江西省乐平市众埠街锰矿地质特征及成因初探

张子露，朱智民

（1.江西有色地质矿产勘查开发院，江西 南昌 330001；2.江西有色地质四队，江西 景德镇 333001）

众埠街锰矿位于江西省乐平市众埠镇，大地构造位置处于平乐凹陷带的东部，乐平-德兴铜金多金属成矿带的西部[1]。区域内已发现的锰矿床有乐华锰矿、众埠街锰矿。江西有色地质矿产勘查开发院于2015 年开始对众埠街锰矿开展普查工作，现还在勘查中，预计探获锰矿资源量可达大型。本文通过对矿床地质特征、控矿地质条件等分析，总结了锰矿分布规律，并对矿床成因进行了初步探讨。

1 区域地质背景

矿区位于华夏板块钦杭结合带萍-乐坳陷带南侧，万年推覆隆起中部，属华南成矿省、钦杭东段成矿带、萍乡-德兴铜金银多金属成矿亚带的一部分。

区内地层自老至新有新元古代青白口系、震旦系、寒武系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系及第四系等。区域内岩浆岩发育，具有分布广泛，多旋回、多期次、各类齐全的特点。其中以晋宁期及燕山期最为强烈，前者以超基性、基性、中基性侵入-喷出岩为主，后者则以中酸-酸性侵入岩和火山碎屑岩或熔岩为特色，加里东—印支期的岩浆活动表现较弱，局部出现基性侵入岩[2]。

区内青白口系万年群广泛分布，构成呈NEE 至近EW 向展布的基底构造层。不同性质、不同方向、规模及时代的断裂普遍存在，其中以NE走向的断裂最为发育，构成区内断裂构造主体。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区分布的地层有新元古界万年群、石炭纪黄龙组、白垩纪火把山群及第四系残坡积和冲积层等（图1）。新元古代万年群：出露于工作区北西部，矿区内为盆地基底。上部为变质砂岩、变质粉砂岩夹灰－灰绿色绢云母千枚岩夹沉凝灰岩，有石英闪长玢岩、石英斑岩侵入；中部为片岩、千枚岩不等厚互层，；下部为千枚岩，呈灰绿色，有绢云母绿泥千枚岩、绿泥白云石英千枚岩夹凝灰质千枚岩、绢云母石英粉砂岩。

石炭纪黄龙组(C2h)：矿区内可分出硅质白云质灰岩和灰岩两层，最厚620m。

白垩纪火把山群：仅在众埠街一带有小面积出露，与万年群呈断层接触，下部为灰白、灰色厚层状砾岩夹粗砂岩。

图1 矿区地质略图

2.2 构造

矿区褶皱构造不发育，而断裂构造极为发育，可分为北北东、北北西、北东东、北西及南北向等五组。矿区位于江南古陆东段南缘，新元古界万年群、登山群组成褶皱基地，北东向褶皱和断裂构成了区域构造的主体，北北东向褶皱与北东向褶皱、断裂的复合构成区内的基本格架。

北北西向断裂的存在，使锰矿表现为所谓的“台阶”状产出。锰矿相邻“台阶”之间最大有近百米的高差，从北向南高差加大。断裂错断锰矿层。

2.3 岩浆岩

矿区内岩浆演化主要集中在晋宁期和燕山期，前者以超基性、基性、中基性侵入—喷出岩为主，后者则以中酸—酸性侵入岩和火山碎屑岩或熔岩为特色，加里东—印支期的岩浆活动表现较弱。岩浆岩主要有闪长岩、辉绿岩，矿区外围南西部见英安斑岩、石英斑岩。

3 矿床地质

3.1 矿体特征

锰矿床分布在花亭、叶水桥一带，矿体呈似层状和透镜状产于黄龙组灰岩底部、万年群浅变质岩不整合面之上。不整合面上地形的平缓与陡峻，控制着矿体的赋存空间，矿体沿不整合面呈台阶展布。赋存标高高的锰矿体称Ⅰ台阶锰矿，标高低的称Ⅱ台阶锰矿（图2）。

图2 V 号勘探线剖面示意图

（1）Ⅰ台阶矿锰矿。矿体形态为一大透镜体，局部地段夹有数层1m～2m 厚的含锰灰岩、灰岩或硅质灰岩，在矿体上部普遍见有1m～3m 厚的褐色粘土透镜体。

矿体走向近南北，倾向东，倾角变化大，浅部10°～35°，深部55°～70°，沿走向北缓南陡，矿体在倾角平缓地段厚度大，随着倾角变陡，厚度变薄，直至尖灭，然后出现“陡坎”，“陡坎”变缓处，出现Ⅱ台阶锰矿。

