貴州省松桃縣大路錳礦礦床地質(zhì)特征

陳志友，何衛(wèi)軍，龍 洋

(1.西南能礦建設(shè)工程有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550001；2.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

州省錳礦資源豐富，其中以南華紀(jì)“大塘坡式”錳礦資源潛力最大，經(jīng)濟(jì)效益最為顯著，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并報(bào)道的錳礦有松桃高地特大型富錳礦[1]、松桃楊家灣—楊立掌大型錳礦[2]、松桃普覺(jué)超大型錳礦[3-4]、桃子坪隱伏超大型錳礦[5]等。松桃縣大路錳礦位于石阡—松桃—古丈錳礦成礦亞帶[1]，主要分布于南華紀(jì)大塘坡組第一段黑色巖系下部，礦物以鈣菱錳礦和菱錳礦為主，沉積環(huán)境為淺海還原環(huán)境[6]，屬于古天然氣滲漏沉積型錳礦床[7]。本文根據(jù)勘查成果對(duì)松桃縣大路錳礦礦床地質(zhì)特征進(jìn)行總結(jié)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子板塊西南緣，江南復(fù)合造山帶黔南坳陷區(qū)銅仁復(fù)式褶皺變形區(qū)東部，處于松桃“大塘坡式”錳礦成礦區(qū)的中東部，區(qū)域成礦地質(zhì)條件有利，錳礦資源豐富。

區(qū)域地層有新元古界青白口系下江時(shí)期紅子溪組（Pt31dh）、清水江組（Pt31dq），南華系富祿組（Pt32bf）、大塘坡組（Pt32bd）、南沱組（Pt32cn），震旦系陡山沱組（Pt33d）、老堡組（Pt33∈1l），寒武系牛蹄塘組（∈1-2n）、九門沖組（∈2jm）、變馬沖組（∈2b）、杷榔組（∈2p）、清虛洞組（∈2q）、高臺(tái)組（∈3g）、石冷水組（∈3sh）、婁山關(guān)組（∈3-4l）、毛田組（∈4O1m），奧陶系桐梓組（O1t）、紅花園（O1h）、大灣組（O1-2d）。

本區(qū)歷經(jīng)武陵運(yùn)動(dòng)、雪峰運(yùn)動(dòng)、加里東運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，區(qū)域構(gòu)造錯(cuò)綜復(fù)雜，區(qū)域主要構(gòu)造線呈北東及北東東向。區(qū)域褶皺構(gòu)造主要有老將坡背斜、上洞背斜和寨英背斜；區(qū)域上較大的斷裂構(gòu)造主要有三陽(yáng)斷裂、木耳溪斷裂、紅石斷裂。

區(qū)域上變質(zhì)巖較發(fā)育，主要分布于礦區(qū)的西側(cè)，總體變質(zhì)程度較低，主要為變質(zhì)沉積巖，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造保留較好。

區(qū)域礦產(chǎn)以錳礦最具優(yōu)勢(shì)，次為零星分布的汞、釩、鉛鋅、磷、重晶石、石英砂巖、大理石以及建筑用白云巖、灰?guī)r等礦產(chǎn)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露青白口系下江時(shí)期紅子溪組（Pt31dh）、清水江組（Pt31dq），南華系富祿組兩界河段（Pt32bf2），寒武系杷榔組（∈2p）、清虛洞組（∈2q）、高臺(tái)組（∈3g）、石冷水組（∈3sh）、婁山關(guān)組（∈3-4l），第四系（Q）。詳見(jiàn)圖1，其中主要出露的地層為南華系富祿組兩界河段鐵絲坳亞段（Pt32bf22）、大塘坡組一段（Pt32bd1）、大塘坡組二—三段（Pt32bd2+3）、南沱組（Pt32cn），地層特征如下：

（1）富祿組兩界河段鐵絲坳亞段（Pt32bf22）。礦區(qū)內(nèi)主要呈隱伏狀產(chǎn)出，在北西角F1與F2斷層之間有少量出露，應(yīng)與下伏清水江組微角度不整合或平行不整合，巖性主要為灰至淺灰色中厚層至塊狀中—粗粒長(zhǎng)石巖屑砂巖組成，夾少許含礫砂巖—粉砂巖及礫砂質(zhì)粘土巖，具粒序?qū)永怼⑵叫袑永?，厚度?0.22m。

（2）大塘坡組（Pt32bd）。礦區(qū)內(nèi)呈隱伏狀產(chǎn)出，與下伏南華系富祿組整合接觸：按巖石組合特征可分為兩個(gè)巖性段：

①一段（Pt32bd1）：為主要含礦巖層，巖性為灰黑色、黑色中厚層狀含錳灰?guī)r、炭質(zhì)粉砂巖，含星點(diǎn)狀、似層狀、透鏡狀黃鐵礦，區(qū)內(nèi)具有開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的錳礦體隱伏產(chǎn)于黑色含錳炭質(zhì)泥巖中，地表未出露。厚度：34.94～46.27m。

