鄂东北地区锰(磷)矿床地质特征及找矿潜力分析

代吉祥，陈松，刘兴平，杨年浩，杨振，刘锐，胡凯

(1.湖北省地质局第六地质大队，湖北 孝感 432000；2.中国地质大学（武汉），湖北 武汉 430074；3.湖北省地质局第一地质大队，湖北 大冶 435100)

0 引言

桐柏-大别造山带位于秦岭与大别-苏鲁造山带之间，是连接华北板块和扬子板块之间的一条重要“纽带”（图1a），该造山带记录了漫长而复杂的构造演化过程，以广泛分布的超高压变质岩而闻名，同时蕴含丰富的矿产资源，具有独特而优越的成矿地质条件，一直是地质界关注的地区之一（刘晓春等,2015;刘利双等,2017;宋明春等,2020）。鄂东北地区位于扬子板块北缘，成矿地质条件优越，是我国重要的锰（磷）矿集中分布区，典型矿床有鹰咀山锰矿床、四方山-团山沟锰（磷）矿床、八里湾锰矿点、浠水马垅锰矿床、武穴松阳磷矿床、黄梅塔畈锰（磷）矿床、孙冲锰矿床、黄麦岭磷矿床等，显示出成矿潜力巨大（图1b）。随着鄂东北地区在锰（磷）矿方面不断取得找矿突破，越来越引起大家的关注。多位学者对本区锰（磷）矿床进行研究，已取得了丰硕成果，积累了大量资料。李林蓓（1992）总结了鄂东北地区含磷岩系特征及原岩恢复。姚敬劬（1992）系统总结了鄂东北地区沉积变质锰矿元素矿物组合特征。尤静静等（2020a）总结了四方山-团山沟锰矿床的矿物学特征和矿床成因。蒋礼贤（1994）认为研究区磷来源于火山喷发；代吉祥等（2021，待刊）总结了鹰咀山锰矿床矿物学特征和矿床成因，提出锰物质来源与火山作用相关。但前人对研究区内锰（磷）矿床成矿规律及找矿方向研究较少（杨俊敏,2015;尤静静等,2020b），这在一定程度上制约了人们对鄂东北地区锰成矿作用的认识。

近年来，湖北省地质局第六地质大队在该区开展的勘查工作中取得了较好的找矿成果，相继发现了鹰咀山、四方山、团山沟、孙冲等一系列小—中型锰矿床，成因类型为沉积变质型，目前这些矿床的研究程度较低。虽然在20世纪80年代前人曾在该区做过勘查工作，但工作程度偏低。本研究基于最新勘查进展，对此类锰（磷）矿床的地质特征、成矿规律进行总结研究，在此基础上对找矿潜力进行探讨，以期为该地区今后锰（磷）矿床勘查找矿提供理论支撑。

1 区域地质背景

鄂东北地区大地构造位置上处于扬子板块与华北板块之间的桐柏-大别造山带。区内主要出露古元古界大别岩群、红安岩群、武当岩群、南华系耀岭河组和双河组、震旦统陡山沱组、白垩系—古近系公安寨组及第四系（图1b）。其中，以新元古代红安岩群为主，红安岩群自下而上依次为天台山岩组、七角山岩组和黄麦岭岩组，主要为一套浅变质的基性火山-沉积建造，岩性主要为千枚岩、浅粒岩、变粒岩、绿泥钠长石英片岩、白云母石英片岩、黑云母石英片岩及大理岩等。锰矿床产于红安岩群黄麦岭岩组中，赋矿岩性为一套浅变质千枚岩、浅粒岩、变粒岩、片岩及大理岩沉积组合。

