湖南省安化縣大福坪鄉(xiāng)錳礦床地質(zhì)特征研究

林樂夫，李小聰，譚 雙，端葛鴻

(1. 東華理工大學(xué) 核資源與環(huán)境省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，江西 南昌 330013；2. 東華理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013)

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湖南省安化縣大福坪鄉(xiāng)錳礦床地質(zhì)特征研究

林樂夫1,2，李小聰1,2，譚 雙1,2，端葛鴻1,2

(1. 東華理工大學(xué) 核資源與環(huán)境省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，江西 南昌 330013；2. 東華理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013)

指出了湖南省安化縣大福地區(qū)錳礦點(diǎn)較多，礦床類型屬沉積類型層狀礦床，為湘中奧陶紀(jì)沉積錳礦帶。根據(jù)該區(qū)域錳礦的賦存層位可分為下震旦統(tǒng)大塘坡組地層中的湘潭式錳礦和產(chǎn)于中奧陶統(tǒng)地層中的桃江式錳礦，均為中型規(guī)模。主要根據(jù)地層、巖性特征、礦石含量及品位、圍巖蝕變等方面對該區(qū)兩類錳礦進(jìn)行了研究，以期提高預(yù)測隱伏礦體的準(zhǔn)確性。

沉積類層狀礦床；大福地區(qū)；賦存層位；礦體特征

1　引言

錳礦是中國的戰(zhàn)略資源和緊缺礦種，是地質(zhì)勘查研究中的主攻礦種之一。而湘中奧陶紀(jì)沉積錳礦帶位于湖南省安化、桃江、寧鄉(xiāng)地區(qū)，呈近東西向展布，長150 km，寬80 km。該礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)響濤源、祖塔等中型錳礦床及木瓜溪、枚子洞等一批小型錳礦床。其錳礦質(zhì)量以低磷、低鐵、自熔性著稱，是中國優(yōu)質(zhì)錳礦的重要產(chǎn)地。研究區(qū)地處雪峰山脈北端，位于安化縣南部，為湘中地區(qū)。區(qū)內(nèi)山嶺海拔一般在400～500 m，屬低山丘陵區(qū)，地形切割深度中等，植被發(fā)育。有207國道通過長塘鎮(zhèn)和仙溪鎮(zhèn)，從長塘鎮(zhèn)有縣級公路通大幅鎮(zhèn)，交通較為方便。根據(jù)以往科研單位及生產(chǎn)單位對該區(qū)域的研究工作，通過地質(zhì)調(diào)查以及物化探工作，大致了解該區(qū)域不同層位相應(yīng)成礦地帶及礦石特征，對區(qū)內(nèi)含錳礦地層厚度、產(chǎn)狀形態(tài)、規(guī)模及礦石質(zhì)量特征進(jìn)行了深入研究。

2　地質(zhì)概況

湘中地區(qū)在大地構(gòu)造上位于楊子板塊東南被動(dòng)大陸邊緣。揚(yáng)子陸塊與華南褶皺帶的邊界東段為紹興—宜春斷裂，接近東西方向至長沙以西，經(jīng)寧鄉(xiāng)、益陽、桃江、安化，弧形轉(zhuǎn)折為北北東方向，沿安化—溆浦—四堡斷裂向南延伸，由加里東期斷裂構(gòu)造演化而形成的湘中地塹，控制了中奧陶世至早泥盆世沉積盆地(湘中盆地)，桃江成錳沉積盆地則位于其北端(圖1)。

在桃江成錳沉積盆地內(nèi)，自中奧陶世開始，由加里東期閉合造山運(yùn)動(dòng)引發(fā)了一組(共5條)北—西北向同沉積張性斷裂。該區(qū)震旦系和奧陶系錳礦在構(gòu)造上位于“江南古陸”東南邊緣的安化—淑浦—黔陽大斷裂的東南側(cè)。這些斷裂在沉積負(fù)荷作用下，邊沉降邊沉積，從而形成一些帶狀分布的相對低洼的斷陷盆地。該類型錳礦床的空間分布嚴(yán)格受地層、巖相和構(gòu)造的控制，即南壩、萬家洞、響濤源—祖塔、木瓜溪—梅子洞、泅里河—高明5個(gè)成礦斷陷槽。為錳質(zhì)的沉積聚集提供了良好的成礦環(huán)境。

