彭 雪，李曉峰

湖南省煤炭地質(zhì)勘查院，湖南 長沙 410014

馬家沖礦區(qū)位于湖南省邵陽縣城區(qū)西南235°方位直距約36km，礦區(qū)周邊有鄰近的高速公路、國道及省道，區(qū)內(nèi)有兩條縣道相通，交通較為方便。研究區(qū)屬于低山丘陵地貌，地形較平緩、開闊。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

馬家沖錳礦床大地構造位于華南加里東褶皺帶、祁陽弧形構造中北部的邵陽盆地內(nèi)[1]的三比田向斜南西翼。區(qū)域出露地層有石炭系、二疊系、三疊系、下第三系、第四系地層[2]。

三比田向斜系一軸向北北東25°之對稱形的橢圓形向斜盆地，兩翼寬度略近平行，巖層產(chǎn)狀平緩，傾角為15°～25°，南部略陡，局部達60°以上。向斜內(nèi)次級褶皺發(fā)育，以小型穹窿背斜及褶曲為主，斷層多見于西北翼北部邊緣地帶，斷層線錯綜繁亂，縱橫交錯[3]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

研究區(qū)出露地層從新至老有第四系（Q）、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P2l）、二疊系下統(tǒng)孤峰組（P1g）、二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）、石炭系上統(tǒng)壺天群（C2+3），各地層特征如下所述。

（1）第四系（Q）。該層分布在地勢較低的低平洼地、溝溪地帶，主要由黃褐色、灰褐色黏土、砂質(zhì)黏土、沙礫巖碎塊組成，一般厚1～5m，不均勻地覆蓋于各時代地層上。

（2）二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P2l）。該層主要分布于研究區(qū)山腳及溝谷地區(qū)，按其巖性組合及含煤性可分為上、下兩段。

上段：巖性由黑色泥（頁）巖、砂質(zhì)泥（頁）巖、粉砂巖及淺灰至灰白色厚層狀細至中粒長石石英砂巖和煤層組成，含煤層為1～4層，上段厚度為31.38～118.10m，平均厚度為86.54m。

下段：巖性主要為泥巖、泥質(zhì)砂巖、薄層砂質(zhì)泥巖夾中細粒石英砂巖。泥巖新鮮面為淺灰色、深灰色，風化面為灰褐色、灰黃色，地表常見頁理發(fā)育。地表風化破碎較為嚴重，可見球形風化。石英砂巖新鮮面為淺灰色，地表呈褐紅色、黃褐色，中厚層狀構造，平行層理發(fā)育，下段平均厚約200m，與下伏孤峰組呈整合接觸。

（3）二疊系下統(tǒng)孤峰組（P1g）。該層為礦區(qū)含錳層位，總厚46.47～111.64m，平均厚92.29m。依巖性變化可以分為以下三個部分。

第一，上部為主要的錳礦賦礦層位，依巖性自上而下分別為含鈣炭質(zhì)泥巖，炭質(zhì)泥晶灰?guī)r，含泥質(zhì)、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r及泥晶灰?guī)r三層，總厚10.08～19.44m，平均厚14.7m。含鈣炭質(zhì)泥巖分布于該組頂部，深灰色～灰黑色，薄層狀構造，見黃鐵礦條帶或團塊，Mn質(zhì)含量為0.08%～6.09%，該層厚0.61～3.01m，地表風化呈黃褐色、灰褐色。炭質(zhì)泥晶灰?guī)r為深灰色、灰黑色，發(fā)育水平層理、脈狀層理，該層厚0.72～3.03m，Mn質(zhì)含量為0.41%～4.73%，地表風化呈黃褐色、灰褐色，表面淋濾富集呈條帶狀、脈狀、網(wǎng)格狀。含泥質(zhì)、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r及泥晶灰?guī)r為一套富含泥質(zhì)的含錳灰?guī)r層，該層巖性顏色呈規(guī)律性變化，由上而下依次為灰黑色、灰綠色、淺肉紅色，磚紅色、紫紅色，淺灰色、淺肉紅色，該層厚11.42～16.55m，Mn質(zhì)含量為2.93%～10.01%，地表風化淋濾，錳質(zhì)沿層理面或節(jié)理裂隙面富集呈條帶狀、脈狀、網(wǎng)格狀，形成淋濾型或錳帽型氧化錳礦層，礦體主要賦存與此層中。

