鄧文兵，張彥文,2，孔令湖，尚 磊

(1.自然資源實物地質資料中心，河北 三河 065201； 2.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083)

錳礦是一種關系到國民經濟和可持續(xù)發(fā)展的大宗支柱型金屬礦產，在現(xiàn)代工業(yè)中具有廣泛的用途[1]。中國錳礦資源豐富，截至2016年底，中國錳礦(礦石)查明資源量為15.51億t，資源量居世界第5。與國外錳礦相比，國內錳礦資源主要表現(xiàn)出礦床規(guī)模小、開采條件差、高品位礦石嚴重匱乏的特點。進入21世紀后，中國工業(yè)發(fā)展勢頭強勁，對錳礦資源需求旺盛，自1983年開始進口錳礦以來，至2013年錳礦進口量達到1 663萬t，占全國錳礦需求量的54.28%，國內找礦壓力日益增大。

近年來，中國錳礦勘探展現(xiàn)出巨大潛力。2011～2013年全國錳礦整裝勘查工作完成了8.58萬m的鉆探工作量，新發(fā)現(xiàn)大型、中型礦產地各7處，提交錳礦石資源量26 517萬t；貴州省松桃縣桃子坪超大型錳礦，2016年提交了(332)+(333)錳礦石資源量1.06億t，將成為中國又一個世界級超大型錳礦床；2016年，在中國西昆侖新疆阿克陶縣奧爾托喀訥什地區(qū)發(fā)現(xiàn)了中國迄今為止最富錳礦，平均品位36.7%，錳礦資源量達868.65萬t，有望成為中國北方最重要的優(yōu)質錳礦資源開發(fā)基地[2]。

中國錳礦開采歷史悠久，礦床數量龐大，但錳礦實物資料管理落后，對地質資料重視不夠，致使許多有價值的地質資料遺失。因此，應在全國范圍內篩選一批具有重要性、典型性、代表性的錳礦床實物地質資料，入庫國家實物地質資料館，作永久保存，構建錳礦實物庫體系，既能及時、有效地保存錳礦地質資料，展示找礦成果，又能發(fā)揮實物資料信息面向社會科學化、系統(tǒng)化服務的作用，同時為制定相應的地質找礦政策提供支撐。從這個目的出發(fā)，筆者總結前人資料，綜合考慮中國錳礦資源特點、分布規(guī)律和成因類型，篩選出國家級錳礦床實物地質資料目錄。

1 中國錳礦資源的特點

中國錳礦資源主要呈現(xiàn)以下幾個特點。①礦床規(guī)模以小型礦床居多，大型、超大型礦床稀少。在已勘查的錳礦床中，資源量超過1億t的超大型錳礦有5處(廣西下雷錳礦，貴州松桃普覺、道坨、桃子坪及高地錳礦)，大型錳礦有15處，中型礦床約60處，其余為小型礦床，難以利用現(xiàn)代化技術開發(fā)利用。②貧礦多，富礦少，質量普遍較差。全國錳礦石錳品位平均只有21.4%，符合國際商品級的富礦石(錳品位≥48%)幾乎沒有，富錳礦石(氧化錳礦石錳品位≥30%，碳酸錳礦石錳品位≥25%)資源儲量僅占全國資源儲量的6.7%。③雜質含量高、開采條件差。全國錳礦石中鐵和磷的質量分數高，為高磷高鐵的錳礦石，礦石結構復雜，嵌布粒度細，硅質成分少，有用礦物與脈石緊密交生，選礦難度大。中國近80%的錳礦屬于沉積或沉積-改造型，需要進行地下開采[3]，斷層、裂隙發(fā)育，適宜露天開采的礦山僅占總量的6%。

