松桃楊立掌錳礦地質特征及深部找礦潛力分析?

侯兵德 吳志成 占朋才

貴州省地礦局103地質大隊，貴州銅仁，554300

松桃楊立掌錳礦地質特征及深部找礦潛力分析?

侯兵德*1吳志成2占朋才2

貴州省地礦局103地質大隊，貴州銅仁，554300

楊立掌錳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。含礦層位“含錳巖系”為南華系下統大塘坡組第一段。含礦巖性為碳質頁巖、粘土巖，礦體呈層狀、似層狀，礦石礦物主要為菱錳礦、鈣菱錳礦、錳方解石、錳白云石等，嚴格受層位、礦系厚度、古構造及沉積環境的控制。通過對礦床地質特征、巖相古地理、古構造等綜合分析，推測該區具有較大的找礦潛力。

錳礦 地質特征 找礦潛力 松桃

楊立掌錳礦位于貴州省松桃縣城南西約42km處，轄屬松桃縣，20世紀60年代，貴州地礦局108隊對該區錳礦開展過面上普查工作，70年代末至80年代初，103隊對該錳礦進行了詳查評價，提交了碳酸錳礦石資源量1473.95萬t，深部至今尚未圈邊。因此，是該區深部找錳潛力較大的區域之一。

1 區域地質背景

區域地處揚子陸塊東南部被動邊緣褶沖帶銅仁逆沖帶【1】，先后經歷了雪峰、加里東、印支及燕山多期運動。褶皺、斷裂發育，總體構造線呈NE、NNE向，主要有斷裂有三陽、楊立掌、木耳、紅石等區域性大斷裂。區域內出露地層為薊縣系、青白口系、南華系、震旦系、寒武系、奧陶系及志留系。

2 礦床地質特征

2.1 地層簡述

礦區內出露地層為青白口系板溪群清水江組；南華系下統鐵絲坳組、大塘坡組，上統南沱組；震旦系下統陡山沱組，上統留茶坡組；寒武系下統明心寺組、杷榔組及第四系（圖1）。各地層特征由老至新簡述如下。

清水江組(Qbq)：下部為灰色中層含凝灰質板巖夾砂質絹云母板巖；中部為淺灰、灰白色塊狀石英砂巖，偶夾薄層砂質凝灰巖；上部為灰色薄至中層含長石砂巖、粉砂巖夾砂質粘土巖。區內出露不全。厚度＞1000m。鐵絲坳組（Nh1t）：下部為灰—深灰色含礫雜砂巖（習稱小冰）；中上部為黑灰色碳質粘土質頁巖夾薄層或條帶含碳質菱錳礦。厚度1.22～24.03m。

大塘坡組（Nh1d）:按巖性組合特征分為三段。

第一段（Nh1d1）：習稱含錳巖系，為黑—深灰色碳質頁巖，頂部夾1～4層含黃鐵礦粘土巖，底部夾鋼灰色塊狀碳質菱錳礦；中部以厚約0.03～0.53m的淺灰、灰色含黃鐵礦粘土巖，為上下礦層的標志層。厚度9.42～56.53m。

第二、三段（Nh1d2+3）：下部為深灰、黑色層紋狀含粉砂質粘土頁巖與含碳質粘土頁巖互層，由下而上碳質逐漸減少，砂質逐漸增多；中部為灰、深灰色層紋狀、條帶狀粘土頁巖，頂部夾1～3層粉砂巖；上部為灰、深灰色條帶狀含粉砂質粘土巖。厚度176～333.79m。

圖1 松桃楊立掌猛礦地質簡圖Fig.1 Geological diagram of Yanglizhang manganese of songtao

南沱組（Nh2n）：為深灰色厚層塊狀含礫（冰磧）粘土巖（習稱大冰），礫徑0.30～20cm，分布不均，呈棱角狀、次渾圓狀，成分復雜，無序排列，無分選性；中部夾灰色粉砂質頁巖、粘土巖，偶夾白云巖透鏡體。厚度31.98～83.45m。

