陳 登，肖 亮，鐘月麗，駱紅星，劉志臣，肖 林

(貴州省地礦局一○二地質(zhì)大隊，貴州 遵義 553003)

0 前 言

錳礦是大宗戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，屬于新能源電池新材料所需的關(guān)鍵礦產(chǎn)之一，廣泛應(yīng)用在冶金、電解錳和新能源電池行業(yè)。2019年發(fā)現(xiàn)的貴州省遵義市復(fù)興隱伏中型錳礦床位于貴州遵義國家錳礦整裝勘查區(qū)內(nèi)，埋藏深度達(dá)1 300～1 550 m，Mn平均品位為18.01%，平均厚度為2.12 m；其在著名的遵義深溪大型錳礦床南部約3 km外。該礦床是以遵義錳礦“內(nèi)生外成氣液噴溢沉積型”錳礦找礦預(yù)測模型，通過盆地分析、成錳相、同沉積斷層指導(dǎo)隱伏礦找礦發(fā)現(xiàn)的。本文在復(fù)興隱伏錳礦床勘查研究基礎(chǔ)上，對其礦床特征、礦石特征和成礦環(huán)境進(jìn)行總結(jié)，認(rèn)為其與遵義錳礦典型的深溪大型隱伏錳礦床類似，均為典型的“內(nèi)生外成氣液噴溢沉積型”錳礦床[1]，并預(yù)測了具有找到大型錳礦床的潛力。

1 成礦地質(zhì)背景

按大地構(gòu)造單元劃分，復(fù)興隱伏錳礦床位于華南板塊、上揚子板塊(Ⅲ級)東南部的鄂渝湘黔前陸褶皺沖斷帶西部[1-2](見圖1)，屬中國26個重要成礦區(qū)帶中的上揚子?xùn)|緣(臺褶帶)PbZnCuAgFeMnHgSb磷鋁土礦硫鐵礦成礦帶(Ⅲ77-2)[3-4]；按照貴州二疊紀(jì)錳礦成礦區(qū)帶劃分，復(fù)興錳礦床位于黔北裂谷盆地錳礦區(qū)、遵義-黔西錳礦成礦帶的遵義錳礦成礦亞帶的深溪-復(fù)興錳礦礦帶[5]。區(qū)域內(nèi)二疊紀(jì)錳礦成礦后經(jīng)歷了燕山、喜山期等多次構(gòu)造運動的疊加改造作用形成了如今構(gòu)造格局[6]，表現(xiàn)為北東向的褶皺和背斜軸部發(fā)育同向斷層的地質(zhì)特征。區(qū)域出露地層為寒武系(∈)至侏羅系(J)和新生界第四系(Q)沉積巖，缺失志留系中上統(tǒng)與泥盆系、石炭系。

1.侏羅系；2.三疊系中統(tǒng)；3.三疊系下統(tǒng)；4.二疊系上統(tǒng)；5.二疊系中統(tǒng)；6.奧陶系；7.寒武系；8.茅口組第三段含錳巖系；9.茅口組第三段硅質(zhì)巖；10.茅口組第三段生物灰?guī)r；11.地層界線；12.斷層；13.同沉積斷裂；14.錳礦床；15.研究區(qū)范圍；16.地名

在中二疊世，峨眉地幔柱的活動在貴州水城-黔西-遵義地區(qū)形成了“黔北裂谷盆地”，隨著構(gòu)造運動加強黔北裂谷盆地(Ⅰ級)進(jìn)一步斷陷形成了水城和遵義2個次級裂谷盆地(Ⅱ級)；在中二疊世晚期，并在遵義次級裂谷盆地形成了3個Ⅲ級地塹盆地，在Ⅲ級地塹盆地內(nèi)形成了若干個Ⅳ級地塹盆地組成[7-10]。Ⅳ級地塹盆地控制了錳礦的形成和分布，其中深溪Ⅳ級地塹盆地為遵義錳礦主要分布區(qū)，該地塹盆地長度大于25 km，寬1～10 km，呈北東東80°～85°方向展布，其中著名的深溪隱伏大型錳礦床、轉(zhuǎn)龍廟中型錳礦床、小金溝中型錳礦床、復(fù)興錳礦床均位于該盆地內(nèi)，已累計提交錳礦資源量達(dá)6 000萬t[11-13]。