②二—三段（Pt32bd2+3）：淺灰色、灰色薄至中層粉砂巖、含粉砂質(zhì)泥巖。水平層理發(fā)育。厚度：182.66～259.24m。

（3）南沱組（Pt32cn）。礦區(qū)內(nèi)呈隱伏產(chǎn)出，與下伏大塘坡組整合接觸，上部主要為黃灰綠色含礫粘土巖，時(shí)夾粘土巖或薄層礫石。中部為灰綠、黃綠色塊狀含礫砂巖、砂質(zhì)礫巖，礫石多，礫徑大。下部為灰綠色、黃綠色塊狀含礫粉砂巖、含礫粉砂質(zhì)粘土巖、間夾1～2層層紋狀粘土巖，局部夾白云巖透鏡體。厚度：202.70～259.36m。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)處于區(qū)域大斷裂木耳溪斷層南東盤，總體上大致為單斜構(gòu)造，受北東向及近東西向構(gòu)造的影響，礦區(qū)中部乜江附近地層走向出現(xiàn)較大角度的轉(zhuǎn)折，北側(cè)走向?yàn)槟蠔|東，南側(cè)走向?yàn)楸睎|。

2.2.1 褶皺

孫家向斜：位于區(qū)內(nèi)大路河以南，軸線西起于孫家后山，往東經(jīng)過(guò)老鴉山，長(zhǎng)度超過(guò)2km；走向NE-SW，為一寬緩向斜。北西翼地層傾向100°～120°，傾角26°～44°；南東翼地層傾向16°～60°，傾角22°～41°。

2.2.2 斷層

斷層主要呈北東向和近東西向發(fā)育，與區(qū)域斷裂木耳溪斷裂帶關(guān)系密切，主要的斷層具體特征如下：

F1：區(qū)域斷裂木耳溪斷裂帶之分枝斷層，僅局部穿過(guò)礦區(qū)北西角，區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)約450m，走向北東，其余大部位于區(qū)外，長(zhǎng)度超過(guò)2700m，其西盤為清水江組及紅子溪組地層，巖性主要為灰綠色含礫砂巖，產(chǎn)狀較為零亂。

F5：位于礦區(qū)北東側(cè)楊家灣至坑邊一帶，坑邊以南為推測(cè)，長(zhǎng)約1100m，走向北東，傾向北西，北西盤為清虛洞二段至石冷水組，南東盤為清虛洞組，傾向北西，傾角近直立約80°，斷層破碎帶寬3～10m，具褪色化，為正斷層。

F6斷層：位于區(qū)內(nèi)中部，自石縣溝至三渡水一帶，長(zhǎng)約950m，為傾向右行平移斷層，北西盤地層向北東移動(dòng)，南東盤地層向南西移動(dòng)，地表平面斷距180～380m。

F7斷層：位于勘查區(qū)東側(cè)，長(zhǎng)度超過(guò)3000m，走向北東，傾向不明，大部分處于區(qū)外，浮土掩蓋嚴(yán)重，為推測(cè)性質(zhì)不明斷層。

F8斷層：位于勘查區(qū)中部東側(cè)，長(zhǎng)約1250m，大部分處于區(qū)外，浮土掩蓋嚴(yán)重，為推測(cè)性質(zhì)不明斷層，應(yīng)自黃泥董經(jīng)瓦廠壩在甸子壩交于F9。

F9斷層：位于勘查區(qū)東側(cè)，長(zhǎng)度超過(guò)2100m，大部分處于區(qū)外，浮土掩蓋嚴(yán)重，自劉家寨南側(cè)后山經(jīng)平洞、甸子壩至乜江交于F7斷層，為正斷層傾向北北西，傾角約70°，北盤地層傾向東，南盤地層傾向南東。

F10：位于礦區(qū)東南部，部分延伸出區(qū)外，總長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)1900m，礦區(qū)內(nèi)長(zhǎng)度約870m，走向北北東，傾向南東東，傾角約70°。為正斷層。

F14斷層：位于勘查區(qū)南東端，沿后洞—老院子—仙人洞一帶分布，全為浮土掩蓋，可能為平移斷層。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 含錳巖系(賦礦層位）及特征

含錳巖系為南華系下統(tǒng)大塘坡組第一段，礦區(qū)內(nèi)錳礦資源賦存于底部黑色炭質(zhì)泥巖中，礦體產(chǎn)狀與圍巖（地層）產(chǎn)狀基本一致，鉆孔揭露最小厚度10.82m，最大厚度47.94m，平均厚度34.88m。含錳巖系特征詳見(jiàn)表1。