陡山沱組（Z1d）：下部為灰色薄至中層粉—細晶白云巖，間夾條帶狀含黃鐵礦粘土巖及鳥眼構造白云質粘土巖，局部含碳質；上部為灰色厚層泥粉晶白云巖，具條紋狀構造。厚度21.14～64.08m。

留茶坡組（Z2l）：下部為灰、灰黑色薄層含泥質、硅質、碳質頁巖，偶見星點狀黃鐵礦；上部為黑色碳質頁巖；頂部夾0～0.73cm黑色硅質磷塊巖。厚度17.44～87.42m。

明心寺組（∈1m）:下部為灰、深灰色薄—中層含碳質粉晶灰巖夾碳質頁巖；中部為深灰、黑色含碳質粘土質頁巖；上部為灰、深灰色薄—中層細粒石英砂巖，夾碳質頁巖。厚度306.20～375.62m。

杷榔組（∈1p）：下部為黑灰色含粉砂質、碳質頁巖；上部為黃綠、灰綠色砂質、粘土質頁巖；頂部夾含錳泥質灰巖薄層。厚度367.00～419.45m。

第四系（Q）：為黃灰色粘土、亞粘土、砂、礫石等殘坡積物。厚度0～10m。

2.2 構造概況

礦區位于梵凈山穹狀背斜北東緣外緣，褶曲不發育，以斷裂構造為主。就主要斷裂構造概述如下：

楊立掌斷層（F1）：呈NE—SW向展布，區域上延伸約35km，沿走向呈微“S”形彎曲，走向NE35～60°，傾向NW，傾角77～81°，斷距750 m，推測該斷層為一條形成于晚元古代的、多期次活動的古斷裂。

F2、F3斷層：位于礦區北西側，屬分枝復合斷層。走向300～335°，傾向NE，傾角52～74°，破碎帶寬0.15～1.00m，斷距大于70m，走向延伸約300～1500m，兩斷層在深部相交，屬正斷層性質。

層間斷層：多發育于含礦巖系中，產狀與地層基本一致，交角5～10°，對礦層有一定影響。

2.3 含礦巖系特征

錳礦賦存于南華系下統大塘坡組第一段下部碳質、粘土質頁巖中。根據巖性組合特征，由下而上細分13個小層。層位基本穩定，僅有厚度的變化，具有可對比性：

上覆地層為大塘坡組第二段層紋狀粉砂質頁巖。

（13）深灰色含粉砂質碳質頁巖。厚度5.29～14.45m

（12）深灰黑色碳質頁巖夾粉砂質粘土巖。厚度7.66～25.27m

（11）灰色含錳質條帶碳質頁巖，為礦層直接頂板。厚度1.28～1.99m

（9～10）深灰色薄層條帶狀菱錳礦夾碳質頁巖，下部夾鋼灰色薄層塊狀菱錳礦（上層礦）。礦區中部連續分布，厚度、品位變化較大，具有一定的工業價值。厚度1.03～2.54m

（8）淺灰色中層含細粒黃鐵礦粘土巖，分布較穩定，具有可對比性。是上、下礦層分界的標志層。厚度0.03～0.53m

（2～7）鋼灰色厚層塊狀菱錳礦及黑色薄層條帶狀菱錳礦（下層礦），間夾1～2層含錳碳質頁巖或碳質頁巖，呈透鏡狀分布。厚度0.71～7.65m

（1）黑色碳質頁巖或含錳碳質頁巖，為礦層直接底板。厚度0.04～0.48m

下伏地層為鐵絲坳組含礫雜砂巖。

2.4 礦體（層）特征

2.4.1 礦體（層）變化特征 錳礦賦存于大塘坡組第一段下部碳質頁巖中，礦體呈層狀、似層狀，與圍巖產狀一致，順層產出。礦層走向NW—SE，傾向NE，傾角35～53°。區內分上、下兩層礦，上礦層厚度、品位變化較大，工業價值不高；下層礦厚度、品位較穩定，為區內主礦層；上、下層礦沿傾向變化詳見表1及圖2。現分述如下：

