水文地質條件及輝綠巖侵入巖體在風化淋漓錳礦床形成過程中的地質環境影響分析

盧　永

（貴州省地質礦產勘查開發局112地質大隊，貴州安順561000）

水文地質條件及輝綠巖侵入巖體在風化淋漓錳礦床形成過程中的地質環境影響分析

盧永*

（貴州省地質礦產勘查開發局112地質大隊，貴州安順561000）

通過對貴州水城新發一帶風化淋漓錳礦床形成的地質環境進行調查研究，對該帶水文地質條件及輝綠巖侵入巖體對風化淋漓錳礦床形成環境影響進行分析，為本類型礦床找礦標志提供依據。

水文地質；輝綠巖；風化淋漓錳礦床

貴州錳礦資源十分豐富，2012年度查明資源儲量已從全國第三位上升到第二位，2013年度資源量實際位居全國第二位，是全國最重要的錳礦產區，主要集中于銅仁—松桃錳礦礦集區、遵義—水城錳礦礦集區和從江—黎平錳礦分布區。其中水城—納雍地區為二疊系中統茅口組（P2m）中含錳巖系風化淋漓后形成錳礦床，典型礦床有水城徐家寨錳礦，但規模小、變化大［1］。尤其水城新發一帶錳礦床，在水文地質條件及輝綠巖侵入巖體影響下，礦體更是大小不一、形態各異。

1　區域地質概況

1.1地層

貴州水城新發一帶位于揚子準地臺黔北臺隆六盤水斷陷威寧北西向構造變形區的黔西北北西向構造帶南側邊緣的布坑底背斜北東翼［2］。區內出露地層由新到老有第四系（Q）、二疊系中統峨眉山玄武巖第三段（P2β3）、峨眉山玄武巖第二段（P2β2）、峨眉山玄武巖第一段（P2β1）、中統茅口組（P2m）、棲霞組（P2q）、梁山組（P2l）、石炭系上統馬平組（C3mp）。

1.2構造

區域上位于揚子準地臺黔北臺隆六盤水斷陷威寧北西向構造變形區的黔西北北西向構造帶南側邊緣的布坑底背斜北東翼。區域上地層主要為沉積巖，次為巖漿巖。其中，二疊系中統茅口組（P2m）為一套海相沉積巖，是本區內主要的含礦地層。見圖1。

2　礦區地層

2.1沉積巖

礦區內出露地層有第四系（Q）、二疊系中統茅口組第二段（P2m2）和茅口組第一段（P2m1）及棲霞組（P2q）。

第四系（Q）：地表0～40cm為黑褐色腐殖土，其下為含大量礫石的殘坡積碎石土，碎石成份為半風化的硅質巖、灰巖、玄武巖和輝綠巖，一般粒徑3～15cm。厚度一般小于10m，分布于巖溶洼地、溝谷斜坡、緩坡地帶及地表低洼處。

二疊系中統茅口組二段（P2m1）：為區內唯一含礦地層。頂部為灰至深灰色中厚層含錳燧石灰巖、硅質巖等；中上部為深灰、灰黑色薄至中厚層灰巖，與灰、灰黑色薄層燧石灰巖互層，含燧石結核、泥質、炭質和錳質；底部為深灰色薄至中厚層燧石灰巖夾燧石層，厚度260m左右，有輝綠巖（βμ）侵入。

二疊系中統茅口組一段（P2ml）：上部為深灰色厚層塊狀灰巖，常具白云質斑塊；下部為淺灰色厚層灰巖，居中夾一層白云質灰巖，厚度400m左右，有輝綠巖（βμ）侵入。

二疊系中統棲霞組（P2q）：上部為淺灰、灰色厚層塊狀灰巖，常含燧石結核；中下部為深灰、灰黑色中至厚層狀灰巖，層間夾黑色薄層泥灰巖或鈣質頁巖，厚度大于150m。

2.2火成巖

二疊系中統峨眉山玄武巖第二段（P2β2）：深灰色拉斑玄武巖，部分地區夾少量熔巖角礫巖、凝灰巖等火山碎屑巖。頂部多為凝灰巖或紅褐色、灰白色玄武巖，與下伏茅口組二段呈假整合接觸厚度大于80m。

輝綠巖（βμ，侵入巖）：區內輝綠巖體為灰綠至黑灰色拉斑玄武質輝綠巖，頂部為黃綠、黃褐色，呈橙黃色致密粘土狀、顯球狀風化，表面為厚0.5m左右的風化層，見節理裂隙發育。與茅口組底部順層侵入接觸（見圖2）。

圖2　輝綠巖體與茅口組灰巖直接接觸

3　水文地質條件

3.1地形地貌

該區分布于巴朗河左岸北西—南東向構造水文地質單元中。區內地形起伏較大，地勢總體上由北西向南東一線高，北東、南西低及河谷地帶較低的特點。最高點標高2508.2m，最低點標高1880m，最大高差628.2m，一般150～300m。區內出露較大面積的碳酸鹽巖，巖溶發育強烈，形成峰叢洼地、谷地等巖溶地貌。還出露有大面積的碎屑巖，在侵蝕作用下，形成中低山等侵蝕地貌。沖溝和洼地發育，往往補、徑、排條件皆具備。

