巴西孔格尼亞爾錳礦床地質(zhì)特征及找礦前景

李樹(shù)雷，張優(yōu)鋒，任志永

（1.咸陽(yáng)西北有色七一二總隊(duì)有限公司，陜西 咸陽(yáng) 712000；2.昆明市東川金水礦業(yè)有限責(zé)任公司，云南 昆明 654100）

世界錳礦資源豐富,錳礦石儲(chǔ)量超過(guò)70億噸之多,金屬量在30億噸左右。錳資源在地理分布上極不平衡,主要集中在南非和俄羅斯,巴西錳礦資源比較豐富，探明儲(chǔ)量13200萬(wàn)噸，居世界第四位。巴西是世界上最主要的錳礦生產(chǎn)國(guó)之一。

巴西孔格尼亞爾錳礦位于巴西東南部米納斯吉拉斯州中部。距離圣保羅市約260Km，距離里約熱內(nèi)盧市約380Km。該錳礦床形成與沉積盆地、沉積建造及沉積環(huán)境密切相關(guān)。然而就其成礦物質(zhì)來(lái)源和礦床成因類(lèi)型，專(zhuān)家們尚有不同見(jiàn)解，特別是關(guān)于錳礦物質(zhì)來(lái)源存在陸源和熱水深源兩種不同意見(jiàn)。本文通過(guò)研究錳礦的礦體、礦石特征等在成礦作用中反映各種信息，進(jìn)一步探討礦床成因。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

在巴西米納斯吉拉斯州南部出露有復(fù)雜巖體，1979年巴西礦產(chǎn)部對(duì)該區(qū)域進(jìn)行了簡(jiǎn)單的地質(zhì)工作。該區(qū)域?qū)儆谇昂浼o(jì)地層，構(gòu)成巴西巴西地臺(tái)片麻巖基底的一部分。區(qū)內(nèi)屬巴西高原，為一古老高原，發(fā)育于巴西陸臺(tái)，巴西是一個(gè)結(jié)晶巖石組成的古地塊, 在前寒武紀(jì)固化之后沒(méi)有發(fā)生過(guò)進(jìn)一步的構(gòu)造變動(dòng)，大部分具有上升準(zhǔn)平原特征，海拔在500～1500米之間，由于各部分構(gòu)造的具體情況，升降程度及巖性等有所區(qū)別，在地形特征上具有明顯變化。沉積蓋層只是一種蓋在大面積臺(tái)地上的上層沉積建造, 呈單斜或波狀,沒(méi)有發(fā)生褶皺。古老的基底巖為前寒武紀(jì)的片麻巖、片巖、千枚巖和石英砂巖等組成，沉積蓋層為志留紀(jì)至三疊紀(jì)地層，為絹云母（二）云母長(zhǎng)石砂巖、白云母長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖、石英砂巖、絹云母長(zhǎng)石石英片巖。

區(qū)域內(nèi)大小不等的褶皺較發(fā)育，因資料較少，故各構(gòu)造要素不清楚。

巴西高原的構(gòu)造基礎(chǔ)是古陸臺(tái)，且大部分屬地盾，自寒武紀(jì)以來(lái)基本上為穩(wěn)定地區(qū)，所以礦藏的形成主要與前寒武紀(jì)的多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)以及變質(zhì)作用有關(guān)，礦脈產(chǎn)于前寒武紀(jì)巖系中。其中除鐵、錳等屬經(jīng)變質(zhì)作用的水成沉積型礦以外，多系巖漿活動(dòng)產(chǎn)物。巴西高原成陸以后，又經(jīng)受了長(zhǎng)期的外力侵蝕和準(zhǔn)平原化過(guò)程，不少原生礦床遭破壞，產(chǎn)生了次生砂礫礦床。巴西的米納斯吉拉斯州是最重要的礦藏富集區(qū)，志留紀(jì)至三疊紀(jì)地層沉積蓋層地層保存相對(duì)完好，為錳礦成礦提供了條件良好，找礦潛力巨大。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

該地質(zhì)單元屬于巴巴塞納大地質(zhì)單元，伊塔皮拉地層分布于灌木叢內(nèi)的圣何塞，孔戈尼亞爾，到卡雷阿蘇的南部。在橫貫斷層，逆斷層的作用下碎裂重組，優(yōu)化富集了代表性的區(qū)域片麻巖。在該范圍內(nèi)還可以遇到緊密結(jié)構(gòu)類(lèi)型巖石。主導(dǎo)巖石是片麻巖石，本地有長(zhǎng)石片麻巖，黑云母角閃石片麻巖，黑云母片麻巖，閃石片麻巖，鈣硅酸鹽片麻巖，gonditos(變質(zhì)巖，主要由錳鋁榴石Mn3Al2(Si3O12)和石英組成；片麻巖結(jié)構(gòu)，顯斑晶、隱晶紋理，接觸變質(zhì)、區(qū)域變質(zhì)，變質(zhì)預(yù)巖石：海洋沉積物、富含錳的海洋沉積變質(zhì)),石英巖包括基性巖石和碎裂巖。

