閩西南地區(qū)錳礦成礦條件及找礦模式探討

王明高 林 健

（福建省第八地質(zhì)大隊(duì)，福建 龍巖 364000）

1 成礦地質(zhì)背景

閩西南地區(qū)晚古生代至中生代，由于歐亞板塊受印度板塊向北推擠和太平洋板塊向西北俯沖的影響，產(chǎn)生了兩個構(gòu)造域復(fù)合和交匯的構(gòu)造效應(yīng)，展現(xiàn)了由NEE向、EW向、NW向、SN向及NNE向、NE向等幾組基底斷裂控制的擠壓與拉張并存的復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造景觀。晚古生代，隨著古特提斯洋的開啟，在強(qiáng)烈的拉張作用下形成拉張盆地，石炭紀(jì)至二疊紀(jì)發(fā)育了多種類型的含錳建造：含錳砂泥質(zhì)建造（C1l）、含錳基性火山巖—碳酸巖—硅質(zhì)巖建造（C2h—P1q）及含錳黑色頁巖建造（P1w）。印支期古特提斯洋開始收縮，閩西南福州一永定海槽關(guān)閉，進(jìn)而形成印支褶皺帶的組成部分。在塊體對接的背景下發(fā)生了陸內(nèi)俯沖，沿塊體邊界發(fā)育一系列推覆構(gòu)造。燕山期推覆構(gòu)造進(jìn)一步發(fā)展，表現(xiàn)為擠壓期推覆和盆內(nèi)地對沖及拉伸期滑覆構(gòu)造。新中生代沿推覆構(gòu)造帶發(fā)育的斷裂—巖溶帶是次生氧化錳礦形成和賦存的主要場所。

2 錳礦床類型及其特征

按其成礦地質(zhì)條件和成礦階段，可劃分為沉積礦床和次生氧化型錳礦床，后者是本區(qū)錳礦的主要類型。

2.1 沉積型錳礦床

碳酸鹽巖—硅質(zhì)巖建造中錳礦床：

閩西南的黃龍組至棲霞組，原生沉積的含錳碳酸鹽巖—硅質(zhì)巖中的錳礦床已很少保存，部分受燕山期巖漿熱液作用，成為沉積—熱液變質(zhì)錳礦床。規(guī)模較大的有廟前四號礦區(qū)產(chǎn)于船山組的薔薇輝石—硫錳礦—菱錳礦礦床。含錳碳酸鹽巖受花崗巖、花崗斑巖、輝綠巖等小侵入體的蝕變，出現(xiàn)大理巖化、綠簾石化，硅化。礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀。礦石礦物由菱錳礦、硫錳礦、薔薇輝石及方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦等組成。下部礦體以薔薇輝石為主，上部礦體多為菱錳礦或菱錳礦—硫錳礦，菱錳礦平均含Mn24%高者達(dá)30%—50%，為優(yōu)質(zhì)富錳礦。

2.2 次生氧化型錳礦床

2.2.1 淋積型錳礦床

分布最廣，由多種原生礦（化）層淋濾的錳質(zhì)，經(jīng)一定距離的遷移，在碳酸鹽巖與碎屑巖之間的斷裂破碎帶或溶洼、溶洞等有利賦存空間沉積而成。沿?cái)嗔旬a(chǎn)出的錳礦體多呈似層狀、楔狀、囊狀，延展較長，埋藏較深，溶洼、溶洞產(chǎn)出的礦體呈似層狀、透鏡狀、不規(guī)則狀，埋藏較淺。礦石多呈塊狀，粉狀。淋積錳礦床規(guī)模較大，儲量占全區(qū)80%以上。礦石品位較富，是次生氧化錳礦的主要類型。

2.2.2 錳帽型錳礦床

分布局限，多由含錳（鐵）矽卡巖—熱液鐵、多金屬礦或鉛鋅菱鐵錳礦化原地風(fēng)化富集而成。礦體形態(tài)較復(fù)雜，呈不規(guī)則狀、透鏡狀。礦石化學(xué)成分對高鐵原巖有明顯的繼承性，以貧錳富鐵為特征，礦石類型多為鐵錳礦。

2.2.3 堆積型錳礦床

分布于山坡由陡變緩處或山麓，它是淋積型或錳帽型礦機(jī)械破碎后的坡積礦。礦石多以棱角一次棱角狀的大小不一礦礫，堆積于第四系坡積層中。礦床規(guī)模小，含礦率變化大，局部富集可供民采。