圖1　湘中地區(qū)加里東期古構(gòu)造格架與桃江成錳盆地關(guān)系略

3　區(qū)域礦產(chǎn)特征

區(qū)域內(nèi)主要礦種有錳、釩礦，釩礦屬沉積礦床。錳礦主要有有產(chǎn)于下震旦統(tǒng)大塘坡組地層中的湘潭式錳礦和產(chǎn)于中奧陶統(tǒng)地層中的桃江式錳礦，均為中型規(guī)模。釩礦主要產(chǎn)于下寒武統(tǒng)底部黑色巖系中。其次有與花崗巖體及上寒武統(tǒng)灰?guī)r、下奧陶統(tǒng)橋子亭組和白水溪組板狀頁巖破碎帶有關(guān)的脈狀鎢銻金等有色金屬礦床。例如芙蓉鎢礦，司徒鋪鎢礦、大福坪銅礦、廖家坪金銻礦等。均有一定規(guī)模。

3.1桃江縣響濤園錳礦

礦區(qū)位于關(guān)山口向斜中。錳礦賦存于奧陶系中統(tǒng)下部條帶狀頁巖(由黑白相間的條帶狀粘土質(zhì)頁巖組成)、炭質(zhì)頁巖、粘土頁巖及碳酸鹽巖系中。含礦層由于受褶皺構(gòu)造影響，迂回?cái)嗬m(xù)延長約11 km。自北而南分布于月香侖、磨刀溪、南石沖、黑油洞一帶，其中以磨刀溪段(中區(qū))礦石質(zhì)量較好，礦層較厚，且較穩(wěn)定。

原生礦為碳酸錳礦，碳酸錳礦一般只有一層，在磨刀溪段有二層，一般厚0.3～1.0 m，最厚2.13 m，碳酸錳礦石由菱錳礦、錳方解石、白云石、方解石等礦物組成，礦石具花崗變晶結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀、條帶狀構(gòu)造，含Mn約17.50%～21.40%，SiO214.51%～16.41%，CaO約14.67%～18.66%，P 約0.44%～0.070%，為低磷高鈣錳礦石，具半自熔—自熔性，是冶金工業(yè)的良好原料。地表淺部為氧化錳礦，礦區(qū)氧化深度為0～20m，平均為8～10 m。氧化錳礦一般1～2層，在磨刀溪段2～3層，礦體呈豆莢狀、透鏡狀產(chǎn)出，沿走向常相變?yōu)楹i灰?guī)r、含錳硅質(zhì)巖和黑色頁巖化，厚度一般為0.5～1.0 m，最厚達(dá)3 m。氧化錳礦石由軟錳礦、硬錳礦、錳土、褐鐵礦等礦物組成，具網(wǎng)格狀、多孔狀、土狀、塊狀構(gòu)造。

3.2寧鄉(xiāng)棠甘山錳礦

錳礦賦存于震旦系下統(tǒng)大塘坡組黑色炭質(zhì)頁巖中。二層礦，其間夾數(shù)十厘米的黑色頁巖。下礦層主要為碳酸錳礦，較穩(wěn)定，是礦區(qū)主要礦層，厚度約0.5～1 m；上礦層由薄層碳酸錳和黑色頁巖互層組成。其相變較大，往北東至花果園及其南至雞叫巖，下礦層變?yōu)楹i砂質(zhì)頁巖，上礦層變?yōu)楹i頁巖和砂質(zhì)頁巖互層；往南到瓦子寨，下礦層變薄，厚度約0.3 m；上礦層變厚達(dá)2～5 m，為薄層錳礦和含錳頁巖互層；至棠甘山，下礦層僅厚達(dá)0.2～0.4 m，上礦層厚約1 m。上礦層與下礦層的厚度有互為消長的關(guān)系。

礦體呈層狀或透鏡狀。已知延長1500 m 。錳礦石由碳酸錳和氧化錳兩種，碳酸錳礦石具隱晶、細(xì)粒和粗粒結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造。礦石含Mn一般在20%～25%，最高達(dá)28%，上礦層精選后碳酸錳礦石含錳可達(dá)20%。由礦區(qū)靠近溈山花崗巖體，有細(xì)小石英脈插入礦層，使礦石中SiO2增高，一般為12%～13%，并見黃鐵礦化，鉛鋅礦化。

4　礦床地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)錳礦主要分別賦存于震旦系、奧陶系地層中，礦床類型屬沉積類型層狀礦床，根據(jù)賦存層位可分為“湘潭式”錳礦和“桃江式”錳礦兩種類型。

