廣西大新下雷錳礦成礦地質(zhì)條件及控礦特征

鄧顯殿

(廣西錫山礦業(yè)有限公司，廣西 南寧 530022)

廣西大新下雷錳礦所處大地構(gòu)造位置屬南華準(zhǔn)地臺(tái)、右江再生地槽、桂西坳陷的南西部，包括下雷—靈馬坳陷及其兩側(cè)的靖西—田東隆起、西大明山隆起3個(gè)區(qū)域三級(jí)構(gòu)造的一部分。工作區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐忠?jiàn)圖1、表1。

表1 區(qū)域構(gòu)造單元?jiǎng)澐直?/p>

1 二級(jí)構(gòu)造單元界線；2 三級(jí)構(gòu)造單元界線；3 四級(jí)構(gòu)造單元界線；4 工作區(qū)位置

該區(qū)地質(zhì)作用以下古生界和上、中生界以及新生界沉積作用為主，形成大面積沉積巖地層。而含錳巖系為泥盆系上統(tǒng)五指山組，是該地區(qū)研究的重點(diǎn)，其巖性主要有含碳硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖、鈣質(zhì)泥巖等。與上覆地層下統(tǒng)巖關(guān)階薄層狀生物碎屑灰?guī)r呈整合接觸，與下覆地層泥盆系上統(tǒng)榴江組薄層狀灰?guī)r、硅質(zhì)泥巖夾泥巖呈整合接觸。

礦區(qū)內(nèi)斷層甚多，對(duì)礦體形態(tài)起了程度不同的破壞作用，尤其是在南部礦段勘探范圍的西段更為明顯，使礦體受擠壓扭曲而發(fā)生彎曲、破碎。褶皺構(gòu)造發(fā)育，形成極為復(fù)雜的復(fù)式褶皺構(gòu)造，北翼緩南翼陡，褶皺的總面貌是南強(qiáng)北弱。

1 地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)域上桂西南地區(qū)是廣西海相沉積型錳礦集中分布區(qū)，主要有湖潤(rùn)、把荷、南丹錳礦等，這些礦床均產(chǎn)于泥盆系中。研究發(fā)現(xiàn)泥盆系與區(qū)域上產(chǎn)出有大中型錳礦的同期沉積產(chǎn)物，均產(chǎn)于碎屑巖建造中，雖然含錳巖系巖性特征與南丹富羅組巖性存在有一定差異，但下雷錳礦與南丹富羅組錳礦成礦地質(zhì)特征有可對(duì)比之處：①下雷錳礦含錳巖系為晚泥盆系的一套灰質(zhì)硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖、含錳硅質(zhì)巖組合，巖石呈微晶結(jié)構(gòu)水平層理發(fā)育，大部分巖石含有碳質(zhì)成分和黃鐵礦，可見(jiàn)化石竹節(jié)石、牙形石、菊石等；②大新下雷錳礦含錳巖系以硅質(zhì)巖為主，而南丹含錳巖系為泥巖；③同一時(shí)期南丹的含錳巖系為泥巖，下雷錳礦含錳巖系為硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖，不難發(fā)現(xiàn)在臺(tái)溝沉積過(guò)程中，海底的溫度較高，成礦前存在火山噴發(fā)活動(dòng)，成礦物質(zhì)來(lái)源豐富[1]。

可以看出下雷錳礦產(chǎn)于泥盆系五指山組灰質(zhì)硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖、含錳硅質(zhì)巖巖性組合。大新下雷錳礦為海相盆地沉積，以及受斷裂熱液噴發(fā)的影響，海進(jìn)—海退的沉積旋回形成有利的成礦條件。

1.2 泥盆系五指山組下雷錳礦巖相古地理特征

大新下雷錳礦形成的環(huán)境與地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)帶有關(guān)，因火山噴發(fā)基性巖、噴出巖發(fā)育，含硅質(zhì)較高，且臺(tái)溝地區(qū)有利于硅質(zhì)巖的沉積。臺(tái)溝發(fā)育與斷裂影響所引起的溝底變化，地形起伏，所形成的環(huán)境，又可分為盆地邊緣斜坡與溝底亞相。