2.2.4 巖溶型錳礦床

埋藏巖溶錳礦床是其主要類型，包括基巖覆蓋和第四系覆蓋的巖溶型錳礦床。

1）基巖覆蓋的巖溶型錳礦床

含錳碳酸鹽巖因斷裂作用而埋藏于林地組，經(jīng)畬組，文筆山組的碎屑巖或南園組火山巖之下，其間的斷裂破碎帶常形成以溶蝕斷裂淋積型為主的錳礦床。含錳碳酸鹽大部溶解或被完全溶解的，可形成大而富的錳礦體；反之，溶蝕程度較低的礦體小。在橫向上錳礦體呈長條狀、似層狀、透鏡狀，沿?cái)嗔哑扑閹嗬m(xù)分布。在垂向上既有在斷裂開口處形成下楔錳礦體、也可在深100—200米處形成囊狀、透鏡狀、元寶狀錳礦體。礦石呈塊狀，條帶狀，皮殼狀，放射狀、多孔狀等構(gòu)造。當(dāng)受后期擠壓或斷裂作用改造，常形成含錳礦礫泥礫層，錳礦石及各種圍巖角礫由泥質(zhì)膠結(jié)，無分選，無層次。在礦礫集中地段，含礦率可達(dá)15%—50%，成為含泥礫錳礦礫層。

2）第四系覆蓋的巖溶型錳礦床

在推覆構(gòu)造帶，晚古生代碎屑巖與含錳碳酸鹽之間，由陡傾角斷層所形成的斷裂破碎帶，特別是主斷裂被后期次級橫向張，扭性斷裂切錯地段，處于下降盤的含錳碳酸鹽巖，受巖溶作用，形成直徑數(shù)十米或數(shù)百米的大溶洼，大溶斗，充填由粘土，砂土，砂礫及錳土組成的第四系松散堆積物。在溶洼中心的含錳碳酸鹽巖頂面與第四系之間，形成有規(guī)模較大，礦量集中的似層狀，透鏡狀，囊狀淋積錳礦體，見于廟前一號礦區(qū)。

3 沉積錳礦的形成條件

3.1 成錳引張盆地

晚古生代，在引張作用下形成的閩西南地區(qū)的拉張盆地，是鐵錳碳酸鹽巖及鐵鉛鋅銀硫化物等多種礦產(chǎn)形成和富集的良好場所?；讛嗔鸭巴砉派律鷶嗔?，主要有近EW向，NNE向及NW向四組，控制了引張盆地的形態(tài)，延長方向和范圍。由于古特提海拉張作用向東發(fā)展，造成成錳區(qū)域東移和主成礦層位向東抬高。

盆地演化早期，閩西南晚泥盆統(tǒng)天瓦崠—桃子坑期，拉張磨拉石發(fā)育。盆地演化中期，閩西南地區(qū)晚石炭世黃龍期至早二疊世棲霞期，碳酸鹽沉積廣泛發(fā)育，其沉積范圍超出盆地的初始狀態(tài)，古陸縮小，三明—永定隆起淪為水下隆起帶，連城—蕉嶺與大田—龍巖拗陷的碳酸鹽巖連成一片。盆地沉積分異明顯，在淺水區(qū)碳酸鹽沉積變?yōu)檩^深水硅質(zhì)，泥質(zhì)沉積，臺地相與臺溝相沉積并存或交替。錳礦主要產(chǎn)于受盆地同沉積斷裂控制的局限臺地一溝（盆）相帶。

盆內(nèi)火山巖沿NEE向或NNE向基底斷裂發(fā)育。在閩西南龍巖地區(qū)，分布的玄武巖和流紋質(zhì)火山碎屑巖，具有在拉張背景下形成的雙峰式火山巖組合特征。與火山巖相關(guān)的礦產(chǎn)主要為鐵礦、鐵錳礦。

泥盆系至二疊系廣泛分布有富含鐵、鉛鋅、銀等硫化物，形成有黃鐵礦礦床，鉛鋅礦床等，同期同源產(chǎn)出有菱鐵錳礦床，菱錳礦床，在縱向上和橫向上有明顯的成礦分異，受控于地殼拉張作用下發(fā)生的海底噴流作用或火山噴發(fā)活動。

3.2 沉積相古地理

3.2.1 古地理與成礦

晚古生代引張盆地邊緣以及海域中古島鏈或水下隆起帶邊緣，集中了規(guī)模較大的鐵礦床，鐵錳礦床和高磷錳礦床。閩西南錳礦分布于三明—永定隆起帶兩側(cè)。西側(cè)為明溪—武平拗陷，形成優(yōu)質(zhì)富錳礦帶，東側(cè)為大田—龍巖拗陷，形成鐵礦，鐵錳礦帶。在永梅拗陷南部，則形成高磷錳礦帶。

在宏觀上錳礦的分布都處在古陸或水下隆起帶邊緣，但實(shí)際上錳礦分布并非受古陸邊緣古海岸線控制，而是形成于陸緣的裂陷帶，由控盆斷裂或盆內(nèi)斷裂所控制；反之，遠(yuǎn)離古陸的盆地中心地帶，迄今為止未發(fā)現(xiàn)有規(guī)模較大的錳礦床。

