貴州松桃地區(qū)楊里長(zhǎng)錳礦床地質(zhì)特征及勘探前景分析

劉任重，何香群

(貴州省煤田地質(zhì)局一四二隊(duì)，貴州 貴陽(yáng)　550000)

0　前　言

錳礦在世界上占有的重要戰(zhàn)略地位，增強(qiáng)對(duì)錳成礦規(guī)律的研究，將促使我國(guó)錳業(yè)“持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)”的發(fā)展?；诖耍P者根據(jù)礦山積累的大量第一手資料，對(duì)貴州省銅仁市松桃地區(qū)楊里長(zhǎng)錳礦床成礦規(guī)律進(jìn)行了深入分析，以期為研究區(qū)下一步的深部找礦提供理論基礎(chǔ)[1-2]。

1　地質(zhì)簡(jiǎn)況

1.1　區(qū)域構(gòu)造

研究區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)和江南造山帶的交界處，研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，主體發(fā)育有北東向及南北向兩組斷裂構(gòu)造，其中以北東向斷裂最發(fā)育，南北向斷裂次之，區(qū)內(nèi)主要的三陽(yáng)斷裂帶自北東向南西穿過(guò)研究區(qū)(圖1)，且發(fā)育兩條大的褶曲，猴子坳向斜及竹林灣向斜。

1.2　地層特征

研究區(qū)內(nèi)錳礦賦存在南華系地層中(圖2)，南華系自下而上可分為下統(tǒng)兩界河組、鐵絲坳組、大塘坡組，上統(tǒng)南沱組[3]。區(qū)內(nèi)的南華系下統(tǒng)大塘坡組第一段的黑色含錳炭質(zhì)頁(yè)巖(俗稱“含錳巖系”)下部是區(qū)內(nèi)錳礦賦存段，含錳巖系主要由炭質(zhì)頁(yè)巖及炭質(zhì)菱錳礦等組成。

1 華夏陸塊；2 揚(yáng)子陸塊；3 江南造山帶；4 右江造山帶；5 研究區(qū)位置

2　含錳巖系特征及展布

2.1　含錳巖系特征

研究區(qū)內(nèi)ZK302孔揭露的含錳巖系資料顯示大塘坡組一段僅厚約7 m。該段采取的56件含錳試驗(yàn)樣化驗(yàn)結(jié)果顯示錳礦含量為0.10%～1.70%；而ZK705孔由于沉積環(huán)境的變化，大塘坡一段尖滅，未見(jiàn)含錳巖系。筆者根據(jù)鄰區(qū)李家灣錳礦收集的資料分析認(rèn)為，該區(qū)域內(nèi)大塘坡組一段厚度小于7.00 m這個(gè)臨界值時(shí)，一般僅含無(wú)工業(yè)價(jià)值的菱錳礦體，大于7.00 m時(shí)就可能有菱錳礦產(chǎn)出，大唐坡一段的厚度與菱錳礦品位及厚度大體呈正相關(guān)關(guān)系。

圖2　松桃錳礦區(qū)地層單元及沉積組合

基于本次鉆孔及鄰區(qū)資料的分析，筆者繪制了松桃地區(qū)含錳巖系厚度變化示意圖，可以看出研究區(qū)含大塘坡一段(錳巖系)厚度自南向北逐漸變薄，直至尖滅。區(qū)域大塘坡一段厚度在0～50 m范圍，在平面上呈出南西至北東向展布，以界牌溝—太豐—李家灣連線為中心(圖3)，分別向北西和南東兩方向延伸，含錳厚度由中心從內(nèi)向外逐漸變薄直至尖滅，本次的研究區(qū)正位于厚度變薄至尖滅的過(guò)渡地段上。