图1 桐柏-大别造山带大地构造位置图（a，据薛怀民和马芳，2013修改）和鄂东北地区地质简图（b，据湖北省地质局第六地质大队，2017②）

区内构造比较复杂，褶皱、断裂较为发育，整体构造格架呈北西和北东向展布，前人研究表明北西和北东向断裂构造格架与区域内矿床空间上“北西西成带，北东东成行”分布规律相呼应（阴江宁等,2016）。区内有NW和NE向两组断裂构造，规模较大的断裂构造有NE向澴水断裂和商城-麻城断裂，NW向新城-黄陂断裂和襄樊-广济断裂，断裂构造以逆冲断层为主，多形成于背斜轴部和向斜两翼；规模较大的褶皱有冷棚背斜、大磊山背斜、芳畈向斜和双峰尖背斜。区内侵入岩发育，主要受到晋宁期和燕山晚期岩浆岩侵位作用影响，以大规模中酸性岩浆侵入为特点（彭三国等,2012）。燕山期主要是斑状黑云二长花岗岩，而新元古代岩浆岩以二长花岗岩和英云闪长岩为主，分布面积广，还有部分（变）橄榄辉长岩沿北西向断裂构造分布。

区内磁异常强度高，梯度变化大，以负异常为主（伴有正异常），高磁异常主要集中于广水鹰咀山-曾家山，芳畈-四方山-上肖家湾-团山沟、磨刀山-楼子湾-黄草山、三房湾-土库村等带上，为变火山岩地层及黄麦岭岩组分布区，两侧均有负磁异常伴生。区内锰矿点、磁铁矿点处于正高磁异常区带的中心，这些异常区带经数据处理后，异常依然明显。1∶5万水系沉积物异常显示Cu、Au、Ag、Pb、Zn、Mn、P等异常总体呈北西向、北东向分布，尤其在中华山背斜的周边、双峰尖背斜的周边、青山口、芳畈及蕲春县孙冲乡三房湾一带异常比较集中，其元素组合特征表现出明显的规律性。异常呈椭圆状，长轴走向北西，主体位于研究内，北东部稍出区外。主要异常元素为P、Mn，两元素套合性好，均可见三级浓度分带，如四方山-团山沟一带浓集中心显示两元素峰值较高，分别为16100×10-6、22940×10-6；衬度较大，为4.66～6.55（图2）。区内各异常与已知矿床相吻合。

图2 四方山-团山沟地质图（a）及HS7地区P（b）、Mn（c）综合异常剖析图

区域矿产比较丰富，非金属、金属矿产、贵金属均有产出，非金属矿产主要有萤石、石墨、重晶石等；金属矿产有铜、铅、锌、磁铁等；贵金属有金、银等。当前区内已发现金银矿床（点）约40处，铜矿点33处，中小型锰（磷）矿7处，金红石小型矿床（点）各一处，萤石矿点2处。其中，锰（磷）矿床同属于一个成矿序列，在成矿背景上具有相似性。鄂东北地区锰（磷）矿的形成，受到裂谷盆地、地层层位、沉积环境、构造作用及表生风化等多种地质因素的控制。

2 鄂东北地区黄麦岭岩组含锰岩系特征

黄麦岭岩组广泛分布于广水—红安一带，是研究区主要的含锰地层，鹰咀山、四方山、团山沟、八里湾及孙冲锰矿床均产于该组地层中（图3）。

图3 鄂东北地区黄麦岭岩组含锰地层柱状对比图

含锰岩系主要由白云母石英片岩、黑云母石英片岩、浅粒岩、硅质大理岩、白云石大理岩及碳酸锰矿1～2层、磷矿1～3层，厚约130 m（图2）。深部为碳酸锰矿床，浅部为氧化锰矿床。碳酸锰矿层厚度约2～21 m，以浅肉红色为主，部分为浅灰白色。矿层顶板为白云母石英片岩，底板均为黑云母石英片岩，且黑云母石英片岩中夹杂着含磷的大理岩和浅粒岩。一般来说，锰矿层中含有一定的磷，呈现出Mn、P共生现象。氧化锰矿层厚约0.5～2 m，平均厚度约1 m，整体规模不大。矿层的矿石在地表为氧化锰矿石，锰品位较低，一般为5%～10%。