（2）Ⅱ台阶锰矿。矿体呈似层状，在局部地段主矿层上面硅质白云质灰岩中有1～2 层薄矿层，由于尖灭快，没有工业价值，在主矿层中有时夹有一至数层薄层状含锰灰岩，灰岩或硅质灰岩。在矿体北东、南东延伸段可见钻孔内夹有菱铁矿夹石，厚度1m～2m，最大12m。

3.2 矿石特征

（1）矿石矿物成分。Ⅰ台阶锰矿石：矿石矿物以硬锰矿为主，部分软锰矿，少量铁锰碳酸盐，水锰矿、锰土极少。碳酸盐矿物以方解石为主，白云石次之。金属硫化物有黄铁矿等。Ⅱ台阶锰矿石：矿石矿物成分以铁锰碳酸盐为主，其次为褐锰矿、水锰矿、方铁锰矿、赤铁矿等。脉石矿物主要为方解石、白云石和石英。

（2）矿石结构构造。矿石结构主要有：自形－半自形结构，交代残余结构，乳浊结构，骨格状结构。矿石构造主要有：致密块状构造，条带状构造，脉状构造，环带状构造，胶状构造。

4 矿床成因探讨

（1）成矿时代。锰矿体在空间上局限分布于万年群浅变质岩与石炭系白云岩、灰岩沉积岩系间的不整合面中，矿体呈似层状、透镜状，并与石炭系地层呈整合接触，Ⅰ台阶锰矿体与矿层相当的砂岩、页岩均发育原生沉积层理，其燧石夹层产有筵科化石。锰矿的底板地层和顶板地层均未见穿层型锰矿。

综上所述，锰成矿形成于大规模热液活动之前，较大规模的热液活动集中于元古代和侏罗纪，锰矿受石炭系地层约束的事实和热液细脉穿切锰矿体，或其角砾为方解石胶结的事实将锰成矿时代约束在石炭纪和侏罗纪期间，而根据锰矿上伏地层为黄龙组的事实，将锰矿的主成矿时代定为中石炭世。

（2）成矿物质来源。矿区新元古界地层有富锰层，有的可高达2.3%，该地层的风化面上可发育富锰风化壳，其厚度可达几十厘米至1m，锰含量可达20%～30%；锰矿石中含磷甚微，说明矿床沉积发生在近岸浅海地带。然而，通过对锰铅锌矿的岩石和矿石样品进行微量元素及稀土元素分析（图3、图4），绢云千枚岩、绿泥石千枚岩、含铁锰矿千枚岩、铅锌矿化千枚岩稀土配分模式近似，但铁锰矿石表现出于之上四种岩石明显不同特征，如其有较强的正Eu 异常，含铁锰矿铅锌矿化千枚岩弱表现出正Eu异常，正常千枚岩和铅锌矿化千枚岩表现出弱负Eu 异常，表明铁锰的来源并非完全来直千枚岩，其物源存在复杂性。

图3 稀土元素配分图

图4 微量元素配分图

铁锰矿石U-Th 元素相关性表明，铁锰矿石投影均落在石化的热水铁锰沉积区；铁锰矿石Cr-Zr 元素相关性表示，铁锰矿石属于热液型含金属沉积物，锰矿床的热水沉积成因特征。

（3）成矿作用。锰源通过海底热卤水进而富集锰，并沿同生断层溢出，进入海水中与大陆及海水中的物质混合，在氧化及偏碱性环境下锰物质与碳酸根或氧产生聚合，形成锰矿。

中石炭纪，在众埠街地区，局部海浸自南东向北西侵入的，在“陡坎”附近的浅水地带沉积了赤铁矿，离“陡坎”较远地带，由于海水较深，处于较缺氧的环境，因而沉积了水锰矿，在海水更深的Ⅱ台阶锰矿，海盆地部显得氧气不足，硫化氢和有机物的分解所生成的碳酸形成了还原环境，致使因海水电解质的中和作用而沉积的氢氧化物的凝胶遭受碳酸盐化作用，因而生成了锰铁碳酸盐。海侵不断扩大，海水不断加深，PH 值增大，因而产生了锰矿层覆盖铁矿层的现象。

5 结论

（1）众埠街锰矿床主要受区内古地形控制，与成矿密切的是石炭系黄龙组与下伏新元古界万年群之间的不整合界面，不整合面上地形的平缓与陡峻，控制着矿体的赋存空间，矿体沿不整合面呈台阶展布，每个台阶赋存一个矿体，两台阶间的“陡坎”上没有锰矿沉积。

（2）锰源通过海底热卤水进而富集锰，并沿同生断层溢出，进入海水中与大陆及海水中的物质混合，在氧化及偏碱性环境下锰物质与碳酸根或氧产生聚合，形成锰矿。是中石炭纪海进程序浅海相沉积矿床。从矿石矿物主要是褐锰矿可知，矿床形成后曾经受了轻度变质，为沉积变质矿床。