陜西省洋縣大爺山錳礦成因淺析

火興開，楊 濤

（中國冶金地質總局西北地質勘查院，陜西 西安 710119）

我國的錳資源較為豐富，但分布不均，主要集中在云南、廣西、湖南、貴州等省，在世界排名第六。我國的錳礦主要以中、小型為主且品位偏低，長期以來主要依靠進口。

陜西省錳礦主要分布在漢中、西鄉、鎮巴、紫陽等地其中以漢中天臺山、寧強黎家營錳礦最為重要。錳礦類型主要以沉積型為主，次為沉積—變質型，少數為風化型。大爺山錳礦區位于陜西省漢中市洋縣北西約12km，與漢中天臺山錳為同一成礦帶內。同屬Ⅲ-691-1略陽金家河—漢中天臺山磷錳礦Ⅴ級成礦區帶內。是較為有利的錳礦成礦區。

1 區域地質

1.1 區域地層

礦區地層位于勉略構造帶地層區（II2），區內出露的主要地層由老到新主要有：

前寒武系（An∈）：由中—酸性火山沉積變質巖系組成，按巖性分為上、下兩個巖組：下巖組（An∈1）：以變質的中酸性火山巖為主，夾少量正常沉積巖。巖性主要為淺灰綠色黑云斜長片巖、綠泥絹云納長片巖、含黑云綠泥納長片巖、絹云納長片巖等。變質沉積巖主要為絹云石英片巖及絹云片巖等。上巖組以絹云石英片巖、含碳絹云石英片巖為主，夾含錳白云巖及含礫絹云石英片巖。

下寒武統（∈1）：是礦區分布最廣和最重要的地層，按沉積建造類型可劃分為塔南坡組和藥王殿組，與下伏的前寒武系地層為不整合接觸。

塔南坡組（∈1t）：是礦區磷、錳礦的含礦層位，根據其巖性組合特征自下而上可分為三個巖性段。

第一巖性段（∈1t1）：是區內磷塊巖賦存層位，下部為碳質千枚巖、含錳白云巖，上部為磷塊巖。

第二巖性段（∈1t2）：是礦區工業錳礦床的賦存層位。巖性以含錳白云巖為主，下部夾錳礦層。

第三巖性段（∈1t3）：主要為薄—中厚層狀白云巖，底部夾一層含碳質絹云千枚巖。

大光山組（C1d）主要為千枚巖、大理巖、結晶灰巖。

1.2 區域構造

區域構大地構造位置位于勉略板內結合帶，主要構造方向為近北西西向。有兩組較大的斷裂。主要斷裂構造有長壩—兩河口斷裂、勉縣—金水斷裂。

1.3 巖漿巖

區內巖漿巖較發育，既有火山巖分布，又有侵入巖出露，以侵入巖為主。其時代有元古代、古生代和中生代。巖性從超基性巖—酸性巖皆有。按照構造-巖漿巖帶劃分為區域東北部的北秦嶺構造巖漿巖帶，區域中部南秦嶺構造-巖漿巖帶、區域南部漢南構造巖漿巖帶。

1.4 區域礦產

區內礦產以錳礦為主，有達到勘探的中型錳礦床一處、預查—普查中型錳礦床一處、已普查的小型錳礦床一處（胡家灣）。其次為磷礦，鐵礦及鉻、金礦化點。

2 礦區地質

2.1 礦區地層

礦區內出露地層由老到新依次為前寒武系，寒武系下統塔南坡組，石炭系下統大光山組，石炭系中上統小北河組，錳礦體主要賦存在寒武系下統塔南坡組中。塔南坡組劃分了兩個個巖性段。

（1）前寒武系（An∈）。前寒武系（An∈）：主要出露于礦區南部，出露的主要巖性上部為綠泥絹云母片巖夾紫紅色絹云母片巖，局部可見淺灰白色絹云母片巖。中部為含炭質絹云母片巖，夾薄層含炭質灰巖透鏡體。下部為綠泥絹云母石英片巖，夾灰巖、砂巖透鏡體。

（2）寒武系（∈）。勘查區出露的寒武系地層主要為寒武系下統塔南坡組上段（∈1t2）及寒武系下統塔南坡組下段（∈1t1）。

寒武系下統塔南坡組下段（∈1t1）：出露的主要巖性為含炭絹云母片巖，其中局部夾少量含碳質結晶灰巖透鏡體、含錳白云巖透鏡體、薄層石英砂巖。層位中可見品位較低的錳礦化體，該地層與下伏前寒武系地層為不整合接觸[1]。