3 典型矿床地质特征

目前，研究区内已发现锰（磷）矿床（点）10余处，本研究选取鹰咀山、四方山、团山沟及孙冲典型锰矿床（点）对鄂东北地区此类矿床成矿特征开展研究，其中四方山和团山沟为同一矿区的不同矿段，本文将其作为一个整体进行讨论。

3.1 鹰咀山锰矿

矿床位于湖北省广水市鹰咀山矿区，行政区划隶属广水市十里河办事处管辖。矿区内出露地层为新元古代红安岩群黄麦岭岩组，岩石类型为千枚岩、浅粒岩、变粒岩、大理岩类及片岩类。褶皱、断裂构造较复杂。断裂可分NW和NE两组，规模较大。由于断层和褶皱作用影响，形成了一些局部小褶曲，但多被后期构造破坏而不完整。区内岩浆活动以晋宁期和燕山晚期两期侵入岩为主，晋宁期多为变基性岩，而燕山期以二长花岗岩为主，呈北西向狭长带状分布于中山口-小山口一线，出露面积2.8 km2。

鹰咀山锰矿体呈北西向展布，断续出露长约15 km。主要赋存于新元古代红安岩群黄麦岭岩组中，根据矿（化）体出露及分布情况，将其划分为3条锰矿体（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号）（图4a）。Ⅰ号矿体位于鹰咀湾，呈层状、似层状及透镜状产出（图5a-b），矿体连续性较好，延长约100 m，平均厚度6～10 m；矿体倾向北东，倾角18°～22°；含矿岩性为大理岩，围岩以黑云母石英片岩为主；Mn品位介于25%～30%，平均品位为27%。Ⅱ号矿体位于鹰咀山，呈层状产出（图5c～d），延伸约185 m，平均厚度3.5～7.5 m；矿体倾向北东，倾角63°～67°；含矿岩性为大理岩，围岩为黑云母石英片岩；鹰咀山矿体为磷、锰复合矿体，其中Mn平均品位14.4%，P2O5平均品位3.59%。Ⅲ号矿体位于278高地，呈层状断续产出，延伸约120 m，平均厚度2～3 m；矿体倾向南西206°～218°，倾角50°；含矿岩性为白云石大理岩，围岩为黑云母石英片岩；Mn品位介于9%～12%，平均品位10.13%。矿石主要由碳酸锰矿石和氧化锰矿石组成（图5e～f）；矿石矿物主要为菱锰矿、锰白云石、硬锰矿、钡硬锰矿、软锰矿等（图5g～j），还有少量锰铝榴石（图5e）；脉石矿物主要为长石、石英、黑云母、绿泥石等。硬锰矿和钡硬锰矿沿菱锰矿或锰白云石解理或边缘分布（图5g、i）；锰矿石中常见锰矿物与角闪石伴生，暗示锰质可能与火山作用密切相关（图5h）。此外磷灰石多呈粒状或长柱状与锰矿物伴生（图5i），硬锰矿与软锰矿伴生（图5j）。矿石结构主要有半自形—他形粒状结构、交错结构、交代残余结构等；矿石构造以块状和条带状构造为主。

图4 鄂东北地区锰矿床地质简图

图5 鹰咀山锰矿床矿体、矿石及显微特征

3.2 四方山-团山沟锰矿

矿床位于湖北省孝昌县四方山—黄陂区团山沟矿区，矿区及外围出露地层主要为新元古代红安岩群黄麦岭岩组，岩石类型为浅粒岩、变粒岩、大理岩类、片岩类及斜长角闪岩。矿区构造形态复杂，依其组合方式可分为北西向构造带和北东向构造带，二者均由一系列断裂和褶皱组成。其中北西向是矿区的主要控矿构造。岩浆岩主要有二长花岗岩、变流纹岩及少量脉状岩石。