2 礦床地質(zhì)

2.1 地層、構(gòu)造

研究區(qū)位于蝦子復(fù)向斜南翼，地層傾向主要為300°～350°，傾角為5°～22°，區(qū)內(nèi)未見斷層構(gòu)造。出露地層有第四系(Q)、三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組一段和二段(T2g)及嘉陵江組(T1-2j)；二疊系陽新統(tǒng)茅口組(P2m)、二疊系樂平統(tǒng)長興組(P3c)、龍?zhí)督M(P3l)、三疊系下統(tǒng)夜郎組(T1y)為隱伏地層(見圖2)；錳礦賦存的茅口組第三段隱伏埋深為1 300～1 550 m，現(xiàn)簡述與錳礦有關(guān)的地層如下：

1.三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組二段；2.三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組一段；3.三疊系下統(tǒng)嘉陵江組；4.三疊系下統(tǒng)夜郎組三段；5.地質(zhì)界線；6.見礦鉆孔；7.見硅化巖鉆孔；8.礦化鉆孔；9.研究區(qū)

1)茅口組第二段P2m2(習(xí)稱為“白泥塘層”)：深灰色、灰黑色薄至中厚層狀炭硅質(zhì)灰?guī)r夾灰黑色硅質(zhì)巖和少量細(xì)晶灰?guī)r，厚度大于28.99 m；該段是黔北裂谷盆地識別的重要標(biāo)志。

2)茅口組第三段(P2m3)，在研究區(qū)內(nèi)該段呈現(xiàn)不同的巖性建造分布。

含錳建造：茅口組三段由深灰-灰色黏土巖、深灰色含錳黏土巖、碳酸鹽錳礦層和淺灰綠色綠泥石蒙脫石黏土巖組成，厚1.15～7.61 m，平均2.50 m(見圖3)。

硅化巖建造：分布在研究區(qū)中部和北部，2個鉆孔均揭露了硅化巖帶，其沿75°方向延伸呈線性分布，分布寬度為100～1 000 m；巖性為含硅化巖角礫黏土巖、硅化巖，該建造為同沉積斷層識別標(biāo)志和斷陷盆地邊界劃分標(biāo)志(見圖3)。

1.含錳巖系厚度等值線；2.推測含錳巖系厚度等值線；3.富錳礦體鉆孔；4.貧錳礦體鉆孔；5.含錳地層鉆孔；6.未見礦鉆孔；7.見硅化巖鉆孔；8.研究區(qū)范圍；9.礦體厚度0～1.00 m；10.礦體厚度1.00～2.00 m；11.礦體厚度>2.00 m；12.礦體厚度2～3 m

灰?guī)r建造：為淺灰色中至厚層狀生物灰?guī)r。分布在研究區(qū)南部一帶，緊鄰硅化巖建造，代表地壘中臺地沉積特征。

3)頂板龍?zhí)督M(P3l)：上部以深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，下部主要為深灰色中至厚層狀細(xì)晶灰?guī)r，夾1～3層不可采煤層(線)，厚度為104.90～118.10 m。

2.2 含礦巖系特征

復(fù)興錳礦床含礦巖系為茅口組第三段，由一套灰白色黏土巖、含錳黏土巖、錳礦層和凝灰?guī)r組成，其在區(qū)內(nèi)呈北東東向分布，反映了深溪Ⅳ級盆地噴溢沉積特征位置(見圖3)，在橫向上成礦地質(zhì)體表現(xiàn)出由盆地中心向邊緣厚度逐漸變薄、尖滅。區(qū)內(nèi)可劃分為5個小層，由上自下依次為：上覆地層龍?zhí)督M(P3l)主要為厚0.15～8.75 m深灰色含植物根莖化石黏土巖，含較多黃鐵礦結(jié)核，是錳礦層的直接頂板；其上為厚0～0.70 m炭質(zhì)泥巖或煤層(線)；再上為厚約1.20～2.68 m的深灰色含海百合化石細(xì)晶灰?guī)r，與下伏地層不整合接觸。

