江西省樂平市眾埠街錳礦地質(zhì)特征及成因初探

張子露，朱智民

（1.江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，江西 南昌 330001；2.江西有色地質(zhì)四隊(duì)，江西 景德鎮(zhèn) 333001）

眾埠街錳礦位于江西省樂平市眾埠鎮(zhèn)，大地構(gòu)造位置處于平樂凹陷帶的東部，樂平-德興銅金多金屬成礦帶的西部[1]。區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的錳礦床有樂華錳礦、眾埠街錳礦。江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院于2015 年開始對眾埠街錳礦開展普查工作，現(xiàn)還在勘查中，預(yù)計(jì)探獲錳礦資源量可達(dá)大型。本文通過對礦床地質(zhì)特征、控礦地質(zhì)條件等分析，總結(jié)了錳礦分布規(guī)律，并對礦床成因進(jìn)行了初步探討。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)位于華夏板塊欽杭結(jié)合帶萍-樂坳陷帶南側(cè)，萬年推覆隆起中部，屬華南成礦省、欽杭東段成礦帶、萍鄉(xiāng)-德興銅金銀多金屬成礦亞帶的一部分。

區(qū)內(nèi)地層自老至新有新元古代青白口系、震旦系、寒武系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系及第四系等。區(qū)域內(nèi)巖漿巖發(fā)育，具有分布廣泛，多旋回、多期次、各類齊全的特點(diǎn)。其中以晉寧期及燕山期最為強(qiáng)烈，前者以超基性、基性、中基性侵入-噴出巖為主，后者則以中酸-酸性侵入巖和火山碎屑巖或熔巖為特色，加里東—印支期的巖漿活動表現(xiàn)較弱，局部出現(xiàn)基性侵入巖[2]。

區(qū)內(nèi)青白口系萬年群廣泛分布，構(gòu)成呈NEE 至近EW 向展布的基底構(gòu)造層。不同性質(zhì)、不同方向、規(guī)模及時(shí)代的斷裂普遍存在，其中以NE走向的斷裂最為發(fā)育，構(gòu)成區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主體。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)分布的地層有新元古界萬年群、石炭紀(jì)黃龍組、白堊紀(jì)火把山群及第四系殘坡積和沖積層等（圖1）。新元古代萬年群：出露于工作區(qū)北西部，礦區(qū)內(nèi)為盆地基底。上部為變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖夾灰－灰綠色絹云母千枚巖夾沉凝灰?guī)r，有石英閃長玢巖、石英斑巖侵入；中部為片巖、千枚巖不等厚互層，；下部為千枚巖，呈灰綠色，有絹云母綠泥千枚巖、綠泥白云石英千枚巖夾凝灰質(zhì)千枚巖、絹云母石英粉砂巖。

石炭紀(jì)黃龍組(C2h)：礦區(qū)內(nèi)可分出硅質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r和灰?guī)r兩層，最厚620m。

白堊紀(jì)火把山群：僅在眾埠街一帶有小面積出露，與萬年群呈斷層接觸，下部為灰白、灰色厚層狀礫巖夾粗砂巖。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)略圖

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，而斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，可分為北北東、北北西、北東東、北西及南北向等五組。礦區(qū)位于江南古陸東段南緣，新元古界萬年群、登山群組成褶皺基地，北東向褶皺和斷裂構(gòu)成了區(qū)域構(gòu)造的主體，北北東向褶皺與北東向褶皺、斷裂的復(fù)合構(gòu)成區(qū)內(nèi)的基本格架。

北北西向斷裂的存在，使錳礦表現(xiàn)為所謂的“臺階”狀產(chǎn)出。錳礦相鄰“臺階”之間最大有近百米的高差，從北向南高差加大。斷裂錯(cuò)斷錳礦層。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿演化主要集中在晉寧期和燕山期，前者以超基性、基性、中基性侵入—噴出巖為主，后者則以中酸—酸性侵入巖和火山碎屑巖或熔巖為特色，加里東—印支期的巖漿活動表現(xiàn)較弱。巖漿巖主要有閃長巖、輝綠巖，礦區(qū)外圍南西部見英安斑巖、石英斑巖。

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦體特征

錳礦床分布在花亭、葉水橋一帶，礦體呈似層狀和透鏡狀產(chǎn)于黃龍組灰?guī)r底部、萬年群淺變質(zhì)巖不整合面之上。不整合面上地形的平緩與陡峻，控制著礦體的賦存空間，礦體沿不整合面呈臺階展布。賦存標(biāo)高高的錳礦體稱Ⅰ臺階錳礦，標(biāo)高低的稱Ⅱ臺階錳礦（圖2）。

圖2 V 號勘探線剖面示意圖

（1）Ⅰ臺階礦錳礦。礦體形態(tài)為一大透鏡體，局部地段夾有數(shù)層1m～2m 厚的含錳灰?guī)r、灰?guī)r或硅質(zhì)灰?guī)r，在礦體上部普遍見有1m～3m 厚的褐色粘土透鏡體。

礦體走向近南北，傾向東，傾角變化大，淺部10°～35°，深部55°～70°，沿走向北緩南陡，礦體在傾角平緩地段厚度大，隨著傾角變陡，厚度變薄，直至尖滅，然后出現(xiàn)“陡坎”，“陡坎”變緩處，出現(xiàn)Ⅱ臺階錳礦。

（2）Ⅱ臺階錳礦。礦體呈似層狀，在局部地段主礦層上面硅質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r中有1～2 層薄礦層，由于尖滅快，沒有工業(yè)價(jià)值，在主礦層中有時(shí)夾有一至數(shù)層薄層狀含錳灰?guī)r，灰?guī)r或硅質(zhì)灰?guī)r。在礦體北東、南東延伸段可見鉆孔內(nèi)夾有菱鐵礦夾石，厚度1m～2m，最大12m。

