云南鶴慶縣小天井錳礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

駱懷鵬，梁 剛，郎維雄，楊 宇

(云南省核工業(yè)二〇九地質(zhì)大隊(duì)，云南 昆明 650032)

云南鶴慶縣小天井錳礦位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)西緣與三江褶皺系接合部，麗江臺(tái)緣褶皺帶西南端近南北向-北東向與近東西向構(gòu)造線交錯(cuò)的黑泥哨褶斷區(qū)，該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)造活動(dòng)頻繁，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，其構(gòu)造位置為錳礦形成提供了有利的地質(zhì)條件。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 礦區(qū)地層

區(qū)內(nèi)主要出露三疊系上統(tǒng)松桂組，三疊系中統(tǒng)北衙組。北衙組白云質(zhì)灰?guī)r常常呈推覆構(gòu)造體(飛來峰)形式，分布在松桂組之上。

(1)三疊系中統(tǒng)北衙組(T2b)：淺灰色巨厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖，頂部為純灰?guī)r，產(chǎn)六射珊瑚等化石，厚354.2m～440m。

(2)三疊系上統(tǒng)松桂組(T3sh)：為一套淺海相為主的含錳巖系，區(qū)域上松桂組劃分為上、中、下三個(gè)段，本區(qū)主要出露松桂組上段。

三疊系上統(tǒng)松桂組下段(T3sh1)：厚達(dá)735m，下部為粗砂巖，于底部含礫石；中部為淺色砂巖、含炭質(zhì)泥巖，夾錳線，細(xì)砂巖中有時(shí)含鳥卵狀“彈子層”，內(nèi)含生物化石；上部為灰黑色含炭質(zhì)泥巖與中細(xì)粒砂巖互層，水平層理發(fā)育，泥巖中含黃鐵礦，偶夾玄武質(zhì)凝灰?guī)r團(tuán)塊。頂部砂巖增多，有時(shí)還見三角州相含礫粗砂巖透鏡體，其中心部位厚度可達(dá)100m，往兩側(cè)迅速變薄、尖滅。

三 疊系上統(tǒng)松桂組中段(T3sh2)：灰白色、黃褐色厚層狀長石石英砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾炭質(zhì)泥巖及煤線。

三 疊系上統(tǒng)松桂組上段(T3sh3)：為區(qū)內(nèi)含礦地層，以淺色泥巖為主，夾有灰?guī)r、礫灰?guī)r、硅鈣質(zhì)層及含礫泥巖，多呈透鏡狀產(chǎn)出。本段下部為Ⅰ礦體(層)賦存部位。在其下部為含黃鐵礦的淺色泥巖夾薄層灰?guī)r。主礦體(層)上覆巖層大部份地段為硅鈣質(zhì)互層，其縱向延長約550m，寬約130～300m，最厚38m，呈北西西向展布。見礦區(qū)地層綜合柱狀圖(圖1)。

圖1 鶴慶小天井錳礦地層綜合柱狀圖Fig 1.Comprehensive Stratigraphic Column of XiaotianjingMn Deposit，Heqing

1.2 礦區(qū)構(gòu)造

鶴慶縣小天井錳礦位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的西緣、麗江臺(tái)緣拗褶帶的南緣，西近三江褶皺帶，構(gòu)造活動(dòng)頻繁，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，其構(gòu)造位置對(duì)錳礦成礦頗為有利。小天井錳礦區(qū)北緣有近東西向的汝南哨深大斷裂通過；南部有規(guī)模較大，總體呈105°～125°方向展布，傾向北東，傾角70°的F15逆斷層通過。小天井錳礦床夾持于二斷層之間，受其影響，導(dǎo)致礦段內(nèi)礦體附近及其內(nèi)部斷層構(gòu)造很發(fā)育，并相伴產(chǎn)生一些與其平行的次級(jí)褶曲構(gòu)造(圖2)。

圖2 鶴慶小天井錳礦地質(zhì)簡圖Fig 2.Geological Sketch Map of XiaotianjingMn deposit，Heqing1.松桂組第三段；2.硅鈣層；3.北衙組上段(推覆體)；4.構(gòu)造飛來峰；5.錳礦體露頭；6.實(shí)、推測(cè)斷層位置及編號(hào)；7.實(shí)、推測(cè)壓扭性斷層位置、編號(hào)及產(chǎn)狀；8.Ⅰ礦體地表投影線；9.勘查線及編號(hào)