第二，中部依巖性自上而下可分為硅質(zhì)灰?guī)r及硅質(zhì)巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r三層，平均厚59.8m。硅質(zhì)灰?guī)r及硅質(zhì)巖為淺灰色、深灰色，隱晶質(zhì)～微晶結(jié)構，薄～中層狀構造，波狀、脈狀層理，單層厚度為8～25cm，夾薄層泥巖或頁巖，寬0.3～2.5cm，硅質(zhì)灰?guī)r與硅質(zhì)巖沿走向發(fā)生相變。灰?guī)r為灰色～深灰色，中厚層狀構造，隱晶質(zhì)結(jié)構，局部見竹葉狀構造，寬0.5m，局部見黃鐵礦，寬0.5cm。泥灰?guī)r為中厚層狀構造，泥晶結(jié)構，巖層中夾粉晶灰?guī)r，發(fā)育方解石脈、黃鐵礦條帶。

第三，下部為黑色、深灰色泥巖夾硅質(zhì)巖，微薄層狀，水平紋理，硅質(zhì)巖單層厚度為2～8cm，地表破碎嚴重。頁巖、硅質(zhì)巖及含硅質(zhì)泥巖中均含少量炭質(zhì)。該層平均厚17.79m。

（4）二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）。該層主要分布于礦區(qū)中西部山坡，礦區(qū)出露寬度為98～270m，巖性主要為深灰～灰黑色薄～中厚層狀泥晶灰?guī)r，夾豆狀燧石結(jié)核，敲擊有臭雞蛋氣味，局部發(fā)育溶蝕構造，見海百合、蜓類、珊瑚等化石，與下伏地層呈整合接觸。

（5）石炭系中上統(tǒng)壺天群（C2+3）。該層主要分布于礦區(qū)西部，未見底界，巖性以灰～淺灰色的厚～巨層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，見縫合線構造發(fā)育，局部見刀砍紋，為野外識別的典型標志。

2.2 構造

礦區(qū)位于三比田復式向斜南西翼，構造活動呈現(xiàn)北弱南強的趨勢（見圖1）。北部整體為傾向南東向的單斜構造，斷層不發(fā)育；南部為次級褶皺構造發(fā)育，由西向東依次由荒田沖～燈盞沖向斜、竹山院～新屋里背斜、鄒禾沖向斜、芙蓉公社背斜、犁永沖向斜、海旺沖背斜等次級褶皺構造組成。發(fā)育6條小規(guī)模斷層，分別為南北向的荒田沖逆斷層（F1）、龍興嶺斷層（F2）、港子口斷層（F3）、陡石嶺斷層（F4），基本平行于地層走向，對礦層有一定破壞作用，以及北東向的大屋上-龍家壩斷層（F5）、清水大隊-清水塘逆斷層（F6），對礦層影響較小。

圖1 邵陽盆地構造綱要圖

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦層（體）特征

礦區(qū)礦體呈北東～南西向出露于礦區(qū)北部，順層分布于孤峰組上部含泥灰?guī)r地層中，為層狀、似層狀的板狀礦體，礦體傾向110°～145°，傾角為40°～68°，平均45°。

Ⅰ礦層頂板靠近龍?zhí)督M與孤峰組界線處，巖性以含泥炭質(zhì)泥晶灰?guī)r為主，局部為含泥質(zhì)泥晶灰?guī)r，地表風化為黃褐色、灰褐色，錳質(zhì)沿層理裂隙面富集呈條帶狀，并見厚約0.1m的灰黑色錳質(zhì)結(jié)核。底板為含泥質(zhì)泥晶灰?guī)r，地表風化為黃褐色、灰褐色。

Ⅱ礦層頂板（即Ⅰ礦層底板）主要為含泥質(zhì)泥晶灰?guī)r或局部泥質(zhì)泥晶灰?guī)r，地表風化為紅褐色或灰褐色，錳質(zhì)沿層理裂隙面富集呈條帶狀、網(wǎng)格狀，深部未風化為淺紅色，具脈狀、緩波狀層理。底板一般為泥質(zhì)泥晶含錳灰?guī)r，地表風化為紅褐色，見紫紅色葡萄狀錳結(jié)核。局部Ⅰ礦層缺失底板，即Ⅱ礦層無頂板，兩礦層合為一體，礦層厚度增大。