綜上，中國錳礦資源總體呈礦床規(guī)模小、開采條件差、高品位礦石嚴重匱乏的特點，導致中國現(xiàn)有錳礦產量跟不上冶金工業(yè)的高速發(fā)展，國內錳礦石自給率不足，供不應求，每年需從國外大量進口富錳礦石。中國自1983年開始進口錳礦。進入21世紀后，錳礦石進口量急速增長，2001年進口錳礦石量為171.11萬t，至2013年達到1 663萬t，占全國錳礦需求量的54.28%，對外依存度高。

2 中國錳礦資源的分布

2.1 地理分布

中國已有23個省(市、區(qū))探明存在錳礦床，但分布極不均勻。截至2012年底，全國有34.89%的錳礦集中在廣西，位列全國首位[4]。其后分別是占全國資源量16.12%的貴州、占全國資源量10.99%的云南和占全國資源量8.86%的湖南(圖1)。廣西、貴州、云南、湖南、遼寧和重慶6省(市、區(qū))的已探明錳礦(礦石)儲量為7.79億t[5]。從區(qū)域上看，占全國資源量85%以上的錳礦資源主要集中在南方“泛揚子區(qū)”，其余錳礦資源主要分布于華北燕遼、天山和祁連山地區(qū)。

圖1 各省(區(qū)、市)錳礦資源量占全國資源量比例Fig.1 The proportion of manganese resources in the provinces to the national resources

2.2 時代分布

中國錳礦成礦時代甚多，除志留紀、侏羅紀、白堊紀和古近-新近紀外，從前南華紀至第四紀皆有錳礦產出[6]。中國錳礦成錳期主要集中在中元古代晚期-新元古代，晚古生代-早中生代以及第四紀。各地質時代已查明的資源量中，泥盆紀所占全國資源量比重最高，為29.3%。其后分別是占全國資源量22.0%的南華紀和占全國資源量10.4%的二疊紀，之后依次是三疊紀(占10.3%)、薊縣紀(占8.5%)、第四紀(占6.5%)、震旦紀(占4.2%)、石炭紀(占3.4%)和奧陶紀(占2.4%)(圖2)。

圖2 不同時代錳礦資源量占全國資源量比例Fig.2 The proportion of manganese resources in different eras to the national resources

2.3 空間分布

綜合中國錳礦的大地構造背景、成錳盆地性質和含錳層位以及其他因素來看，中國錳礦資源主要集中分布于揚子陸塊及周緣地區(qū)、華北陸塊的燕遼地區(qū)、新疆天山和祁連山的部分地區(qū)，分別對應中國成礦(區(qū))帶的揚子陸塊及周緣地區(qū)“揚子成錳省”、中國西部造山區(qū)的天山西南部成錳帶、華北陸塊區(qū)的燕遼成錳帶[7]。

華北陸塊燕遼成錳帶，大地構造位置位于裂谷盆地邊緣地區(qū)，主要產出中元古代薊縣紀錳礦，代表性礦床有遼寧省朝陽市瓦房子錳礦，類型以海相沉積型為主。揚子區(qū)的湘黔貴地區(qū)主要分布新元古代南華紀大塘坡式錳礦，典型礦床是貴州省銅鑼井錳礦，主要形成于大陸邊緣盆地內；揚子北緣主要分布震旦紀陡山沱期錳礦，成礦類型為黑色頁巖系，形成于南秦嶺海槽邊緣帶；奧陶紀錳礦代表性礦床為四川省漢源轎頂山錳礦，形成于大陸邊緣、斜坡環(huán)境；揚子地區(qū)的廣西南部、湖南東南部地區(qū)以及新疆天山地區(qū)，主要產出晚泥盆紀-早石炭世錳礦，代表性礦床為廣西下雷、湖南后江橋和新疆莫托沙拉錳礦，成因類型為海相沉積型和火山-沉積型，形成于滇黔桂臺盆地邊緣和天山海槽地區(qū)；揚子地區(qū)中部、東南緣和西南緣主要分布中二疊世錳礦，主要類型為硅-泥-灰?guī)r中沉積型碳酸錳礦床，大地構造背景為臺溝、邊緣海盆和臺地邊緣海盆；揚子陸塊南緣主要產出早三疊世錳礦，代表礦床為云南斗南，成因類型為細碎屑巖中沉積型氧化錳-碳酸錳礦，大地構造背景接近陸緣；第四系錳礦主要集中在北緯23°以南地區(qū)，以表生型為主，形成于北緯23°以南的巖溶洼地、向斜和褶皺構造的兩翼地區(qū)。