礦區(qū)褶皺構(gòu)造不甚發(fā)育，小天井向斜僅在斷裂旁側(cè)見有小規(guī)模褶曲構(gòu)造。礦區(qū)范圍橫向斷層破壞礦體明顯，平面上呈逆時(shí)針扭動(dòng)，剖面上沿?cái)鄬用鎯A向位移呈階梯狀展布，與該組斷層平行的次級(jí)小斷層也較發(fā)育，致使完整的礦體呈斷塊產(chǎn)出。斷層在縱向由上向下似有構(gòu)造作用的強(qiáng)度減弱的趨勢(shì)。

另外，區(qū)內(nèi)推覆構(gòu)造發(fā)育。三疊系中統(tǒng)北衙組上段白云質(zhì)灰?guī)r，呈推覆構(gòu)造體(飛來峰)形式分布在松桂組地層之上。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)無巖漿巖出露，僅在礦區(qū)外北部見呈北西西向展布的苦橄玄武巖及橄(輝)斑玄武巖，沿汝南哨斷裂噴溢，產(chǎn)狀似巖筒狀。從巖體中心至邊緣，可分為四個(gè)互為過渡關(guān)系的相帶：①苦橄玄武巖帶、②橄(輝)斑玄武巖帶、③火山角礫巖帶、④火山礫巖帶。巖體與圍巖接觸部位，局部見輕微的大理巖化。

1.4 圍巖蝕變

該區(qū)圍巖蝕變主要表現(xiàn)為構(gòu)造熱液蝕變，其中碳酸鹽化、綠泥石化、錳的次生富集較普遍，其次有硅化黃鐵礦化等。錳的次生富集主要在北衙組及松桂組含錳灰?guī)r地層中，在灰?guī)r構(gòu)造裂隙中呈網(wǎng)格狀、細(xì)脈狀或透鏡狀富集氧化錳礦。

2 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有9個(gè)錳礦體，現(xiàn)將代表性的Ⅰ和Ⅲ、KT1三個(gè)礦體的特征敘述如下。

(1)Ⅰ礦體：呈層狀、似層狀，局部透鏡狀，賦存于上三疊統(tǒng)松桂組上段(T3sh3)中，礦體產(chǎn)狀變化與圍巖一致，總體產(chǎn)狀向北東緩傾斜，傾角變化較大在15°～65°。礦體走向長870m，平面寬度96.5m～259m，平均寬155.69m，礦體最薄1.07m，最厚26.71m(CK1402孔最厚)，平均厚6.34m，厚度變化系數(shù)93%，礦體內(nèi)一般無夾石，僅在斷層破壞礦體后，斷層上下盤礦體間常有無礦的斷層泥、角礫等夾石，屬穩(wěn)定型(圖3)。礦體錳品位24.60ω%～55.39ω%，最高為55.39ω%，平均品位40.67ω%，為較均勻型。

圖3 鶴慶縣小天井錳礦8號(hào)勘查線地質(zhì)剖面簡圖Fig 3.Geological Section Sketch of Exploration Line 8 of XiaotianjingMn deposit，Heqing1.松桂組第上段第二層；2.松桂組第上段第一層；3.硅鈣層；4.北衙組上段(推覆體)；5.地質(zhì)界線；6.實(shí)測(cè)及推測(cè)斷層；7.錳礦體及編號(hào)

(2)Ⅲ礦體：礦體呈層狀、似層狀，賦存于上三疊統(tǒng)松桂組上段(T3sh3)中，因被斷層破壞，礦體在斷層帶內(nèi)呈透鏡狀、豆夾狀，角礫狀。礦體走向110°～130°，傾向北東，傾角62°，局部反傾，傾角達(dá)85°左右或近于直立。礦體沿走向長度152m，最大垂深200以上，最小垂深110m，傾向延伸約225m。礦體真厚度0.5m～6.77m，一般1m～3m，平均真厚度2.46m。厚度變化系數(shù)80%，屬穩(wěn)定型。礦錳品位25.32ω%～51.21ω%，平均品位42.24ω%。品位變化系數(shù)30%，為較均勻型。

(3)KT1礦體：該礦體與Ⅰ礦體屬同一層位。礦體呈層狀、似層狀，因被斷層破壞，分成疊瓦狀的五段，礦體在斷層帶內(nèi)呈透鏡狀、豆夾狀，角礫狀。礦體走向105°～110°，傾向北東，傾角35°，平均傾角達(dá)30°。礦體沿走向長度220m，最大垂深70m，最小垂深40m，傾向延伸約150m。礦體真厚度0.72m～6.09m，平均真厚度2.34m。厚度變化系數(shù)66%，屬穩(wěn)定型。礦石錳品位33.81ω%～58.13ω%，平均品位46.61ω%。品位變化系數(shù)17%，為較均勻型。