4.1“湘潭式”錳礦

本區(qū)湘潭式錳礦主要分布于北部與桃江縣相鄰的蒼溪侖一帶，賦存于下震旦統(tǒng)大塘坡組下部黑色炭質(zhì)頁巖，硅質(zhì)頁巖及碳酸鹽巖層中。礦層長度1000余米，礦體呈透鏡狀產(chǎn)出，其長度小于150 m，厚度約0.3～0.6 m。礦石為碳酸錳礦，沿走向常相變?yōu)楹i砂質(zhì)頁巖或含錳鐵質(zhì)砂巖。礦石含Mn大約13.46%～43.83%(部分含氧化錳)，平均為30.28%。平均含TFe約7.32%、SiO2約33.93%、S 約0.175%、P 約0.22%。

4.2“桃江式”錳礦

本類型錳礦在工作區(qū)內(nèi)分布廣，礦點(diǎn)多，主要分布于工作區(qū)北部。木瓜溪東西兩側(cè)梅子洞、肖家沖一帶是此次預(yù)查工作的重點(diǎn)。 已知的礦點(diǎn)有以下幾處。

4.2.1密巖灣錳礦點(diǎn)

位于大福鎮(zhèn)北—西北方向直距2.5 km。錳礦賦存于奧陶系中統(tǒng)磨刀溪組黑色硅質(zhì)頁巖中，踏勘發(fā)現(xiàn)兩個(gè)探礦硐，高差50 m，采樣了4個(gè)，有兩個(gè)樣品達(dá)到低品位礦石要求，錳含量約7.82%～12.21%，礦體厚度0.40～0.63 m。2號(hào)硐深度49 m，有一個(gè)樣品錳品位約10.98%。礦體厚度為0.40 m。碳酸錳礦石略呈條帶狀，黑色，高炭質(zhì)。

4.2.2木瓜溪—孟家錳礦帶

位于大福鎮(zhèn)東東北方向直距6 km。錳礦賦存于奧陶系中統(tǒng)磨刀溪組黑色頁巖中。在構(gòu)造上位于王油山向斜北西翼，已知錳礦層走向長度約3 km，已知礦體長為570 m，礦體厚度0.59～1.27 m，礦石錳品位為14.18%～19.28%，平均品味為17.26%，P/Mn為0.003，Mn/TFe=6為優(yōu)質(zhì)錳礦石。據(jù)現(xiàn)場踏勘見老窿遺跡較多，較大規(guī)模的有3處。其中木瓜溪礦點(diǎn)設(shè)有采礦權(quán)一宗，面積0.47 km2。資料顯示礦石量12萬t，平均品位Mn為17%。

4.2.3梅子洞—載家沖錳礦帶

位于大福鎮(zhèn)南東方向直距8 km。錳礦賦存于奧陶系中統(tǒng)磨刀溪組黑色頁巖和含錳灰?guī)r中。礦層的直接頂?shù)装鍑鷰r均為含錳灰?guī)r，灰白至灰黑色致密塊狀，間接頂板為灰至深灰色的厚層狀粘土巖，間接底板為黑色頁巖或條帶狀頁巖，礦層中夾石以黑色頁巖及含錳灰?guī)r為主。含錳層主要位于大江口向斜東部南北兩翼，礦體出露長度1000 m，已有鉆孔最大控制斜深達(dá)550 m，礦體厚度為0.45～0.80 m，平均為0.69 m，礦石錳品位為14.73%～20.20%，平均為17.18%，P/Mn為0.003，Mn/TFe為4，為普通碳酸錳礦石，20世紀(jì)80年代湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局418隊(duì)曾施工了11個(gè)淺鉆。