（3）石炭系（C）。勘查區內出露石炭系地層為石炭系下統大光山組（C1d）上、下段及石炭系中上統小北河組（C2+3X）。

石炭系下統大光山組下段（C1d2）：出露的巖性上部為泥質絹云母片巖，下部為泥質絹云母片巖夾薄層狀灰巖、砂巖透鏡體。

石炭系下統大光山組上段（C1d2）：出露的巖性主要為結晶灰巖、硅質灰巖、燧石條帶結晶灰巖、白云巖局部夾薄層絹云母泥質片巖。

石炭系中上統小北河組（C2+3X）：出露的巖性主要為綠泥絹云母片巖、二云母片巖夾，局部夾少量灰巖透鏡體。

2.2 變質巖及變質作用

工作區出露的地層除第四系外的所有地層均受到不同程度的變質作用，變質類型主要為區域變質，為變質巖主要有片巖、片麻巖、白云巖、石英巖千枚巖等。

2.3 礦體特征

錳礦體產出于勘查區東南部寒武系下統塔南坡組上段（∈1t2）含錳白云巖中，礦體上下盤均為含錳白云巖，局部夾薄層含炭質絹云母片巖。礦體整體呈似層狀，礦體走向近東西。礦體產狀傾向350°～40°，傾角北傾30°～73°。

2.4 礦石特征

2.4.1 礦石礦物組成

工作區內發現的礦石類型主要為原生碳酸錳礦石及氧化錳礦石，氧化錳礦石為原生碳酸錳礦石在地表經氧化形成。

（1）原生碳酸錳礦石：為工作區的主要礦石類型，礦石礦物成分為菱錳礦。脈石礦物主要為白云石、石英、方解石。

菱錳礦：含量1%～30%，肉眼可見表面粗糙，與硬錳礦形成鮮明對比，呈他形粒狀放射狀、鮞狀，部分可見解理。反射色為紅灰、暗灰，正交高倍鏡下可見顯著黃棕內反射色；部分已經氧化為硬錳礦。

白云石：含量50%～70%，自形近菱形，邊部可見氧化暗化邊，粒徑0.03㎜～0.30㎜。

方解石：含量5%～10%，自形程度較差，表面及邊部相對于白云石干凈，部分方解石和少量白云母分布于石英脈兩側，呈條帶狀。

石英：含量9%～47%，他形粒狀，部分零星分布在方解石之中，石英顆粒之間彼此近平行接觸，少量石英呈板狀零星散布在碳酸鹽中，部分整體呈脈狀形式產出。

（2）氧化錳礦石：參考天臺山錳礦的研究結果結合本區的實際情況，氧化錳礦石僅分布在地表10m左右，礦石礦物成分為硬錳礦、軟錳礦少量菱錳礦；脈石礦物為白云石、石英、方解石。

硬錳礦：肉眼可見表面光滑，含量約為1%～30%，大部分硬錳礦呈細針狀集合體產出，部分呈膠狀、條帶狀集合體；針狀集合體沿原生錳礦解理較均勻分布。

軟錳礦：外觀呈黑色，含量1%～3%，它形粒狀沿裂隙分布。

菱錳礦：肉眼可見表面粗糙，與硬錳礦形成鮮明對比，呈他形粒狀放射狀、鮞狀，部分可見解理。

錳白云石：呈細粒中粒產結晶產出，以菱形結晶產出，與其它碳酸鹽礦物共生，組成嵌晶結構。

白云石：自形近菱形，邊部可見氧化暗化邊，粒徑0.03㎜～0.30㎜。

方解石：自形程度較差，表面及邊部相對于白云石干凈，部分方解石和少量白云母分布于石英脈兩次，呈條帶狀。

石英：他形粒狀，部分零星分布在方解石之中，部分整體呈脈狀形式產出。

2.4.2 礦石結構、構造

（1）礦石結構：工作區礦石結構主要呈他形粒狀、針狀、膠狀、放射狀、鮞狀結構。①他形粒狀結構：主要指硬錳礦、軟錳礦呈它形微細粒集合體或細脈狀分布所形成的結構。②針狀結構：主要指硬錳礦呈細針狀集合體沿原生錳礦解理分布所形成的結構。③膠狀結構：主要指硬錳礦呈膠狀結構，分布于放射狀、鮞狀菱錳礦之間。④放射狀結構：主要指菱錳礦呈放射狀分布所形成的結構。⑤鮞狀結構：主要指菱錳礦呈細小團粒或鮞粒狀分布所形成的結構。

（2）礦石構造：礦石主要呈塊狀構造、條帶狀構造。塊狀構造：菱錳礦、硬錳礦、軟錳礦、錳方解石中的一種或多種組合與其它脈石礦物均勻分布，緊密相聚，形成塊狀構造礦石。

3 礦床成因分析

大爺山錳礦區位于揚子地臺北緣，屬于南秦嶺錳礦成礦帶。該成礦帶上有三岔子錳礦、將臺寺錳礦、天臺山錳礦等優質錳礦資源。其中天臺山錳礦與工作區位相鄰，礦床特征最為相似。

工作區礦體均產出于寒武系下統塔南坡組的含錳白云巖中，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀為主，較明顯的受層位控制；礦石地表多為氧化錳礦石，深部原生錳礦石應以碳酸錳石為主，主要含錳礦物應為錳白云石；礦石結構主要為他形粒狀、針狀、膠狀、放射狀、鮞狀，構造主要為厚層狀、條帶狀；脈石礦物主要為白云石、石英、方解石；次生氧化帶主要以軟錳礦為主；含礦層上盤為含碳質絹云母片巖；據以上特征推斷，本礦床應屬受變質的淺海相沉積錳礦床。