锰矿体呈北西向展布，断续出露长约18 km。主要赋存于新元古代红安岩群黄麦岭岩组中，根据矿（化）体出露及分布情况，将矿区分为四方山矿段和团山沟矿段两部分。四方山矿段西起何家湾，东至肖家湾，长约10 km。该矿段矿层均南西倾，倾角50°～60°。矿体围岩有片岩、浅粒岩、大理岩。经地表追索、探槽揭露和钻探、物探综合验证，发现四方山矿段由3条矿体（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号）组成（图4b）。

Ⅱ号矿体：该矿体规模较大，最具代表性，位于四方山矿段北侧何家湾一带，呈层状、似层状、透镜状分布在片岩和大理岩中（图6a），单矿体沿走向延伸约1.6 km，宽约1.0～9.0 m，与围岩产状一致。工程控制的矿层厚度多在3.43～10.18 m，平均厚度约6～7 m。Mn品位在13.58%～18.17%，平均为15%～20%。矿体围岩主要为片岩和大理岩，矿体中有较强的黄铁矿化蚀变现象。

图6 四方山-团山沟锰矿床矿体、矿石及显微特征

Ⅲ号矿体：矿体位于四方山矿段黄家东冲东-杨细沟-肖家湾一线，地表由TC111、TC120、TC108-1及CK124等工程控制，深部由Zk0601钻孔控制。矿体长约2610 m，钻孔控制斜深130 m，厚度0.55～2.11 m，平均厚度1.43 m，品位11.0%～27.24%，平均品位17.06%。矿体围岩主要为片岩和大理岩，矿体中有较强的黄铁矿化蚀变现象（图6d）。

Ⅳ号矿体：矿体位于四方山矿段樊家湾东侧一带，呈层状、似层状及透镜状产出（图6b），在地表断断续续出露，长约550 m，宽2.64～40 m，矿体平均厚度1.19～2.13 m，矿体产状240°∠50°，锰品位介于15.73%～29.51%，平均品位20%，品位变化较为稳定。

矿石结构主要为粒状结构和交代残余结构。矿石构造为块状构造和条带状构造（图6d～e）。矿石矿物主要有菱锰矿、锰方解石、硬锰矿、软锰矿，脉石矿物有角闪石、黑云母、石英及石榴子石等（图6d、j）。

团山沟矿段由5 条锰矿体和8 条磷矿体组成（图4c），呈层状、似层状及透镜状分布在片岩和大理岩中，锰矿层长约257 m，平均水平厚度2 m，延深约233 m。倾向北东，倾角约70°，锰矿平均品位达到28.95%。锰矿层在后期遭受强烈褶皱变形，形成倒转向形（图6c），在褶皱转折端加厚变富，富集机制可能是菱锰矿等成矿物质在局部地段由于褶皱变形所引的塑性流动。矿石可划分为碳酸锰矿石和氧化锰矿石两类；矿石结构主要有揉皱结构、交代结构、共结边结构（图6m～n）及半自形-他形结构（图6o），矿石构造有块状构造和条带状构造（图6f～i）；矿石矿物主要为菱锰矿、锰方解石、锰白云石、硬锰矿、软锰矿、褐锰矿、黑锰矿等，脉石矿物为角闪石、黑云母、石英、石榴子石等（图6f～h、k～l）。

3.3 孙冲锰矿

矿床位于湖北省蕲春县孙冲矿区，矿区及外围出露地层从古到新主要为大别岩群、红安岩群、第四系，大别岩群以片麻岩类为主，红安岩群主要有浅粒岩、变粒岩、大理岩类、片岩类及斜长角闪岩。矿区构造形态复杂，断裂构造主要为NW向构造，次级构造为NE向展布。岩浆岩不发育，地表仅出露一些花岗岩脉和变基性岩脉（图4d）。

