吳新友，孫璐偉，王 寧，王向偉，王大林

(山東正元地質(zhì)資源勘查有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250101)

0 前 言

錳礦是重要的戰(zhàn)略資源，中國(guó)錳礦資源排世界第5位。滇東南地區(qū)是我國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)富錳礦產(chǎn)區(qū)[1-2]。研究區(qū)位于雞街幅中部，雞街鄉(xiāng)政府北350(°)方位，直距約3 km，行政區(qū)劃屬云南省廣南縣雞街鄉(xiāng)上真武村管轄。地理極值坐標(biāo)：東經(jīng)104°49′15.119″～104°53′34.559″，北緯23°31′36.183″～23°33′26.652″。面積約16.12 km2。檢查區(qū)有直通雞街鄉(xiāng)的柏油公路，交通較為便利。礦區(qū)內(nèi)屬礦權(quán)空白區(qū)，以往未有人在檢查區(qū)內(nèi)開(kāi)展過(guò)地質(zhì)、物探、化探工作。

本次研究工作針對(duì)研究區(qū)錳礦研究程度較淺的實(shí)際情況，收集典型礦床相關(guān)資料，并通過(guò)地質(zhì)化探剖面、地質(zhì)路線調(diào)查及少量探槽工程，開(kāi)展區(qū)域成礦地質(zhì)背景、成礦規(guī)律和典型礦床特征研究，總結(jié)成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志，建立區(qū)域成礦模式和找礦模型，進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)和靶區(qū)優(yōu)選。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 大地構(gòu)造背景

研究區(qū)按云南省大地構(gòu)造分區(qū)位于揚(yáng)子—華南陸塊區(qū)(V)(一級(jí)構(gòu)造單元)、華南陸塊(V-3)(二級(jí)構(gòu)造單元)、滇東南逆沖—推覆構(gòu)造帶(V-3-2)(三級(jí)構(gòu)造單元)[3]。研究區(qū)屬于華南褶皺系滇東南褶皺帶之Sn-Ag-Pb-Zn-W-Sb-Hg-Mn成礦帶(III-13)，云南文山—西疇(西疇拱凹)Au-Sb-Al-Cu-Pb-Zn成礦亞帶(IV31)。區(qū)域內(nèi)優(yōu)勢(shì)礦種有沉積型錳礦、鋁土礦、煤礦、和火山巖有關(guān)的鉛鋅礦。

1.2 地層

區(qū)內(nèi)主要出露地層有早泥盆世坡腳組(D1p)、早—中泥盆世達(dá)蓮塘組(Dd)(見(jiàn)圖1)。

圖1 上真武錳礦點(diǎn)地質(zhì)

坡腳組主要分布工作區(qū)的褶皺兩翼，出露面積較大，巖性為土黃色、褐黃色、灰色、深灰色中薄層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、頁(yè)巖。該地層比較凌亂，產(chǎn)狀不穩(wěn)定。其底部與坡松沖組，為整合接觸，上部與達(dá)蓮塘組呈整合接觸。

達(dá)蓮塘組主要分布向斜構(gòu)造的核部，包括早泥盆世晚期和中泥盆世，揉皺現(xiàn)象發(fā)育，層厚不均勻。

下部為灰黑、灰色薄層硅質(zhì)巖夾泥巖過(guò)渡為灰?guī)r，致密細(xì)粒結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，層厚約7～10 cm，主要成分為蛋白石、自生石英、玉髓及少量粘土礦化等，實(shí)測(cè)真厚度約10～30 m，厚度變化大，泥巖與硅質(zhì)巖互層，從鉆孔來(lái)看，局部無(wú)硅質(zhì)巖，底部主要為灰?guī)r，中厚層狀—塊狀，局部在底部出現(xiàn)有灰?guī)r與細(xì)砂巖互層，亮晶結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，層厚大于45 cm，生物碎屑主要為海百合莖，主要成分為方解石，含少量粘土礦物，實(shí)測(cè)厚度為10 m，層厚不均勻，巖層不連續(xù)；中部為黑灰色薄層硅質(zhì)巖、泥巖夾錳線，該層位為含錳巖系層，垂直厚度約20～40 m。頂部為灰黑色，褐色薄層狀薄層泥巖夾硅質(zhì)巖，局部夾黑色含錳泥巖，致密細(xì)粒結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，單層厚約3～8 cm左右，主要成分為蛋白石、玉髓及少量粘土礦物，與下伏坡腳組地層呈整合接觸關(guān)系[4]。

