淺析黔東南地區南華紀錳礦地質地球化學特征

齊小兵

摘 要：黔東南地區位于貴州省東南部，屬于揚子板塊與江南造山地帶的交界處，區內管轄凱里市、麻江、丹寨、黃平、鎮遠、天柱、雷山、臺江和劍河等十五個縣市。由于大陸的裂解活動，在黔東南區形成了錳礦沉積地層，在高增、廣界、江縣等地分布較多。錳礦是黔東南地區重要的產出礦物質。結合該區大型礦床的地質特征，研究了該區域內南華紀錳礦的成礦規律，分析了黔東南地區南華紀錳礦地質的地球化學特征，以期促進黔東南地區找礦工作的發展。

關鍵詞：黔東南地區；南華紀；錳礦；地球化學特征

中圖分類號：P618.32 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.071

我國對錳礦的應用較早，在鋼鐵、化工、冶金等行業都有應用。我國錳礦的儲量比較豐富，但錳礦資源的分布較散，單獨礦床的規模較小，存在大量的貧礦，開采難度較大，采礦條件復雜，導致我國對錳礦的應用受到了限制。近年來，由于錳礦被大量開采，出現了錳礦資源匱乏的現象。為了滿足我國對錳礦資源的需求，需要對黔東南地區的南華紀錳礦地質特征進行分析。

1 黔東南地區的區域地質背景

黔東南地區位于貴州、廣西與湖南的交界處，具有豐富的錳礦資源，大部分位于松桃地區南華紀大塘坡組下部，礦區內的地勢為西南高、東北低，屬于中低山地形。錳礦區地表侵蝕嚴重，地形具有明顯的切割狀態，錳礦形成的原因可能是該區域內火山噴發造成的生物沉積和化學物質沉積。礦區內的高差較大，海拔為550～1 090 m。具體如圖1所示。

該礦區屬于溫熱帶季風氣候，降雨量較大，年降雨總量超過1 350 mm。由于受到降雨的影響，該區域內的地表水流眾多。

該礦區曾在新元古代發生過巨大的Rodinia大陸裂解，進而在該地區形成了裂谷和楔狀地層，又因梵凈山的隆起導致該礦區的周邊地帶產生了劇烈的沉降，這為錳礦的產生提供了有利條件。

該區域內主要出露的地層有：①長安組地層。該地層中蘊含豐富的灰綠色砂礫、黏土，厚度近2 000 m。②大塘坡組。該組地層根據巖性特征可分成多個段落，第一段下半部為錳礦的主要產出層，且該層中含有富含錳礦的頁巖，上半部分為頁巖層和黏土層，還有極其零星的白云巖層，地層總厚度超過幾十米；第二、三段下半部主要為黑色的炭質頁巖，上半部為砂質頁巖，其中，蘊含少部分黃鐵礦，總厚度超過200 m。③南沱組。該組的上半部主要為砂質的黏土巖，下半部為細砂巖石，厚度為80～120 m，南沱組地層與大塘坡組地層緊密結合。該區域內的錳礦從高增縣開始一直到張魯縣結束，主要呈東北向分布。

2 南華紀錳礦地質的主要成礦特征

南華紀區域內大塘坡組的主要地層為黑色巖，黑色巖的主要組成為錳礦石，即含錳巖系。巖系中含錳的礦物質主要有菱錳礦、方解石、鈣菱錳礦等，其他礦物質有黃鐵礦、石英等。該區域內含錳礦物質的礦石結構主要呈塊狀，其次以條狀和層狀為主。塊狀菱錳礦位于大塘坡組第一段的下半部分，分布比較均勻，預計產出量較大，產出礦石的含錳量大約為20%.其他的層狀錳礦石和條狀錳礦石基本處于大塘坡組第一段下半部分的最底部，與黃鐵礦、石英等其他礦物質摻雜在一起。