孙冲锰矿体呈近东西向展布，断续出露长约4.6 km。主要赋存于新元古代红安岩群黄麦岭岩组中，根据矿（化）体出露及分布情况，将该区分为三房湾矿段和土库村矿段。其中，三房湾矿段矿体规模最大，位于刘家湾—郑家湾一线，由4条锰矿体和3条磷矿体组成（图4d），矿体呈层状、似层状、透镜状产出（图7a），长度达1.2 km，宽约2～10 m，矿体平均厚度0.68～2.32 m，矿体倾向南或南南东，倾角53°～65°，Mn最高品位26.88%，平均品位13.38%～25.67%。矿体围岩主要为片岩和大理岩，矿体及顶底板中有较强的黄铁矿化蚀变现象。矿石类型有碳酸锰矿石和氧化锰矿石（图7b～c）；矿石矿物主要有锰方解石、硬锰矿、软锰矿，脉石矿物主要为云母、石英和角闪石等矿物（图7d～l），细粒菱锰矿在重结晶作用下形成粗粒菱锰矿（图7d），锰矿石中常见角闪石成分层（图7c、f）；矿石结构有交代残余结构和粒状结构（图7g～l），矿石构造有块状构造和条带状构造。

图7 孙冲锰矿床矿体、矿石及显微特征

4 成矿规律及找矿标志

4.1 矿床空间分布规律

研究区内发现锰磷矿床（点）9处，其中，大型锰磷矿1处，中小型锰磷矿床8处。区内的矿床、矿点具有集中成带分布特点，主要从广水-红安，经过双峰尖，到张家塝—蕲春县，呈北西向带状分布。地层与构造总体走向一致，且从以上矿床（点）分布特征来看，其主要受地层控制，锰磷矿床主要赋存于晚新元古代红安岩群黄麦岭岩组大理岩中。

4.2 成矿时代特征

湖北省地质调查院（2014①）对黄麦岭岩组含磷岩系之上的变酸性火山岩进行锆石U-Pb测年，获取的年龄值为（740±4.6）Ma。毛新武等（2016）对大磊山地区黄麦岭岩组中的钠长浅粒岩进行锆石U-Pb定年，得到该变沉积岩中碎屑锆石年龄主要集中于874～709 Ma，峰值为807 Ma，其中最年轻的碎屑锆石年龄为709 Ma。刘晓春等（2005）对红安群中双峰尖岩体和高格岩体进行锆石U-Pb年龄分析，认为红安群的形成时代应限制在825～630 Ma之间，时代置于中元古代。笔者最近在鹰咀山矿区黑云母石英片岩中也获得最年轻的碎屑锆石年龄为770 Ma。同处于鄂东北地区四方山-团山沟锰矿床中绿片岩（原岩为基性火山岩）的原岩年龄为（649±58）Ma（笔者待发表数据），表明该区火山-沉积作用时间为约650 Ma。以上研究资料表明，红安岩群黄麦岭岩组变质沉积岩的原岩沉积时代应为晚新元古代。前人研究表明新元古代是地质历史时期中重大转折期之一，该阶段至少有3件影响深远的全球性地质事件，包括Rodinia超大陆裂解、Sturtian冰期-间冰期转换，大规模铁锰成矿事件，这些事件之间可能具有内部联系（余文超等，2016）。新元古代南华纪是继古元古代之后又一个全球重要的成锰时期，其中几个大型锰矿产地集中在南非、澳大利亚、巴西、印度和中国（严旺生和高海亮，2009）。新元古代（1000～570 Ma）记录了超大陆的拼合和裂解（Rodinia-罗迪尼亚,Kanatia-卡娜蒂亚），以及反复的冰川周期，由此产生了铁锰矿床（Roy，2006）。从区域构造演化来看，该沉积事件应该对应于Rodinia超大陆裂解的时间。很可能的是，晚新元古代随着在Rodinia超大陆裂解，扬子北缘逐渐由陆间裂谷向洋盆演化，形成了一套含锰的火山-沉积岩系。

