滇西鶴慶錳礦的幾個地質(zhì)問題及找礦方向

彭曉清

(云南省鶴慶錳業(yè)有限責(zé)任公司，云南 鶴慶 671500)

滇西鶴慶錳礦具有全國有名的優(yōu)質(zhì)富錳礦資源，整個礦區(qū)包括小天井、猴子坡、大陡坡、武君山、黃峰山等幾個礦段，經(jīng)過40多年的開采，現(xiàn)資源已近枯竭，成為資源嚴重危機礦山。從上世紀70年代開始，鶴慶錳礦的地質(zhì)普查、詳查工作一直未停止過，尤其是2005年至今，又在區(qū)內(nèi)進行了多期勘查找礦并取得了一些地質(zhì)成果。本文通過對歷年的地質(zhì)成果進行梳理和總結(jié)，認為對鶴慶錳礦區(qū)“構(gòu)造運動及地史、礦物質(zhì)來源、古氣候與古地貌、沉積環(huán)境與成礦規(guī)律、找礦特征及方向”等問題[1-3]的了解、肯定及作進一步深入研究，對將來的找礦工作具有非常重要的指導(dǎo)作用。

1 構(gòu)造運動及地史概況

鶴慶錳礦位于程海斷裂西側(cè)，屬冒地槽區(qū)。早古生代時區(qū)內(nèi)為淺海，奧陶系為一套淺?！獮I海砂巖建造。志留紀時期相繼堆積了淺海相碳酸鹽及砂泥質(zhì)。加里東運動使全區(qū)上升，至中泥盆世又開始下沉，沉積了碳酸鹽及硅質(zhì)、砂質(zhì)物。石炭紀又堆積了碳酸鹽類。由于華力西升降運動，使程海大斷裂復(fù)活，發(fā)生大量海底基性火山噴發(fā)。二迭世晚期鶴慶黑泥哨一帶為濱海沼澤區(qū)，植物茂盛，泥屑碎屑物迅速掩埋后形成煤炭。華力西晚期在本區(qū)又有上升運動，致使下三迭統(tǒng)與二迭系均為假整合。

三迭紀開始，來自北西方向的海水浸漫本區(qū)，早三迭世堆積了陸相—淺海相碎屑物。隨著海浸范圍的擴大，至中三迭世堆積了碳酸鹽類(北衙組灰?guī)r)。發(fā)生于中三迭世末期的印支早期運動使鶴慶盆地東側(cè)上升，致使中三迭世與上三迭世假整合，而鶴慶盆地西側(cè)未見二者的明顯間斷面，為連續(xù)沉積。印支中期運動才使本區(qū)上升，至諾利克期(松桂組)，大面積淪為濱海沼澤，堆積了含煤碎屑物，諾利克末期的印支晚期運動結(jié)束了本區(qū)大規(guī)模的海侵，區(qū)內(nèi)全部上升為陸地。

中生代末期，燕山晚期運動在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為褶皺、較強烈的斷裂，在該區(qū)構(gòu)造運動的基礎(chǔ)上，沿軍營—福田斷裂一線，形成一新生代凹陷。燕山運動在區(qū)域上表現(xiàn)為強烈的東西向擠壓，形成南北向褶皺。本區(qū)由于麗江—劍川斷裂吸收了東西向的擠壓力，形成拉張應(yīng)力場，導(dǎo)致礦區(qū)橫向張性斷層的產(chǎn)生。

喜馬拉雅旋回中在南西印度板塊和南東太平洋板塊的擠壓作用下，形成強大的南北向擠壓力，汝南哨斷裂下盤(南盤)向北俯沖，形成汝南哨斷裂，表現(xiàn)為由北向南的推覆作用，在本區(qū)表現(xiàn)3個方面：①松掛組之上出現(xiàn)大量的北衙組“飛來峰”(T2b2)；②小天井向斜進一步變形，其北東翼繼續(xù)向南壓，并在其翼部形成次級背斜，局部地層受擠壓后發(fā)生倒轉(zhuǎn)，并在其核部形成更次一級褶曲構(gòu)造；③本區(qū)橫向斷層形成，表現(xiàn)為抬升和水平運動，水平運距最大達180 m。

