淺談江西省定南縣虎山錳礦區(qū)域成礦條件

吳玉彬，方 濤

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六四大隊(duì)，江西 贛州 341000）

錳礦是一種非常重要的戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源，尤其是富錳礦和優(yōu)質(zhì)錳礦資源，已經(jīng)被國家列入到緊缺的礦種。我國錳礦資源分布不平衡，22個省市均查明有錳礦，貴州錳礦資源儲量居亞洲第一。自然界很多礦物中都含有錳元素，但真正有價值的只有一小部分可以作為錳礦加以開采利用，主要為軟錳礦，其次硬錳礦、沼錳礦，其他如水錳礦。本文研究的虎山錳礦主要為硬錳礦，通過分析其地質(zhì)特征、成礦條件等，總結(jié)成礦成因和控礦因素，為今后其他地區(qū)進(jìn)行錳礦產(chǎn)的勘探和開采提供可借鑒的參考。

1 區(qū)域地質(zhì)

區(qū)域大地構(gòu)造位置處于華夏板塊加里東期東南造山帶，即南嶺東段隆起帶北部，東起武夷西麓，西至羅霄—諸廣山，南達(dá)九連山，是經(jīng)燕山期近東西向巖漿巖疊加構(gòu)造后的隆起帶。雩山隆起位于吉泰、贛州盆地東側(cè)，總體呈北北東向展布，褶皺基底為青白口系上部－寒武系地層，北段震旦系廣泛出露，南段寒武系出霹較廣，沉積蓋層在南部有少量分布。該區(qū)南部龍南、全南、定南地區(qū)發(fā)育侏羅紀(jì)—早白堊世火山盆地、晚白堊世紅層斷陷盆地，主要分布于南徑盆地、東坑—臨江盆地、白面石盆地和菖蒲盆地，均為中小型規(guī)模。區(qū)域出露地層有震旦系上統(tǒng)、寒武系、二疊系、侏羅系、白堊系及新生代。除巖漿巖外，上元古界老虎塘組和下古生界寒武系淺變質(zhì)巖系約占全區(qū)面積的40%，主要分布于天花寺、鶴仔圩一帶，其他地層零星分布于巖體的周邊，第四系沿河谷和山間盆地分布。

區(qū)域巖漿活動強(qiáng)烈，主要為加里東期和燕山期花崗巖，形成了桃山－雩山復(fù)式花崗巖帶。在南段與南嶺花崗巖帶復(fù)合，花崗巖體密集出露，礦區(qū)位于隘高復(fù)式巖體中，其巖體由隘高、寨背、龍州和高前山等小巖體組成，呈巖基或大的巖株?duì)町a(chǎn)出，總體展布方向?yàn)楸北睎|。保羅紀(jì)的火山巖及火山碎屑巖出露于南部地區(qū)，包括早侏羅世的雙峰式海相和早白惡世的酸性陸相火山碎屑沉積巖。區(qū)域內(nèi)斷裂發(fā)育，主要為北東—北東東向、北北東向斷裂、近東西向、北西向四組斷裂，以北北東和北東一北東東向兩組斷裂最為發(fā)育，即龍南－版石和九連山－安遠(yuǎn)斷裂帶。區(qū)域變質(zhì)巖主要為淺變質(zhì)板巖和變質(zhì)碎屑巖，包括有硅質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖、變質(zhì)長石石英砂巖、條帶狀和千枚狀板巖、混合巖等。區(qū)域蝕變主要表現(xiàn)為的花崗巖類的自變質(zhì)作用和蝕變作用，以鈉長石化、云英巖化、鋰云母化、白云母化、鉀長石化、螢石化等有密切的關(guān)系。

區(qū)域金屬礦產(chǎn)豐富，主要礦種有鎢、稀土、鉛、鋅、鐵、鈦、錫、鈾、鈮等20余種，其中尤以鎢礦最為突出，著名的歸美山鎢礦開采近百年，目前仍在開采中，稀土礦分布特廣，三南地區(qū)均有分布，以輕稀土為主。非金屬礦產(chǎn)主要有煤、瓷土、石墨、螢石礦等。