中國錳礦的分布特征主要表現(xiàn)為：中元古代晚期錳礦主要集中在華北陸塊北東部至燕遼裂谷的南北邊緣，新元古代-古生代錳礦主要發(fā)育于揚子陸塊及周緣地區(qū)，時-空演化表現(xiàn)為中部(大塘坡期)→北部(陡山沱期)→西北緣(寒武紀)→中部/西緣(奧陶紀)→南緣(泥盆紀)→中部/東南緣(二疊紀)→西南緣(三疊紀)→南部(北緯23°線以南)(第四紀)，大的演化格局是中部向北部遷移后再轉向(西)南部的過程，依次形成大塘坡式、高燕式、下雷式、遵義式錳礦。

3 中國錳礦床的主要成因類型

錳礦床成因類型一直是地質學家研究的熱門話題，也是國家級錳礦床實物資料篩選的重要依據。關于錳礦類型的劃分，眾多學者持相對統(tǒng)一的觀點。參考姚培慧等[6]、陳毓川等[7]和葉連俊[8]的劃分原則和方案，將中國錳礦劃分為7種主要成因類型，具體見表1。中國錳礦床以海相沉積型為主，海相沉積型錳礦床以含礦巖系特征為依據劃分為4個亞類；表生型錳礦床在中國錳礦總儲量中居第2位，主要分布在北緯23°帶[9]，依成礦條件和富集部位，劃分為錳帽型錳礦床、淋濾型錳礦床和堆積型錳礦床3個亞類；第三類為熱水沉積型(或“層控”型)鐵錳鉛鋅礦床，其特征是礦體具固定層位，賦存于碳酸鹽巖中；第四類為變質型錳礦床，是原來沉積型或火山-沉積型錳礦床受區(qū)域變質或接觸變質后，礦石礦物組合發(fā)生改變的錳礦床；第五類為火山沉積型錳礦床，礦層產于碎屑巖中，碎屑巖中常含火山物質，多形成于造山帶的裂陷海槽或其邊緣；第六類為陸相(湖相)沉積錳礦床，對沉積環(huán)境要求極高，其儲量僅占全國錳儲量的1%；第七類為與巖漿作用有關的熱液型錳(銀)礦床，此類礦床規(guī)模較小，數量較少。

4 國家級錳礦床篩選

4.1 入選條件

國家實物地質資料館(以下簡稱國家館)，是我國目前唯一的國家級實物地質資料館藏機構，承擔國家重要實物地質資料采集、管理、開發(fā)研究和利用等職責[10]。因此，國家館實物資料篩選，應具有相對全面的、更新的視角，為學術界信息查找提供方便。國家館庫容量是有限的，而中國礦產資源豐富，錳礦床數量眾多，國家館不可能收藏所有的錳礦實物資料。因此，需要系統(tǒng)篩選全國范圍內錳礦實物資料，將其中最具收藏和利用價值的的實物資料采集入庫。依據當前中國錳礦床的資源特點、成礦類型和分布特征等因素，對錳礦實物地質資料篩選主要考慮礦床規(guī)模、成因類型、成礦(區(qū))帶、成礦時代和其他入選條件。

4.1.1 礦床規(guī)模

中國錳礦資源總體呈現(xiàn)小型礦床多，而超大型、大型礦床稀少的特點。表1表明，中國大型錳礦在構造背景、成錳盆地性質和錳礦類型等方面，存在一定的聯(lián)系，而同一區(qū)域內的某些大型錳礦還存在著某種“親緣性”[11]，能較為全面地反映錳礦的成礦規(guī)律，具有代表性和典型性。因此，超大型、大型錳礦是國家館優(yōu)先收藏保存的目標。