2 礦物質(zhì)來源

中三迭世末期的印支早期運動使鶴慶東側(cè)的大福地、倒流箐等上升，經(jīng)過一定時期的侵蝕和古卡斯特作用，使風(fēng)化堆積的鋁硅酸鹽類、含鐵碎屑物迅速分解，搬運到中窩、大黑山等淺海邊緣地區(qū)堆積。而二迭紀海底噴發(fā)的基性火山巖，由于長期處于陸地風(fēng)化剝蝕的環(huán)境中，巖石中的各種元素被風(fēng)化分解出來，在分異過程中，一些易溶于水的元素被轉(zhuǎn)入溶液內(nèi)，一些物理性質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)則呈機械碎屑物質(zhì)(陸源碎屑物)，而另一些難溶于水的物質(zhì)如鐵、錳、鋁等，則形成膠體溶液。

為了探求鶴慶錳礦的形成以及物質(zhì)來源，在錳礦外圍北部汝南哨、北東側(cè)的大福地、東側(cè)的倒流箐、南部的黑泥哨幾個不同地方的玄武巖地層中取巖石全分析樣16件，其分析結(jié)果見表1～2。

表1 巖石全分析檢測報告 %

表2 巖石全分析檢測報告 %

1)汝南哨喜山期苦橄玄武巖地層中，取巖石全分析樣品2件，其中二氧化硅含量40.40%～41.62%，平均41.01%，為硅酸不飽和的巖石；氧化鐵含量1.05%～3.86%，平均2.46%；氧化鎂含量1.41%～14.52%，平均7.97%，含鎂高；氧化鉀含量0.2%～0.6%，平均0.40%；氧化鈉含量0.24%～1.29%，平均0.77%，K2O+Na2O為1.17%；氧化鈣含量1.04%～8.7%，平均4.87%；三氧化二鋁含量10.82%～18.18%，平均14.50%；氧化錳含量0.088%～0.094%，平均0.091%。氧化錳的含量接近地球元素克拉克值(Mn 0.09%)。

2)大福地二迭系玄武巖地層中，取巖石全分析樣品3件，其中二氧化硅含量44.39%～47.35%，平均46.06%；氧化鐵含量6.03%～8.34%，平均7.13%；氧化鎂含量3.83%～4.68%，平均4.14%，含鎂低；氧化鉀含量0.35%～1.00%，平均0.67%；氧化鈉含量1.38%～3.01%，平均2.17%，K2O+Na2O為2.84%；氧化鈣含量5.50%～9.66%，平均7.61%；三氧化二鋁含量12.35%～15.40%，平均14.12%；氧化錳含量0.095%～0.11%，平均0.10%。二氧化硅含量為45%～52%。氧化錳的含量高于地球元素克拉克值。

3)黑泥哨二迭系玄武巖地層中，取巖石全分析樣品5件，其中二氧化硅含量34.95%～48.01%，平均44.29%；氧化鐵含量1.64%～7.12%，平均5.34%；氧化鎂含量0.76%～7.25%，平均3.54%，含鎂低；氧化鉀含量0.41%～3.22%，平均1.46%；氧化鈉含量0.34%～2.78%，平均1.95%，K2O+Na2O為3.41%；氧化鈣含量0.56%～10.82%，平均7.30%；三氧化二鋁含量12.12%～21.38%，平均14.77%；氧化錳含量0.063%～0.12%，平均0.095%。二氧化硅含量為45%～52%。氧化錳的含量高于地球元素克拉克值。

