貴州二疊系與南華系錳礦地質(zhì)特征及控礦條件

樊正烈

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一○六地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000)

二疊系錳礦研究,經(jīng)云南格學(xué)、水城、納雍、遵義。格學(xué)、水城、納雍、遵義錳礦在區(qū)域構(gòu)造上處于揚(yáng)子→華南板塊→楊子陸塊→上楊子地塊[1]。錳礦區(qū)出露地層有石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊統(tǒng)，第四系。產(chǎn)出層位中二疊系茅口組第二段，臺地相以泥晶灰?guī)r、生物屑泥灰?guī)r為主；臺溝相為含硅質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖、泥灰?guī)r及錳質(zhì)巖等。

1 南華系錳礦地質(zhì)背景

大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子—華南板塊—楊子陸塊—上楊子地塊—江南復(fù)合造山帶—黔南坳陷區(qū)—銅仁開闊復(fù)式褶皺變形區(qū)[2-4]。南華系黔東錳礦床形成次級裂谷盆地內(nèi)部3個Ⅲ級、至少16個Ⅳ級斷陷盆地組成(見圖1)。地層出露主要有富祿組、大塘坡組、南沱組。產(chǎn)出層位大塘坡組第一段，主要由黑色炭質(zhì)板巖組成，底部常夾黑色炭質(zhì)菱錳礦、白云巖透鏡體，是黔東北地區(qū)的主要含錳礦層位，厚度一般小于10 m。

1 實(shí)測古斷裂；2 推測古斷裂；3 成錳沉積盆地；4 研究區(qū)域

2 錳礦地質(zhì)特征

本節(jié)典型礦床實(shí)例闡述水城—納雍錳礦、遵義錳礦、松桃縣大塘坡錳礦主要地質(zhì)特征(見表1)。

表1 錳礦主要地質(zhì)特征

2.1 松桃縣大塘坡錳礦

1958年，貴州地礦局103隊(duì)松桃大塘坡“鐵礦坪”勘查鐵礦意外發(fā)現(xiàn)了錳礦，拉開黔湘渝毗鄰地區(qū)南華紀(jì)“大塘坡式”錳礦找礦序幕，發(fā)現(xiàn)了一批著名的大中型錳礦床[5-7]。

含錳巖系為南華系大塘坡組第1段，為黑色炭質(zhì)粘土巖夾少量薄層砂質(zhì)炭質(zhì)粘土巖及白云巖、凝灰質(zhì)粘土巖，底部及上部為碳酸鹽錳礦產(chǎn)出部位。含錳巖系厚度變化大，一般11～25 m，局部僅1～2 m。

底部礦層由大小不等的透鏡狀礦體組成錳枕體群，分布于炭質(zhì)粘土巖中，沿走向展布長3 000 m，沿傾斜延伸最大1 200余米，厚0～4.46 m。其中所含錳枕體單體規(guī)模1.5～20.2 m，一般5～10 m；最厚3.20 m，最薄0.20 m，一般0.8～1.7 m。以含錳巖系底板作底、凝灰質(zhì)粘土巖作頂，統(tǒng)計(jì)的面含礦系數(shù)為0.38。各礦體平均含Mn 20.08%～20.88%，Mn/Fe 6.88～9.45，P/Mn>0.009, SiO218%～21%。

上部礦層分布于礦區(qū)南部，斷續(xù)長2 900 m，厚0～1.35 m，一般0.7～1.10 m。其中礦體含Mn 13.59%，Mn/Fe 4.82，P/Mn0.0192, SiO235.31%。

2.2 遵義錳礦

遵義錳礦是由1個大型、3個中型、2個小型錳礦床組成的重要工業(yè)區(qū)。錳礦體產(chǎn)于“含錳巖系”之中。茅口組第2段以硅質(zhì)巖為主的巖層(俗稱:白泥塘層)之上，龍?zhí)督M煤系地層之下?！昂i巖系”是一套以粘土巖為主，有綠泥石、菱錳礦、菱鐵礦、黃鐵礦等摻合，并局部富集成礦的沉積巖層?！昂i巖系”一般厚2～6 m，最厚16 m。錳礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀順層分布。礦體最長達(dá)3 000 m，礦體厚1～2 m，最厚3.5 m，礦石中含Mn 10%～25%[8]。