4.1.2 成因類型

中國錳礦有7種成因類型，其中海相沉積型錳礦和表生型錳礦在中國分布最廣，是中國錳礦石的主要來源。收藏錳礦的實物地質資料時，以海相沉積型和表生型為主，同時綜合考慮中國錳礦的7種類型，統(tǒng)籌兼顧地保存各亞類中典型礦床，系統(tǒng)、全面地篩選國家館錳礦收藏目錄。

表1 中國錳礦主要類型和代表性礦床Table 1 The genetic types and their typical deposits of manganese resources in China

資料來源：文獻[6]～[8],有修改

表2 中國主要成錳區(qū)帶及代表性礦床Table 2 The main metallogenic provinces (belts) of manganese and their typical deposits in China

資料來源：文獻[7]，有修改

4.1.3 成礦(區(qū))帶

陳毓川等[7]按照中國錳礦資源的時空分布與大地構造背景、成錳盆地性質和含錳層位等因素，厘定出21個成錳(區(qū))帶，具體見表2。其中成錳地質條件優(yōu)越的成錳(區(qū))帶有8個，分別是燕遼成錳帶、龍門山-大巴山成錳帶、平武-松潘成錳帶、黔西-滇東成錳帶、湘黔渝成錳區(qū)、湘中成錳區(qū)、湘東南-粵西北成錳帶、桂中北成錳帶、桂西南成錳帶、滇東南南部成錳帶、滇西北成錳帶，此8個成錳帶的礦床，是國家館收集的重點，其他成礦帶中典型礦床亦應有所反映。

4.1.4 成礦時代

針對中國錳礦資源成礦時代的特點，在篩選國家級錳礦目錄時，以元古宙和古生代錳礦為主，其次為三疊紀和第四紀錳礦，全面收藏、保管各個時代具有典型性、代表性的錳礦的實物地質資料。

4.1.5 其他入選條件

除上述因素外，對具有重要或特殊意義的礦床，都應進行實物地質資料篩選。如：云南鶴慶錳礦，有多年的勘探和開采歷史，對于同類礦床的勘探開發(fā)，具有系統(tǒng)性的示范作用；再如新疆阿克陶縣奧爾托喀訥什錳礦，是近年發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質錳礦，錳礦帶層位穩(wěn)定，厚度較大，品位富，平均品位達36.7%，在中國十分罕見，具有重大的經濟和科研價值[2]。

4.2 篩選結果

綜合錳礦床的篩選因素，并結合中國錳礦資源的特點，在全國范圍內初步確定35個具有代表性的錳礦床作為國家館優(yōu)先收藏對象(表3)。目前，國家館已收錄少數典型礦床的部分實物資料，有廣西大新下雷錳礦、廣西六乙錳礦、貴州松桃道坨錳礦、貴州松桃西溪堡錳礦、云南鶴慶錳礦、湖南湘潭錳礦、貴州遵義錳礦、遼寧瓦房子錳礦和內蒙古額仁陶勒蓋銀錳礦的實物資料。未來，隨著地質勘探和找礦工作的不斷深入，應將篩選采集目錄不斷充實完善。

表3 國家實物地質資料館錳礦床篩選目錄Table 3 Name of manganese deposits derived from selecting the National Geological Material Depository