1.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，主要為一向斜構(gòu)造，軸向東—西向，核部以達(dá)蓮塘組硅質(zhì)巖夾泥巖、灰?guī)r透鏡體，內(nèi)部呈舒緩波狀，南北翼為坡腳組泥巖，地層產(chǎn)狀近似平行于山坡，局部可見(jiàn)小型平臥褶皺。由于巖性易碎，擠壓變形強(qiáng)烈。易形成次一級(jí)的尖棱褶皺，局部產(chǎn)狀變化較大。

1.4 圍巖蝕變及礦化

由于區(qū)域構(gòu)造—巖漿活動(dòng)很弱，僅在含錳硅質(zhì)巖上部的泥巖中發(fā)現(xiàn)有高嶺土化、褐鐵礦化。上真武地區(qū)圈定錳礦化體2處，分為東西各一個(gè)，西側(cè)上真武礦化體呈層狀近水平產(chǎn)出，東西長(zhǎng)約2.7 km，寬一般在300～800 m，含錳礦層主要賦存于達(dá)蓮塘組中下部硅質(zhì)巖與泥巖夾層內(nèi)，一般厚達(dá)13～25 m，單樣錳品位10.10%～46.20%，伴生的銀品位最高達(dá)7.5×10-6。錳礦石的金屬礦物為次生氧化，主要為軟錳礦、硬錳礦，脈石礦物主要為石英、粘土等。

東側(cè)那磨沖錳礦化體埋深較西側(cè)變淺，推測(cè)長(zhǎng)約1 km，寬度變化較大，從200～500 m，單樣錳品位10.10%～14.20%，目前厚度未完成揭露。含礦巖系頂板主要為土黃色、灰白色高嶺土化泥巖夾少量硅質(zhì)巖，底板主要為硅質(zhì)巖[5]。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

上真武圈出錳礦體1個(gè)，主要由TC34、QJ01、TC18、TC17等工程控制，長(zhǎng)約1 000 m，寬約140～260 m，真厚度為0.56～3.81 m，垂直厚度0.84～3.31 m，平均垂直厚度2.75 m，錳品位為2.61%～34.19%，平均品位14.07%，礦體主要賦存于含錳泥巖與硅質(zhì)巖內(nèi)，礦石以軟錳礦為主，局部伴生的銀品位最高達(dá)7.5×10-6。本次提交(333)錳礦石量197.38萬(wàn)t。錳礦石的金屬礦物為次生氧化，主要為軟錳礦、硬錳礦，脈石礦物主要為石英、粘土等(見(jiàn)圖2)。

圖2 TC18探槽素描圖(層狀錳礦體)

從施工槽探工程來(lái)看，地表含錳地質(zhì)體相對(duì)比較穩(wěn)定，厚度一般在15～20 m左右，受后期構(gòu)造破壞不嚴(yán)重?？傮w屬于穩(wěn)定含礦層，但單層錳礦體厚度及品位變化較大，礦層一般在向斜的核部附近要好于其他地區(qū)。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石質(zhì)量

區(qū)內(nèi)礦石礦物以軟錳礦為主(見(jiàn)圖3)，少量硬錳礦，脈石礦物主要有石英、高嶺土、硅質(zhì)、粘土，其次有少量的褐鐵礦、黃鐵礦、重晶石等。現(xiàn)簡(jiǎn)述如下：

圖3 上真武錳礦點(diǎn)地表錳礦層及鉆孔含錳硅質(zhì)巖照片

軟錳礦：灰黑色，疏松狀或粉末狀，粉末和條痕為黑色，呈粒狀、粉末狀、放射狀集合體，也具脈狀、膠狀。硬度為2.5。

硬錳礦：黑色、剛灰色，多呈細(xì)粒集合體顯塊狀，可見(jiàn)殘留鮞粒，另具細(xì)脈狀、隱晶質(zhì)狀，有時(shí)呈他形膠狀充填[6]。

2.2.2 結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為隱晶質(zhì)、砂屑結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要有粉土狀(粉末狀)構(gòu)造居多，此外，還有角礫狀、網(wǎng)脈狀。隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)為次生膠狀礦石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為次生錳礦物的膠結(jié)類型。粉土狀(粉末狀)構(gòu)造呈土狀或土狀團(tuán)塊，由含錳泥巖或粉砂巖風(fēng)化后形成的，主要礦物由軟錳礦組成(見(jiàn)圖4)。