3.2 礦石特征

（1）礦石礦物成分。Ⅰ臺階錳礦石：礦石礦物以硬錳礦為主，部分軟錳礦，少量鐵錳碳酸鹽，水錳礦、錳土極少。碳酸鹽礦物以方解石為主，白云石次之。金屬硫化物有黃鐵礦等。Ⅱ臺階錳礦石：礦石礦物成分以鐵錳碳酸鹽為主，其次為褐錳礦、水錳礦、方鐵錳礦、赤鐵礦等。脈石礦物主要為方解石、白云石和石英。

（2）礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)主要有：自形－半自形結(jié)構(gòu)，交代殘余結(jié)構(gòu)，乳濁結(jié)構(gòu)，骨格狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有：致密塊狀構(gòu)造，條帶狀構(gòu)造，脈狀構(gòu)造，環(huán)帶狀構(gòu)造，膠狀構(gòu)造。

4 礦床成因探討

（1）成礦時(shí)代。錳礦體在空間上局限分布于萬年群淺變質(zhì)巖與石炭系白云巖、灰?guī)r沉積巖系間的不整合面中，礦體呈似層狀、透鏡狀，并與石炭系地層呈整合接觸，Ⅰ臺階錳礦體與礦層相當(dāng)?shù)纳皫r、頁巖均發(fā)育原生沉積層理，其燧石夾層產(chǎn)有筵科化石。錳礦的底板地層和頂板地層均未見穿層型錳礦。

綜上所述，錳成礦形成于大規(guī)模熱液活動之前，較大規(guī)模的熱液活動集中于元古代和侏羅紀(jì)，錳礦受石炭系地層約束的事實(shí)和熱液細(xì)脈穿切錳礦體，或其角礫為方解石膠結(jié)的事實(shí)將錳成礦時(shí)代約束在石炭紀(jì)和侏羅紀(jì)期間，而根據(jù)錳礦上伏地層為黃龍組的事實(shí)，將錳礦的主成礦時(shí)代定為中石炭世。

（2）成礦物質(zhì)來源。礦區(qū)新元古界地層有富錳層，有的可高達(dá)2.3%，該地層的風(fēng)化面上可發(fā)育富錳風(fēng)化殼，其厚度可達(dá)幾十厘米至1m，錳含量可達(dá)20%～30%；錳礦石中含磷甚微，說明礦床沉積發(fā)生在近岸淺海地帶。然而，通過對錳鉛鋅礦的巖石和礦石樣品進(jìn)行微量元素及稀土元素分析（圖3、圖4），絹云千枚巖、綠泥石千枚巖、含鐵錳礦千枚巖、鉛鋅礦化千枚巖稀土配分模式近似，但鐵錳礦石表現(xiàn)出于之上四種巖石明顯不同特征，如其有較強(qiáng)的正Eu 異常，含鐵錳礦鉛鋅礦化千枚巖弱表現(xiàn)出正Eu異常，正常千枚巖和鉛鋅礦化千枚巖表現(xiàn)出弱負(fù)Eu 異常，表明鐵錳的來源并非完全來直千枚巖，其物源存在復(fù)雜性。

圖3 稀土元素配分圖

圖4 微量元素配分圖

鐵錳礦石U-Th 元素相關(guān)性表明，鐵錳礦石投影均落在石化的熱水鐵錳沉積區(qū)；鐵錳礦石Cr-Zr 元素相關(guān)性表示，鐵錳礦石屬于熱液型含金屬沉積物，錳礦床的熱水沉積成因特征。

（3）成礦作用。錳源通過海底熱鹵水進(jìn)而富集錳，并沿同生斷層溢出，進(jìn)入海水中與大陸及海水中的物質(zhì)混合，在氧化及偏堿性環(huán)境下錳物質(zhì)與碳酸根或氧產(chǎn)生聚合，形成錳礦。

中石炭紀(jì)，在眾埠街地區(qū)，局部海浸自南東向北西侵入的，在“陡坎”附近的淺水地帶沉積了赤鐵礦，離“陡坎”較遠(yuǎn)地帶，由于海水較深，處于較缺氧的環(huán)境，因而沉積了水錳礦，在海水更深的Ⅱ臺階錳礦，海盆地部顯得氧氣不足，硫化氫和有機(jī)物的分解所生成的碳酸形成了還原環(huán)境，致使因海水電解質(zhì)的中和作用而沉積的氫氧化物的凝膠遭受碳酸鹽化作用，因而生成了錳鐵碳酸鹽。海侵不斷擴(kuò)大，海水不斷加深，PH 值增大，因而產(chǎn)生了錳礦層覆蓋鐵礦層的現(xiàn)象。

5 結(jié)論

（1）眾埠街錳礦床主要受區(qū)內(nèi)古地形控制，與成礦密切的是石炭系黃龍組與下伏新元古界萬年群之間的不整合界面，不整合面上地形的平緩與陡峻，控制著礦體的賦存空間，礦體沿不整合面呈臺階展布，每個(gè)臺階賦存一個(gè)礦體，兩臺階間的“陡坎”上沒有錳礦沉積。

（2）錳源通過海底熱鹵水進(jìn)而富集錳，并沿同生斷層溢出，進(jìn)入海水中與大陸及海水中的物質(zhì)混合，在氧化及偏堿性環(huán)境下錳物質(zhì)與碳酸根或氧產(chǎn)生聚合，形成錳礦。是中石炭紀(jì)海進(jìn)程序淺海相沉積礦床。從礦石礦物主要是褐錳礦可知，礦床形成后曾經(jīng)受了輕度變質(zhì)，為沉積變質(zhì)礦床。