鄂東北地區錳(磷)礦床地質特征及找礦潛力分析

代吉祥，陳松，劉興平，楊年浩，楊振，劉銳，胡凱

(1.湖北省地質局第六地質大隊，湖北 孝感 432000；2.中國地質大學（武漢），湖北 武漢 430074；3.湖北省地質局第一地質大隊，湖北 大冶 435100)

0 引言

桐柏-大別造山帶位于秦嶺與大別-蘇魯造山帶之間，是連接華北板塊和揚子板塊之間的一條重要“紐帶”（圖1a），該造山帶記錄了漫長而復雜的構造演化過程，以廣泛分布的超高壓變質巖而聞名，同時蘊含豐富的礦產資源，具有獨特而優越的成礦地質條件，一直是地質界關注的地區之一（劉曉春等,2015;劉利雙等,2017;宋明春等,2020）。鄂東北地區位于揚子板塊北緣，成礦地質條件優越，是我國重要的錳（磷）礦集中分布區，典型礦床有鷹咀山錳礦床、四方山-團山溝錳（磷）礦床、八里灣錳礦點、浠水馬垅錳礦床、武穴松陽磷礦床、黃梅塔畈錳（磷）礦床、孫沖錳礦床、黃麥嶺磷礦床等，顯示出成礦潛力巨大（圖1b）。隨著鄂東北地區在錳（磷）礦方面不斷取得找礦突破，越來越引起大家的關注。多位學者對本區錳（磷）礦床進行研究，已取得了豐碩成果，積累了大量資料。李林蓓（1992）總結了鄂東北地區含磷巖系特征及原巖恢復。姚敬劬（1992）系統總結了鄂東北地區沉積變質錳礦元素礦物組合特征。尤靜靜等（2020a）總結了四方山-團山溝錳礦床的礦物學特征和礦床成因。蔣禮賢（1994）認為研究區磷來源于火山噴發；代吉祥等（2021，待刊）總結了鷹咀山錳礦床礦物學特征和礦床成因，提出錳物質來源與火山作用相關。但前人對研究區內錳（磷）礦床成礦規律及找礦方向研究較少（楊俊敏,2015;尤靜靜等,2020b），這在一定程度上制約了人們對鄂東北地區錳成礦作用的認識。

近年來，湖北省地質局第六地質大隊在該區開展的勘查工作中取得了較好的找礦成果，相繼發現了鷹咀山、四方山、團山溝、孫沖等一系列小—中型錳礦床，成因類型為沉積變質型，目前這些礦床的研究程度較低。雖然在20世紀80年代前人曾在該區做過勘查工作，但工作程度偏低。本研究基于最新勘查進展，對此類錳（磷）礦床的地質特征、成礦規律進行總結研究，在此基礎上對找礦潛力進行探討，以期為該地區今后錳（磷）礦床勘查找礦提供理論支撐。

1 區域地質背景

鄂東北地區大地構造位置上處于揚子板塊與華北板塊之間的桐柏-大別造山帶。區內主要出露古元古界大別巖群、紅安巖群、武當巖群、南華系耀嶺河組和雙河組、震旦統陡山沱組、白堊系—古近系公安寨組及第四系（圖1b）。其中，以新元古代紅安巖群為主，紅安巖群自下而上依次為天臺山巖組、七角山巖組和黃麥嶺巖組，主要為一套淺變質的基性火山-沉積建造，巖性主要為千枚巖、淺粒巖、變粒巖、綠泥鈉長石英片巖、白云母石英片巖、黑云母石英片巖及大理巖等。錳礦床產于紅安巖群黃麥嶺巖組中，賦礦巖性為一套淺變質千枚巖、淺粒巖、變粒巖、片巖及大理巖沉積組合。