茅口組第三段(P2m3)，含錳巖系(見圖4)：①灰色、灰白色黏土巖含大量黃鐵礦結(jié)核和少量條帶狀菱鐵礦、白云石和褐鐵礦，該層含錳一般為0.10%～3.06%，厚度為0～0.63 m；②深灰色含錳黏土巖含少量鮞粒狀、豆?fàn)盍忮i礦，中下部含少量次生菱錳礦顆粒，厚度為0～2.32 m；③錳礦層為深灰色、黑灰色塊狀菱錳礦，礦層中偶見含錳黏土巖夾石，見少量細(xì)粒黃鐵礦星點狀分布和團塊狀黃鐵礦，局部相變?yōu)殄i鐵礦，厚度為0～4.90 m；④凝灰?guī)r層由淺灰綠色綠泥石、蒙脫石黏土巖組成，其含大量黃鐵礦結(jié)核，局部含錳達(dá)3.41%，厚度為0.30～0.60 m；⑤灰褐色、棕紅色菱錳礦，見攪動構(gòu)造和斑雜狀構(gòu)造，僅在北部ZK2321鉆孔發(fā)現(xiàn)，推測在該孔以北存在該層錳礦石，應(yīng)為復(fù)興Ⅳ級盆地噴溢沉積中心相的邊緣位置，厚度為0～0.69 m。

圖4 斑雜狀構(gòu)造錳礦石(a)、鏡下斑雜狀構(gòu)造錳礦石(b)、塊狀構(gòu)造錳礦石(c)、鏡下塊狀構(gòu)造錳礦石(d)、角礫狀硅化巖(e、f)

下伏地層：茅口組第二段(白泥塘層)P2m2為灰黑色薄層狀含硅質(zhì)灰?guī)r。

3 礦體特征

研究區(qū)內(nèi)錳礦層產(chǎn)于茅口組三段含錳巖系底部，位于二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m2)硅質(zhì)灰?guī)r之上，礦體呈層狀單斜產(chǎn)出，埋藏深度達(dá)1 300～1 550 m。目前發(fā)現(xiàn)礦體分布在勘查區(qū)北部，總體呈75°方向延伸，礦體沿走向延長約1.6 km，傾向延伸約1.0 km，見礦面積為1.6 km2，賦存標(biāo)高為-450～-350 m。礦層厚度為0～4.90 m，平均厚度為2.12 m，變化系數(shù)為87.83%。礦體單工程品位為16.77%～19.67%，礦體平均品位為18.01%，變化系數(shù)為6.77%；礦石自然類型主要為碳酸鹽錳礦石，具有中型規(guī)模。

4 礦石特征

4.1 礦石成分

區(qū)內(nèi)錳礦礦石礦物以菱錳礦為主，其次為水褐錳礦，含少量鈣菱錳礦、錳方解石、錳白云石、鐵菱錳礦、軟錳礦等(見圖2)，總體上含錳巖系從上至下菱錳礦比例越來越高，水褐錳礦比例越低；脈石礦物主要以黏土礦物為主；在北部ZK2321鉆孔見少量毒砂、重晶石和黃銅礦。

4.2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

區(qū)內(nèi)錳礦石主要以球粒結(jié)構(gòu)為主，其次是碎屑結(jié)構(gòu)、放射鮞結(jié)構(gòu)、晶粒狀結(jié)構(gòu)。構(gòu)造以塊狀構(gòu)造為主，在ZK2321鉆孔發(fā)現(xiàn)了成錳中心相中的斑雜狀構(gòu)造、攪動構(gòu)造(見圖2)。

4.3 礦石組分

區(qū)內(nèi)錳礦石Mn單樣含量為12.10%～24.88%；單工程平均品位16.77%～19.67%，平均18.01%。Fe含量為4.41%～9.97%，平均7.07%。P、S為主要有害組分，P含量為0.021%～0.136%，S含量為1.15%～6.39%。P/Mn平均為0.003；Mn/TFe比值為1.97～3.99，平均2.81；(CaO+MgO)/(SiO2+A12O3)比值為0.46～0.97?？傮w屬高硫、中-高鐵、中磷貧錳礦石。