表1 松桃楊立掌錳礦沿傾斜方向（4號勘探線）厚度、品位統計表Table 1 Along the tilt direction of Yanglizhang manganese of Songtao (4 exploration line) thickness and grade tables

圖2 松桃楊立掌錳礦4號勘探線剖面圖Fig.2 4 exploration line section of Yanglizhang manganese of Songtao

上層礦：上層礦一般有2層礦，在礦床中沿走向斷續分布，在傾向上變化較大，在鉆孔中局部可見，以條帶狀菱錳礦為主，厚度0.42～1.54m，錳品位10.06%～27.13%，平均15.74%，變化系數27.24%。次為薄層塊狀菱錳礦，厚度0.10～0.31m，錳品位18.78%～23.22%，平均21.06%，變化系數18.31%。該礦層除在北西部2、4號勘探線各獨立圈定一個具有工業價值的礦體外，其余地段均無工業價值。

下礦層：下礦由含錳碳質頁巖將礦層分隔成2～3層，含錳碳質頁巖成透鏡狀出現，極不穩定、連續，以塊狀菱錳礦為主，間夾薄層條帶狀菱錳礦，局部地段具可以對比性，從礦床總體來說下層礦層位穩定，礦層連續，沿地表連續出露長1900m，南東緣呈透鏡狀斷續出現，總長2200m，已控制最大斜深1068m；礦層厚度0.71～9.04m，平均2.84m；錳品位10.06%～31.08%，平均19.89%，變化系數20.53%。是區內的主要礦層，占資源儲量的95.72%。

2.4.2 礦層頂底板及夾石特征

（1）直接頂、底板巖石 黑色含錳碳質頁巖或碳質頁巖，厚度10.2～2.0m。

（2）夾石特征 ①上、下兩層礦之間的巖石：淺灰色薄—中層含黃鐵礦粘土巖，厚度0.03～0.53m，變化較大，但層位穩定連續，具有可對比性。②上層礦中夾石：黑色含錳質條帶碳質頁巖，含較多黃鐵礦，夾石分布極不穩定，一般有1～2層，斷續或透鏡狀產出，厚度0.24～0.77m。③下層礦中夾石：黑色含錳碳質頁巖或粉砂質、碳質頁巖，分布連續穩定，一般為1層，局部地段有兩層，厚度0.30～0.74m。

2.5 礦石特征

2.5.1 礦石礦物組份

（1）碳酸錳礦物：菱錳礦、鈣菱錳礦、錳方解石、錳白云石等，是礦石的主體，占礦石礦物總量的45%～90%。

（2）原生沉積礦物：粘土礦物、碳質有機質、磷灰石、膠磷礦、綠泥石、黃鐵礦、云母、螢石等。

（3）次生脈石礦物：石英、長石、電氣石、玉髓、水錳礦、硬錳礦、偏錳酸礦及錳的氫氧化物、赤鐵礦、褐鐵礦、石膏、綠泥石、毒砂、鋯石、錫石、自然鉛、銳鈦礦—白鈦石、閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦等。

2.5.2 礦石的化學成分

（1）礦石中主要有益組份及含量見表2。

表2 松桃楊立掌錳礦錳品位統計一覽表Table 2 Grade statistical list of Yanglizhang manganese of Songtao

（2）主要有害組份及含量 磷是礦石中的主要有害組份，含量極值0.139%～0.288%，平均0.215%。屬高磷礦石。

（3）伴生組份含量 礦石中伴生組份主要有：TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、S等，含量見表3。