圖1 桐柏-大別造山帶大地構造位置圖（a，據薛懷民和馬芳，2013修改）和鄂東北地區地質簡圖（b，據湖北省地質局第六地質大隊，2017②）

區內構造比較復雜，褶皺、斷裂較為發育，整體構造格架呈北西和北東向展布，前人研究表明北西和北東向斷裂構造格架與區域內礦床空間上“北西西成帶，北東東成行”分布規律相呼應（陰江寧等,2016）。區內有NW和NE向兩組斷裂構造，規模較大的斷裂構造有NE向澴水斷裂和商城-麻城斷裂，NW向新城-黃陂斷裂和襄樊-廣濟斷裂，斷裂構造以逆沖斷層為主，多形成于背斜軸部和向斜兩翼；規模較大的褶皺有冷棚背斜、大磊山背斜、芳畈向斜和雙峰尖背斜。區內侵入巖發育，主要受到晉寧期和燕山晚期巖漿巖侵位作用影響，以大規模中酸性巖漿侵入為特點（彭三國等,2012）。燕山期主要是斑狀黑云二長花崗巖，而新元古代巖漿巖以二長花崗巖和英云閃長巖為主，分布面積廣，還有部分（變）橄欖輝長巖沿北西向斷裂構造分布。

區內磁異常強度高，梯度變化大，以負異常為主（伴有正異常），高磁異常主要集中于廣水鷹咀山-曾家山，芳畈-四方山-上肖家灣-團山溝、磨刀山-樓子灣-黃草山、三房灣-土庫村等帶上，為變火山巖地層及黃麥嶺巖組分布區，兩側均有負磁異常伴生。區內錳礦點、磁鐵礦點處于正高磁異常區帶的中心，這些異常區帶經數據處理后，異常依然明顯。1∶5萬水系沉積物異常顯示Cu、Au、Ag、Pb、Zn、Mn、P等異常總體呈北西向、北東向分布，尤其在中華山背斜的周邊、雙峰尖背斜的周邊、青山口、芳畈及蘄春縣孫沖鄉三房灣一帶異常比較集中，其元素組合特征表現出明顯的規律性。異常呈橢圓狀，長軸走向北西，主體位于研究內，北東部稍出區外。主要異常元素為P、Mn，兩元素套合性好，均可見三級濃度分帶，如四方山-團山溝一帶濃集中心顯示兩元素峰值較高，分別為16100×10-6、22940×10-6；襯度較大，為4.66～6.55（圖2）。區內各異常與已知礦床相吻合。

圖2 四方山-團山溝地質圖（a）及HS7地區P（b）、Mn（c）綜合異常剖析圖

區域礦產比較豐富，非金屬、金屬礦產、貴金屬均有產出，非金屬礦產主要有螢石、石墨、重晶石等；金屬礦產有銅、鉛、鋅、磁鐵等；貴金屬有金、銀等。當前區內已發現金銀礦床（點）約40處，銅礦點33處，中小型錳（磷）礦7處，金紅石小型礦床（點）各一處，螢石礦點2處。其中，錳（磷）礦床同屬于一個成礦序列，在成礦背景上具有相似性。鄂東北地區錳（磷）礦的形成，受到裂谷盆地、地層層位、沉積環境、構造作用及表生風化等多種地質因素的控制。

2 鄂東北地區黃麥嶺巖組含錳巖系特征

黃麥嶺巖組廣泛分布于廣水—紅安一帶，是研究區主要的含錳地層，鷹咀山、四方山、團山溝、八里灣及孫沖錳礦床均產于該組地層中（圖3）。

圖3 鄂東北地區黃麥嶺巖組含錳地層柱狀對比圖

含錳巖系主要由白云母石英片巖、黑云母石英片巖、淺粒巖、硅質大理巖、白云石大理巖及碳酸錳礦1～2層、磷礦1～3層，厚約130 m（圖2）。深部為碳酸錳礦床，淺部為氧化錳礦床。碳酸錳礦層厚度約2～21 m，以淺肉紅色為主，部分為淺灰白色。礦層頂板為白云母石英片巖，底板均為黑云母石英片巖，且黑云母石英片巖中夾雜著含磷的大理巖和淺粒巖。一般來說，錳礦層中含有一定的磷，呈現出Mn、P共生現象。氧化錳礦層厚約0.5～2 m，平均厚度約1 m，整體規模不大。礦層的礦石在地表為氧化錳礦石，錳品位較低，一般為5%～10%。

