貴州松桃楊家灣-黑水溪南華紀(jì)早期成錳盆地特征及深部錳礦找礦預(yù)測(cè)

蔣天銳，楊勝堂，袁良軍，謝興友

（貴州省地礦局103地質(zhì)大隊(duì)，貴州 銅仁 554300）

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

楊家灣-黑水溪錳礦位于貴州省松桃縣和重慶秀山縣的交界處，屬松桃縣管轄。Ⅵ級(jí)地塹盆地受南華紀(jì)早期同沉積斷層控制。南華裂谷盆地 （I級(jí)）西段分別由武陵、雪峰次級(jí)裂谷盆地和其間的天柱-懷化隆起 （地壘）三個(gè)Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元構(gòu)成。武陵次級(jí)裂谷盆地控制形成了黔渝湘毗鄰區(qū)錳礦成礦帶，內(nèi)部由3個(gè)Ⅲ級(jí)斷陷 （地塹）盆地、2個(gè)Ⅲ級(jí)隆起 （地壘）和至少16個(gè)Ⅳ級(jí)斷陷 （地塹）盆地組成。3個(gè)Ⅲ級(jí)斷陷 （地塹）盆地分別控制形成了松桃-古丈、玉屏-芷江、溪口-小茶園錳礦成礦亞帶。其中，松桃-古丈錳礦成礦亞帶是武陵次級(jí)裂谷盆地的裂陷中心，錳礦成礦作用強(qiáng)烈，形成的錳礦資源量巨大，已成為世界級(jí)錳礦資源富集區(qū)之一。Ⅳ斷陷 （地塹）盆地則控制形成研究區(qū)各錳礦床；提出南華紀(jì)早期同沉積斷層是錳礦床形成的前提，并識(shí)別恢復(fù)出研究區(qū)15條同沉積斷層及所控制形成的斷陷 （地塹）盆地和主要錳礦床［1-3］。同沉積斷層不但是深部錳質(zhì)和古天然氣上升的通道，更是連接古天然氣滲漏沉積型錳礦成礦系統(tǒng)中地內(nèi)系統(tǒng)與表層系統(tǒng)的紐帶［4］。15條同沉積斷層及所控制形成的斷陷 （地塹）盆地中包括了楊家灣-黑水溪地區(qū)同生沉積斷層 （地塹）［5-7］。具有較好的找礦前景［8］。盆地長(zhǎng)軸方向?yàn)楸睎|65～70°，盆地長(zhǎng)度大于20km，北東延伸至重慶市境內(nèi)，盆地寬度約為1.6～10km。

2 成錳盆地沉積特征

2.1 兩界河期

研究區(qū)兩界河組與鐵絲坳組劃分不明顯，巖性為灰黃、灰色厚層巖屑雜砂巖、含礫長(zhǎng)石石英砂巖、含礫粉砂巖、含礫黏土巖、含礫白云巖。礫石成份復(fù)雜，呈橢圓狀、次棱角狀，礫徑一般為0.2～0.4cm。厚度：2.00～9.70m。

2.2 大塘坡早期

研究區(qū)從楊家灣錳礦床從南到北，南端從鉆孔ZK 803→ZK701→ZK604→ZK503→ZK402→ZK202→ZK001→TC157→TC158，含錳巖系厚度從事18.95m→33.15m→11.49m→71.39m→80.00m→72.30m→81.96m→53.40m→40.56m，錳礦體厚度從0.00m→0.00m→0.00m→8.17m→15.45m→9.63m→4.53m→3.98m→1.06m。從以上數(shù)據(jù)分析含錳巖系中心在ZK503-ZK402-ZK202-ZK001一帶。由中心向南從厚變薄甚至尖滅、向北從厚變薄甚至尖滅。從錳礦體厚度亦從中心向南、向北具有類似規(guī)律。大致呈現(xiàn)一完整的南華紀(jì)大塘坡早期含錳巖系斷陷成錳盆地沉積特征 （圖1、圖2）