關(guān)于該地區(qū)錳礦主要產(chǎn)生Gonditos巖石的變化和沉積富集。依據(jù)前人對(duì)該地區(qū)錳礦劃分，錳礦帶主要按照SW-NE走向展布。該地區(qū)gonditos巖石中，一般情況呈透鏡狀或嵌入狀在堿性組分的巖石（閃石片麻巖，石榴石片麻巖和花崗閃長(zhǎng)巖），伊塔皮拉巖地質(zhì)單元的鈣質(zhì)硅酸鹽和石英巖。在卡雷阿蘇產(chǎn)生石英巖，白云母片巖和閃巖序列。

礦區(qū)位于巴西吉納斯米拉斯州的西南部，處于巴拉那（帕拉伊巴）盆地的邊緣部位，屬于淺海-濱海相沉積。礦區(qū)地層為一單斜層，局部變化較大，總體呈北東向展布，傾角20°～50°。礦區(qū)內(nèi)地層主要巖性由老到新主要有角閃斜長(zhǎng)片麻巖、長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖、白云母石英片巖、云母長(zhǎng)石砂巖（強(qiáng)風(fēng)化）、錳礦體、第四系紅土層等，各地層間呈不整合接觸。含礦地層為強(qiáng)風(fēng)化云母長(zhǎng)石砂巖，局部風(fēng)化程度較高，呈紅砂土產(chǎn)出，結(jié)構(gòu)疏松；厚10～30米，錳礦體的產(chǎn)狀和沉積洼地產(chǎn)狀基本一致。

2.2 侵入巖及脈巖

工區(qū)巖漿活動(dòng)很微弱，區(qū)內(nèi)未出露侵入巖及脈巖。

2.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)未見(jiàn)較大的斷層、構(gòu)造，局部可見(jiàn)一些小斷裂、小褶皺。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體形態(tài)與產(chǎn)狀

巴西孔格尼亞爾錳礦區(qū)共圈出7條錳礦帶，地表最大礦帶出露長(zhǎng)大于2.0km，寬05～1.0km。礦帶主要賦存于強(qiáng)風(fēng)化云母長(zhǎng)石砂巖中。礦帶內(nèi)已圈定13條錳礦體，其中Ⅱ號(hào)礦帶礦區(qū)內(nèi)主要礦帶，Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ號(hào)礦帶多為錳礦轉(zhuǎn)石露頭出露且工程控制比較少。

Ⅱ號(hào)錳礦帶地表出露長(zhǎng)度大于2km，礦帶主要賦存于主要賦存于強(qiáng)風(fēng)化云母長(zhǎng)石砂巖中。目前已圈出4條錳礦體，編號(hào)Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4，礦體呈似層狀、脈狀、扁豆?fàn)钫共?，具體礦體特征如下:

Ⅱ-1號(hào)礦體賦存于紅土層和紅砂巖中，為出露地表的礦體，錳礦體轉(zhuǎn)石出露范圍長(zhǎng)400m，寬200m。礦體厚0.80-3.00m，最厚15.17m，平均厚3.49m。工業(yè)礦品位：Mn 22.6%～25.1%，平均23.8%；低品位礦品位：Mn 15.8%～16.6%，平均16.2%。

Ⅱ-2號(hào)礦體位于采坑內(nèi)（目前正在開(kāi)采），呈橢圓形，賦存于強(qiáng)風(fēng)化云母長(zhǎng)石砂巖中，為出露地表的礦體，沿北東向展布，傾向北西，傾角較緩，產(chǎn)狀不清，上盤(pán)圍巖長(zhǎng)石砂巖產(chǎn)狀為300°∠30°。

礦體出露長(zhǎng)180m，寬120m，根據(jù)工程控制目前礦體余厚約10m，平均9.54m。Ⅱ-2號(hào)礦體工業(yè)礦品位：Mn 20.5%～30.7%，平均27.2%。

Ⅱ-3號(hào)礦體位于采坑?xùn)|北部，賦存于紅土層中，為出露地表的礦體，沿北東向展布，傾向北西，傾角較緩，產(chǎn)狀不清。長(zhǎng)280m，寬20～130m，礦體厚1.00-2.10m，平均厚1.37m。工業(yè)礦品位：Mn 22.3%；低品位礦品位17.6%。

Ⅱ-4號(hào)礦體位于礦區(qū)東北部，賦存于紅土層中，為出露地表的礦體，近南北向展布，傾角平緩，產(chǎn)狀不清。錳礦轉(zhuǎn)石出露范圍長(zhǎng)120～260m，寬50～120m，礦體厚2.69m。品位：Mn 15.3%。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石成份特征

礦石礦物以硬錳礦和黑錳礦為主，其次為褐錳礦、水錳礦，見(jiàn)少量硬錳礦、碳酸錳。硬錳礦呈黑色，呈隱晶狀、鱗片狀、纖狀，隱晶集合體呈膠狀、皮殼狀，硬錳礦多與水錳礦一起，呈星散狀不規(guī)則顆粒分散在粒狀脈石之間，大小均在0.1mm×0.1mm以下，硬錳礦交代水錳礦。黑錳礦呈粗粒狀集合體，集合體的裂理發(fā)育，具頁(yè)片狀的黑錳礦呈不混溶狀分布在裂理中，形成交錯(cuò)的網(wǎng)脈狀。在黑錳礦中包裹大量的粒狀褐錳礦，包體多少不一，大小不同。脈石礦物以石英為主，呈他形粒狀，粒徑一般介于0.05mm×0.10mm～1.65mm×2.42mm，干凈透明，一級(jí)黃白干涉色，較均勻分布。