3 典型礦床地質特征

目前，研究區內已發現錳（磷）礦床（點）10余處，本研究選取鷹咀山、四方山、團山溝及孫沖典型錳礦床（點）對鄂東北地區此類礦床成礦特征開展研究，其中四方山和團山溝為同一礦區的不同礦段，本文將其作為一個整體進行討論。

3.1 鷹咀山錳礦

礦床位于湖北省廣水市鷹咀山礦區，行政區劃隸屬廣水市十里河辦事處管轄。礦區內出露地層為新元古代紅安巖群黃麥嶺巖組，巖石類型為千枚巖、淺粒巖、變粒巖、大理巖類及片巖類。褶皺、斷裂構造較復雜。斷裂可分NW和NE兩組，規模較大。由于斷層和褶皺作用影響，形成了一些局部小褶曲，但多被后期構造破壞而不完整。區內巖漿活動以晉寧期和燕山晚期兩期侵入巖為主，晉寧期多為變基性巖，而燕山期以二長花崗巖為主，呈北西向狹長帶狀分布于中山口-小山口一線，出露面積2.8 km2。

鷹咀山錳礦體呈北西向展布，斷續出露長約15 km。主要賦存于新元古代紅安巖群黃麥嶺巖組中，根據礦（化）體出露及分布情況，將其劃分為3條錳礦體（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號）（圖4a）。Ⅰ號礦體位于鷹咀灣，呈層狀、似層狀及透鏡狀產出（圖5a-b），礦體連續性較好，延長約100 m，平均厚度6～10 m；礦體傾向北東，傾角18°～22°；含礦巖性為大理巖，圍巖以黑云母石英片巖為主；Mn品位介于25%～30%，平均品位為27%。Ⅱ號礦體位于鷹咀山，呈層狀產出（圖5c～d），延伸約185 m，平均厚度3.5～7.5 m；礦體傾向北東，傾角63°～67°；含礦巖性為大理巖，圍巖為黑云母石英片巖；鷹咀山礦體為磷、錳復合礦體，其中Mn平均品位14.4%，P2O5平均品位3.59%。Ⅲ號礦體位于278高地，呈層狀斷續產出，延伸約120 m，平均厚度2～3 m；礦體傾向南西206°～218°，傾角50°；含礦巖性為白云石大理巖，圍巖為黑云母石英片巖；Mn品位介于9%～12%，平均品位10.13%。礦石主要由碳酸錳礦石和氧化錳礦石組成（圖5e～f）；礦石礦物主要為菱錳礦、錳白云石、硬錳礦、鋇硬錳礦、軟錳礦等（圖5g～j），還有少量錳鋁榴石（圖5e）；脈石礦物主要為長石、石英、黑云母、綠泥石等。硬錳礦和鋇硬錳礦沿菱錳礦或錳白云石解理或邊緣分布（圖5g、i）；錳礦石中常見錳礦物與角閃石伴生，暗示錳質可能與火山作用密切相關（圖5h）。此外磷灰石多呈粒狀或長柱狀與錳礦物伴生（圖5i），硬錳礦與軟錳礦伴生（圖5j）。礦石結構主要有半自形—他形粒狀結構、交錯結構、交代殘余結構等；礦石構造以塊狀和條帶狀構造為主。

圖4 鄂東北地區錳礦床地質簡圖

圖5 鷹咀山錳礦床礦體、礦石及顯微特征

3.2 四方山-團山溝錳礦

礦床位于湖北省孝昌縣四方山—黃陂區團山溝礦區，礦區及外圍出露地層主要為新元古代紅安巖群黃麥嶺巖組，巖石類型為淺粒巖、變粒巖、大理巖類、片巖類及斜長角閃巖。礦區構造形態復雜，依其組合方式可分為北西向構造帶和北東向構造帶，二者均由一系列斷裂和褶皺組成。其中北西向是礦區的主要控礦構造。巖漿巖主要有二長花崗巖、變流紋巖及少量脈狀巖石。