圖1 松桃楊家灣-黑水溪錳礦床南華紀(jì)大塘坡早期構(gòu)造古地理圖［9］ （有修改）

圖2 松桃楊家灣錳礦床從南至北含錳巖系及礦體厚度對(duì)比圖

2.3 同沉積斷層特征

在黑水溪-楊家灣礦區(qū)，綜合區(qū)內(nèi)已有區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查、科研及錳礦勘查成果。對(duì)區(qū)內(nèi)南華紀(jì)早期地層沉積特征開(kāi)展分析研究，依據(jù)同沉積斷層判別標(biāo)志，主要通過(guò)南華紀(jì)早期沉積巖相古地理的突變帶、大塘坡組第一段含錳巖系厚度、Ⅳ級(jí)斷陷（地塹）盆地中古天然氣滲漏噴溢中心相區(qū)特殊的沉積構(gòu)造的連線來(lái)識(shí)別［10］。礦區(qū)南華紀(jì)早期大塘坡組含錳巖系地層厚度變化劇烈，通過(guò)對(duì)南華紀(jì)大塘坡早期構(gòu)造古地理恢復(fù)分析，成功恢復(fù)出4條同沉積斷層 （圖1）。垂直黑水溪-楊家灣盆地長(zhǎng)軸方向，含錳巖系厚度迅速變薄、尖滅，相變?yōu)槁∑穑ǖ貕荆﹨^(qū)蓋帽白云巖 （圖1，圖2）。具含氣泡狀菱錳礦的中心相區(qū)中心連線即為SF7-3，SF7-1、SF7-2則代表SF7-3的邊界，亦為SF7-3控制的黑水溪-楊家灣Ⅳ級(jí)斷陷 （地塹）盆地范圍，顯示黑水溪-楊家灣錳礦床實(shí)為一NE65～70°方向的Ⅳ級(jí) （SF7）同沉積斷層所控制。SF7-4則為成錳期后，隨著裂解的發(fā)展形成的更次級(jí)同沉積斷層［4］。

2.4 成錳盆地原型結(jié)構(gòu)特征

通過(guò)上述黑水溪-楊家灣南華紀(jì)早期成錳盆地沉積物特征及受其控制的同沉積斷層分析，對(duì)成錳盆地的原型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了恢復(fù) （圖3），其特征如下：

1）楊家灣大型錳礦床、黑水溪中型錳礦床、三角坡錳小型錳礦床等實(shí)屬黑水溪-楊家灣同一Ⅳ級(jí)斷陷 （地塹）盆地所控制的狹長(zhǎng)帶狀成錳盆地，屬典型的 “古天然氣滲漏沉積型錳礦床”。含錳巖系沉積微相特征具明顯的環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)特征。在平面上呈現(xiàn)狹長(zhǎng)條狀從中部向兩端逐漸變薄的大型Ⅳ級(jí)斷陷 （地塹）成錳沉積盆地［11］。

2）盆地中心走向?yàn)楸睎|向65～70°左右，盆地展布長(zhǎng)大于20km，北東延伸至重慶市境內(nèi)，盆地寬1.6～10km。垂直盆地走向方向的剖面形態(tài)，表現(xiàn)為一北西緩、南東陡的Ⅳ級(jí)斷陷 （地塹）盆地。

3）含錳巖系沉積微相特征具明顯的環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)特征，古天然氣滲漏噴溢成礦的中心相、過(guò)渡相和邊緣相三個(gè)相帶特征十分明顯。

圖3 松桃楊家灣-黑水溪錳礦床含錳巖系厚度及相帶分布圖

中心相：平面上呈透鏡狀，展布方向NE70，長(zhǎng)約3.8km、寬約1.6km，礦石品位：w（Mn）≥20%，礦體厚度大于5m。礦石結(jié)構(gòu)主要為泥晶結(jié)構(gòu)，礦石主要構(gòu)造為塊狀、汽泡狀構(gòu)造。

