淺析黔東南地區(qū)南華紀(jì)錳礦地質(zhì)地球化學(xué)特征

齊小兵

摘 要：黔東南地區(qū)位于貴州省東南部，屬于揚(yáng)子板塊與江南造山地帶的交界處，區(qū)內(nèi)管轄凱里市、麻江、丹寨、黃平、鎮(zhèn)遠(yuǎn)、天柱、雷山、臺(tái)江和劍河等十五個(gè)縣市。由于大陸的裂解活動(dòng)，在黔東南區(qū)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(qū)重要的產(chǎn)出礦物質(zhì)。結(jié)合該區(qū)大型礦床的地質(zhì)特征，研究了該區(qū)域內(nèi)南華紀(jì)錳礦的成礦規(guī)律，分析了黔東南地區(qū)南華紀(jì)錳礦地質(zhì)的地球化學(xué)特征，以期促進(jìn)黔東南地區(qū)找礦工作的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：黔東南地區(qū)；南華紀(jì)；錳礦；地球化學(xué)特征

中圖分類號(hào)：P618.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.071

我國(guó)對(duì)錳礦的應(yīng)用較早，在鋼鐵、化工、冶金等行業(yè)都有應(yīng)用。我國(guó)錳礦的儲(chǔ)量比較豐富，但錳礦資源的分布較散，單獨(dú)礦床的規(guī)模較小，存在大量的貧礦，開采難度較大，采礦條件復(fù)雜，導(dǎo)致我國(guó)對(duì)錳礦的應(yīng)用受到了限制。近年來，由于錳礦被大量開采，出現(xiàn)了錳礦資源匱乏的現(xiàn)象。為了滿足我國(guó)對(duì)錳礦資源的需求，需要對(duì)黔東南地區(qū)的南華紀(jì)錳礦地質(zhì)特征進(jìn)行分析。

1 黔東南地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景

黔東南地區(qū)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(qū)南華紀(jì)大塘坡組下部，礦區(qū)內(nèi)的地勢(shì)為西南高、東北低，屬于中低山地形。錳礦區(qū)地表侵蝕嚴(yán)重，地形具有明顯的切割狀態(tài)，錳礦形成的原因可能是該區(qū)域內(nèi)火山噴發(fā)造成的生物沉積和化學(xué)物質(zhì)沉積。礦區(qū)內(nèi)的高差較大，海拔為550～1 090 m。具體如圖1所示。

該礦區(qū)屬于溫?zé)釒Ъ撅L(fēng)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(qū)域內(nèi)的地表水流眾多。

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

該區(qū)域內(nèi)主要出露的地層有：①長(zhǎng)安組地層。該地層中蘊(yùn)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(jù)巖性特征可分成多個(gè)段落，第一段下半部為錳礦的主要產(chǎn)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(zhì)頁巖，上半部為砂質(zhì)頁巖，其中，蘊(yùn)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(zhì)的黏土巖，下半部為細(xì)砂巖石，厚度為80～120 m，南沱組地層與大塘坡組地層緊密結(jié)合。該區(qū)域內(nèi)的錳礦從高增縣開始一直到張魯縣結(jié)束，主要呈東北向分布。

2 南華紀(jì)錳礦地質(zhì)的主要成礦特征

南華紀(jì)區(qū)域內(nèi)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(zhì)主要有菱錳礦、方解石、鈣菱錳礦等，其他礦物質(zhì)有黃鐵礦、石英等。該區(qū)域內(nèi)含錳礦物質(zhì)的礦石結(jié)構(gòu)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(yù)計(jì)產(chǎn)出量較大，產(chǎn)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(zhì)摻雜在一起。

取樣分析該區(qū)域的礦層后發(fā)現(xiàn)，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(duì)取樣數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)象對(duì)礦區(qū)內(nèi)錳礦石的成礦結(jié)構(gòu)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(qū)域與下方的砂礫巖石直接接觸，因此，層狀錳礦石的分布區(qū)域?qū)儆诤i巖系的過渡區(qū)域。

3 礦床的地球化學(xué)特征

3.1 主量化學(xué)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(yuǎn)超其在圍巖中的含量，因此，其燒失量遠(yuǎn)大于圍巖，氧化鈉的含量比氧化鉀低。這些元素特征與我國(guó)南方一帶的礦石元素特征相同。

3.2 微量化學(xué)元素特征

分析含錳巖系中的微量化學(xué)元素后發(fā)現(xiàn)，該區(qū)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(tài)，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(qū)域，鐵含量明顯比錳元素低，形成了比較強(qiáng)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(xué)特征

對(duì)礦區(qū)內(nèi)的礦石進(jìn)行取樣分析后發(fā)現(xiàn)，地區(qū)內(nèi)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(fù)偏移現(xiàn)象，且下伏區(qū)域內(nèi)碳與氧同位元素的含量十分接近。由此可見，礦區(qū)內(nèi)的礦石成因是相同的，沉積成礦產(chǎn)生的礦區(qū)環(huán)境相對(duì)而言比較穩(wěn)定。

4 礦床成因和找礦規(guī)律

4.1 礦床成因

含錳巖系主要可以分為5層：①炭質(zhì)頁巖。該層中蘊(yùn)含微量的黃鐵礦和黏土巖質(zhì)，存在非常大的厚度變化。②菱錳礦，礦石呈現(xiàn)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(zhì)頁巖。④礦區(qū)。礦區(qū)蘊(yùn)含豐富的含錳炭質(zhì)頁巖。⑤黑色頁巖。該層厚度相對(duì)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(qū)域，潮起潮落易使礦區(qū)內(nèi)下半部的隆起部分形成沉積，加之礦區(qū)內(nèi)的水源動(dòng)力較差，所以，易形成錳礦礦床。

4.2 找礦規(guī)律

該礦區(qū)的成礦地帶主要向東延伸，區(qū)域的地層具有較強(qiáng)的連續(xù)性，且礦區(qū)內(nèi)的錳礦石處于適中位置，比較容易形成礦帶，建議加強(qiáng)勘查。在礦區(qū)深部，含錳巖系的特征不穩(wěn)定，所以，礦區(qū)深部的成礦特征不明顯，不建議深度勘查礦區(qū)深部。

5 結(jié)束語

通過分析黔東南地區(qū)南華紀(jì)錳礦地質(zhì)的地球化學(xué)特征，得出了該礦區(qū)主要化學(xué)元素的特征、微量化學(xué)元素的特征、碳、氧同位素的化學(xué)特征以及該礦床的找礦規(guī)律，以期為找礦工作提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]覃英，王佳武，李代平.黔東南地區(qū)南華紀(jì)錳礦地質(zhì)地球化學(xué)特征[J].地質(zhì)與勘探，2013（06）.

[2]覃英，袁良軍，王佳武.淺析黔東南地區(qū)南華紀(jì)錳礦地質(zhì)特征與找礦前景[J].礦物學(xué)報(bào)，2013（S2）.

[3]周琦.黔東新元古代南華紀(jì)早期冷泉碳酸鹽巖地質(zhì)地球化學(xué)特征及其對(duì)錳礦的控礦意義[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2008.

[4]楊東升.貴州松桃白石溪錳礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征及成礦規(guī)律研究[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，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(xué)特征[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010（12）.

〔編輯：張思楠〕