2 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)內(nèi)除在溝谷和緩坡地段有第四系外未見其他地層出露。第四系由山坡殘積層、坡積層和溪溝沖積層等組成，層厚0～10余米，巖性為砂、礫、巖石碎塊、砂質(zhì)粘土及相互夾雜的松散沉積物。礦區(qū)地處寨背巖體中部地段，主體構(gòu)造以緩傾角的張性斷裂構(gòu)造為主，褶皺不明顯，成礦后斷裂疊加裂隙較為發(fā)育。構(gòu)造巖類有含礫糜棱巖、角礫巖、石英玉髓巖、碎裂巖、破碎花崗巖和石英脈。

礦區(qū)主體巖石為燕山早期中粗粒黑云母花崗巖，約占全區(qū)90%以上，呈暗綠色、淺肉紅色，粗粒一中粗粒，結(jié)晶粒狀花崗巖結(jié)構(gòu)，變晶殘余結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造和碎裂構(gòu)造，局部可見殘留的片麻狀構(gòu)造。主要造巖礦物有更長石、斜微長石、石英、黑云母等。微斜長石呈半自形粒狀、蓮子狀、不規(guī)則狀，見有格子狀雙晶，平均粒度為3mm～4mm，含量約為35%～40%。更長石呈半自形、它形板狀、粒狀，納長雙晶較明顯，粒度一般為3mm，含量約為30%～35%，長石均呈斑晶出現(xiàn)。石英呈他形粒狀、聚集團(tuán)粒狀、微細(xì)脈狀不均勻的分布在長石之間，粒度2mm～3mm，含量20%左右。黑云母呈聚集團(tuán)粒狀、條帶狀，大小一般在1mm～2mm，含量5%～6%左右，副礦物有磷灰石、鋯石。中細(xì)粒黑云母花崗巖呈不規(guī)則狀侵入于中粗粒黑云母花崗巖中，小斑、少斑，致密堅硬。石英流紋霏細(xì)斑巖多出露于礦區(qū)東部斷裂構(gòu)造附近，呈脈狀、透鏡狀，呈淺灰色、淺肉紅色，為斑狀結(jié)構(gòu)、霏細(xì)結(jié)構(gòu)、熔蝕結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。輝綠巖呈脈狀產(chǎn)出，零星分布。

礦區(qū)硅化破碎帶在形成演化過程中，內(nèi)外普遍遭受不同程度的蝕變，其中硅化、黃鐵礦化與錳礦成因關(guān)系密切。其中硅化分布廣且歷時最長，根據(jù)產(chǎn)出形態(tài)和相互之間的關(guān)系，可以分為三個階段：①早期硅化：乳白色、灰白色透鏡體、脈體、塊狀石英，為硅化破碎帶早期產(chǎn)物，錳礦化弱，由于后期斷裂構(gòu)造的疊加，早期的硅質(zhì)巖多為構(gòu)造角礫出現(xiàn)；②中期硅化：灰白色、淺灰色的石英脈體，為硅化破碎帶同期產(chǎn)物，疊加在早期硅化體之中，錳礦化則沿石英角礫周邊或膠結(jié)物空隙、裂隙中充填，并伴有弱黃鐵礦化，是錳礦化的主要成礦期；③晚期硅化：白色、乳白色石英脈，沿裂隙充填交代，多呈細(xì)小的網(wǎng)脈狀穿插在早、中期石英脈體內(nèi)，脈寬1cm～2cm，一般不含黃鐵礦，與錳礦化關(guān)系不密切。黃鐵礦化廣泛分布于糜棱巖、角礫巖、石英巖和圍巖中，但含量甚微，多呈粉末狀或碎裂狀沿裂隙浸染狀、皮殼狀、膠狀分布于構(gòu)造破碎帶膠結(jié)物中，伴有碳酸鹽化。黃鐵礦化與錳礦化基本同時生成，但經(jīng)后來的氧化、淋濾作用，多數(shù)表現(xiàn)為針鐵礦化。其它蝕變包括綠泥石化、綠簾石化、高嶺土化等，分布最廣，屬多階段、多世代的產(chǎn)物。在硅化破碎帶內(nèi)，由于處于氧化帶，高嶺土化更明顯，蝕變更是發(fā)育，與錳礦化的關(guān)系不明顯。