4)倒流箐二迭系玄武巖地層中，取巖石全分析樣品6件，其中二氧化硅含量43.94%～48.08%,平均含量為46.37%；氧化鐵含量4.025%～7.995%，平均6.32%；氧化鎂含量1.68%～3.99%，平均3.38%；含鎂低；氧化鉀含量0.39%～3.15%，平均1.68%；氧化鈉含量0.31%～2.94%，平均1.89%，K2O+Na2O為3.57%；氧化鈣含量3.35%～7.51%，平均6.09%；三氧化二鋁含量14.52%～15.94%，平均15.17%；氧化錳0.13%～0.20%，平均含量為0.16%。二氧化硅含量為45%～52%。氧化錳的含量高于地球元素克拉克值。

通過以上16件巖石全分析樣的結(jié)果顯示，除汝南哨氧化錳的含量等于地球元素克拉克值外，大福地、黑泥哨、倒流箐的氧化錳的含量均大于地球元素克拉克值，據(jù)此，認為鶴慶錳礦的錳質(zhì)來源應(yīng)與上述三地有關(guān)。

3 古氣候與古地貌

3.1 古氣候

晚三迭紀松桂組下段煤系地層的形成，說明當時氣候溫?zé)岢睗瘢欣谏锏纳L活動，在這種氣候條件下，加速了古陸巖石的風(fēng)化作用。大量植物衰敗，從而提供了各種腐植酸，為膠體物質(zhì)的長途搬運創(chuàng)造了有利的條件。

3.2 古地貌

鶴慶錳礦位于濱岸沼澤相中，它的東邊靠近陸地，西邊是濱海沼澤相沉積。從填制的1/2 000地質(zhì)圖上可以看出，小天井礦段南東側(cè)的松桂組下段頂部有一富含長石的三角洲相含礫砂巖地質(zhì)體，巖性為灰白、褐黃色，厚層狀中—細粒長石石英砂巖，局部見粒徑為0.5～1 mm的礫石，砂粒磨圓度較好，砂巖體呈透鏡狀產(chǎn)出，中心部位厚達100 m，往兩側(cè)迅速尖滅。認為當時山間河流，在洪水期間攜帶大量富含長石的陸源碎屑物質(zhì)，在入海處搬運能力降低而沉積下來，沿第一河道形成的含礫砂巖構(gòu)成水下砂堤，以后的淺海沉積作用由于受繼承性影響，致使水下暗堤的面海一側(cè)局部形成一個近岸海溝的地球化學(xué)環(huán)境，為錳質(zhì)的聚集提供了有利場所(見圖1)。

4 沉積環(huán)境與成礦規(guī)律

4.1 成礦環(huán)境

通過上述含礦巖系、巖相、礦體特征及頂?shù)装?、礦石組份及結(jié)構(gòu)構(gòu)造、微量元素等諸多方面的分析，東西部(具體以16線為界)錳礦的沉積環(huán)境有較大差異。

1)緊鄰礦體上盤的灰色含粉砂質(zhì)泥巖中，局部含有海綠石和少量的黃鐵礦，說明形成時已是淺海還原環(huán)境。

2)含錳巖系及巖相分析顯示：西部缺失硅質(zhì)巖—碳酸鹽巖巖相帶，僅見陸源碎屑相帶，說明西部水體較淺，東部水體較深，東部礦體頂部沉積有較厚的硅質(zhì)巖—碳酸鹽巖，其頂部才是碎屑巖，以層紋狀、層狀、致密塊狀為主，屬水動力較弱的化學(xué)沉積環(huán)境，西部為似層狀、砂礫狀為主。

圖1 云南西部晚三疊世古地理略圖

3)從地質(zhì)歷史發(fā)展具有繼承性的特點出發(fā)，對錳礦成礦的局部古地理環(huán)境作出推斷，當時局部沉積環(huán)境應(yīng)是水盆呈北西—南東向展布，南東面水體較深，向北西水體漸變淺，陸源碎屑物增加。小天井礦段屬盆地邊緣相斜坡水體較深部位，而北西部可能屬碳酸鹽臺地較高或大陸坡中下部。