圖4 含錳硅質(zhì)巖硅質(zhì)膠結(jié)物與砂屑結(jié)構(gòu)

2.2.3 礦石類型

按礦石礦物的組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和工業(yè)用途進(jìn)行劃分，分為自然類型與工業(yè)類型。

礦石自然類型：根據(jù)礦石中的主要錳礦物劃分：為氧化錳礦石；根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征劃分：為塊狀錳礦石、條帶狀、粉狀及腎狀錳礦石。

礦石工業(yè)類型：在自然類型劃分的基礎(chǔ)上根據(jù)礦石的物質(zhì)組分和工業(yè)用途、礦石構(gòu)造特征的顯示，劃分為冶金用氧化礦石，貧礦型。

2.3 礦體夾石及礦體圍巖

區(qū)內(nèi)礦層為單一礦層，夾石為泥巖和硅質(zhì)巖，頂?shù)装搴蛫A石的錳含量與礦段各相對(duì)巖類的含量略高。礦體內(nèi)夾石厚度均較小，均達(dá)不到夾石剔除厚度，故視無(wú)夾石的整體[7]。

本礦區(qū)含礦段為下泥盆統(tǒng)達(dá)蓮塘組硅質(zhì)巖。硅質(zhì)巖夾黃色、灰白色泥巖互層，顏色醒目，特征明顯，厚度薄且?guī)r性穩(wěn)定，在區(qū)域內(nèi)均有分布。礦層與圍巖頂?shù)装褰缇€清楚，直接頂板由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾少量硅質(zhì)巖類組成，底板由硅質(zhì)巖或灰?guī)r組成。

3 礦床成因和找礦方向

3.1 控礦因素

含錳礦層主體受地層嚴(yán)格控制，礦體主要賦存于硅質(zhì)巖夾泥巖內(nèi)，呈薄層狀與硅質(zhì)巖連續(xù)互層，上盤主要為灰白—土黃色泥巖，下盤主要為灰?guī)r。由于受北西向斷裂構(gòu)造影響，地層形成波狀平緩的復(fù)背向斜特征，含錳礦層地表均表現(xiàn)為與地形坡角近似平行，故礦體受地形控制明顯。

3.2 礦床成因

礦體主要產(chǎn)于泥盆紀(jì)被動(dòng)陸緣開(kāi)闊盆地邊緣，這里的藻類大量繁殖，并以含錳藻鮞的形式在淺灘上堆積下來(lái)，隨著海域內(nèi)風(fēng)暴流和濁流的觸發(fā)，將已經(jīng)在淺灘上堆積下來(lái)的錳鮞和錳豆與其他固體物質(zhì)組成了不同密度的顆粒流，順臺(tái)地邊緣斜坡遷移到坡下和坡底。在較為寧?kù)o的臺(tái)盆環(huán)境中，再沉積而形成錳礦床。

含礦建造為泥盆系達(dá)蓮塘組一套硅質(zhì)巖—碎屑巖夾泥巖，為泥質(zhì)粉砂巖、硅質(zhì)巖類，單層厚度為20～30 cm。環(huán)境為淺海相，上下含礦層均為正向韻律，巖性組合基本上都是由下至上巖性粒度由粗到細(xì)的變化。區(qū)內(nèi)礦體呈薄層狀、似層狀產(chǎn)出，具穩(wěn)定的含礦層位，呈典型的薄層狀、條帶狀沉積構(gòu)造，屬沉積成因錳礦床。局部礦層夾雜有純白色石英脈呈順層產(chǎn)出，認(rèn)為可能與后期熱液活動(dòng)或者與同沉積斷裂產(chǎn)生的熱水沉積環(huán)境有關(guān)，表生風(fēng)化作用對(duì)礦體有明顯的改造和富集作用。