表1 含錳巖系特征表

區(qū)域上含錳巖系的巖相及厚度有一定的差異，含錳巖系從盆地中心向邊緣變薄，菱錳礦主要賦存于含錳巖系較厚地段。根據(jù)“古天然氣滲漏沉積型錳礦床成礦系統(tǒng)與成礦模式”[7]劃分的中心相、過(guò)渡相和邊緣相3 個(gè)相帶，對(duì)比礦區(qū)含錳巖系厚度由南向北逐漸變厚，品位中部高、北西和南東低的變化特征，該區(qū)域的成錳盆地呈北東南西向展布，與李家灣—高地—道坨Ⅳ級(jí)地塹盆地展布方向一致，且礦區(qū)位于成錳盆地過(guò)渡相—邊緣相區(qū)，向南西進(jìn)入中心相區(qū)。

礦區(qū)含錳巖系的厚度與錳礦關(guān)系極為密切，厚度大于10m 者可能產(chǎn)有工業(yè)錳礦體，小于10m 者一般無(wú)工業(yè)價(jià)值的錳礦體產(chǎn)出，賦礦最有利的厚度為30～50m。礦區(qū)工程揭露的含錳巖系平均厚度39.95m，由北向南逐漸變厚，含錳巖系與礦體真厚度一般具正相關(guān)關(guān)系（詳見(jiàn)圖2）。

3.2 礦體地質(zhì)特征

3.2.1 礦體規(guī)模及形態(tài)

礦區(qū)礦體隱伏埋藏于地下深部，工程控制礦體南北長(zhǎng)約1360m，賦存標(biāo)高約-650～-1200m 之間，距地表約1200～1650m，礦體連續(xù)展布面積大于1.0km2，規(guī)模達(dá)大型，連續(xù)性好。礦體呈似層狀產(chǎn)出于大塘坡組一段黑色炭質(zhì)泥巖中，礦體呈單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀與圍巖基本一致，傾向南東，傾角10°～15°；礦體少有分枝復(fù)合，間有夾石，夾石巖性與礦體巖性相近。礦體單工程厚度2.28～8.21m，平均厚度5.08m，厚度變化小。詳見(jiàn)圖3。

3.2.2 礦石質(zhì)量

（1）礦石結(jié)構(gòu)。錳礦石結(jié)構(gòu)有不等晶結(jié)構(gòu)、微—泥晶結(jié)構(gòu)、泥晶結(jié)構(gòu)、含砂屑泥晶結(jié)構(gòu)、砂屑泥晶結(jié)構(gòu)、泥晶砂屑結(jié)構(gòu)、砂狀結(jié)構(gòu)及碎裂結(jié)構(gòu)等，以微—泥晶結(jié)構(gòu)為主，其次為含砂屑泥晶結(jié)構(gòu)。

微—泥晶結(jié)構(gòu)：由菱錳礦（82%）及黃鐵礦（5%）、方解石（4%）、粘土礦物（4%）、炭質(zhì)（3%）、石英（2%）等組分構(gòu)成，見(jiàn)圖4a。

含砂屑泥晶結(jié)構(gòu)：由菱錳礦基底（75%）、石英基底（3%）、方解石基底（2%）、有機(jī)質(zhì)（1%）和內(nèi)碎屑（15%）、陸源碎屑（2%）等組分構(gòu)成，見(jiàn)圖4b。

泥晶結(jié)構(gòu)：由粘土礦物基底（60%）、石英基底（15%）、有機(jī)質(zhì)（1%）和陸源碎屑（20%）、內(nèi)碎屑（3%）等組分構(gòu)成，見(jiàn)圖4c。

砂屑泥晶結(jié)構(gòu)：由菱錳礦基底（55%）、粘土礦物基底（14%）、石英基底（1%）、有機(jī)質(zhì)（1%）和內(nèi)碎屑（25%）、陸源碎屑（3%）等組分構(gòu)成，見(jiàn)圖4d。

泥晶砂屑結(jié)構(gòu)：由內(nèi)碎屑（52%）、陸源碎屑（8%）和填隙物（40%）等組分構(gòu)成，見(jiàn)圖4e。

碎裂結(jié)構(gòu)：由于受到多次構(gòu)造應(yīng)力的影響，發(fā)生破碎，見(jiàn)圖4f。構(gòu)造破碎前—泥晶結(jié)構(gòu)，第一次構(gòu)造破碎后—碎斑結(jié)構(gòu)，第二次構(gòu)造破碎后—碎裂結(jié)構(gòu)。