礦石結(jié)構(gòu)：主要有細(xì)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、纖維狀結(jié)構(gòu)、針狀結(jié)構(gòu)、板狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造：主要為塊狀構(gòu)造，其次有膠結(jié)構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造、星散侵染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、稀疏侵染狀構(gòu)造。

3.2.2 礦石類(lèi)型

礦石自然類(lèi)型按礦石的主要錳礦物種類(lèi)分為氧化錳礦石。

3.3 礦體圍巖與夾石

3.3.1 礦體圍巖

錳礦體產(chǎn)于強(qiáng)風(fēng)化的長(zhǎng)石砂巖層中，礦體與圍巖呈假整合接觸關(guān)系，有清晰明顯的界限，圍巖風(fēng)化后呈松散土狀，手摸有砂感。

3.3.2 礦體夾石

礦體基本連續(xù)穩(wěn)定，僅在鉆孔ZK01、ZK02中見(jiàn)一處夾石，夾石巖性為含錳砂巖，夾石中錳含量在10～15%之間。

4 礦床成因探討

4.1 礦床成因分析

錳礦床主要以淺海-濱海相沉積型錳礦床為主，原生沉積形成后經(jīng)物理風(fēng)化流水剝蝕及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用等將含錳層進(jìn)行切割、破碎、次生氧化富集堆積而成。礦石由各種錳的氧化物組成，呈塊狀，角礫狀、豆粒狀積聚于松散的砂巖中，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀、地面坡度基本一致，部分礦體受地貌形態(tài)控制，因此本礦床主要為沉積和地表風(fēng)化堆積成因的錳礦石礦床組成。

4.2 找礦標(biāo)志

（1）直接找礦標(biāo)志：尋找地表露頭及錳礦轉(zhuǎn)石

（2）地層找礦標(biāo)志：本區(qū)錳礦層因風(fēng)化賦存于紅土層中，同時(shí)分布較穩(wěn)定的石英砂巖層

（3）間接找礦標(biāo)志：含錳巖系風(fēng)化后常形成紅砂土或黑褐土，含有像黃豆般大小的渾圓狀錳粒的紅土，或含有錳礦碎屑的黑褐土，是風(fēng)化錳礦床；坡度平緩的低山丘陵地區(qū)，緩傾斜的山坡和比較平坦的山頂上。

5 結(jié)論

綜上所述，礦區(qū)的錳質(zhì)可能源自海底火山或洋島噴發(fā)，其賦礦層位主要為一套淺海-濱海相沉積建造特征，礦床成因類(lèi)型推測(cè)為以淺海-濱海相沉積型錳礦為主和后期風(fēng)化剝蝕改造堆積型錳礦兩種類(lèi)型礦床組成。

6 找礦前景分析

本工作區(qū)以往工作程度較低，未進(jìn)行系統(tǒng)的地質(zhì)工作，近似于空白區(qū)。本次地質(zhì)工作通過(guò)地形測(cè)量、礦區(qū)地質(zhì)填圖、探槽、淺井、鉆孔等地質(zhì)工程基本查明采礦區(qū)內(nèi)礦體形態(tài)、規(guī)模及出露情況有了大致了解，對(duì)礦區(qū)成因類(lèi)型尚存在一定爭(zhēng)議，該地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)工作還有待進(jìn)一步加強(qiáng)，錳礦找礦前景比較很大。

（1）目前采礦區(qū)內(nèi)主礦體Ⅱ-2號(hào)，僅用稀疏鉆孔控制，且鉆孔都比較淺，對(duì)錳礦體沒(méi)有系統(tǒng)控制。

（2）對(duì)采坑區(qū)周邊幾個(gè)錳礦出露點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查及簡(jiǎn)單的取樣工作，了解礦體出露規(guī)模、形態(tài)和礦石類(lèi)型，在區(qū)域上與主體對(duì)比，是否存在空間上關(guān)系，尋找深部隱伏錳礦體擴(kuò)大資源儲(chǔ)量。

（3）礦區(qū)東部新發(fā)現(xiàn)Ⅳ號(hào)、Ⅴ號(hào)、Ⅵ號(hào)和Ⅶ號(hào)錳礦帶，由于地質(zhì)工作程度較低且沒(méi)有深部工程控制，建議進(jìn)行深部鉆探工程控制，尋找錳礦基巖，擴(kuò)大儲(chǔ)量，找礦潛力巨大。

（4）對(duì)礦區(qū)外圍幾個(gè)錳礦體進(jìn)行調(diào)查及簡(jiǎn)單的取樣工作，大致預(yù)算其資源量，了解礦體規(guī)模和礦石品位，作為礦山戰(zhàn)略發(fā)展的后備資源地。