沉積型錳成礦作用與古海洋環(huán)境關(guān)系密切[6]。錳質(zhì)主要來(lái)自海盆周圍的古陸，從陸源遷入海中的錳質(zhì)，到了臺(tái)地邊緣的淺灘上，被生活在這里的大量藻類所吸收，并以含錳藻鮞的形式在淺灘上堆積下來(lái)，隨著海域內(nèi)風(fēng)暴流和濁流的觸發(fā)，將已經(jīng)在淺灘上堆積下來(lái)的錳鮞和錳豆與其他固體物質(zhì)組成了不同密度的顆粒流順臺(tái)地邊緣斜坡遷移到坡下和坡底。在較為寧?kù)o的環(huán)境中，再沉積而形成錳礦床。后期進(jìn)一步抬升接受剝蝕，部分錳礦體出露形成地表露頭，并形成順坡向傾伏礦體特征(見(jiàn)圖5)。認(rèn)為該錳礦應(yīng)屬沉積改造成因。

圖5 云南上真武式錳礦成礦模式

3.3 找礦標(biāo)志

直接找礦標(biāo)志：礦體露頭、民采坑道是找礦的直接標(biāo)志。達(dá)蓮塘組內(nèi)硅質(zhì)巖以及地表出露的土黃色泥巖，往往賦存有錳礦體。

間接找礦標(biāo)志：Mn、Ag、Ni等地球化學(xué)元素異常，連續(xù)出現(xiàn)有Mn異常高值點(diǎn)。高嶺土化帶：分布于礦體及兩側(cè)地層中，所以找到高嶺土化帶就可能會(huì)找到礦(化)體。

3.4 錳找礦遠(yuǎn)景區(qū)

遠(yuǎn)景區(qū)位于上真武村—聶家梁子一帶，呈北西—南東走向。出露地層主要為泥盆系坡腳組，達(dá)蓮塘組。主要巖性為中薄層泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖及中厚層灰?guī)r夾硅質(zhì)巖建造。

該遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)綜合異常主要由AS-12和AS-14組成。主成礦元素為Mn，伴生元素有Ag、Ni、Cu、Pb、Zn、Mo、Ba等。該區(qū)以AS-12綜合異常為最好，異常套合較好，濃集中心明顯，異常強(qiáng)度高，本次工作通過(guò)路線調(diào)查及1∶1萬(wàn)地質(zhì)草測(cè)、1∶1萬(wàn)土壤剖面、槽探等工作，新發(fā)現(xiàn)有上真武錳礦點(diǎn)。另外在聶家梁子地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了錳礦化點(diǎn)，顯示該區(qū)具有良好的錳礦找礦潛力。

遠(yuǎn)景區(qū)成礦地質(zhì)條件較有利，無(wú)自然保護(hù)區(qū)，地質(zhì)勘查程度較低，根據(jù)已有礦床及新發(fā)現(xiàn)礦點(diǎn)的找礦信息、結(jié)合化探異常等綜合信息研究，推測(cè)該區(qū)具有很好的找礦潛力，本次該區(qū)探獲錳礦資源量197.38萬(wàn)t，預(yù)測(cè)錳礦334-3級(jí)資源潛力30.94萬(wàn)t，綜合評(píng)價(jià)為Ⅱ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)，以尋找與泥盆系達(dá)蓮塘組有關(guān)的沉積型錳礦為主攻方向。

4 結(jié) 論

1)滇東上真武錳礦含礦建造為泥盆系達(dá)蓮塘組一套硅質(zhì)巖—碎屑巖夾泥巖。礦體長(zhǎng)約1 000 m，寬約140～260 m，真厚度為0.56～3.81 m。錳品位為2.61%～34.19%，平均品位14.07%。礦石礦物以軟錳礦為主，少量軟錳礦。礦石結(jié)構(gòu)主要為隱晶質(zhì)、砂屑結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要有粉土狀(粉末狀)構(gòu)造居多，夾石為泥巖和硅質(zhì)巖；

2)含錳礦層主體受地層嚴(yán)格控制，礦體主要產(chǎn)于泥盆紀(jì)被動(dòng)陸緣開(kāi)闊盆地邊緣，錳質(zhì)主要來(lái)自海盆周圍的古陸，從陸源遷入海中在較為寧?kù)o的環(huán)境中沉積，形成錳礦床。后期進(jìn)一步抬升接受剝蝕，部分錳礦體出露形成地表露頭，表生風(fēng)化作用對(duì)礦體有明顯的改造和富集作用。