表3 松桃楊立掌錳礦伴生組分與有害組分含量一覽表Table 3 Yanglizhang manganese of Songtao levels associated with a list of components and hazardous components

①TFe：區內分布較均一，含量極值2.31%～4.44%，平均為3.30%，屬低鐵礦石。②SiO2：區內含量極值12.34%～35.06%，平均22.137%。Mn與SiO2呈反比關系。

2.5.3 礦石結構構造 礦石結構：主要有砂屑、泥晶、生物等，次為泥狀、斑狀、交代殘余等結構。礦石構造：主要有塊狀構造、條紋（帶）構造，次為條紋狀、層紋狀、碎屑角礫狀構造。

2.5.4 礦石類型及質量 礦石類型：按礦石成因可劃分為氧化礦和原生碳酸錳礦兩大類型。氧化錳礦石呈團塊狀、粒狀、網格狀、薄膜狀等，產于地表淋濾富集帶內；礦石品位較富，主要組分為硬錳礦、軟錳礦、褐鐵礦、鐵氧化物等。原生碳酸錳礦分為3種類型。

現對區內原生碳酸錳礦石特征細述如下。

(1)塊狀礦石：呈黑灰色、鋼灰色，具泥晶結構，致密塊狀構造，泥狀斷面，主要成份為菱錳礦，含量為70%以上。

(2)薄層塊狀礦石：呈黑灰色或鋼灰色，具碎裂、泥晶結構，泥晶砂屑結構，薄層塊狀或紋層狀構造，泥狀斷口，主要成份為菱錳礦，含量為60%～70%。

(3)條帶狀礦石：呈黑灰色、深灰色，具泥晶結構，砂屑泥晶或泥晶砂屑結構，條帶狀或層紋狀構造，泥狀斷口，主要成份為菱錳礦、含量在50%左右，次為粘土礦物、碳質、有機質等。

2.6 找礦標志

2.6.1 地層標志

（1）層位標志：大塘坡組第一段黑色巖系是區內菱錳礦產出的唯一層位，無含錳巖系，即無菱錳礦產出。

（2）含錳巖系厚度：含錳巖系的厚度在10～50m時，一般有菱錳礦產出，小于或大于此厚度一般無工業礦體存在。

（3）鐵絲坳組巖性及厚度：鐵絲坳組巖性為深色、泥質重、粒度相對細且含礫量少的含礫泥巖及含礫黃鐵礦粉砂巖組合，普遍含碳質及錳質；鐵絲坳組厚度越大，越接近盆地中心，菱錳礦產出的可能性越大，缺失鐵絲坳組則無菱錳礦產出。

（4）錳礦層直接底板為碳質頁巖或含錳碳質頁巖，間接底板為鐵絲坳組頂部的粉砂巖或含礫巖屑砂巖。

（5）間歇標志：礦床與礦床之間，含錳巖系出現較多碳酸鹽巖或為碳酸鹽巖所替代的地方，則為礦床的間歇標志。

2.6.2 構造標志 區內“大塘坡期”為陸源裂陷作用形成半限淺海盆地【2】，受NE向江口—松桃區域性地壘式的構造脊控制，礦區及鄰區有工業價值的錳礦床均分布在該脊狀構造NW盤的淺海盆地中，盆地中分布著與礦體展布方向基本一致的斷裂，這些斷裂在空間上控制著錳礦床的分布（楊立掌斷裂），是尋找錳礦床的重要標志。

2.7 成礦地質環境分析

根據區域巖相古地理研究資料，區內在大塘坡早期為淺海陸棚盆地相，盆地的水動力微弱，能量低，水體較平靜，是菱錳礦富集的有利沉積環境。從沉積環境方面分析，局限淺海陸棚相帶，水體較深，沉積基面位于碳酸鹽溶解界面之上，潛在容納空間大，受潮下陸棚隆起帶阻滯，形成較閉塞和寧靜的淺海域，底層水介質穩定，盆地所處的環境有利于碳酸錳質點的穩定淀出和大量聚集，是尋找大—中型菱錳礦床的最佳相帶，具有礦床規模大、礦石品位穩定等特點。如大塘坡、楊立掌、大屋、黑水溪等錳礦床均產于該沉積環境中。