4.3 主要控矿因素分析

4.3.1 地层

鄂东北地区锰（磷）矿化带分布严格受晚新元古代黄麦岭岩组泥质细碎屑岩-碳酸盐岩建造控制。黄麦岭岩组的不同岩类组合，影响着锰、磷的富集程度，不同岩性的磷、锰元素含量情况证实二长浅粒岩和不纯大理岩类岩石的磷、锰元素含量相对较高（杨俊敏,2015;尤静静等,2020b）。锰（磷）矿化带内锰磷矿体产出受到岩性控制，地表槽探和钻探工程揭露出锰矿体主要产于大理岩及其上下附近，而其它层位少有矿体产出，这也反映出锰磷矿体的产出受碎屑岩沉积向碳酸盐类沉积的岩性过渡带控制。因此，含锰矿化大理岩可作为本区锰矿找矿标志之一。

4.3.2 构造

古构造不仅控制着古地理环境的形成与演化，同时也控制着沉积建造的发育。沉积成岩期构造与地球系统演化密切相关。张飞飞（2014）研究认为早元古代晚期到新元古代晚期，华北板块、劳亚及西伯利亚板块是连在一起的，而扬子板块处在罗迪尼亚超大陆重建的中心位置，位于澳大利亚和劳亚板块之间。地幔柱扰动使得罗迪尼亚超大陆于～820 Ma开始裂解，直到700 Ma全面裂解（Li et al.,2003），扬子板块成为古太平洋中一个陆岛，其边缘分布着一系列南华裂谷盆地。

大别运动使得该地区大悟-孝昌-黄陂地区全面褶皱上升，形成冷棚-大磊山-双峰尖古隆起带，它呈北西-南东向延伸。在整个地史时期随着桐柏-大别造山带经历多旋回构造运动，冷棚-大磊山-双峰尖古隆起也在不断演化。隆起逐渐演化为山系，在山系两侧形成不同性质的沉积盆地（陈竹英和蒋礼贤,1989）。晋宁运动（800～600 Ma）使得扬子板块及北缘形成裂谷盆地。大量研究表明扬子板块周缘锰矿床成矿时代集中于700 Ma，这一时期大地构造运动特征和时代可以与Rodinia超大陆裂解作对比（何志威等,2016）。扬子板块及裂谷控制着新元古代磷矿、锰矿等沉积矿产的分布。鄂东北地区正处在扬子板块北缘，正是北缘一系列北西向裂谷盆地控制了鄂东北地区锰、磷矿床的形成。改造期构造主要表现在大陆俯冲和陆陆碰撞。刘晓春等（2015）认为中生代大规模岩浆侵位和构造挤出，导致桐柏-大别高压/超高压变质地体出露于地表和东宽西窄的构造格局。锰矿体在空间上受构造挤压变质变形，其空间形态复杂多样。

4.3.3 成矿后区域变质改造

主要表现在矿床形成之后受区域变质作用影响。鹰咀山、四方山-团山沟及孙冲锰矿床在大地构造上位于扬子板块和华北板块之间的桐柏-大别造山带，赋矿岩系为红安岩群黄麦岭组基性火山-沉积建造，后期遭受绿片岩相和低级角闪岩相的区域变质作用，形成千枚岩、绿泥钠长石英片岩、白云母石英片岩、黑云母石英片岩、大理岩、变粒岩和浅粒岩等。研究区残留的原始沉积结构构造较为明显，如变余层理构造，片岩和千枚岩保留了原始泥岩、砂岩及粉砂岩的层理构造特征；变余粒状结构也很明显，片岩中石英颗粒被一些黏土矿物胶结，原始沉积作用特征明显。岩石中形成的石榴石、绿泥石、绢云母等新生矿物，矿石中锰铝榴石、褐锰矿、黑锰矿以及所显示的具有变质结构构造特征均表明锰矿层遭受了区域变质作用为主的改造富集成矿作用。二叠纪—三叠纪的大陆俯冲和陆陆碰撞，形成了桐柏-大别高压/超高压变质地体（刘晓春等,2015），同时导致了基底岩石的变质变形作用，也使之前形成的沉积型锰矿床发生了变质作用，形成变质型锰矿床。因此可以将鄂东北地区锰矿床归属于沉积—变质矿床类型。