3 礦體特征

礦區(qū)較大的硅化構(gòu)造破碎帶有10條，4條礦化帶分布于礦區(qū)的北部和南部。其中北部的F2號硅化破碎帶為主要工作區(qū)域，通過施工槽探、硐探和鉆探等勘探手法，基本查明主礦體形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀和空間位置及礦石質(zhì)量特征，構(gòu)造走向北東73°～83°，傾向北北西，平均傾角52°，控制走向長大于1200m，傾斜垂深大于180m，厚度為12m～24m，平均厚度18m，帶內(nèi)分布有脈狀、透鏡狀石英脈、玉髓脈，錳礦體賦存于帶內(nèi)的糜棱巖、構(gòu)造角礫巖或構(gòu)造泥中，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，膨脹縮小現(xiàn)象明顯。礦體產(chǎn)狀受破碎帶結(jié)構(gòu)面控制，從沿脈坑道證明，礦體與硅化破碎角礫巖帶結(jié)構(gòu)面有5°～10°的夾角，呈雁形排列，首尾相接；礦區(qū)南部主要為F5、F6和F7號硅化破碎帶，均為近東西向，間距約為100m，由于地形條件不好，施工難度較大，鉆探工作有待交通條件的改善才能進(jìn)行，僅進(jìn)行地表槽探和淺部坑道追索，控制礦化帶長度近220m，寬60m，厚度1.5m～2m，品位達(dá)到了邊界或工業(yè)品位要求，礦石中伴生的銀、鎢等可綜合利用，所以該區(qū)域可作為礦區(qū)的后備遠(yuǎn)景地區(qū)之一。

礦體礦石礦物組成比較簡單，分帶不明顯，錳礦物粒徑小，多呈粉末狀的隱晶。金屬礦物主要有硬錳礦，次為軟錳礦，磷錳礦、針鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦等微量，脈石礦物主要為石英、泥質(zhì)等，局部伴有鎢礦，比較零星，無法圈成礦體，而有害元素和雜質(zhì)含量低，屬優(yōu)質(zhì)氧化錳礦石。硬錳礦在自然狀態(tài)下呈灰黑色、灰色，具有半金屬光澤，性脆，不透明，無解理，斷口較平坦，不污手，具有碎裂構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造，以隱晶質(zhì)凝膠塊體狀為主，次為腎狀、葡萄狀等，粒徑達(dá)5mm～15mm不等，硬錳礦分布于微晶石英、玉髓透鏡體和石英角礫邊緣或微晶石英空洞中，有的沿石英脈中的裂隙與網(wǎng)狀裂紋中充填，硬度大，小刀不易刻動，加雙氧水劇烈反應(yīng)起泡。經(jīng)鏡下鑒定，錳礦石中硬錳礦占95%以上，錳的嵌布粒度較粗，以隱晶質(zhì)凝膠塊體出現(xiàn)的硬錳礦的粒度80%以上大于0.2mm，大者呈粗脈狀可達(dá)5mm～15mm，10%～15%粒度在0.125mm～0.2mm之間，只有約5%的粒度小于0.125mm以下。軟錳礦、磷錳礦在錳礦中占5%以下，呈黑色、灰色，染手，硬度小，一般2～3，呈膠狀、土狀產(chǎn)于硬錳礦邊部或外圍，軟錳礦也常呈微粒浸染狀分布于礦石的泥質(zhì)膠結(jié)物中。礦石中的石英具有超糜棱—糜棱結(jié)構(gòu)，粒徑一般0.01mm～0.05mm，為條帶狀集合體被后期斷裂構(gòu)造破壞而呈角礫狀產(chǎn)出，占了輕礦物中含量的95%以上，石英粒間常見黃鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦。

礦石自然類型為氧化錳礦石，可劃分為糜棱巖型和角礫巖型，兩種礦石分帶不明顯，在空間分布上伴隨、交替出現(xiàn)或混生，無明顯界線，礦體下部多為角礫巖型礦石，中部和中上部以糜棱巖型礦石較多，礦石品位變化區(qū)間均較小。糜棱巖型礦石由具有高嶺土化、綠泥石化糜棱巖組成，呈膠狀、環(huán)狀、粒狀結(jié)構(gòu)，松散土狀構(gòu)造。硬錳礦、軟錳礦以球?；蚱咸褷?、膠狀、微粒浸染狀存在于礦石中，局部褐鐵礦化污染明顯；角礫巖型礦石由具有弱硅化、黃鐵礦化、綠泥石化構(gòu)造角礫巖組成，呈膠狀結(jié)構(gòu)、凝膠塊體狀結(jié)構(gòu)、顯微粒狀結(jié)構(gòu)、環(huán)狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等，星散浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、環(huán)粒狀構(gòu)造、葡萄狀構(gòu)造和脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造。錳礦以膠狀、凝膠塊體狀或環(huán)粒狀、顯微脈狀等分布于石英角礫邊緣或膠結(jié)物中。