1)盆地邊緣斜坡

位于碳酸巖相與溝底的過(guò)渡區(qū)，有淺水—深水沉積的過(guò)程，以較深水沉積為主。形成條帶狀與豆鮞狀灰?guī)r以及硅質(zhì)巖。不難發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)海進(jìn)—海退的沉積旋回特征:砂礫灰?guī)r—微晶灰?guī)r—硅質(zhì)巖。

2)溝底亞相

該亞相與上述邊緣斜坡呈相變關(guān)系，以灰黑色硅質(zhì)巖與薄層的微晶灰?guī)r之間呈層序沉積旋回，一般在特定的位置夾有1～3層碳酸錳礦與含碳酸錳的灰?guī)r、硅質(zhì)巖，并且?guī)r石含有機(jī)質(zhì)，代表著深水還原環(huán)境。

2 成礦地層條件

2.1 巖相古地理?xiàng)l件

桂西南地區(qū)晚泥盆系是一個(gè)重要的成礦時(shí)期，錳礦的分布受沉積時(shí)環(huán)境的控制，如湖潤(rùn)錳礦就分布于海相臺(tái)溝地區(qū)，受下雷—靈馬深大斷裂的影響，臺(tái)溝斷裂與礦體走向一致，走向北東60(°)～80(°)，傾向南東，傾角40(°)～60(°)。礦體呈薄—中層狀發(fā)育，而巖相是沉積環(huán)境的反映，不同的沉積相中，礦石的質(zhì)量、數(shù)量規(guī)模也有所不同。研究區(qū)主要為臺(tái)溝相與臺(tái)溝邊緣相，目前所發(fā)現(xiàn)的錳礦床均位于東平—下雷臺(tái)溝相內(nèi)。錳礦賦存于硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)泥巖組合中，古地理位于淺海盆地深水臺(tái)溝相，形成一種較為封閉的微咸化的相對(duì)穩(wěn)定環(huán)境，而臺(tái)溝地區(qū)為錳質(zhì)聚集成礦的有利場(chǎng)所[2]。

2.2 地層條件

結(jié)合桂西南地區(qū)，湖潤(rùn)錳礦、南丹富羅組錳礦等礦床沉積特征，不難發(fā)現(xiàn)泥盆系地層產(chǎn)有大量錳礦。可總結(jié)出含錳巖系巖性組合主要為碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖組合及豆鮞狀泥質(zhì)灰?guī)r組合。巖石主要有泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r、扁豆?fàn)钅噘|(zhì)泥晶灰?guī)r、硅質(zhì)泥巖、硅質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖、鈣質(zhì)硅質(zhì)巖、碳質(zhì)硅質(zhì)巖、黑色泥巖、暗色泥晶灰?guī)r及錳質(zhì)巖等，同時(shí)也是我國(guó)優(yōu)質(zhì)錳礦主要賦存巖質(zhì)。局部斷層發(fā)育，受構(gòu)造影響，區(qū)內(nèi)地層褶皺變形嚴(yán)重，從而形成復(fù)式褶皺、倒轉(zhuǎn)等。

3 錳質(zhì)來(lái)源

3.1 構(gòu)造條件

構(gòu)造與錳礦的關(guān)系主要表現(xiàn)為臺(tái)溝環(huán)境，經(jīng)后期大斷裂影響、火山噴發(fā)基性巖、噴出巖發(fā)育，含硅質(zhì)較高。而臺(tái)溝地區(qū)更是有利于錳質(zhì)成分富集，不同的構(gòu)造部位成礦規(guī)模、質(zhì)量都不一樣，而該區(qū)的環(huán)境、構(gòu)造有利于錳質(zhì)的沉積，資源儲(chǔ)量大。