4.3.4 成矿后构造-岩浆改造及保存

主要表现在鄂东北地区锰矿体的定位以及矿体形态是变形破坏。中生代晚期（140～120 Ma）大规模岩浆侵入和构造挤出，使得桐柏-大别造山带出露于地表，且遭受风化剥蚀作用，同时使早先形成的锰（磷）矿层被改造和破坏，受褶皱和断裂构造的双重作用影响。褶皱作用不仅造成矿层随地层褶皱变形，而且矿（化）带呈不连续的层状、似层状或透镜状分布，同时在剖面上矿化带和矿体多呈不连续的多层带状分布。断裂构造表现为对矿体切割位移破坏，同时也使深部原生矿石的氧化程度加深。槽探和钻探结果表明深部原生碳酸锰矿石的锰品位相对较地表氧化矿石较低，这表明成矿后的开放环境的表生氧化作用对地壳浅部富锰矿的形成起到一定的积极影响。

4.4 找矿标志

本文具有多年地质调查工作成果积累，通过对研究区内典型锰磷矿床（鹰咀山、四方山-团山沟、孙冲等）成矿地质特征总结，认为该区寻找锰磷矿床具有较好的找矿潜力。目前已探明的资源量相对较小，仍需分析主要控矿要素、结合物化探异常特征等，在多个方向实现找矿突破。

本文总结出研究区沉积变质型锰矿床找矿标志如下。

（1）晚新元古代的泥质碎屑岩—碳酸盐岩建造控制着锰矿（化）带的空间分布，其中碎屑岩向碳酸盐岩过渡带是锰矿体赋存的有利部位。不纯的大理岩和钙质石英云母片岩可作为本区锰矿找矿标志之一。

（2）研究区内锰与磷共生，在同一成矿空间内锰、磷存在“同层消长、异层协同”的空间变化规律，具体表现在独立锰、磷矿体中Mn、P品位值均呈明显的负相关，而同空间上的磷、锰矿层之间Mn、P成矿元素呈明显正相关（图8），二者可互为找矿标志。

图8 四方山-团山沟锰矿带中Mn、P元素对应关系

（3）区内矿床（点）均有对应显示航磁异常和水系沉积物地球化学异常，且具有面积较大，强度较高，浓集中心明显等特征。物化探异常是寻找锰磷矿床的重要标志，且以P、Mn元素为主的地球化学异常及△T负异常相吻合的部位是锰矿体赋存的有利地段。

5 找矿潜力分析

鄂东北地区沉积变质型锰矿床主要产于桐柏-大别造山带，含锰岩系断续出露长200多公里，为湖北省内重要的锰成矿地区之一。鄂东北地区将是湖北省锰矿重要的找矿潜力区。区内锰成矿具有分片区、集中产出的特征，其中在四方山-团山沟和孙冲等地区为锰矿重点找矿区。

5.1 四方山-团山沟锰矿找矿潜力区

区内通过槽探工程揭露和钻探工程验证，已圈出24条锰矿体和17条磷矿体，其中3个锰主矿体长度介于770～2610 m，平均厚度为0.70～1.64 m，平均品位在17.06%～19.36%之间；磷矿体长度介于100～695 m间，平均厚度为0.70～5.90 m，平均品位在5.69%～10.20%之间。矿体多呈层状、似层状及透镜状产出，沿北西向延伸。其中Ⅱ号锰矿体位于四方山-团山沟矿区北段何家湾一带，联合地质剖面图，可明显反映出锰矿体在空间上呈层状-似层状分布特征（图9）。