2.3 水城—納雍錳礦

評價區(qū)錳礦產(chǎn)于中二疊系茅口組(P2m)之上， 中—上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖(P2-3β)之下。

含錳巖系為灰?guī)r、硅質(zhì)巖、含錳硅質(zhì)巖、含錳灰?guī)r、錳礦層為主的巖石組合，按巖性特征自下而上分為1、2、3段，其中主含礦層是含錳巖系第2段(P2mn2)，第1段(P2mn1)局部可見少量零星礦體(沙溝礦區(qū))，多無工業(yè)價值，第3段(P2mn3)為純灰?guī)r，不含錳礦，區(qū)內(nèi)錳礦以含錳灰?guī)r風(fēng)化的錳帽型為主，錳礦均分布在地表附近，礦體深度不大，但礦體分布范圍廣，礦層層數(shù)走向變化大，最少有3層，最多達(dá)20多層。

3 關(guān)于大塘坡式錳礦找礦新理論

“大塘坡式”錳礦一般認(rèn)為是正常的海相沉積型碳酸錳礦。近年來，周琦[4-7]在錳礦層及相鄰的上下地層中發(fā)現(xiàn)大量典型的古天然氣滲漏構(gòu)造，結(jié)合礦床地質(zhì)、同位素地球化學(xué)等特征研究，提出了該類型錳礦是在Rodinia超大陸裂解背景下，且南華裂谷盆地的形成演化與巖漿活動、古天然氣滲漏等活動有關(guān)，導(dǎo)致在一系列次級拉張、斷陷盆地中發(fā)生的錳礦大規(guī)模成礦作用，即系古天然氣滲漏沉積型錳礦床，它是一種新的錳礦類型。錳質(zhì)和天然氣均來自殼幔深部，具有十分鮮明的成礦特色，并進(jìn)一步建立了古天然氣沉積型錳礦床成礦系統(tǒng)與成礦模式和找礦模型[9]。

4 錳礦的控礦因素

4.1 古地理因素

西部水城—納雍一帶錳礦主要是中二疊世茅口晚期，形成了較深水的黔中臺溝相帶，該臺溝內(nèi)沉積了硅灰泥錳質(zhì)組合，并受其嚴(yán)格控制，離開此黔中臺溝，錳礦即不復(fù)存在。黔東北錳礦遵義一帶主要是中二疊世茅口晚期裂谷盆地[9]，銅仁一帶主要是南華裂谷盆地[6]。

4.2 地層、巖性因素

水城、納雍、遵義錳礦均產(chǎn)于茅口組上部，其中以硅質(zhì)巖、含錳灰?guī)r、錳質(zhì)巖的典型標(biāo)志。該層由下至上主要由深灰、灰黑色富含有機(jī)質(zhì)的、薄層為主的灰?guī)r、泥灰?guī)r、硅質(zhì)巖、含錳硅質(zhì)灰?guī)r、錳質(zhì)巖組成，屬臺溝盆地相的硅灰泥質(zhì)組合?！按筇疗率健卞i礦主要是大塘坡組第1段，主要由黑色炭質(zhì)板巖組成，底部常夾黑色炭質(zhì)菱錳礦、白云巖透鏡體，發(fā)育水平細(xì)紋層理。礦離開此層位和巖石組合，錳礦即不存在。

4.3 表生氧化富集因素

水城、納雍主要是錳帽型次生氧化錳礦床，形成錳帽型礦床的原始礦胚層巖石，主要是含錳的硅質(zhì)灰?guī)r、含錳灰?guī)r及硅質(zhì)巖。燕山及喜山運(yùn)動之后，礦胚層巖石暴露地表，在氧化帶范圍內(nèi)，經(jīng)長期強(qiáng)烈氧化作用形成了錳帽型礦床。

4.4 天然氣滲漏

黔東北錳礦主要為碳酸錳礦床，近幾年來，據(jù)周琦等[5-6,8-9]對黔東北錳礦的研究成果，天然氣滲漏成因的解釋是比較合理的。

5 結(jié) 語

黔東北一帶主要為碳酸錳礦床，水城、納雍一帶主要是錳帽型次生氧化錳礦床，大塘坡式錳礦床屬于典型的古天然氣滲漏沉積型錳礦床。