4)從礦體特征、礦物成分等特征來看，小天井礦段錳礦體走向北西，傾向北東，據(jù)探礦工程和采礦工程取樣分析統(tǒng)計，礦體沿傾向有氧化錳逐漸向菱錳礦錳過度的現(xiàn)象；小天井礦段南東部錳高鐵低，錳礦沉積厚度較大，礦石礦物成分復(fù)雜，說明東部更靠近礦源地，西部與東部相反，西部遠離礦源地。

5)從礦石顏色上分析，東部礦石顏色較深，西部顏色較淺，說明東部岸坡較陡，近岸部位礦體分異較差，隨著海水加深，Mn2+、Ca2+、Mg2+和SiO2膠體能在這里較好地進行化學(xué)沉積分異作用，從而分別形成錳礦體及硅鈣質(zhì)互層。而西部海水相對較淺，海水的動能大，富氧、堿性，易形成碳酸錳，西部屬碳酸鹽臺地，海水含鈣質(zhì)較高，因此碳酸錳的顏色隨鈣含量的增加而變淡。

4.2 成礦規(guī)律

1)礦體賦存于松桂組上段上亞段淺色泥巖夾灰?guī)r、硅鈣質(zhì)互層透鏡體、泥灰?guī)r、粉砂巖和砂巖中。

2)煤系地層含有黃鐵礦，是一種濱海沼澤相的標志，淺色泥巖中接近礦體部位沒有黃鐵礦，礦體下盤圍巖有少量紫色泥巖，說明成礦時的地球化學(xué)環(huán)境是由弱氧化環(huán)境向強還原環(huán)境轉(zhuǎn)變的過渡環(huán)境；其氣候條件正由溫暖潮濕型向著干燥型轉(zhuǎn)變。

3)煤系地層之上覆蓋著一層灰?guī)r，其展布面積超過200 km2，礦體產(chǎn)于灰?guī)r邊部的硅、鈣質(zhì)互層透鏡體的底部，表明本區(qū)在經(jīng)歷早期印支運動之后，海水曾再次短暫地入浸或漫過礦區(qū)，成礦作用即發(fā)生在這段局部海浸的過程中。

4)從礦體關(guān)系密切的硅、鈣質(zhì)互層透鏡體的形態(tài)可以看出：礦體形成于一個陸緣淺海局部槽形洼地內(nèi)，總的槽形洼地展布方向與礦區(qū)北溝的汝南哨近東西向斷層的方向基本上一致(見圖2)。

圖2 鶴慶錳礦槽形洼地展布示意

5)硅、鈣質(zhì)互層中兩種沉積層的厚度變化不大，表明成礦時期曾經(jīng)有過一段較為穩(wěn)定的地球化學(xué)分異階段，礦體即在此階段內(nèi)形成。

5 結(jié) 語

1)松桂組上段下部的灰綠色巖層是惟一的含礦層位，其中以淺色灰?guī)r的邊部對成礦有利，松桂組下段煤系地層中無礦，在今后的工作中要分清層位，注意巖石的顏色的變化情況。

2)硅鈣質(zhì)互層與成礦關(guān)系密切，礦體即賦存在它的底部，由于此層風(fēng)化后易碎，地表顯褐紅色，局部有礦化現(xiàn)象，可根據(jù)分異程度及礦化強弱初步判斷含礦性。

3)松桂組上段灰綠色巖層中，常有錳線、錳礦石轉(zhuǎn)塊、礦化露頭，屬直接找礦標志，要注意跟蹤發(fā)現(xiàn)。

4)松桂組下段頂部有時可見一層富含長石的不等粒砂巖，風(fēng)化后顯黃白色，易呈松散砂土狀，小天井含礦層在此層上部的灰綠色巖層中，其外圍的猴子坡礦床亦在此層之上，因此可以利用這種空間關(guān)系找礦。

綜合以上規(guī)律，小天井至慶華之間還存在很多松桂組上段的地層及錳礦化露頭，通過分析研究前人資料，結(jié)合地表和深部勘查，應(yīng)該還能發(fā)現(xiàn)具一定規(guī)模的錳礦體。