图9 四方山-团山沟Ⅱ号矿体联合勘探线剖面图

根据构造和矿化特征综合分析：（a）沿走向方向普遍是单斜产出，垂向上地表浅部（～-50 m）构造相对较弱，多以单斜层发育弱变形为主，而深部褶皱构造复杂，变质变形较强；（b）沿走向方向矿体规模越来越小，特别是31线锰矿体规模较小，钻孔Zk3101以100 m斜深控制Ⅱ号锰矿体，厚度约0.5m，而北边55线锰矿体规模较大，钻孔Zk5501和Zk5503分别控制矿体厚度为1.40 m和0.71 m；（c）中间39线钻孔Zk3901以100 m斜深控制Ⅱ号锰矿体，厚度1.40 m，垂向上锰矿化体主要集中在-50～100 m。因此，Ⅱ号锰矿体沿北西向矿化越来越好，矿体规模越来越大，品位越来越高；越往深部北西向矿体规模越来越大，特别是55线北侧及55线与39线之间是锰矿找矿潜力区之一。

5.2 孙冲锰矿找矿潜力区

区内通过槽探工程揭露和钻探工程验证，已圈出12条锰矿体和11条磷矿体，单工程锰矿体厚度为0.64～2.32 m，品位在15.20%～25.67%之间；单工程磷矿体厚度为1.04～7.03 m，品位在8.02%～13.32%之间。锰磷矿体多呈层状、似层状及透镜状产出，沿北西向延伸。锰矿层走向上的变化特点在联合勘探线剖面（图10）上反映较清楚，主要以单斜产出，局部会发生褶皱弯曲变形。矿体厚度与含锰岩系厚度呈正相关，含锰岩系厚度越大，矿体厚度也越大。矿体沿南西向规模相对较好，而沿北东向矿体规模较小，矿石品位较低。在垂向上，矿体主要集中在-50～-200 m高程上，深部未见成规模的矿体，即矿体主要赋存于-100～-160 m范围内。在11线和5线处大理岩规模较大，矿体厚度大，品位较高。因此孙冲三房湾矿段沿南西向呈现出良好的锰矿找矿前景。

图10 孙冲锰矿床联合勘探线剖面图

6 结论

（1）鄂东北鹰咀山、四方山-团山沟、孙冲锰矿等均产于红安岩群黄麦岭岩组的片岩及大理岩内，矿石类型主要为氧化锰矿石和碳酸锰矿石，矿床成因为沉积变质型锰矿床；扬子板块北缘北西向裂谷盆地控制着锰矿床的分布，区域变质作用和后期的构造-岩浆对成矿具改造-富集作用。

（2）新元古代不纯的大理岩和钙质石英云母片岩、锰、磷“同层消长、异层协同”的空间变换规律、P-Mn元素地球化学异常及△T负异常是研究区内锰矿重要找矿标志。

（3）预测出四方山矿段北侧何家湾一带及孙冲三房湾矿段西南侧将出现较厚大的、品位较高的锰矿体，区内找矿潜力较大。

致谢感谢湖北省地质局第六地质大队陈松院长、邹院兵主任、刘兴平总工，杨年浩工程师及刘锦明工程师等对我们工作的支持和指导，感谢中国地质大学（武汉）资源学院刘锐教授和杨振讲师的指导，感谢评审专家提出的宝贵建议，感谢在此地做出贡献的专家、学者，在此谨向他们致以诚挚的谢意和崇高的敬意。同时也非常感谢在此期间密切合作的伙伴们。

注 释

①湖北省地质调查院.2014.1∶5万宋埠幅（H50E006004）、新洲县幅（H50E007004）、淋山河幅（H50E008004）、团风镇幅（H50E009004）区域地质调查报告[R].

② 湖北省地质局第六地质大队.2017.鄂东北地区锰磷矿产地及含锰建造调查科研项目2017年度工作方案[R].