礦區(qū)氧化錳礦體距龍?zhí)督M與孤峰組界限有一定規(guī)律性。Ⅰ礦層距龍?zhí)督M底界一般在2.5～4.2m，Ⅱ礦層距龍?zhí)督M底界一般在5m以上，最大厚度約15m，厚度的不均勻與沉積亞環(huán)境有關，礦體特征參數(shù)見表1、表2。

表1 馬家沖錳礦區(qū)氧化錳礦體特征一覽表

表2 馬家沖錳礦區(qū)碳酸錳礦體特征一覽表

3.2 礦石組成

（1）氧化錳。Ⅰ礦層氧化錳礦單工程礦石品位（Mn）在11.57%～20.77%，平均品位為14.68%，品位變化系數(shù)為20%，Ⅰ礦層氧化錳礦屬于品位變化穩(wěn)定型礦體。Ⅱ礦層單工程礦石品位（Mn）在10.07%～19.80%，平均品位為13.87%，品位變化系數(shù)為20%，Ⅱ礦層氧化錳礦屬于品位變化穩(wěn)定型礦體。

對Mn品位大于10%的氧化錳礦石進行了燒失量、P、Fe的分析，燒失量一般為4.36%～18.78%，P含量一般為0%～0.36%，F(xiàn)e含量一般為5.06%～29.2%。

（2）碳酸錳。通過對3個碳酸錳礦體礦石品位進行統(tǒng)計與計算，礦體單工程礦石Mn品位在8.35%～9.04%，平均品位為8.61%，品位變化系數(shù)4%，碳酸錳礦體（Ⅰ礦層）屬于品位變化穩(wěn)定型礦體。

3.3 礦石構造

區(qū)內(nèi)礦石結(jié)構較為簡單，主要有粒屑結(jié)構（見圖2）、膠狀結(jié)構、微晶結(jié)構等。區(qū)內(nèi)礦石主要有致密塊狀、網(wǎng)格狀、脈狀（見圖3）等構造。

圖2 粒屑結(jié)構

圖3 脈狀構造

3.4 礦石伴生組分

區(qū)內(nèi)錳礦石中普遍含F(xiàn)e，經(jīng)對礦石進行化學分析，確定礦石中Fe含量一般為5.06%～29.2%，形成高鐵錳礦，可對其中Fe含量較高礦石進行綜合利用。

4 成礦預測

礦區(qū)內(nèi)含錳巖系及構造特征明顯，錳礦體呈北東～南西向順層分布于孤峰組上部含泥灰?guī)r地層中，呈瓤狀、透鏡狀，具有多層分布特征，傾向北西110°～145°，傾角40°～68°，平均45°。礦化強度從礦區(qū)北往南變?nèi)?，此次圈定的礦體主要集中分布于礦區(qū)北部，氧化錳礦體品位為10.87%～24.99%，厚度為0.93～5.61m；碳酸錳礦體品位為8.38%，厚度1.90m。礦體走向上具有較大規(guī)模的延展，其中Ⅰ礦層中礦體走向最大延伸5690m，淺部為氧化錳礦體，40線～48線處揭露深部原生碳酸錳礦體，Ⅱ礦層中礦體走向最大延伸3633m，均為淺部氧化錳礦體；礦區(qū)南部礦體連續(xù)性較差，未圈定錳礦體。

此次工作根據(jù)地表及深部工程結(jié)果圈定了兩層錳礦層（Ⅰ、Ⅱ），礦石類型有碳酸錳礦和氧化錳礦兩種[4]。同時，估算出334氧化錳礦石資源量為247.45萬t（工業(yè)礦體資源量為94.59萬t，334低資源量為152.86萬t）、碳酸錳礦資源量為42.26萬t。

此次在成礦研究、深部深度驗證等方面的工作具有一定的局限性，隨著時代的發(fā)展以及找礦方法的不斷升級，在該區(qū)的深部尚有一定的找礦潛力，可作為下一階段工作的重點研究區(qū)域。