礦體頂?shù)装鍑鷰r為紫紅色硅化構(gòu)造角礫巖，厚度1.50m～3.00m，角礫成分為鉀長石化、中粗粒似斑狀黑云母花崗巖和白色石英巖和粉紅色玉髓角礫，呈次圓狀和次棱角狀，大小不一，一般為1cm～3cm。膠結(jié)物為石英巖屑、泥質(zhì)、鐵質(zhì)等。圍巖中見后期白色石英細(xì)脈呈網(wǎng)狀分布，脈寬1mm～2mm，玉髓脈寬3cm～5cm，與構(gòu)造結(jié)構(gòu)面平行分布，與礦體無明顯界線。

4 礦床成因

礦床巖性為燕山早期深成黑云母花崗巖，不僅成礦元素Mn豐度值高，提供了部分成礦物質(zhì)來源，而且還存在性脆、裂隙發(fā)育的特點(diǎn)，創(chuàng)造了有利的儲礦空間。礦床在長期構(gòu)造運(yùn)動中形成了一系列的北東向、近東西向和北西向斷裂構(gòu)造，多次斷裂構(gòu)造的疊加，使得巖石破碎，裂隙裂紋發(fā)育或成糜棱巖狀，為區(qū)內(nèi)控礦起著重要作用。礦床巖漿活動過程中，尤其是在塞背巖體形成后期，一部分巖漿含礦熱液與地下熱水混合，運(yùn)移中吸取了部分圍巖成礦物質(zhì)，在構(gòu)造有利部位聚集沉淀成礦。

根據(jù)蝕變種類、礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦石礦物組合等，將礦床礦化劃分為三個階段：①硅化階段：伴有微弱的黃鐵礦化；②石英、金屬錳酸鹽階段：以硅化、硬錳礦化為主，并伴有綠泥石化等形成脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造；③表生氧化富集階段：巖漿熱液移動中吸取了富錳圍巖的含礦物質(zhì)，在構(gòu)造局部部位富集成礦，在地表及淺部，氧化作用較強(qiáng)，后期由于地表水與地下水長期循環(huán)淋濾作用，花崗巖體的一些含錳礦物從巖石的節(jié)理裂隙進(jìn)一步運(yùn)移集中，形成球粒狀集合體，角礫構(gòu)造帶里的粘土物質(zhì)也會吸附含錳礦物。由于地下水侵蝕基準(zhǔn)面及潛水位的動態(tài)變化，隨著海拔深度的降低，使容礦構(gòu)造整體上錳元素含量逐漸降低，在基準(zhǔn)面以下變得極低。

綜上所述，該礦床工業(yè)類型為低磷、低鐵酸性錳礦床，成因類型為與酸性巖體有關(guān)的中低溫?zé)嵋骸転V型錳礦床。

5 結(jié)論

該區(qū)域錳礦主要賦礦巖性為燕山早期中粗粒似斑狀黑云母花崗巖中的含礫糜棱巖、構(gòu)造角礫巖，其中綠泥石化明顯的角礫巖帶是尋找錳礦的直接標(biāo)志，多期次多階段疊加硅化的破碎角礫巖帶是錳元素聚集成礦的有利地段。由于投入工作量有限，北部礦體在走向及傾向上控制不足，礦體淺部、中深部經(jīng)鉆孔控制證實(shí)，礦體向深部仍穩(wěn)定延伸，有進(jìn)行深部找礦的必要。南部礦體成礦地質(zhì)條件和北部相似，控礦構(gòu)造發(fā)育，成礦條件有利，開展詳查找礦工作有較好前景。南嶺地區(qū)有大面積的加里東期和燕山期酸性巖體，同時有規(guī)模較大的硅化破碎帶，與虎山錳礦相同的地質(zhì)條件，是尋找錳礦資源的重要方向，具有較好的找礦遠(yuǎn)景。