廣西大新縣下雷礦區(qū)錳礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律

趙冠華

（中國煤炭地質(zhì)總局廣西煤炭地質(zhì)局，廣西 南寧 530299）

下雷錳礦位于廣西西南部的大新縣與靖西市（縣級）交界附近，南側(cè)臨近中越邊境，行政區(qū)隸屬大新縣下雷鎮(zhèn)及靖西市湖潤鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)于1958年發(fā)現(xiàn)后，根據(jù)不同的地質(zhì)目的和工作地段，先后開展了8次普查勘探工作，至八十年代末探明儲量一躍成為我國最大的錳礦床，下雷錳礦也成為我國下泥盆統(tǒng)錳礦的典型代表，其所屬地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域也由此成為我國著名的沉積錳礦富集地區(qū)。廣西煤炭地質(zhì)一五0勘探隊于2013～2015年在下雷礦區(qū)中東部的咟所礦段開展詳查勘探工作，探明該礦段錳礦資源量的大型規(guī)模，新增整個礦區(qū)資源量五百多萬噸。本文根據(jù)咟所礦段勘查的工作成果，綜合研究整個下雷礦區(qū)的地質(zhì)特征及成礦地質(zhì)條件，進一步分析礦床成因，并總結(jié)找礦規(guī)律，以期對今后的區(qū)域錳礦地質(zhì)找礦工作有所幫助。

1 下雷礦區(qū)錳礦地質(zhì)特征

1.1 地層及巖性特征

礦區(qū)出露地層自老至新分述如下（圖1）：

圖1 下雷礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖

中泥盆統(tǒng)東崗嶺組（D2d）：由厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、薄至厚層狀灰?guī)r、含生物碎屑泥灰?guī)r及少量的硅質(zhì)巖條帶、團塊組成。出露不全，厚度大于100m。

上泥盆統(tǒng)榴江組（D31）：下部主要為微層至薄層狀硅質(zhì)灰?guī)r夾少量硅質(zhì)巖和生物碎屑灰?guī)r；上部為薄層狀夾微層狀鈣質(zhì)泥巖、少量硅質(zhì)巖及生物碎屑灰?guī)r。厚度108.50m～147.41m。

上泥盆統(tǒng)五指山組（D3w）：是本礦區(qū)的含錳層位，按巖性組合分四段：第一段（D3w1）為微層至薄層狀鈣質(zhì)泥巖夾少量灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r的扁豆或條帶，頂部為薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r夾少量泥灰?guī)r或鈣質(zhì)泥巖及條帶狀、扁豆狀硅質(zhì)巖。厚l0.76m～88.32m。第二段(D3w2)包括I、Ⅱ、Ⅲ礦層及兩個夾層（簡稱“夾一”、“夾二”），礦層為碳酸錳礦，風化后為氧化錳礦，夾一為薄層狀硅質(zhì)灰?guī)r及少量硅質(zhì)巖夾微層狀鈣質(zhì)泥巖；夾二為薄層、條帶狀錳質(zhì)泥灰?guī)r或錳質(zhì)泥巖。厚12.97m～41.90m。第三段（D3w3）為薄層、微層狀硅質(zhì)灰?guī)r夾少量硅質(zhì)巖、鈣質(zhì)泥巖及泥灰?guī)r，中上部夾薄至中層狀錳質(zhì)灰?guī)r或碳酸錳礦層，底部有一層厚度較穩(wěn)定的薄層狀硅質(zhì)巖,厚31m～42m。第四段（D3w4）為薄層狀至中層狀鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r，下部夾含碳硅質(zhì)巖、泥質(zhì)硅質(zhì)巖，少量為含鈣硅質(zhì)巖,厚27～52m。

下石炭統(tǒng)巖關(guān)組（C1y）：下部主要為薄層至中層狀含硅泥質(zhì)灰?guī)r夾硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)泥巖，部份為硅質(zhì)巖，少量生物碎屑灰?guī)r；上部主要由薄層狀硅質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、硅質(zhì)巖及少量硅質(zhì)泥灰?guī)r組成,厚度238.79m～346.87m。

下石炭統(tǒng)大塘組（C1d）：為薄中層狀含硅質(zhì)灰?guī)r或硅質(zhì)灰?guī)r與硅質(zhì)巖互層夾少量生物碎屑灰?guī)r。厚度137.50m～142.30m。