2.8 礦床成因

自區內發現錳礦以來，曾有不少專家、學者對區內錳礦的成因提出了不同觀點，首次提出的是陸源；之后認為是沉積盆地與外部溝通的底流帶入；20世紀80年代又提出火山來源（海底火山噴發供錳）；20世紀90年代，隨著現代海底熱水沉積研究進展，提出了熱水成礦，錳主要來自盆地內的地下熱水，由深部帶來的富錳溶液上涌至海底，凝聚沉淀成錳的化合物，經成巖作用轉為碳酸錳【3】。

近年來，杜遠生、周琦等在系統分析研究現代天然氣滲漏-冷泉和冷泉碳酸鹽巖的理論中得到啟示，以菱錳礦中具有較為典型的天然氣滲漏的結構、構造和冷泉碳酸鹽巖礦物及碳同位素負偏、有機地球化學等特征，提出古天然氣滲漏導致菱錳礦形成的冷泉碳酸鹽巖的成巖成礦模式。筆者通過10余年的錳礦勘查工作，用古天然氣滲漏導致菱錳礦形成的觀點比較符合實際現象；因此，筆者引用這一成因觀點，現簡述如下：

由于Rodinia超大陸裂解和華南新元古代裂谷盆地演化，形成一系列的被動陸緣裂谷盆地【4】。南華紀早期，位于揚子陸塊南部被動邊緣拉張裂谷帶的大塘坡—楊立掌—黑水溪地區，在淺海陸棚相區進一步形成了一系列由NE向次級斷裂控制的大致等間距分布的局限封閉式及強還原環境的次級凹陷，即成錳盆地。在成錳沉積盆地海底，發育古冷泉（海底天然氣滲漏）系統及與天然氣滲漏作用有關的泥火山、底辟、帳篷、氣孔等構造【5】，其深部與下伏較大規模的古斷裂相連通。由于新元古代巖漿活動引發的深部富含錳質的液體沿斷裂運移上升至冷泉口溢出或噴流，Mn2+與甲烷發生缺氧氧化產生的HCO3-結合，發生菱錳礦沉淀，從而形成了特殊的、富微生物的菱錳礦沉積【6】。

3 找礦潛力分析

依據上述礦床地質特征及找礦標志，區內找礦潛力較大。

3.1 楊立掌錳礦深部遠景區

（1）礦區北西邊界因北東向楊立掌斷層所限，斷層北西盤南華系地層下降深度大，目前尚未控制。就礦區內已控制的含礦層厚度大、錳品位富等特點，推測斷層北西盤仍具有相當可觀的找礦前景。

（2）礦區北東延伸方向詳查階段已控制最大斜深達1068m（ZK805），見礦厚度0.84m，Mn品位16.84% ，礦體未圈邊，且無明顯尖滅現象；近年來沿該方向控制垂深達1100余m(ZK406)，見礦厚度1.19m，Mn品位21.78%；故推測北東方向具有較大的找礦潛力。

（3）采用綜合信息法預測該遠景區內網格單元有36個，其成礦概率≥0.54的網格單元有22個，主要為A、B類預測區，預測資源量達4703.3萬t。

3.2 猴子坳遠景區

（1）區內錳礦床基本呈NE或NNE向（30～60°）分布，而古斷裂在較大區域內的走向主要呈NNE向，受次級斷裂的影響，古斷裂常有彎曲、轉折現象，轉折處多呈NE或NEE向，礦床的展布方向與古構造走向基本一致（見圖2）。