取樣分析該區域的礦層后發現，錳元素占14.38%～25.62%，平均含量超過16.22%；硼元素占0.04%～0.76%，平均含量超過0.35%；二氧化硅占25.34%～51.94%，平均含量超過36.18%；全鐵占0.82%～3.29%，平均含量超過2.46%；氧化鋁占8.93%～13.18%；氧化鈣占5.62%～11.33%；氧化鎂占1.73%～2.61%；硫元素占1.58%～1.84%；燒失量為11.97%～24.56%.對取樣數據分析后發現，含錳巖系中二氧化硅和氧化鋁的含量明顯高于氧化鈣、氧化鎂的燒失量。由此可見，沉積現象對礦區內錳礦石的成礦結構造成的影響較大。在層狀錳礦石和條狀錳礦石地層中，礦層區域與下方的砂礫巖石直接接觸，因此，層狀錳礦石的分布區域屬于含錳巖系的過渡區域。

3 礦床的地球化學特征

3.1 主量化學元素特征

該含錳巖系中鐵元素的含量較高，鈦和鎂的含量較低，二氧化硅的平均含量為36.18%，占圍巖平均值的64.32%，氧化鋁的平均含量為10.18%，占圍巖平均值的16.18%.此外，含錳巖系中氧化鈣的含量遠超其在圍巖中的含量，因此，其燒失量遠大于圍巖，氧化鈉的含量比氧化鉀低。這些元素特征與我國南方一帶的礦石元素特征相同。

3.2 微量化學元素特征

分析含錳巖系中的微量化學元素后發現，該區域鍶元素、鈷元素比較豐富，銣元素和鉻元素等處于虧損狀態，所以，微量元素的含量總體低于巖石中的主體元素。在巖系中，最下層白云巖和砂鐵巖的錳元素含量較大；而在上層區域，鐵含量明顯比錳元素低，形成了比較強烈的鐵錳差異。在白云巖以上的含錳黑色巖層中，微量元素的含量沒有明顯變化，而無論是菱錳礦，還是其他頁巖，鎳和鈷的含量都超過了1.由各種元素特征可見，含錳巖礦床并不是因熱水沉積而形成的。

3.3 碳、氧同位素的化學特征

對礦區內的礦石進行取樣分析后發現，地區內沉積錳礦下方的白云巖中碳和氧的同位元素有非常明顯的負偏移現象，且下伏區域內碳與氧同位元素的含量十分接近。由此可見，礦區內的礦石成因是相同的，沉積成礦產生的礦區環境相對而言比較穩定。

4 礦床成因和找礦規律

4.1 礦床成因

含錳巖系主要可以分為5層：①炭質頁巖。該層中蘊含微量的黃鐵礦和黏土巖質，存在非常大的厚度變化。②菱錳礦，礦石呈現條狀和帶狀分布，在礦層中含有少量的白云巖。③粉砂巖。該層比較薄，在粉砂巖中含有少量的炭質頁巖。④礦區。礦區蘊含豐富的含錳炭質頁巖。⑤黑色頁巖。該層厚度相對較薄。該礦床的成因主要是潮漲潮落造成的沉積巖石。該礦床處于淺海區域，潮起潮落易使礦區內下半部的隆起部分形成沉積，加之礦區內的水源動力較差，所以，易形成錳礦礦床。

4.2 找礦規律

該礦區的成礦地帶主要向東延伸，區域的地層具有較強的連續性，且礦區內的錳礦石處于適中位置，比較容易形成礦帶，建議加強勘查。在礦區深部，含錳巖系的特征不穩定，所以，礦區深部的成礦特征不明顯，不建議深度勘查礦區深部。

5 結束語

通過分析黔東南地區南華紀錳礦地質的地球化學特征，得出了該礦區主要化學元素的特征、微量化學元素的特征、碳、氧同位素的化學特征以及該礦床的找礦規律，以期為找礦工作提供幫助。

參考文獻

[1]覃英，王佳武，李代平.黔東南地區南華紀錳礦地質地球化學特征[J].地質與勘探，2013（06）.

[2]覃英，袁良軍，王佳武.淺析黔東南地區南華紀錳礦地質特征與找礦前景[J].礦物學報，2013（S2）.

[3]周琦.黔東新元古代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].北京：中國地質大學，2008.

[4]楊東升.貴州松桃白石溪錳礦床地質地球化學特征及成礦規律研究[D].長沙：中南大學，2013.

[5]楊瑞東，高軍波，程瑪莉.貴州從江高增新元古代大塘坡組錳礦沉積地球化學特征[J].地質學報，2010（12）.

〔編輯：張思楠〕