錳礦體呈北西向展布，斷續出露長約18 km。主要賦存于新元古代紅安巖群黃麥嶺巖組中，根據礦（化）體出露及分布情況，將礦區分為四方山礦段和團山溝礦段兩部分。四方山礦段西起何家灣，東至肖家灣，長約10 km。該礦段礦層均南西傾，傾角50°～60°。礦體圍巖有片巖、淺粒巖、大理巖。經地表追索、探槽揭露和鉆探、物探綜合驗證，發現四方山礦段由3條礦體（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號）組成（圖4b）。

Ⅱ號礦體：該礦體規模較大，最具代表性，位于四方山礦段北側何家灣一帶，呈層狀、似層狀、透鏡狀分布在片巖和大理巖中（圖6a），單礦體沿走向延伸約1.6 km，寬約1.0～9.0 m，與圍巖產狀一致。工程控制的礦層厚度多在3.43～10.18 m，平均厚度約6～7 m。Mn品位在13.58%～18.17%，平均為15%～20%。礦體圍巖主要為片巖和大理巖，礦體中有較強的黃鐵礦化蝕變現象。

圖6 四方山-團山溝錳礦床礦體、礦石及顯微特征

Ⅲ號礦體：礦體位于四方山礦段黃家東沖東-楊細溝-肖家灣一線，地表由TC111、TC120、TC108-1及CK124等工程控制，深部由Zk0601鉆孔控制。礦體長約2610 m，鉆孔控制斜深130 m，厚度0.55～2.11 m，平均厚度1.43 m，品位11.0%～27.24%，平均品位17.06%。礦體圍巖主要為片巖和大理巖，礦體中有較強的黃鐵礦化蝕變現象（圖6d）。

Ⅳ號礦體：礦體位于四方山礦段樊家灣東側一帶，呈層狀、似層狀及透鏡狀產出（圖6b），在地表斷斷續續出露，長約550 m，寬2.64～40 m，礦體平均厚度1.19～2.13 m，礦體產狀240°∠50°，錳品位介于15.73%～29.51%，平均品位20%，品位變化較為穩定。

礦石結構主要為粒狀結構和交代殘余結構。礦石構造為塊狀構造和條帶狀構造（圖6d～e）。礦石礦物主要有菱錳礦、錳方解石、硬錳礦、軟錳礦，脈石礦物有角閃石、黑云母、石英及石榴子石等（圖6d、j）。

團山溝礦段由5 條錳礦體和8 條磷礦體組成（圖4c），呈層狀、似層狀及透鏡狀分布在片巖和大理巖中，錳礦層長約257 m，平均水平厚度2 m，延深約233 m。傾向北東，傾角約70°，錳礦平均品位達到28.95%。錳礦層在后期遭受強烈褶皺變形，形成倒轉向形（圖6c），在褶皺轉折端加厚變富，富集機制可能是菱錳礦等成礦物質在局部地段由于褶皺變形所引的塑性流動。礦石可劃分為碳酸錳礦石和氧化錳礦石兩類；礦石結構主要有揉皺結構、交代結構、共結邊結構（圖6m～n）及半自形-他形結構（圖6o），礦石構造有塊狀構造和條帶狀構造（圖6f～i）；礦石礦物主要為菱錳礦、錳方解石、錳白云石、硬錳礦、軟錳礦、褐錳礦、黑錳礦等，脈石礦物為角閃石、黑云母、石英、石榴子石等（圖6f～h、k～l）。

3.3 孫沖錳礦

礦床位于湖北省蘄春縣孫沖礦區，礦區及外圍出露地層從古到新主要為大別巖群、紅安巖群、第四系，大別巖群以片麻巖類為主，紅安巖群主要有淺粒巖、變粒巖、大理巖類、片巖類及斜長角閃巖。礦區構造形態復雜，斷裂構造主要為NW向構造，次級構造為NE向展布。巖漿巖不發育，地表僅出露一些花崗巖脈和變基性巖脈（圖4d）。