上石炭統(tǒng)黃龍組（C2h）：下部為薄層、條帶狀含錳含鐵灰?guī)r夾硅質(zhì)巖，上部為中厚～厚層層灰?guī)r，部份夾硅質(zhì)灰?guī)r，出露不全，厚度大于100m。

區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，近在東部區(qū)域性斷裂附近偶見零星輝綠巖等基性小巖脈或小巖株出露，這些巖體多沿斷裂侵入到遠離礦層的頂、底板地層中，尚未見到因巖漿巖的侵入而使地層（包括碳酸錳礦層）發(fā)生明顯變質(zhì)和蝕變等現(xiàn)象。

1.2 構(gòu)造特征

本礦區(qū)為一個復雜的復式斜歪倒轉(zhuǎn)向斜構(gòu)造，大致呈北東向展布，長近9.0km，寬1km～3km。向斜北東部被區(qū)域性斷裂（黑水河橫斷裂）所切割，造成向斜北東部缺失。向斜樞紐南西高，北東低，向北東傾沒。向斜軸面傾向南東或南，傾角78°～80°。向斜兩翼不對稱，北翼巖層正常，傾角較緩（一般小于30°），南翼巖層多為直立到倒轉(zhuǎn)，且次級褶皺十分發(fā)育。近向斜軸部的深部巖層傾角一般小于20°，局部近似水平；向斜仰起端多級褶皺構(gòu)成復式向斜。

礦區(qū)斷裂構(gòu)造以縱斷裂和斜斷裂為主，縱斷裂更為突出，規(guī)模較大。參照以往各次勘查成果及本次勘探工作情況，可將礦區(qū)范圍內(nèi)的斷層分為三期：

第一期是最早產(chǎn)生的正斷層，其延伸方向與褶皺樞紐大致平行，偶以低角度斜交。斷層延伸長300m～5800m，多被其后形成的各斷層所切割。其中以低角度與錳礦層走向相交的斷層常切割、破壞礦層，而使礦層沿走向發(fā)生錯動以至斷失。

第二期為次早期生成的正斷層，其走向多與褶皺樞紐作10°～20°的角度斜交，延伸長200m～2500m，傾向南東，多與褶皺軸面斜交。該組斷層偶爾切割錳礦層，使之產(chǎn)生相對位移。

第三期為晚期生成的斷層，是一系列橫切地層及褶皺樞紐的正（或平推）斷層，它明顯切割第一、二期斷層。該組斷層發(fā)育，但一般規(guī)模不大，延長300m～700m，個別達1300m。該組斷層僅偶爾把礦層錯開，對礦層影響不大。

1.3 錳礦層特征

錳礦賦存于上泥盆統(tǒng)五指山組第二段（D3w2），該段即是本區(qū)含錳層。工業(yè)錳礦體呈層狀產(chǎn)出，礦體的平面分布面積約8km2，礦層連續(xù)性較好。含錳層共有三層，自下而上可分為：Ⅰ礦層、夾一、Ⅱ礦層、夾二、Ⅲ礦層。錳礦層嚴格受地層層位控制，礦層產(chǎn)狀與圍巖一致，隨褶皺而變化。礦區(qū)內(nèi)各礦層及夾層厚度總體變化規(guī)律是：南、中部各礦層厚度較大、比較穩(wěn)定；東部各礦層變薄甚至尖滅；由南往北各礦層及夾二變薄，夾一逐漸變厚；包括咟所礦段在內(nèi)的向斜中部及北翼Ⅲ、Ⅱ礦層之間的夾層即“夾二”基本尖滅，一般合并成一層礦（常稱為Ⅲ+Ⅱ礦層）。其厚度變化見表1。

