秀山锰矿地质特征及地质勘查工作建议

吴立志

（重庆市地质矿产勘查开发局205地质队 重庆永川 402160）

秀山锰矿地质特征及地质勘查工作建议

吴立志

（重庆市地质矿产勘查开发局205地质队 重庆永川 402160）

秀山处于渝东南、黔东、湘西、鄂西锰、汞、锑、铅锌多金属成矿带，锰矿资源潜力巨大，是我国重要的锰工业基地；深入研究秀山地区大塘坡式锰矿床地质特征与成矿规律，总结其成矿作用与找矿标志，对指导秀山锰矿的找矿勘查工作具有一定的理论与实际意义。

锰矿；地质特征；地质勘查

引言

秀山县地处武陵山中部，渝、黔、湘、鄂三省一市交界地，是重庆的东南门户。地理纬度跨东经108°，北纬28°。南北长80km，东西宽59km，幅员面积2450km2，人口65万。县域位于渝东南、黔东、湘西、鄂西锰、汞、锑、铅锌多金属成矿带，锰矿资源丰富，与湖南省花垣县、贵州省松桃县并称中国锰矿“金三角”[1]。

1 秀山锰矿发展现状

锰矿业是秀山工业经济的主要支柱，其本身属于带动性较强的产业，可以带动机械制造业、交通运输、电力、硫酸化工材料，及以金属锰为原材料的冶金业等产业的发展。目前，县内锰矿石原料供应与企业生产需求矛盾日益突出，往往需外购锰矿石，严重制约当地经济社会发展。

2 秀山大塘坡式锰矿地质特征

2.1 区域地质背景

秀山大地构造单元隶属于扬子陆块区～上扬子陆块区～扬子陆块南缘碳酸盐台地～秀山凹褶束，晋宁运动在青白口系的板溪群内形成了褶皱变质基底，南华纪雪峰运动以后在褶皱基底上，沉积了大小冰积层及间冰期的碳酸锰矿层。地层区划属扬子地层区～黔北川南分区～酉阳秀山小区，主要出露新元古界青白口系（Qb）、南华系（Nh）、震旦系（Z）及古生代寒武系（∈）、奥陶系（O）、志留系（S）等地层，含锰地层为南华系大塘坡组（Nh2d）；按全国成矿区划划分：Ⅲ级成矿区属湘鄂西-黔中南Hg-Sb-Au-Fe-Mn（Sn-W）-磷-铝土矿-硫铁矿-石墨成矿亚带（III-77-②），Ⅳ级属酉阳-秀山锰汞铜铅锌磷成矿带（Ⅳ-9），Ⅴ级属麻旺-钟灵锰汞磷成矿带（V-9-2）。

2.2 矿床地质特征

秀山地区大塘坡式锰矿集中产于小茶园、笔架山、平茶等三级拉张断陷盆地中心相区（见图1），锰矿体赋存于大塘坡组底部，属受控于岩性岩相古地理的层控沉积型锰矿床，盆地区外则无锰矿发育。

图1

2.2.1 地层

区内出露的地层主要青白口系中统（Qb）、南华系（Nh）地层，按构造演化分为基底（青白口系）和盖层（南华系）构造层，含锰岩系为南华系下统大塘坡组一段（Nh1d1），从新到老为：南华系上统南沱组（Nh2n）；南华系下统大塘坡组（Nh1d），为含锰岩系；南华系下统千子门组（Nh1q）；青白口系中统秦垛组（Qb2q）。

2.2.2 构造

构造主要分为：褶皱构造和断裂构造两种。

2.2.3 矿体特征

本区锰矿属沉积菱锰矿矿床类型，具有一般海相沉积碳酸锰矿床共同的地质特征，区内先后发现工业矿体7个，集中分布在小茶园、笔架山锰矿区两处，现对各区矿体产出特征介绍如下：

小茶园锰矿区：分布在鸡公岭背斜两翼，已发现工业矿体6个；锰矿体呈饼状、透镜状、豆荚状、少数呈似层状，以相对密集矿体群的形式出现，即呈“鱼群状”赋存于含锰岩系底部；在含矿层厚度范围内，具多层含矿性，见有1～5个层次矿体产出，一般2～3层次者居多，单个矿体规模不大，长度数米至数十米不等，单个矿体无矿间隙0.10～12.6m，矿体群之间的无矿间隙长度0.50～5.50m，单个矿体厚0.30～3.40m，一般0.50～1.50m者居多，品位8.08～27.96%，一般在12～2%之间。