孫沖錳礦體呈近東西向展布，斷續出露長約4.6 km。主要賦存于新元古代紅安巖群黃麥嶺巖組中，根據礦（化）體出露及分布情況，將該區分為三房灣礦段和土庫村礦段。其中，三房灣礦段礦體規模最大，位于劉家灣—鄭家灣一線，由4條錳礦體和3條磷礦體組成（圖4d），礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產出（圖7a），長度達1.2 km，寬約2～10 m，礦體平均厚度0.68～2.32 m，礦體傾向南或南南東，傾角53°～65°，Mn最高品位26.88%，平均品位13.38%～25.67%。礦體圍巖主要為片巖和大理巖，礦體及頂底板中有較強的黃鐵礦化蝕變現象。礦石類型有碳酸錳礦石和氧化錳礦石（圖7b～c）；礦石礦物主要有錳方解石、硬錳礦、軟錳礦，脈石礦物主要為云母、石英和角閃石等礦物（圖7d～l），細粒菱錳礦在重結晶作用下形成粗粒菱錳礦（圖7d），錳礦石中常見角閃石成分層（圖7c、f）；礦石結構有交代殘余結構和粒狀結構（圖7g～l），礦石構造有塊狀構造和條帶狀構造。

圖7 孫沖錳礦床礦體、礦石及顯微特征

4 成礦規律及找礦標志

4.1 礦床空間分布規律

研究區內發現錳磷礦床（點）9處，其中，大型錳磷礦1處，中小型錳磷礦床8處。區內的礦床、礦點具有集中成帶分布特點，主要從廣水-紅安，經過雙峰尖，到張家塝—蘄春縣，呈北西向帶狀分布。地層與構造總體走向一致，且從以上礦床（點）分布特征來看，其主要受地層控制，錳磷礦床主要賦存于晚新元古代紅安巖群黃麥嶺巖組大理巖中。

4.2 成礦時代特征

湖北省地質調查院（2014①）對黃麥嶺巖組含磷巖系之上的變酸性火山巖進行鋯石U-Pb測年，獲取的年齡值為（740±4.6）Ma。毛新武等（2016）對大磊山地區黃麥嶺巖組中的鈉長淺粒巖進行鋯石U-Pb定年，得到該變沉積巖中碎屑鋯石年齡主要集中于874～709 Ma，峰值為807 Ma，其中最年輕的碎屑鋯石年齡為709 Ma。劉曉春等（2005）對紅安群中雙峰尖巖體和高格巖體進行鋯石U-Pb年齡分析，認為紅安群的形成時代應限制在825～630 Ma之間，時代置于中元古代。筆者最近在鷹咀山礦區黑云母石英片巖中也獲得最年輕的碎屑鋯石年齡為770 Ma。同處于鄂東北地區四方山-團山溝錳礦床中綠片巖（原巖為基性火山巖）的原巖年齡為（649±58）Ma（筆者待發表數據），表明該區火山-沉積作用時間為約650 Ma。以上研究資料表明，紅安巖群黃麥嶺巖組變質沉積巖的原巖沉積時代應為晚新元古代。前人研究表明新元古代是地質歷史時期中重大轉折期之一，該階段至少有3件影響深遠的全球性地質事件，包括Rodinia超大陸裂解、Sturtian冰期-間冰期轉換，大規模鐵錳成礦事件，這些事件之間可能具有內部聯系（余文超等，2016）。新元古代南華紀是繼古元古代之后又一個全球重要的成錳時期，其中幾個大型錳礦產地集中在南非、澳大利亞、巴西、印度和中國（嚴旺生和高海亮，2009）。新元古代（1000～570 Ma）記錄了超大陸的拼合和裂解（Rodinia-羅迪尼亞,Kanatia-卡娜蒂亞），以及反復的冰川周期，由此產生了鐵錳礦床（Roy，2006）。從區域構造演化來看，該沉積事件應該對應于Rodinia超大陸裂解的時間。很可能的是，晚新元古代隨著在Rodinia超大陸裂解，揚子北緣逐漸由陸間裂谷向洋盆演化，形成了一套含錳的火山-沉積巖系。