圖3　區(qū)域含錳巖系厚度變化

2.2　錳礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模

楊里長(zhǎng)錳礦研究區(qū)東側(cè)毗鄰已詳查的李家灣錳礦和界牌溝錳礦，南側(cè)毗鄰已研究的關(guān)口坳錳礦，通過(guò)對(duì)鄰區(qū)地質(zhì)資料的收集整理及區(qū)內(nèi)研究工作成果的綜合整理研究，筆者認(rèn)為錳礦層賦存于新元古界南華系下統(tǒng)大塘坡組第一段(Nh1d1)中，其底部的巖性主要為黑色炭質(zhì)頁(yè)巖，礦體的產(chǎn)狀與圍巖一致，呈層狀、似層狀順層產(chǎn)出。礦體整體的走向?yàn)楸蔽飨颍瑑A向北東，傾角20(°)～40(°)。根據(jù)研究區(qū)鉆孔施工情況，ZK302號(hào)孔見(jiàn)含礦層，其采樣化驗(yàn)結(jié)果Mn品位僅為1.72%，達(dá)不到邊界品位，但結(jié)合周邊礦區(qū)施工和見(jiàn)礦情況(圖4)，可以分析尋找出在區(qū)域上太豐錳礦、李家灣錳礦南區(qū)為是相對(duì)高品位的中心，且從中心向南東及北西兩方向延伸，錳礦品位呈下降趨勢(shì)，其品位在空間上的變化與“大塘坡式”含錳沉積盆地成礦的趨勢(shì)是相符的。太豐錳礦—李家灣錳礦南區(qū)位于成錳盆地的中心，屬于成錳中心相，向外圍逐漸演變?yōu)檫^(guò)渡相—邊緣相，而本次的研究區(qū)在空間上正處于邊緣相的外圍區(qū)域位于中心的西北部，錳礦品位從中心向南東及北西兩方向延伸，呈下降趨勢(shì)，甚至至尖滅[4]。

圖4　錳品位變化

3　礦床成因探討

研究區(qū)錳礦床屬于典型的大塘坡式錳礦床，屬于海相沉積礦床，成礦物質(zhì)來(lái)源多有爭(zhēng)議。研究區(qū)巖石樣品資料顯示n(SiO2)/n(Al2O3)值為2～4左右，與反應(yīng)為陸源為主的3.6值相近；而礦石樣品資料顯示n(SiO2)/n(Al2O3)值為6～15左右，表示生物作用、熱水活動(dòng)與礦石形成有一定的關(guān)系，有多種物質(zhì)來(lái)源。綜合周邊地區(qū)前人的研究資料[5-6]，錳質(zhì)在該地區(qū)大陸邊緣相對(duì)寧?kù)o的淺海還原盆地中，富集沉積成礦，熱水活動(dòng)影響了該地區(qū)的錳礦成礦，筆者認(rèn)為研究區(qū)錳礦成礦物質(zhì)來(lái)源具有多源性，研究區(qū)礦床成因最為接近周琦等[7]提出的天然氣滲漏成因。

4　區(qū)域錳礦床成礦規(guī)律

4.1　古斷裂構(gòu)造控制

錳礦床的分布受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的盆地及盆地中發(fā)育的古斷裂(裂隙)構(gòu)造控制(圖5)。在圖中可以找出沉積成錳盆地絕大部分分布有北東、北北東向斷裂構(gòu)造的規(guī)律，故反過(guò)來(lái)說(shuō)北東、北北東向古斷裂構(gòu)造控制沉積成錳盆地的分布，以往錳礦的研究認(rèn)為在各種沉積環(huán)境中最有利的沉積成礦盆地是局限淺海相中的裂陷盆地，在區(qū)域內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的主要大中型錳礦均產(chǎn)于該相帶中。沉積成錳盆地中的古斷裂構(gòu)造是深部成礦物質(zhì)來(lái)源及成礦熱液運(yùn)移的通道，在Sturtian冰期后期，隨著冰雪消融，海平面上升，造成本區(qū)生物的繁盛，海底壓力降低，其期間沿古斷裂構(gòu)造的噴氣作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所引發(fā)裂陷海盆地中的整個(gè)南華系地層天然氣滲漏，進(jìn)而進(jìn)一步造成沿?cái)嗔褞Ъ肮盘烊粴鉂B漏帶發(fā)生缺氧氧化，形成大規(guī)模的成礦作用。

圖5　區(qū)域早南華世古斷裂與含錳富集區(qū)分布

4.2　厚度及巖相控制規(guī)律

目前勘查資料顯示區(qū)內(nèi)錳礦均賦存于南華系大塘坡組第一段(含錳巖系)黑色頁(yè)巖的中下部，該層段黑色頁(yè)巖的有無(wú)及其厚度大小、巖性與巖相等因素綜合控制區(qū)內(nèi)錳礦的產(chǎn)出，筆者綜合分析認(rèn)為該區(qū)域內(nèi)存在有如下規(guī)律：

1)除層段黑色頁(yè)巖的厚度外，錳礦富集的層段中巖石中有機(jī)質(zhì)及炭質(zhì)含量相對(duì)較高、水平層理較發(fā)育、分層性好；

2)該層段黑色頁(yè)巖的厚度10 m為臨界值，小于10 m的地段一般無(wú)礦產(chǎn)出，而有礦產(chǎn)出該層段黑色頁(yè)巖厚度常在15～35 m左右；