4.2.4肖家沖—香草園錳礦帶

礦區(qū)位于大福鎮(zhèn)西部直距約6 km。錳礦賦存于奧陶系中統(tǒng)磨刀溪組硅質(zhì)巖、炭質(zhì)硅質(zhì)板巖中一礦層，厚度約0.6～1.1 m，平均為0.85 m。礦石主要為碳酸錳。含礦層主要分布于水家坪向斜東翼。1995年中南地質(zhì)勘查局長沙地質(zhì)調(diào)查所提交了該礦帶楊橋洞錳礦區(qū)普查地報(bào)告，提交了333+334資源量為46.94萬t，其中氧化錳礦為1.22萬t。楊橋洞錳礦礦體特征為：錳礦位于水家坪向斜東南翼，軸向45°。含礦巖系總體走向?yàn)楸睎|35°的單斜構(gòu)造，平均傾向?yàn)楸蔽?5°。礦區(qū)內(nèi)含礦巖系出露長度為2025m，北東—南西向展布，礦區(qū)內(nèi)控制長度為1500 m。礦區(qū)內(nèi)蘇家坪礦段礦體長度為466 m，沿傾向延伸為455～530 m，礦體為似層狀礦體，沿走向變化不大，傾向上有變薄的趨勢，由于后期構(gòu)造影響，礦體在傾斜方向?yàn)橐粋€(gè)向斜和一個(gè)背斜。向斜部位礦體質(zhì)量較好，平均品位20.26%，平均厚度0.79 m，333資源量39.66萬t，蘇家坪礦段礦體錳品位為16.30%～23.23%，平均品位20.31%，礦層中上部礦石含磷低，礦層下部及底板含磷高。

礦體的圍巖與夾石：礦體的直接頂板為含錳灰?guī)r，厚度0.05～0.15 m，間接頂板為灰黑色厚層狀粘土巖。礦體的直接底板含錳灰?guī)r，一般厚度為0.1～0.3 m，間接底板為條帶狀頁巖和黑色頁巖。礦體中基本無夾石，個(gè)別礦體厚度變大，中間夾薄層條帶狀頁巖和黑色頁巖，呈透鏡狀。無夾石的礦層，礦體品位高。礦石礦物成分與礦石類型：碳酸錳礦石成分主要為含錳碳酸鹽，包括菱錳礦、鈣菱錳礦、錳方解石、錳白云石等，其次為方解石，有機(jī)物，粘土礦物。

5　結(jié)論

湘中中奧陶世錳礦以碳酸錳礦石為主，屬低磷、低鐵、高鈣自熔性至半自熔性優(yōu)質(zhì)錳礦石。具有非常高的工業(yè)價(jià)值，達(dá)到了可開采要求，礦石礦物同樣達(dá)到了工業(yè)品位。礦層比較薄，但厚度相對穩(wěn)定，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。各礦帶總體走向呈北—西北向帶狀分布。由于后期構(gòu)造作用，各部位礦體側(cè)伏方向不一致。該類型錳礦石是冶金用錳的優(yōu)質(zhì)原料。根據(jù)礦床特征，建議在找礦勘查時(shí)，既要了解各礦帶總體展布方向，又要注意礦體在構(gòu)造部位的側(cè)伏方向，以合理有效地布設(shè)工程，可成礦靶區(qū)的預(yù)測和找礦工作部暑指明了方向。成礦后的斷裂、褶皺構(gòu)造會(huì)造成礦層的缺失、重復(fù)等，只有加強(qiáng)對該區(qū)斷裂、復(fù)式褶皺的構(gòu)造特征和對礦體控制作用的研究，以及加強(qiáng)對礦體在三維空間的形態(tài)、產(chǎn)狀、大小等變化規(guī)律的研究，才能提高預(yù)測隱伏礦體的準(zhǔn)確性，這對在該區(qū)開展優(yōu)質(zhì)錳礦找礦勘查工作有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

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Study on Geological Characteristics of Tsubosato Manganese Deposit in Dafuping Township, Anhua County in Hunan

Lin Lefu1, 2, Li Xiaocong1, 2, Tan Shuang1, 2, Duan Gehong1, 2

(1.StateKeyLaboratoryBreedingBaseofNuclearResourcesandEnvironment,EastChinaUniversityofTechnology,Nanchang,Jiangxi330013,China;2.CollegeofEarthSciences,EastChinaUniversityofTechnology,Nanchang,Jiangxi330013,China)

This paper pointed out that there were many manganese ore occurrences in Dafu Area, Anhua County, Hunan Province. The deposit belonged to layered sedimentary type, central Hunan Ordovician sedimentary manganese ore belt. According to the regional ore hosting strata, it could be divided into lower Sinian series Datang slope in Xiangtan Manganese Mine and Taojiang type manganese deposit produced in Middle Ordovician strata, which were all medium-sized. In this paper, the two types of manganese deposit in the area were discussed in terms of formation, lithology characteristics, ore content and grade, wall rock alteration and so on to improve the accuracy of predicting concealed ore.

sedimentary deposit; Dafu Region ; occurrence layer; orebody

2016-06-27

林樂夫(1991—)，男，東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院碩士研究生。

P62

A

1674-9944(2016)16-0241-03