4.3 主要控礦因素分析

4.3.1 地層

鄂東北地區錳（磷）礦化帶分布嚴格受晚新元古代黃麥嶺巖組泥質細碎屑巖-碳酸鹽巖建造控制。黃麥嶺巖組的不同巖類組合，影響著錳、磷的富集程度，不同巖性的磷、錳元素含量情況證實二長淺粒巖和不純大理巖類巖石的磷、錳元素含量相對較高（楊俊敏,2015;尤靜靜等,2020b）。錳（磷）礦化帶內錳磷礦體產出受到巖性控制，地表槽探和鉆探工程揭露出錳礦體主要產于大理巖及其上下附近，而其它層位少有礦體產出，這也反映出錳磷礦體的產出受碎屑巖沉積向碳酸鹽類沉積的巖性過渡帶控制。因此，含錳礦化大理巖可作為本區錳礦找礦標志之一。

4.3.2 構造

古構造不僅控制著古地理環境的形成與演化，同時也控制著沉積建造的發育。沉積成巖期構造與地球系統演化密切相關。張飛飛（2014）研究認為早元古代晚期到新元古代晚期，華北板塊、勞亞及西伯利亞板塊是連在一起的，而揚子板塊處在羅迪尼亞超大陸重建的中心位置，位于澳大利亞和勞亞板塊之間。地幔柱擾動使得羅迪尼亞超大陸于～820 Ma開始裂解，直到700 Ma全面裂解（Li et al.,2003），揚子板塊成為古太平洋中一個陸島，其邊緣分布著一系列南華裂谷盆地。

大別運動使得該地區大悟-孝昌-黃陂地區全面褶皺上升，形成冷棚-大磊山-雙峰尖古隆起帶，它呈北西-南東向延伸。在整個地史時期隨著桐柏-大別造山帶經歷多旋回構造運動，冷棚-大磊山-雙峰尖古隆起也在不斷演化。隆起逐漸演化為山系，在山系兩側形成不同性質的沉積盆地（陳竹英和蔣禮賢,1989）。晉寧運動（800～600 Ma）使得揚子板塊及北緣形成裂谷盆地。大量研究表明揚子板塊周緣錳礦床成礦時代集中于700 Ma，這一時期大地構造運動特征和時代可以與Rodinia超大陸裂解作對比（何志威等,2016）。揚子板塊及裂谷控制著新元古代磷礦、錳礦等沉積礦產的分布。鄂東北地區正處在揚子板塊北緣，正是北緣一系列北西向裂谷盆地控制了鄂東北地區錳、磷礦床的形成。改造期構造主要表現在大陸俯沖和陸陸碰撞。劉曉春等（2015）認為中生代大規模巖漿侵位和構造擠出，導致桐柏-大別高壓/超高壓變質地體出露于地表和東寬西窄的構造格局。錳礦體在空間上受構造擠壓變質變形，其空間形態復雜多樣。

4.3.3 成礦后區域變質改造

主要表現在礦床形成之后受區域變質作用影響。鷹咀山、四方山-團山溝及孫沖錳礦床在大地構造上位于揚子板塊和華北板塊之間的桐柏-大別造山帶，賦礦巖系為紅安巖群黃麥嶺組基性火山-沉積建造，后期遭受綠片巖相和低級角閃巖相的區域變質作用，形成千枚巖、綠泥鈉長石英片巖、白云母石英片巖、黑云母石英片巖、大理巖、變粒巖和淺粒巖等。研究區殘留的原始沉積結構構造較為明顯，如變余層理構造，片巖和千枚巖保留了原始泥巖、砂巖及粉砂巖的層理構造特征；變余粒狀結構也很明顯，片巖中石英顆粒被一些黏土礦物膠結，原始沉積作用特征明顯。巖石中形成的石榴石、綠泥石、絹云母等新生礦物，礦石中錳鋁榴石、褐錳礦、黑錳礦以及所顯示的具有變質結構構造特征均表明錳礦層遭受了區域變質作用為主的改造富集成礦作用。二疊紀—三疊紀的大陸俯沖和陸陸碰撞，形成了桐柏-大別高壓/超高壓變質地體（劉曉春等,2015），同時導致了基底巖石的變質變形作用，也使之前形成的沉積型錳礦床發生了變質作用，形成變質型錳礦床。因此可以將鄂東北地區錳礦床歸屬于沉積—變質礦床類型。