續(xù)表3

序號采集名稱成礦時代成礦區(qū)帶礦床規(guī)模成因類型遴選理由11湖南湘潭錳礦南華紀湘中成礦帶大型海相沉積型錳礦床該礦為新元古代大塘坡式錳礦的典型代表,其地質資料對于大塘坡期錳礦地球化學特征、成礦規(guī)律及成礦機制研究意義重大[18]12廣西桂平木圭錳礦泥盆紀桂中北成錳帶大型淋濾型錳礦床發(fā)育于向南傾伏的向斜構造中,具有典型的煙灰狀結構,是一種典型的巖溶型軟錳礦礦床13河北唐山市秦家峪錳礦薊縣紀燕遼成錳帶大型海相沉積型錳礦床礦體賦存于長城系高于莊組,估算資源量2 012.35萬t,找礦潛力巨大[19]14重慶市高燕錳礦震旦紀龍門山-大巴山成錳帶大型海相沉積型錳礦床原國土資源部2013年在全國設立了第3批31片整裝勘查區(qū),其實物資料該區(qū)錳礦資源的勘探和開發(fā)具有重要意義15新疆阿克陶縣奧爾托喀訥什錳礦石炭紀天山西南部成錳帶大型海相沉積型錳礦床近年來取得重大找礦成果的錳礦,錳礦帶層位穩(wěn)定,品位富,屬于典型的海相沉積型錳礦床[2]16貴州松桃楊家灣錳礦南華紀湘黔渝成礦帶大型海相沉積型錳礦床產于揚子陸塊東南部被動邊緣褶沖帶銅仁逆沖帶的半局限淺海盆地中,為貴州松桃成錳盆地中典型的大型錳礦[20]17貴州松桃楊立掌錳礦南華紀湘黔渝成礦帶大型海相沉積型錳礦床該礦位于揚子陸塊東南部被動邊緣褶沖帶銅仁逆沖帶的半局限淺海盆地中,大塘坡式錳礦的代表性礦床[21]18云南硯山縣斗南錳礦三疊紀滇東南南部成錳帶大型海相沉積型錳礦床該礦是滇東南南部優(yōu)質成錳帶中代表性錳礦床,找礦前景良好[22]19廣西靖西湖潤錳礦泥盆紀桂西南成錳帶大型海相沉積型錳礦床礦床位于下雷-靈塘淺海盆地中,是桂西南成錳帶典型礦床[23]20廣西田東六乙錳礦三疊紀桂西南成錳帶大型海相沉積型錳礦床含錳巖系為三疊統(tǒng)北泗組。2016年估算碳酸錳資源儲量為5 203.47萬t,前景良好21新疆莫托沙拉鐵錳礦石炭紀天山西南部成錳帶中型火山-沉積型錳礦床中國最具典型性、代表性的火山-沉積型錳礦床22云南鶴慶錳礦三疊紀滇西北成錳帶中型海相沉積型鶴慶錳礦具有50余年的勘探找礦歷史和30余年的開采歷史,經驗豐富,對今后找礦工作具有重要意義[24]23陜西黎家營錳礦震旦紀龍門山-大巴山成錳帶中型火山-沉積型錳礦床含錳巖系由三個火山噴發(fā)沉積韻律層構成,顯示出海侵序列。其實物資料對于周邊尋找類似礦床具有良好的示范作用24內蒙古烏拉特前旗喬二溝錳礦薊縣紀華北陸塊北緣西段成錳帶中型受變質型錳礦床賦礦地質體為阿古魯溝組地層,礦體層位穩(wěn)定,表明該地區(qū)具尋找變質錳礦的良好前景[25]25四川平武大坪鐵錳礦三疊紀平武-松潘成錳帶中型受變質型錳礦床與老隊部、火燒坪和下口等礦區(qū)共同構成了著名的虎牙大型鐵錳礦床,沉積環(huán)境利于錳質搬運、沉積,富集成礦,錳礦勘查前景良好[26]26四川漢源轎頂山錳礦奧陶紀瀘定-漢源-鹽邊成錳帶中型海相沉積型錳礦床該礦為中國奧陶紀錳礦典型代表,近年來勘查已發(fā)現(xiàn)多個小型錳礦床,顯示出良好的找礦前景27廣西欽州市華榮-大硐錳礦石炭/泥盆欽州成錳帶中型錳帽型錳礦床該礦為欽州成錳帶中代表性礦床,也是中國次生氧化錳礦的代表性礦床之一28福建連城縣蘭橋錳礦第四紀閩西南-粵東北成錳帶中型淋濾型錳礦床該礦地處閩西南-粵東北海西-印支斷裂拗陷區(qū)西北部。礦石質量好,易于開采,開發(fā)歷史悠久[27]29湖南永州市東湘橋錳礦二疊紀湘東南-粵西北成礦帶中型堆積型錳礦床湖南省最為重要的表生型錳礦床,也是中國堆積型錳礦床的代表性礦床,意義重大30甘肅黑峽口寒武紀北祁連成錳帶小型海相沉積型錳礦床該礦位于黑峽口西錳礦位于阿爾金走滑斷裂的南側,礦床勘探工作開展較晚。具有較大的找礦潛力[28]