笔架山锰矿区：分布在莲花山向斜南东翼，半隐伏产出，矿体全长2000m（地表仅350m），宽1200m，厚度0.51～5.73m（平均厚度1.87m）。矿体品位一般为15～21%，平均18.11%。矿体产状与地层一致，但厚度变化较大，而矿层的厚度变化是由锰矿体沉积基底起伏不平而引起，同时，矿体中有时有锰质岩石或炭质页岩小透镜体（夹层）。总体上，矿体沉积比较连续，但有矿厚质优、矿薄质贫的趋势。

2.2.4 矿石特征

矿石结构：锰矿石一般呈黑色、灰黑色，矿石矿物粒度细小，结构主要有显微粒状结构、隐晶结构、砂屑结构及藻凝块结构。

矿石构造：块状构造、纹层状构造、叶片状构造及条带状构造。地表经氧化的矿石构造有土状、网络状、蜂巢状及胶状构造等。上述结构构造表明该矿石系沉积形成。

矿石自然类型：矿石自然类型主要为原生锰矿石，根据矿石矿物成分和结构、构造可分为：砂屑状菱锰矿、块状菱锰矿、纹层状菱锰矿。2.2.5成矿阶段的划分与成矿作用过程

（1）古地理、古构造对锰矿沉积的控制作用

①大地构造建造相。从成矿地质背景看，大地构造相体现为：新元古代早期华南-级裂谷盆地由北东向基底断裂切割了结晶基底，而形成地垒～地堑式构造组合。华南一级裂谷盆地西缘为凤凰-三都地堑（二级裂谷盆地），而凤凰-三都地堑在酉阳～秀山地区发育有桐麻岭（小茶园锰矿）、秀山（笔架山锰矿）及上硐（平茶锰矿）等三级裂谷盆地，同为断裂～走滑～拉张～松驰盆地。

②沉积环境、沉积建造、沉积相。新元古时期区内盖层沉积记录体现为澄江构造层，从古地理、沉积环境及岩性组合特征看，属陆缘斜坡沉积相。澄江运动的不均匀构造沉降，陆缘海底槽脊相间，为地堑—地垒盆地组合，既有海缘冰川沉积，也有还原环境下的深水沉积。区内新元古期沉积环境为亚长安小冰期-大塘坡（或富禄）间冰期-南沱亚冰期。沉积建造为复成分砂砾（小冰期建造）-锰质岩（间冰期沉积建造）-复成分砂砾（大冰期建造）组合。沉积相分为复成分砂砾冰川相-间冰期锰质炭质有机质碎屑岩泻湖相-复成分砂砾冰川相。

（2）锰质来源

据研究资料认为大塘坡式锰矿锰质来源具多源特征。

①锰质陆源特征：基底地层青白口系为高锰背景值地层，风化剥蚀后呈Mn2+离子状态搬运至陆缘海是锰质来源之一。

②锰质深源特征：裂谷盆地是陆架边缘盆地中的次级走滑盆地，其边界即为不断活动的古断裂，具备了锰质深部来源的通道条件，而大塘坡锰矿层底、中、上均见有火山凝灰质或分布有火山凝灰质物质，代表锰沉积期有火山活动，并伴有热水喷气现象。

③大塘坡锰矿锰质来源于洋底，属热水成因：区内锰矿石中石英包体均一温度测量值为194℃些，矿石沥青反射率推测的温度170～195℃（陈多福，1992），反映出海底锰沉积时热水温度。锰矿石的枕状透镜体群、块状菱锰矿中的玉髓结核（鱼眼结构）等特殊矿体矿石结构构造指示富锰矿体集中分布区靠近热水喷溢口或喷溢带。锰矿石中稀土分配模式与太平洋中脊近代热水锰矿的稀土含量及配分模式相似。作Fe-Mn-Ca+ Ni+Co（×10）的变异图（K.Bstrom所提出），大塘坡锰矿石均落入HTD区，靠近锰元素，指示大塘坡锰矿锰质来源于洋底，属热水成因。