3.2 錳質(zhì)來(lái)源

錳質(zhì)來(lái)源為錳礦成因的關(guān)鍵，主要受沉積環(huán)境和成礦條件的影響，根據(jù)下雷錳礦巖相古地理特征，海底火山噴發(fā)的熱液為主要的錳質(zhì)來(lái)源。

底部巖漿所帶來(lái)的大量錳質(zhì)沉積形成，主要證據(jù)為以下兩點(diǎn)。

1)從礦物組合可以看出錳質(zhì)成分來(lái)源于深源熱液，錳礦成分組成極為復(fù)雜，區(qū)間見(jiàn)有菱錳礦，局部可見(jiàn)鈣質(zhì)成分、錳方解石等碳酸鹽系列礦物之外，還有黑云母薔薇輝石、陽(yáng)起石、綠泥石等，以及局部少量的鉀長(zhǎng)石、褐錳礦、黃鐵礦這些礦物的組合，說(shuō)明該地區(qū)屬于熱液礦物。雖然碳酸錳礦在常溫條件下也可形成，但因礦層中碳酸錳礦物是與薔薇輝石等熱液形成的礦物有著緊密關(guān)聯(lián)的，形成薄層、條紋層分布于巖層中，可以看出兩者均為熱液條件下形成的礦物。

2)下雷錳礦石中有大量的豆鮞粒狀分布[3]，豆鮞均由硅酸鹽礦物組成，豆鮞粒狀與熱液礦物同步發(fā)育，與構(gòu)造線方向一致，說(shuō)明其成因與熱液活動(dòng)密切相關(guān)，高溫的熱液流動(dòng)最有利于豆鮞的形成，尤其是礦層頂板、底板所夾的硅質(zhì)巖中SiO2含量較高，由此可見(jiàn)該地區(qū)沉積時(shí)受熱液作用影響較大。

4 錳礦控礦特征

該區(qū)目前有2處已知錳礦床，分別為下雷錳礦床和湖潤(rùn)錳礦床，處于同一巖相區(qū)內(nèi)，其巖性組合特征類似。

下雷錳礦區(qū)位于東平—下雷臺(tái)溝相內(nèi)，錳礦產(chǎn)于泥盆系上統(tǒng)五指山組，含錳巖系硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)泥巖組合中。礦區(qū)處于下雷—靈馬坳陷的南西部、向東至地州弧形構(gòu)造帶內(nèi)，弧形構(gòu)造帶由一系列走向大致平行的向斜、背斜構(gòu)造與相伴生的斷裂構(gòu)造組成，弧頂向南。

該區(qū)五指山組有3個(gè)含錳層，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ礦層，3個(gè)礦層均位于硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)泥巖組合中，呈層狀產(chǎn)出，礦層與巖層走向一致。據(jù)資料來(lái)看，礦區(qū)內(nèi)3個(gè)礦層厚分別為：Ⅰ礦層0.56～7.34 m；Ⅱ礦層0.56～9.89 m；Ⅲ礦層0.56～8.90 m；Mn品位為10%～35.99%；且錳礦多以結(jié)核狀、豆鮞狀發(fā)育。

5 結(jié) 論

1)下雷地區(qū)成錳條件優(yōu)越，五指山組是區(qū)內(nèi)惟一的含錳巖系，屬碎屑巖沉積型含錳建造，臺(tái)溝相沉積；古地理位置處于桂西南地區(qū)大新縣下雷—湖潤(rùn)，北起湖潤(rùn)，南至中越邊界受下雷—靈馬坳陷影響，海底火山噴發(fā)沉積所形成的錳礦床。

2)錳礦的形成及分布受層(巖石地層)、相(巖相)、位(構(gòu)造部位)控制明顯，后期地質(zhì)構(gòu)造作用對(duì)錳礦的次生變化和保存具有極重要意義。