3.2.2 沉積相與成礦

沉積錳礦以不同規(guī)模出現(xiàn)在海相沉積的不同階段的多種地帶，其主要成礦相帶是局限臺地相—臺盆（溝）相及其特殊的沉積微相，其次是海槽相和潮坪相。

局限臺地相和臺盆（溝）相：閩西南船山中晚期，在濱岸碎屑巖相與向上淺灘化的鮞狀灰?guī)r，核形石灰?guī)r之間，或其相應(yīng)層位，出現(xiàn)有灰?guī)r，硅質(zhì)巖，硅泥巖，泥灰?guī)r組成的鈣硅泥層，具有凝縮特征。沉積錳礦以菱錳礦為主。本相帶是區(qū)域優(yōu)質(zhì)富錳礦產(chǎn)出的主要相位。

海潮相：形成于龍巖—永定地區(qū)的經(jīng)畬期及船山期海槽區(qū)。巖石組合為基性火山巖、硅質(zhì)巖、硅泥巖、白云質(zhì)灰?guī)r、粉砂巖及凝灰質(zhì)碎屑巖，發(fā)育同生角礫巖和同生滑動層理。成礦物質(zhì)來自福州—永定裂谷帶的火山口噴發(fā)及海底噴流。海槽中心帶形成大型鐵礦床，外側(cè)形成小型鐵錳礦床。

潮坪瀉湖相：分布于閩西南武平—蕉嶺盆地的文筆山時(shí)期磷質(zhì)巖系。巖石組合為黑色頁巖、硅質(zhì)巖及粉砂巖，夾菱錳礦或透鏡體。富硅質(zhì)，磷質(zhì)，黃鐵礦結(jié)核體。它是在海平面上升最高時(shí)期低能，慢速和還原環(huán)境中的凝縮層沉積，局部形成高磷貧錳礦床。

區(qū)域上，從泥盆紀(jì)至二疊紀(jì)，錳礦與鉛鋅礦，黃鐵礦共生分布。同一礦區(qū)可獨(dú)立形成硫鐵礦床，鉛鋅礦床和菱錳礦床，并呈橫向相鄰，同一礦層出現(xiàn)下部鉛鋅礦體，上部菱錳礦體，或呈多層次的縱向交替成礦，這是閩西南地區(qū)多數(shù)錳礦區(qū)成礦的重要特征。

3.3 基底斷裂及古斷裂

晚古生代引張盆地的基底斷裂及古斷裂不僅控制了盆地的形成與演化，而且控制了錳礦，鐵礦及多金屬礦產(chǎn)的形成與分布。NEE向，NNE向，NE向及近SN向，EW向等幾組斷裂的展布和交匯，分別控制了錳的成礦帶和成礦區(qū)。

NW向斷裂控制成礦的南北分區(qū)：閩西南地區(qū)的閩清—順昌斷裂分割了北部福安隆起區(qū)和南部尤溪—連城拗陷區(qū)，后者相對應(yīng)于永梅拗陷的成錳區(qū)域。上杭—云霄斷裂分割了北部以石巖紀(jì)低磷高鉛鋅錳礦為主和南部以二疊紀(jì)高磷低鉛鋅錳礦為主的成礦區(qū)。

NEE向和NNE向斷裂控制成礦的東西分帶；閩西南的福州—永定、周寧—上杭和松溪—長汀三條NEE向斷裂，自東南向西北依次控制鐵礦、高鐵錳礦帶一鐵錳礦，優(yōu)質(zhì)錳礦帶的做分布。政和—大埔和賴源—上杭兩條NNE向斷裂，自東向西分別控制鐵礦，鐵錳礦帶和優(yōu)質(zhì)錳。

4 次生氧化錳礦的形成條件

次生氧化錳的成礦條件除了錳源，氣候，水文地質(zhì)及地形地貌等諸因素外，本區(qū)獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造條件已成為主要的控制因素。

晚古生代含錳巖系經(jīng)歷了多期次的褶皺和斷裂變動，尤其在推覆構(gòu)造的斷裂帶，常形成了巖溶型為主的次生氧化錳礦。

4.1 推覆構(gòu)造

中生代，沿塊體邊界發(fā)生了多期次，多層次，多形式的推覆構(gòu)造，燕山期推覆及滑覆構(gòu)造。次生氧化錳礦多是形成于元古界一下古生界變質(zhì)巖系或上古生界碎屑巖等外來巖系所掩蓋的上古生界含錳地層中。由于不同塊體邊界所受的應(yīng)力條件不各地推覆構(gòu)造表現(xiàn)了多種多樣的控礦形成。