圖3 松桃楊立掌猴子坳遠景區示意圖Fig. 3 Vision zone schemes of Yanglizhang manganese of Songtao

（2）從大屋、石塘、楊立掌及黑水溪錳礦的分布位置來看，各礦床基本是圍繞徐家河-打魚嶺水下隆起帶呈環形分布，楊立掌—猴子坳—黑水溪一帶被北東向兩個水下隆起所夾，可形成兩邊高中間低的洼地形態【7】。

（3）楊立掌錳礦礦層呈比較穩定的單斜構造，傾向NE，傾角35～53°，沿傾向連續延伸1500余m仍有工業礦體產出，據此推測該區礦體向猴子坳方向續延的可能性較大。

（4）各聚錳盆地之間一般間距為3～5km，具有呈串珠狀分布的特點，顯示了古構造裂陷盆地呈串珠狀分布的特征。黑水溪與楊立掌之間相距14km，在猴子坳一帶有形成構造裂陷盆地的可能，具有較好的聚錳條件，具有一定的找礦遠景。

（5）采用綜合信息法預測該遠景區內網格單元有59個，其成礦概率≥0.54的網格單元有41個，主要為A、B類預測區，預測資源量為1889.15萬t。

綜上所述，通過對楊立掌錳礦區(床)礦體（層）深部工程揭露控制，礦體產出層位較穩定，品位、厚度變化不大的分析，在楊立掌錳礦北西、北東部的深部及其外圍（猴子坳）成礦條件有利，找礦潛力大。

1 貴州省地質礦產局. 貴州省區域地質志[M]. 北京: 地質出版社，1987

2 何明華. 松桃及鄰區早震旦世成錳期巖相古地理及成錳條件[J]. 貴州地質， 1993，10（1），62～67

3 陳多福，陳先沛. 貴州省松桃熱水沉積錳礦的地質地球化學特征[J]. 沉積學報，1992，4

4 王硯耕. 梵凈山區格林威爾期造山帶與Rodinia超大陸[J] .貴州地質， 2001，18（4），211

5 周琦，杜遠生，覃英，等. 貴州松桃縣大塘坡南華系早期古天然氣滲漏構造的發現及其地質意義[J] .地球科學——中國地質大學學報，2007，增刊（32），34～38

6 周琦. 黔東新元古化南華紀早期冷泉碳酸鹽巖地質地球化學特征及其對錳礦的控礦意義[D] .導師：杜遠生. 中國地質大學博士學位論文，2008，91～92

7 黃道光，牟軍，王安華，等. 貴州銅仁—松桃地區錳礦資源富集區評價報告[R]. 貴州省地質調查院，2008

YANGLIZHANG MANGANESE OF SONGTAO ORE GEOLOGICAL CHARACTERISTICS AND DEEP PROSPECTING POTENTIAL ANALYSIS

Hou Bingde1Wu Zhicheng2Zhan Pengcai2
Geological Party 103 Guizhou Bureau of Geology and Mineral,Tongren,Guizhou, 554300,China

Yanglizhang manganese of Songtao in Yangtze continental masses with pleated blunt edge of southeastern passive tongren thrust belt half limitations in shallow sea basin , With manganese ore-bearing horizon "rock system" for under south slope of a file of the first paragraph stockings , Ore potentiality for carbon shale lithology、Clay rock, In ore bodies, near-bedded , Ore minerals mainly for rhodochrosite, calcium rhodochrosite, manganese calcite, manganese dolomite, etc. Strictly by the horizon, mineral department thickness, ancient tectonic and sedimentary environment control, Through the geological characteristics, to lithofacies-paleogeographic, ancient tectonic comprehensive analysis , Speculation has larger in prospecting potentiality.

manganese， geological characteristics， prospecting potential， Songtao

P618.32

A

1006–5296（2011）02–0093–07

?項目來源：國家大調查礦產資源潛力評價 項目編號：1212010813023

*第一作者簡介：侯兵德（1965～），男，地質勘查專業，工程師

2010-11-17；改回日期：2011-05-05