受地層控制，泥盆系下統(tǒng)笆蕉箐組第二段（D1b2）灰黑薄層狀硅質(zhì)巖、含炭硅質(zhì)巖為礦體頂?shù)装澹丛摴栀|(zhì)巖屬直接找礦標(biāo)志。②礦體分布于泥盆系下統(tǒng)笆蕉箐組（D1b），而地層又受到古環(huán)境古陸（島）的控制。③礦石中經(jīng)常保留了層理、紋理等沉積構(gòu)造，硅質(zhì)巖層含礦是深水沉積碳酸錳礦的標(biāo)志。

4 結(jié)束語(yǔ)

為了保障錳礦資源的合理利用，秀山縣要對(duì)錳礦資源政策進(jìn)行整合，嚴(yán)格劃分礦區(qū)范圍，建立礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)機(jī)制，保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境優(yōu)美。

[1]陳再祥，肖蘭芬.對(duì)有效整合錳礦“金三角”地區(qū)錳資源開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略思考[J].中國(guó)錳業(yè)，2006，2（24）：47～48.

[2]重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)研究院.重慶市錳礦資源潛力評(píng)價(jià).2012.

[3]王殿華.廣西錳礦資源深度開(kāi)發(fā)的新視野[J].中國(guó)錳業(yè)，2006，5（24）：25～26.

[4]王殿華，李守義.錳礦資源節(jié)約型開(kāi)發(fā)模式構(gòu)想[J].中國(guó)錳業(yè)，2006，11（24）：11.

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A

1004-7344（2016）03-0173-02

2016-1-12