5 找礦潛力分析

在中二疊世中至晚期，揚子準(zhǔn)地臺西部的茅口晚期的峨眉地幔柱活動，導(dǎo)致地殼不均衡裂陷(拉張和同沉積斷裂的影響)，形成了一條自云南宣威，經(jīng)貴州水城、納雍、黔西到遵義的北東向黔北裂谷盆地，在盆地內(nèi)形成了貴州二疊紀(jì)錳礦床。并根據(jù)巖相變化、錳礦相變化、同沉積斷層分布特征，認(rèn)為遵義二疊紀(jì)錳礦屬于“內(nèi)生外成氣液噴溢沉積型錳礦床”[14]。富錳氣液沿同沉積斷層噴溢沉積，在噴溢口形成成錳中心相，往四周依次形成過渡相和邊緣相[15-17]，成礦相帶長軸方向代表了成礦同沉積斷層分布特征。一般富錳礦賦存在中心相、貧錳礦賦存在過渡相、邊緣相為含錳粘土巖或鐵錳礦分布。

研究區(qū)與著名的深溪大型隱伏富錳礦床、轉(zhuǎn)龍廟錳礦床位于深溪Ⅳ級地塹盆地內(nèi)(見圖3)，該礦帶內(nèi)的深溪、轉(zhuǎn)龍廟等礦床中均發(fā)現(xiàn)了典型的氣液噴溢沉積中心相，噴溢中心長軸方向近80°展布；噴溢口中心表現(xiàn)為具軟沉積變形紋理、角礫狀、斑雜狀構(gòu)造的富錳礦石，含礦巖系厚度中心與礦體厚度中心重合。本次發(fā)現(xiàn)的復(fù)興錳礦床北部的ZK2321鉆孔已發(fā)現(xiàn)典型的中心相特征：錳礦層在凝灰?guī)r上下多層分布，Mn含量在25%左右，具斑雜狀構(gòu)造、攪動構(gòu)造等；顯示該區(qū)位于成礦中心相邊緣，顯示具有找到大型錳礦床的潛力(見圖4、圖5)。

1.控制Ⅲ級地塹盆地和地壘的同沉積斷層；2.控制Ⅳ級地塹盆地的同沉積斷層；3.Ⅳ級地塹盆地及控制的礦床；4.Ⅲ級地塹盆地范圍；5.Ⅲ級地壘范圍；6.研究區(qū)

6 結(jié) 論

1)研究區(qū)內(nèi)茅口組第三段發(fā)現(xiàn)了含錳巖系、生物灰?guī)r和硅化巖3種不同的建造類型，其中硅化巖建造分布在研究區(qū)中部和北部，對識別研究區(qū)斷陷盆地內(nèi)的同沉積斷層和找礦工作起到指示作用。

2)復(fù)興隱伏錳礦床位于蝦子復(fù)向斜南翼，地表出露為三疊系地層，含錳層位為茅口組第三段，礦體埋深為1 300～1 550 m。錳礦體呈層狀、似層狀單斜產(chǎn)出，礦體厚度為0～4.90 m，平均2.12 m；Mn含量為12.10%～24.88%；單工程平均品位為18.01%，F(xiàn)e平均含量為7.07%；P/Mn平均為0.003，Mn/TFe比值為1.97～3.99，平均為2.81；(CaO+MgO)/(SiO2+A12O3)比值為0.46～0.97?？傮w屬高硫、中-高鐵、中磷貧錳礦石。

3)復(fù)興錳礦床屬于“內(nèi)生外成氣液噴溢沉積型錳礦床”，錳礦氣液噴溢沉積成礦系統(tǒng)的過渡相和邊緣相特征明顯；在研究區(qū)北部發(fā)現(xiàn)了成礦中心相邊緣，目前的工作尚未圈邊，根據(jù)成礦規(guī)律分析，認(rèn)為該區(qū)北部具有找到大型錳礦床的潛力。