（3）锰的沉积特征

大塘坡期锰矿形成于滨岸泻湖环境，具浅水、低能、富泥质和还原环境特征。半封闭泻湖环境下，由于水下隆起的阻隔，波浪作用大为减弱，潮汐作用不算强烈，固在局限盆地两侧，藻类繁衍，大量吸取海底火山释放出来的锰质，以及西边古陆经风化剥蚀补给的一定锰质，在成岩成矿作用下，生产藻菱锰矿层；而在局限盆地边缘及水下隆起区，不利于藻类生长，锰质也不易富集。

（4）含锰岩系

含锰岩系岩性组合：碳质页岩、页岩、菱锰矿、锰白云岩；厚度0～ 32m。按所处沉积盆地的不同部位，含锰岩系岩性组合及厚度明显发生变化。泻湖中心相区，厚度一般大于5m，为菱锰矿-碳质页岩组合，有一定的菱锰矿层；泻湖边缘相区含锰岩系变薄至尖灭，不见菱锰矿，岩性相变为黑色页岩、白云岩，粉砂质、泥质增多；过渡相区为灰色含有机质白云岩、含粉砂质炭质页岩组合，有菱锰矿，厚度介于两者之间。

3 地质勘查工作建议

本区泥盆系及含矿地层发育较齐全，从早泥盆世开始，以滨海-浅海相泥质岩为主沉积，到中泥盆世浅海台地相碳酸盐沉积，以及晚泥盆世次深海相沉积，显示本区泥盆纪为海侵扩大沉积系列。下泥盆统坡脚组（D1p）由泥岩、钙质泥岩、粉砂质泥岩夹粉-细砂岩、泥晶灰岩组成，厚度基本稳定，化石丰富，属滨海-浅海陆棚粉砂泥质相沉积；至下泥盆统芭蕉箐组（D1b），沉积相即发生分异，芭蕉箐组（D1b）由白云岩、灰质白云岩夹硅质岩，泥质灰岩组成，产珊瑚、海百合茎等化石，属浅海台地相碳酸盐沉积；至中泥盆统坡折落组（D2p），由硅质岩、粉砂质泥岩、粉砂岩夹泥质灰岩组成，产海百合茎、层孔虫等化石，为斜坡相沉积；至中泥盆统东岗岭组（D2d），由粉晶生物灰岩、泥晶灰岩、生物碎屑灰岩组成，产珊瑚、腕足及海百合茎等化石，属开阔台地相沉积；至上泥盆统榴江组（D3l），由硅质岩、铁泥质硅质岩夹硅质泥岩组成，产竹节石、牙形石等化石，属盆地相沉积。老龙锰矿产于下泥盆统芭蕉箐组中，早泥盆世芭蕉箐期为海湾环境，芭蕉箐早期为灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩互层，显示浅海相的台盆环境；芭蕉箐中期沉积薄层状硅质岩、含炭硅质岩，局部夹炭质泥岩，显示地壳略有下降，大量硅藻、浮游生物死亡，并伴有锰矿沉积，为锰矿体沉积期；芭蕉箐晚期地壳上升，沉积白云岩、灰质白云岩，地壳运动相对平缓。从中泥盆世开始海侵逐步扩大，至中泥盆世晚期（东岗岭期）到达顶峰，晚泥盆世开始海退。

地质勘查工作建议：①矿体严格受地层控制，泥盆系下统笆蕉箐组第二段（D1b2）灰黑薄层状硅质岩、含炭硅质岩为矿体顶底板，即该硅质岩属直接找矿标志。②矿体分布于泥盆系下统笆蕉箐组（D1b），而地层又受到古环境古陆（岛）的控制。③矿石中经常保留了层理、纹理等沉积构造，硅质岩层含矿是深水沉积碳酸锰矿的标志。

4 结束语

为了保障锰矿资源的合理利用，秀山县要对锰矿资源政策进行整合，严格划分矿区范围，建立矿区生态恢复机制，保证经济发展和环境优美。

[1]陈再祥，肖兰芬.对有效整合锰矿“金三角”地区锰资源开发的战略思考[J].中国锰业，2006，2（24）：47～48.

[2]重庆市地质矿产研究院.重庆市锰矿资源潜力评价.2012.

[3]王殿华.广西锰矿资源深度开发的新视野[J].中国锰业，2006，5（24）：25～26.

[4]王殿华，李守义.锰矿资源节约型开发模式构想[J].中国锰业，2006，11（24）：11.

P618.32

A

1004-7344（2016）03-0173-02

2016-1-12