（2）礦石構(gòu)造。錳礦石構(gòu)造主要有瘤—條紋狀構(gòu)造、層紋—條紋狀構(gòu)造、層紋—條紋—條帶狀構(gòu)造、條紋狀構(gòu)造、無(wú)定向構(gòu)造、縫合線構(gòu)造等，主要以瘤—條紋狀構(gòu)造最為發(fā)育，層紋—條紋狀構(gòu)造次之。

瘤—條紋狀構(gòu)造：不同組分（菱錳礦及黃鐵礦、不同粒度陸源碎屑、粘土礦物、炭質(zhì)、石英等）各自分布不甚均勻呈層及局部偏集呈瘤—條紋狀產(chǎn)出。

層紋—條紋狀構(gòu)造：不同組分（粘土礦物、石英、陸源碎屑和內(nèi)碎屑等）不均勻分布，偏集呈層紋—條紋狀產(chǎn)出。

層紋—條紋—條帶狀構(gòu)造：不同組分（菱錳礦、石英、黃鐵礦、方解石、有機(jī)質(zhì)、內(nèi)碎屑和陸源碎屑等）不均勻分布，偏集呈層紋—條紋—條帶狀產(chǎn)出。

無(wú)定向構(gòu)造：展布無(wú)序，無(wú)定向產(chǎn)出。

3.3 礦石物質(zhì)組分

金屬礦物主要為菱錳礦，呈基底主要礦物構(gòu)成形式產(chǎn)出（含量41%～95%，一般78%）。其次是黃鐵礦，約6%；非金屬礦物主要粘土礦物（約4%）、石英（約2%），其他還是有陸源碎屑（約7%）和炭質(zhì)（約3%）。

3.4 礦石的化學(xué)成分

礦石有益組分為錳，以泥晶菱錳礦的形式產(chǎn)出，品位15.24%～21.53%，平均品位18.69%。礦石有害組份主要為Fe、P、MgO、CaO、SiO2、Al2O3等。

3.5 礦石類型

3.5.1 自然類型

根據(jù)物相分析結(jié)果（表2），結(jié)合礦體隱伏埋藏于地表以下約1300m 左右，錳礦石自然類型確定為原生碳酸錳礦石。

表2 大路錳礦物相分析結(jié)果表

根據(jù)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分為塊狀礦石、條帶狀礦石、多孔狀礦石、腎狀礦石、豆?fàn)畹V石、粉狀礦石、鐘乳狀礦石等。錳礦石自然類型有瘤—條紋狀微—泥晶菱錳礦礦石、層紋—條紋狀含硅質(zhì)含粘土質(zhì)泥晶砂屑菱錳礦礦石、碎裂泥晶菱錳礦礦石、層紋—條紋—條帶狀含砂屑泥晶菱錳礦礦石等，其中主要為瘤—條紋狀微—泥晶菱錳礦礦石，其次為層紋—條紋狀砂屑泥晶菱錳礦礦石。

3.5.2 工業(yè)類型

ω（P）/ω（Mn）比值為0.010～0.014，平均為0.010；ω（CaO+MgO）／ω（SiO2+Al2O3）比值為0.25～0.80，平均為0.37；ω（Mn）/ω（Fe）比值為4.18～10.96，平均為7.12。 以 ω（P）/ω（Mn）、ω（CaO+MgO）/ω（SiO2+Al2O3）和ω（Mn）/ω（Fe）比值作為劃分依據(jù)，區(qū)內(nèi)錳礦石工業(yè)類型為低鐵高磷酸性貧錳礦石。

3.5.3 工業(yè)品級(jí)

根據(jù)冶金用錳礦石一般工業(yè)指標(biāo)，單工程平均品位大于25%的才能達(dá)到富錳礦石，區(qū)內(nèi)錳礦石僅少量樣品超過(guò)25%，單工程平均品位極值為15.24%～21.53%，故其工業(yè)品級(jí)屬貧錳礦石。

4 結(jié)論

（1）松桃縣大路錳含錳巖系產(chǎn)于南華系下統(tǒng)大塘坡組第一段黑色巖系底部，屬“大唐坡式”錳礦床，成因類型是“古天然氣滲漏沉積型錳礦床”。

（2）松桃縣大路錳礦的呈層狀、似層狀產(chǎn)出，結(jié)構(gòu)以微—泥晶結(jié)構(gòu)為主，其次為含砂屑泥晶結(jié)構(gòu)；礦體厚度與含錳巖系的厚度密切相關(guān)，厚度2.28～8.21m，平均厚5.08m；泥晶菱錳礦為主要的有用組分，品位15.24%～21.53%，平均18.69%。

（3）根據(jù)物相分析，錳礦石自然類型確定為原生碳酸錳礦石，工業(yè)類型為低鐵高磷酸性貧錳礦石。