4.3.4 成礦后構造-巖漿改造及保存

主要表現在鄂東北地區錳礦體的定位以及礦體形態是變形破壞。中生代晚期（140～120 Ma）大規模巖漿侵入和構造擠出，使得桐柏-大別造山帶出露于地表，且遭受風化剝蝕作用，同時使早先形成的錳（磷）礦層被改造和破壞，受褶皺和斷裂構造的雙重作用影響。褶皺作用不僅造成礦層隨地層褶皺變形，而且礦（化）帶呈不連續的層狀、似層狀或透鏡狀分布，同時在剖面上礦化帶和礦體多呈不連續的多層帶狀分布。斷裂構造表現為對礦體切割位移破壞，同時也使深部原生礦石的氧化程度加深。槽探和鉆探結果表明深部原生碳酸錳礦石的錳品位相對較地表氧化礦石較低，這表明成礦后的開放環境的表生氧化作用對地殼淺部富錳礦的形成起到一定的積極影響。

4.4 找礦標志

本文具有多年地質調查工作成果積累，通過對研究區內典型錳磷礦床（鷹咀山、四方山-團山溝、孫沖等）成礦地質特征總結，認為該區尋找錳磷礦床具有較好的找礦潛力。目前已探明的資源量相對較小，仍需分析主要控礦要素、結合物化探異常特征等，在多個方向實現找礦突破。

本文總結出研究區沉積變質型錳礦床找礦標志如下。

（1）晚新元古代的泥質碎屑巖—碳酸鹽巖建造控制著錳礦（化）帶的空間分布，其中碎屑巖向碳酸鹽巖過渡帶是錳礦體賦存的有利部位。不純的大理巖和鈣質石英云母片巖可作為本區錳礦找礦標志之一。

（2）研究區內錳與磷共生，在同一成礦空間內錳、磷存在“同層消長、異層協同”的空間變化規律，具體表現在獨立錳、磷礦體中Mn、P品位值均呈明顯的負相關，而同空間上的磷、錳礦層之間Mn、P成礦元素呈明顯正相關（圖8），二者可互為找礦標志。

圖8 四方山-團山溝錳礦帶中Mn、P元素對應關系

（3）區內礦床（點）均有對應顯示航磁異常和水系沉積物地球化學異常，且具有面積較大，強度較高，濃集中心明顯等特征。物化探異常是尋找錳磷礦床的重要標志，且以P、Mn元素為主的地球化學異常及△T負異常相吻合的部位是錳礦體賦存的有利地段。

5 找礦潛力分析

鄂東北地區沉積變質型錳礦床主要產于桐柏-大別造山帶，含錳巖系斷續出露長200多公里，為湖北省內重要的錳成礦地區之一。鄂東北地區將是湖北省錳礦重要的找礦潛力區。區內錳成礦具有分片區、集中產出的特征，其中在四方山-團山溝和孫沖等地區為錳礦重點找礦區。

5.1 四方山-團山溝錳礦找礦潛力區

區內通過槽探工程揭露和鉆探工程驗證，已圈出24條錳礦體和17條磷礦體，其中3個錳主礦體長度介于770～2610 m，平均厚度為0.70～1.64 m，平均品位在17.06%～19.36%之間；磷礦體長度介于100～695 m間，平均厚度為0.70～5.90 m，平均品位在5.69%～10.20%之間。礦體多呈層狀、似層狀及透鏡狀產出，沿北西向延伸。其中Ⅱ號錳礦體位于四方山-團山溝礦區北段何家灣一帶，聯合地質剖面圖，可明顯反映出錳礦體在空間上呈層狀-似層狀分布特征（圖9）。