3)各錳礦沉積盆地中，該層段具有明顯的分帶性，即錳礦品位從中心向南東及北西兩方向延伸，呈下降趨勢(shì)，甚至至尖滅。

4.3　含錳層段及下伏地層的厚度、巖性規(guī)律

1)錳巖系厚度于大唐坡組厚度呈正相關(guān)，即含錳巖系厚度較大則大塘坡組厚度較大，在松桃地區(qū)存在一個(gè)現(xiàn)象——大塘坡組的厚度均大于230 m，普遍有錳礦產(chǎn)出，且分層性好。

2)下伏地層鐵絲坳組的巖層厚度越大，且?guī)r性組合越復(fù)雜，呈層性好的區(qū)段越能為成礦提供有利環(huán)境，通常4～5種巖性組合是有礦地段常見(jiàn)組合，特別是鐵絲坳組出現(xiàn)白云組合地段常有菱錳礦產(chǎn)出，而無(wú)礦地段則常為4種以下巖性組合，且厚度通常小于6 m。

4.4　錳礦床分布規(guī)律

研究發(fā)現(xiàn)錳礦床的分布具有方向性(北東向?yàn)橹?、等距性和雁行式和串珠狀分布的特點(diǎn)(圖5)。研究區(qū)分布于三陽(yáng)斷裂之上，筆者分析推測(cè)成錳盆地中的古斷裂構(gòu)造是深部成礦物質(zhì)來(lái)源及成礦熱液運(yùn)移的通道，期間沿古斷裂構(gòu)造的噴氣作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所引發(fā)裂陷海盆地中的整個(gè)南華系地層天然氣滲漏，進(jìn)而進(jìn)一步造成沿?cái)嗔褞Ъ肮盘烊粴鉂B漏帶發(fā)生缺氧氧化，形成區(qū)內(nèi)成礦作用。

4.5　沉積成錳盆地巖相分帶規(guī)律

研究區(qū)錳礦是Rodinia超大陸裂解過(guò)程中一次含錳事件沉積，具內(nèi)源外生的特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)盆地相位控制錳礦的產(chǎn)出，斷裂帶發(fā)育地段大多分布在盆地中心地帶，深部古天然氣和火山氣液得以通過(guò)這些斷裂提供的通道進(jìn)行滲漏和運(yùn)移。通常成錳盆地沉積成礦擁有明顯的分帶性，通常分3個(gè)帶，即中心相帶、過(guò)渡相帶及邊緣帶。通過(guò)對(duì)研究區(qū)樣品測(cè)試、資料收集整理，筆者認(rèn)為研究區(qū)其不論是含礦的厚度還是品位對(duì)比都吻合過(guò)渡相帶及邊緣帶的特征，主要為炭質(zhì)頁(yè)巖組合帶—含錳白云巖帶、條帶狀錳礦、含錳炭質(zhì)頁(yè)巖，成礦條件較差。

5　結(jié)　論

1)研究區(qū)錳礦賦存在南華系地層中，區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要以斷裂構(gòu)造為主，發(fā)育北東—南西向三陽(yáng)斷裂帶，是主要控礦構(gòu)造。

2)研究區(qū)錳礦成礦物質(zhì)來(lái)源具有多源性，錳礦成礦受到了熱水活動(dòng)的影響，錳質(zhì)在大陸邊緣相對(duì)寧?kù)o的淺海還原盆地中，沉積富集成礦，礦床成因?yàn)樘烊粴鉂B漏成因。

3)研究區(qū)含錳巖系(大塘坡一段)厚度自南向北逐漸變薄，直至尖滅；區(qū)域上位于成礦帶東南部區(qū)域錳礦成礦過(guò)渡區(qū)域，厚度薄，含礦性較差，含礦層巖性以炭質(zhì)頁(yè)巖、白云巖為主。

研究區(qū)錳礦床發(fā)育規(guī)律顯示由東南向北西方向品位逐漸降低，后期勘探找礦應(yīng)向東南方向進(jìn)行。且區(qū)內(nèi)東南角緊鄰現(xiàn)有關(guān)口坳錳礦開采礦山一帶未進(jìn)行深部鉆探牽制，存在小型礦體分布的可能，只是由于其范圍小且埋藏深，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高，應(yīng)結(jié)合關(guān)口坳錳礦一同勘探開采。