3.2氣象水文

區屬亞熱帶的高原氣候，每年5～9月天氣較熱（月平均氣溫20.8℃～23.5℃），12月至第二年的2月氣候較冷（月平均氣溫0.8℃～2.8℃），降雨量多集中在6～9月，約占全年降雨總量的70%。工作區位于巴朗河左岸北西—南東向構造水文地質單元。最高點與最低點相對極限高差517.80m，一般海拔標高1905～2200m，為黔西山地高原淺—中等切割的構造、剝蝕中山—高中山侵蝕地貌?？傮w地勢為北東、南西兩邊低，中間高的中山—高中山山地地貌，錳礦分布于北東面偏中部的北西—南東山體斜坡上，錳礦層出露最低標標高1905m，最大標高2312.5m。

區內未發育較大河流，無地表山塘和大型水體。地表水以地表分水嶺分別向北東、南西流出。受下伏隔水層輝綠巖體影響，地表水入滲后，受輝綠巖體阻隔，地下水難以繼續下滲，沿茅口組灰巖與輝綠巖體接觸面徑流，在輝綠巖體直接出露面上流出地表，沿途均有泉點補給，點多但水量不大，大部分溪溝常年有水，并整體由北向向南東徑流。本次工作地表水觀測點（溪溝）9個，用三角堰測量流量，平均流量一般0.043～0.98L/s，其中個別觀測點溪流流量達3.54L/s。

4　礦床地質特征

本區錳礦的礦床類型屬于風化淋漓錳礦床。產于茅口組二段頂部，礦床嚴格受茅口組二段地層控制，含礦地層巖性為灰至深灰色薄至中厚層灰巖、含錳燧石灰巖夾硅質巖—燧石條帶；中部至下部為深灰色薄層含泥炭硅質灰巖。

4.1礦體賦存特征及水文地質條件、輝綠巖侵入巖體對其形成環境的影響

工作區錳礦體產于茅口組二段（P2m2）頂部，為氧化錳礦石，含礦層厚度變化受茅口組二段（P2m2）頂部含錳燧石灰巖風化剝蝕程度控制，一些高地受到長期風化剝蝕，易溶組分被地表水及地下水帶走，錳質及硅質物則在原地富積在一起形成錳礦層。根據工程，礦區除少部分地段殘積錳礦層富集于未完全風化的含錳燧石灰巖之上，其余大部分殘留于輝綠巖體之上（見圖3）。正由于輝綠巖體的存在，延緩地表溝谷向下切割的深度，使得風化殘留的錳礦層不易被流水沖走，從而在平緩地段的輝綠巖上被保留下來。

圖3　礦層底板直接為輝綠巖體

區內整體規律為上覆含錳燧石灰巖風化剝蝕越強烈，第四系覆蓋層厚度大、地形越平緩地段礦層厚度越大，上覆含錳燧石灰巖風化剝蝕程度不大或者完整、第四系覆蓋層厚度小、地形切割較大的地段礦層厚度薄甚至尖滅。其次，探槽工程中也均表現為槽尾流水沖走，無法富集富集較好只要開挖至茅口組灰巖，礦層即尖滅，局部地段僅在灰巖表面風化殘留有5～30cm錳礦層（分別見圖4～圖7）。

圖4　地表覆蓋層薄，錳礦層被

圖5　地表覆蓋層厚，錳礦層

4.2礦體賦存

受底板輝綠巖體的控制，工作區錳礦層整體走向北西—南東，傾向北東，傾角8°～32°，平均約20°。各礦體根據風化剝蝕程度，整體呈不規則條帶狀賦存，并沿走向被沖溝切割剝蝕變得不完整，呈層狀、似層狀產出，產狀與上部灰巖及底板輝綠巖一致，大致順層產出。并根據工程控制及礦體出露特征，工作區內共劃分為出大小不一、形態各異的11個礦體（見圖8）。

圖6　礦層至灰巖即滅失

圖7　灰巖表面殘留錳礦5～30cm

圖8　礦體分布示意圖

5　結論與認識

中二疊世晚期，貴州水城新發一帶為濱?！獪\海相的沉積環境，總體地勢是一個南西高，北東低，坡降不大、并向北逐漸開闊的淺海湖盆。為近岸地帶，游離氧多，與含錳、鐵的膠體溶液，形成四價錳的氧化物，如軟錳礦（Mn+4O2）、硬錳礦（mMn+4 H2O·Mn+4O2· H2O），并沉淀下來，隨著氣候逐漸變暖，析出的四價錳富集成礦，形成該區的含錳礦層（二疊系中統茅口組（P2m）頂部］。后地表經風氧化、淋濾作用，并在地表及地下水作用下，易溶物質被沖走，因受下伏輝綠巖體阻隔，在地形平緩、地表切割小、第四系覆蓋層較厚地段富集存留形成氧化錳礦體（床）。故類似地質環境下，地形相對平緩、地表切割小、有輝綠巖入侵巖體作用、二疊系茅口組二段風化剝蝕較徹底和第四系覆蓋層較厚地段可成為有利的錳礦找礦標志。

［1］貴州省地質礦產勘查開發局.貴州礦藏［M］.中國地質大學出版社，2014.

［2］貴州省地質礦產局.貴州省區域地質志［M］.地質出版社，1987.

［3］DZ/T 0200-2002鐵、錳、鉻礦地質勘查規范［S］.

P66

A

1004-5716（2016）05-0162-04

2015-04-30

2015-05-04

盧永（1980-），男（彝族），貴州盤縣人，工程師，現從事水文地質、工程地質、環境地質等方面工作。