過(guò)渡相：平面上呈夾窄帶狀，展布方向NE70，長(zhǎng)度大于27km、寬約5.5km，礦石品位w（Mn）＝10%～20%，礦體厚度1～5m。礦石結(jié)構(gòu)主要為泥晶結(jié)構(gòu)，砂屑結(jié)構(gòu)，礦石主要構(gòu)造為條帶構(gòu)造。

邊緣相：平面上呈夾窄帶狀，展布方向NE70，長(zhǎng)度大于27km、寬0.5～2.5km，礦石品位w（Mn）≤10%，礦體厚度小于1m。礦石結(jié)構(gòu)主要為砂屑結(jié)構(gòu)，礦石主要構(gòu)造為條帶構(gòu)造。

3 找礦預(yù)測(cè)

3.1 錳礦床在次級(jí)裂谷盆地結(jié)構(gòu)出現(xiàn)概率

依據(jù)黔東及毗鄰區(qū)南華紀(jì)早期武陵次級(jí)裂谷盆地結(jié)構(gòu)與構(gòu)造古地理圖為基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)斷陷成錳盆地在平面上的分布，在NE65°～70°控制的斷陷沉積成錳盆地的有涼風(fēng)坳-革里坳（SF9）、李家灣-道坨-古丈（SF5）、舉賢-西溪堡（SF2），而且這三個(gè)控制的斷陷沉積成錳盆地有重復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象。其它控制的斷陷沉積成錳盆地有楊家灣（SF7）、大屋（SF3）、大塘坡（SF1）、金盆（SF4）目前只出現(xiàn)一次。其變化情況見(jiàn)（表1、表2）

表1 同沉積斷層走向上成錳盆地重現(xiàn)方位、間距統(tǒng)統(tǒng)計(jì)表

表2 垂直同沉積斷層走向上成錳盆地重現(xiàn)間距統(tǒng)統(tǒng)計(jì)表

從統(tǒng)表1、表2得出，同沉積斷層走向上沉積成錳盆地大致3.0～15.0km出現(xiàn)一次，3.0km重復(fù)一次占66%，垂直同沉積斷層走向上約3.0～5.0km出現(xiàn)一次。在兩個(gè)方向交匯部出現(xiàn)沉積成錳盆地在機(jī)率較多。

因此，在楊家灣—黑水溪成錳盆地的南西方向，松桃縣石梁鄉(xiāng)的北東方向坪上一帶深部可能存在隱伏沉積成錳盆地［12］。

3.2 Mn／Cr比值特征

貴州省地礦局103地質(zhì)大隊(duì)在開(kāi)展楊家灣錳礦床詳查中，分別對(duì)ZK402、ZK404及ZK802鉆孔揭露的含錳巖系底部碳質(zhì)頁(yè)巖進(jìn)行了采樣及測(cè)試分析（表3），Mn／Cr為44.60。

表3 楊家灣錳礦床Nh1 d1含錳巖系的Mn／Cr比值特征統(tǒng)計(jì)表

依據(jù)劉愛(ài)民等［13］研究中得出：“Mn／Cr比值約等于40這一持定常數(shù)，可作尋找為隱伏-半隱伏錳礦的地球化學(xué)標(biāo)”。得出楊家灣—黑水溪成錳沉積盆地是尋找隱伏錳礦床的理想地帶。

3.3 從含錳巖系等值線分析預(yù)測(cè)

分析圖3得出，整個(gè)楊家灣-黑水溪成錳盆地，含錳巖系最厚為矮河溪（ZK402）為中心，等值基本是封閉。過(guò)渡帶含錳巖系等值線向南西和北東都沒(méi)圈閉，說(shuō)明向兩端延伸，還有較好找礦潛力［13］。

4 結(jié)論

綜上所述，楊家灣-黑水溪成錳盆地向南西延伸在松桃縣坪上，向北東延伸至重慶市秀山桴木林仍然有較好的找礦前景。