3 礦床成因

鶴慶小天井錳礦礦床成因是：受控于同生構(gòu)造的沉積改造型錳礦。現(xiàn)從以下幾個(gè)方面來探討礦床成因。

3.1 同生構(gòu)造

在鶴慶錳礦成礦前、成礦期及成礦后期，圍繞位于礦區(qū)北部的汝南哨大斷裂的反復(fù)活動(dòng)所形成的一系列同生構(gòu)造是控制錳礦體分布的主要因素。

(1)成礦前沉降階段(三疊紀(jì)松桂組前期)：礦區(qū)北部汝南哨大斷裂(F1)大斷拉張裂陷，在該區(qū)南部西至黃蜂山-清水江斷裂(劍川慶華)，東至軍營-福田斷裂間形成一近東西向的裂陷槽，即“鶴慶沉錳盆地”，根據(jù)其地層多為中厚層狀以及巖層中含炭質(zhì)和黃鐵礦來判斷，該沉錳盆地為一深水還原沉積環(huán)境。隨著汝南哨大斷裂不斷拉張的同時(shí)產(chǎn)生基性火山噴發(fā)現(xiàn)象(有關(guān)火山噴發(fā)從松桂組地層中有一層玄武巖可以得到佐證)，帶來大量的錳質(zhì)并沉積下來。同時(shí)頻繁的地震和火山噴發(fā)，引發(fā)海底濁流及巖崩，整個(gè)裂陷槽被分割成若干個(gè)次級(jí)凹陷盆地呈串珠狀分布在鶴慶沉錳盆地內(nèi)，并形成相對(duì)獨(dú)立的沉積環(huán)境。

(2)錳礦體沉積階段(三疊紀(jì)晚期)：受汝南哨大斷裂南北兩側(cè)擠壓應(yīng)力的作用，位于“鶴慶沉錳盆地”南面的剝蝕區(qū)向北推移，產(chǎn)生一系列同生褶皺(如小天井向斜)，同時(shí)因重力作用，產(chǎn)生大量的崩塌體，該點(diǎn)從松桂組上段(T3sh3-2)地層中見有大量北衙組(T2b2)灰?guī)r掉塊可以證明。正是該一系列同生褶皺控制了錳礦體的分布范圍和規(guī)模。

3.2 沉積特征

(1)礦層嚴(yán)格受巖相控制，礦層與頂?shù)装鍘r層整合接觸，產(chǎn)狀與圍巖基本一致。

(2)礦層及其夾石、圍巖具生物結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)的海相沉積結(jié)構(gòu)構(gòu)造，如砂屑結(jié)構(gòu)、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、鮞粒結(jié)構(gòu)、條帶狀結(jié)構(gòu)、水平層紋-層狀結(jié)構(gòu)等。

(3)隨沉積環(huán)境的改變，礦石礦物組合具有與沉積相變同步的現(xiàn)象。

4 找礦標(biāo)志

(1)印支末期沿古構(gòu)造存在的含錳、鐵基性火山碎屑建造和塌積-混積巖建造，是區(qū)域上找優(yōu)質(zhì)富錳礦的重要標(biāo)志之一。

(2)能反映成礦前古斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)期后相對(duì)平靜期，海進(jìn)向海退轉(zhuǎn)換的間歇期的碳酸鹽-硅質(zhì)巖建造巖系是主要的含錳巖系，是區(qū)域找礦的重要標(biāo)志之一。

(3)含生物化石的薄層硅鈣層是鶴慶式錳礦的直接頂板，該硅鈣層可作為礦區(qū)直接找礦標(biāo)志。

(4)薄層狀硅鐵建造是裂陷中硅錳建造的邊緣相沉積標(biāo)志。

(5)松桂組上段(T3sh3)碎屑巖-泥質(zhì)巖中出現(xiàn)含錳破碎帶或淋積型氧化錳礦體(點(diǎn))是鶴慶式錳礦存在的構(gòu)造標(biāo)志。

根據(jù)對(duì)鶴慶錳礦成因類型、成因機(jī)制的研究認(rèn)為，控制優(yōu)質(zhì)富錳礦體的形成因素較多，對(duì)沉積環(huán)境的要求十分嚴(yán)格，需要對(duì)所有找礦標(biāo)志進(jìn)行綜合分析，才能確定找礦靶區(qū)及其找礦標(biāo)志的有效性。