閩西南地區(qū)的推覆構(gòu)造：

印支—燕山期永梅拗陷受到強(qiáng)大的北西方向擠壓應(yīng)力作用，形成了一系列由北向南，由西向東擠壓的推覆構(gòu)造，相應(yīng)形成了緩斷裂，逆沖疊瓦斷層和高角度沖斷層，正斷層，飛來峰和構(gòu)造窗等控礦構(gòu)造形式。

西北部的清流余朋推覆構(gòu)造，由一系列緩斷裂組成，總體走向北北東，傾向北西西。外來巖系林地組常呈島狀覆于黃龍組—文筆山組之上，構(gòu)成飛來峰。規(guī)模較大的清流仁場及里沙坪優(yōu)質(zhì)錳礦床，產(chǎn)于飛來峰之下的推覆斷層帶中。

西部的連城廟前，蘭橋和上杭麻壩等優(yōu)質(zhì)錳礦床，產(chǎn)于高角度逆沖推覆斷層帶。林地組逆沖推覆在黃龍組—文筆山組之上。原地巖系呈正常層序，常構(gòu)成向斜，東翼較完整，而西翼受來自西部擠壓應(yīng)力作用，多被沖斷并沿?cái)嗔褞纬纱紊趸i礦，顯示向斜西翼成礦特征。廟前和蘭橋錳礦主要賦存于拉伸期由逆沖推覆斷層演化的滑覆構(gòu)造帶的正斷層陷落帶或小地塹中。

南部的武平—蕉嶺一帶分布的十余處高磷錳礦點(diǎn)，形成于下伏層棲霞組灰?guī)r，硅質(zhì)巖與上覆層文筆山組頁巖之間的由層間滑動演化的滑覆構(gòu)造帶中。含錳地層多顯示向斜形態(tài)，位于向斜兩翼滑覆構(gòu)造定位高，風(fēng)化強(qiáng)烈，錳礦層厚度大，向核部礦層逐漸減薄乃至尖滅，展示向斜兩翼成礦特征。

4.2 巖溶成礦

在地表水，地下水的淋濾作用下，錳質(zhì)淋積，堆積在溶蝕斷裂和巖溶洼地，溶洞中，形成了巖溶型錳礦床。

巖溶型錳礦的形成除了具備含錳碳酸鹽巖，斷裂構(gòu)造，溫?zé)釟夂蚣坝欣匦蔚瓤刂埔蛩赝?，還取決于巖溶水的溶解力，它又受巖溶巖巖性及其化學(xué)成分所制約。

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，沉積期形成的低品位菱鐵錳礦，一般含錳5%—15%，F(xiàn)e15%—20%,經(jīng)巖溶作用形成的次生氧化鐵錳礦，錳與鐵含量分別增高至15%—25%和20%—30%，錳鐵比由0.5升高到0.72—2。但是全區(qū)巖溶型次生氧化錳礦仍保留原含錳建造具備的高錳或高鐵，高磷的特征，分別形成優(yōu)質(zhì)錳礦或鐵錳礦，高磷錳礦。

5 找礦模式

閩西南地區(qū)錳礦的形成經(jīng)歷了晚古生代沉積階段和新（中）生代風(fēng)化階段，相應(yīng)形成了原生沉積錳礦和次生氧化錳礦，就其規(guī)模、品位而言，次生氧化錳礦居重要地位，是目前利用的主要錳礦類型。錳礦的形成受層、斷、溶三者共同控制，因此找礦必須遵循下列步驟：

層—沉積期間形成的錳礦源層，主要出現(xiàn)在中—上泥盆統(tǒng)，石炭系，下二疊統(tǒng)等含錳層位，由鈣硅泥組成的凝縮層，以及生物礁后凹陷的局限臺地一臺盆溝相和各相帶的噴流沉積相。層位和相位是找礦的先決條件。

斷—形成與破壞礦源層的斷裂，包括基底斷裂，古斷裂和同沉積斷裂、推覆構(gòu)造帶斷裂及與其相交的后期次級張、扭性斷裂。斷裂構(gòu)造是找礦的關(guān)鍵條件。

溶—沿含錳碳酸鹽巖發(fā)育的斷裂一巖溶帶。巖溶作用是次生氧化錳礦形成的決定因素。

實(shí)踐證明，層—斷—溶是閩西南地區(qū)找錳效果顯著的找礦模式。在層—斷中尋找?guī)r溶型錳礦。另外，從次生氧化錳線索入手，探查深部可能存在的沉積錳礦。

［1］福建省地質(zhì)礦產(chǎn)局.福建省區(qū)域地質(zhì)志[Z].1988.

［2］莊慶興.閩粵地區(qū)錳礦成礦條件及找礦模式[J].1996.