表1 下雷礦區(qū)錳礦層與夾層厚度情況表

本區(qū)錳礦屬海相沉積碳酸錳礦，地表淺部（一般深50m內(nèi)）為碳酸錳礦風化形成錳帽型氧化錳礦。礦區(qū)以碳酸錳礦為主，占資源總量的93%。各礦層的礦石特征大體相同。碳酸錳礦石以灰色、深灰色為主，部分肉紅色、灰綠色等，具有微至細粒結(jié)構(gòu)，薄層狀、條帶狀、豆鮞狀構(gòu)造，主要礦石礦物為菱錳礦，次為錳方解石，少量為鈣薔薇輝石[1]。氧化錳礦石呈黑色、灰黑色、褐黑色，具顯微隱晶質(zhì)及殘余膠體結(jié)構(gòu)，塊狀、斑塊狀、空洞狀、網(wǎng)脈狀、粉末狀、條帶狀、葡萄狀及豆狀等構(gòu)造，礦石礦物為主要軟錳礦、硬錳礦及偏錳酸礦。總體上，各礦層的礦石錳品位大體一致，變化規(guī)律不明顯，但其與礦層厚度變化有一定關(guān)聯(lián)，即厚度變小的地段往往錳含量較低。各礦層礦石主要化學組分平均含量如表2。

表2 下雷礦區(qū)錳礦石主要化學組分平均含量表

2 成礦規(guī)律的認識

下雷錳礦床為泥質(zhì)--灰質(zhì)--硅質(zhì)三元混積相含礦巖系，富含浮游生物化石發(fā)育微細水平層理，在區(qū)域上看向南東、北西兩側(cè)相變?yōu)榘自茙r、灰?guī)r等碳酸鹽相地層[2]。礦石發(fā)育豆、鮞狀構(gòu)造，說明硅質(zhì)巖相區(qū)水體相對比碳酸巖相區(qū)要深，錳礦可能為近濱海之淺海盆地或臺間盆地沉積。各礦層特征相同，呈層狀賦存于硅質(zhì)巖、泥質(zhì)灰?guī)r等一套組合復雜的地層中。含錳地層結(jié)核狀、條帶狀構(gòu)造發(fā)育，微、水平層理明顯，礦床具有沉積型的典型特征，礦石中的豆、鮞體及條帶同時形成[3]。礦區(qū)內(nèi)侵入體周圍巖石未發(fā)現(xiàn)變質(zhì)現(xiàn)象，三礦層物質(zhì)成分基本相似。因此認為，下雷礦床屬沉積成因的錳礦床，是淺海碳酸鹽臺地內(nèi)的“臺溝”相沉積的產(chǎn)物，而氧化錳礦是碳酸錳礦層經(jīng)過長期的表生風化作用，在氧化帶中富集而成。但是礦質(zhì)沉積富集之后，在成巖階段中肯定受到較低程度的溫度和壓力的改造，而硅酸錳是否在此階段形成，值得進一步探索。本區(qū)控礦因素及找礦標志歸納起來主要有以下幾點：

（1）錳礦嚴格受地層層位及含錳巖系所控制。含錳地層為上泥盆統(tǒng)五指山組（D3w），含錳巖系為泥質(zhì)-灰質(zhì)--硅質(zhì)組合，這也是尋找錳礦床的地層巖性標志。

（2）構(gòu)造條件控制錳礦層的空間形態(tài)、產(chǎn)狀。錳礦層產(chǎn)狀與圍巖一致，隨褶皺呈波狀起伏，其產(chǎn)狀受構(gòu)造控制明顯，在次級褶皺發(fā)育的向斜構(gòu)造，有利于賦存并上規(guī)模的錳礦床。

（3）地表有層狀的次生氧化錳礦露頭，是錳帽型風化礦床的直接找礦標志，也預示著該區(qū)中深部可能存在原生的沉積碳酸錳礦床。

（4）地表氧化錳礦是原生含錳的巖石經(jīng)過物理及化學風化作用、鈣鎂等主要元素流失后淋濾富集的。氧化錳礦石的錳品位越富，也指示著其原生含錳巖石的錳含量可能就越高，也是碳酸錳礦床的間接找礦標志。

3 結(jié)語

本文以廣西大新縣下雷礦區(qū)為例，開展了錳礦地質(zhì)特征及成功規(guī)律的研究。此次研究從礦區(qū)地層、巖性、構(gòu)造及錳礦層特征等方面入手，進行區(qū)域成礦規(guī)律的分析。錳礦作為我國急缺的重要礦產(chǎn)之一，希望通過此次研究，為我國錳礦找礦工作提供一個新的思路，助力解決我國錳礦儲備量不足的問題。