續(xù)表3

序號采集名稱成礦時代成礦區(qū)帶礦床規(guī)模成因類型遴選理由31青海哈莉哈德山錳礦奧陶紀柴北緣成錳帶小型火山-沉積型錳礦床該礦位于昆侖山、祁連山和西秦嶺的交匯部位的賽什騰山,“青海省項目組”預測該錳礦資源潛力達1 800×104 t,找礦前景光明[7]32山西屯留式湖相鐵錳礦床石炭紀太行成錳帶小型陸相(湖相)沉積型錳礦床該礦含礦巖系二疊系石盒子組,是陸相(湖相)沉積型錳礦床中代表性礦床33安徽劉沖-蔡田洞碳酸錳礦二疊紀長江中下游成錳帶小型“層控”型錳礦床長江中下游成錳帶典型的層控性碳酸錳礦床[29]34云南瀾滄老廠銀錳礦第四紀滇西南成錳帶小型錳帽型錳礦床該礦位于滇西地洼區(qū)西南緣,昌寧-孟連裂谷帶的瀾滄裂谷北段。是滇西南成錳帶的典型礦床[30]35內蒙古額仁陶勒蓋銀錳礦侏羅紀得爾布干多金屬成礦帶小型與巖漿作用有關的熱液型錳(銀)礦床該礦位于內蒙古新巴爾虎右旗,是與巖漿作用有關的熱液型錳(銀)礦床典型礦床

5 結 語

錳礦是關系到中國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性資源，也是國家館收藏采集的重點礦種。目前，國家館錳礦實物體系相對落后。面對國內數量眾多的錳礦床，本文總結中國錳礦特點、成因類型、時空分布特征和近期找礦成果，提出國家級錳礦實物資料篩選主要考慮的幾個條件：①礦床規(guī)模以超大型和大型為主；②以海相沉積型和表生型為主，全面保存7種主要類型典型礦床；③力求所有成錳(區(qū))帶典型錳礦均有所反映，以地質條件優(yōu)越的8個成錳(區(qū))帶為重點；④全面收藏、保管各個時代具有代表性的錳礦，著重考慮元古宙和古生代。通過以上幾個篩選條件，結合中國錳礦資源現(xiàn)狀和特點，在全國范圍內初步篩選出國家館優(yōu)先收藏、保存的35個典型錳礦床。

中國錳礦資源豐富，錳礦開采歷史悠久，錳礦數量龐大，但錳礦實物地質資料管理落后，匯交人意識淡薄，多數礦床實物資料保存不善，巖芯庫房維護不佳，造成實物資料的損毀和遺失，加之近年來國家對環(huán)境保護予以重視，某些地區(qū)再次獲取實物資料十分困難。本文的寫作，希望能引起匯交人的注意，重視錳礦實物資料管理保存，積極向國家館與省館匯交實物資料。國家館和省館可參考本文提出的35個典型錳礦目錄，結合實物資料保存現(xiàn)狀，及時有效地采集實物資料，構建錳礦庫藏體系，為國家和社會提供公益性服務。

致謝在論文撰寫及成稿過程中，得到了自然資源實物地質資料中心夏浩東教授級高工、吉林大學歐陽琦博士，提出了許多寶貴意見和建設性的建議，在此表示衷心的感謝。