圖9 四方山-團山溝Ⅱ號礦體聯合勘探線剖面圖

根據構造和礦化特征綜合分析：（a）沿走向方向普遍是單斜產出，垂向上地表淺部（～-50 m）構造相對較弱，多以單斜層發育弱變形為主，而深部褶皺構造復雜，變質變形較強；（b）沿走向方向礦體規模越來越小，特別是31線錳礦體規模較小，鉆孔Zk3101以100 m斜深控制Ⅱ號錳礦體，厚度約0.5m，而北邊55線錳礦體規模較大，鉆孔Zk5501和Zk5503分別控制礦體厚度為1.40 m和0.71 m；（c）中間39線鉆孔Zk3901以100 m斜深控制Ⅱ號錳礦體，厚度1.40 m，垂向上錳礦化體主要集中在-50～100 m。因此，Ⅱ號錳礦體沿北西向礦化越來越好，礦體規模越來越大，品位越來越高；越往深部北西向礦體規模越來越大，特別是55線北側及55線與39線之間是錳礦找礦潛力區之一。

5.2 孫沖錳礦找礦潛力區

區內通過槽探工程揭露和鉆探工程驗證，已圈出12條錳礦體和11條磷礦體，單工程錳礦體厚度為0.64～2.32 m，品位在15.20%～25.67%之間；單工程磷礦體厚度為1.04～7.03 m，品位在8.02%～13.32%之間。錳磷礦體多呈層狀、似層狀及透鏡狀產出，沿北西向延伸。錳礦層走向上的變化特點在聯合勘探線剖面（圖10）上反映較清楚，主要以單斜產出，局部會發生褶皺彎曲變形。礦體厚度與含錳巖系厚度呈正相關，含錳巖系厚度越大，礦體厚度也越大。礦體沿南西向規模相對較好，而沿北東向礦體規模較小，礦石品位較低。在垂向上，礦體主要集中在-50～-200 m高程上，深部未見成規模的礦體，即礦體主要賦存于-100～-160 m范圍內。在11線和5線處大理巖規模較大，礦體厚度大，品位較高。因此孫沖三房灣礦段沿南西向呈現出良好的錳礦找礦前景。

圖10 孫沖錳礦床聯合勘探線剖面圖

6 結論

（1）鄂東北鷹咀山、四方山-團山溝、孫沖錳礦等均產于紅安巖群黃麥嶺巖組的片巖及大理巖內，礦石類型主要為氧化錳礦石和碳酸錳礦石，礦床成因為沉積變質型錳礦床；揚子板塊北緣北西向裂谷盆地控制著錳礦床的分布，區域變質作用和后期的構造-巖漿對成礦具改造-富集作用。

（2）新元古代不純的大理巖和鈣質石英云母片巖、錳、磷“同層消長、異層協同”的空間變換規律、P-Mn元素地球化學異常及△T負異常是研究區內錳礦重要找礦標志。

（3）預測出四方山礦段北側何家灣一帶及孫沖三房灣礦段西南側將出現較厚大的、品位較高的錳礦體，區內找礦潛力較大。

致謝感謝湖北省地質局第六地質大隊陳松院長、鄒院兵主任、劉興平總工，楊年浩工程師及劉錦明工程師等對我們工作的支持和指導，感謝中國地質大學（武漢）資源學院劉銳教授和楊振講師的指導，感謝評審專家提出的寶貴建議，感謝在此地做出貢獻的專家、學者，在此謹向他們致以誠摯的謝意和崇高的敬意。同時也非常感謝在此期間密切合作的伙伴們。

注 釋

①湖北省地質調查院.2014.1∶5萬宋埠幅（H50E006004）、新洲縣幅（H50E007004）、淋山河幅（H50E008004）、團風鎮幅（H50E009004）區域地質調查報告[R].

② 湖北省地質局第六地質大隊.2017.鄂東北地區錳磷礦產地及含錳建造調查科研項目2017年度工作方案[R].