滇东南上真武锰矿床地质特征及勘探远景

吴新友，孙璐伟，王 宁，王向伟，王大林

(山东正元地质资源勘查有限责任公司，山东 济南 250101)

0 前 言

锰矿是重要的战略资源，中国锰矿资源排世界第5位。滇东南地区是我国重要的优质富锰矿产区[1-2]。研究区位于鸡街幅中部，鸡街乡政府北350(°)方位，直距约3 km，行政区划属云南省广南县鸡街乡上真武村管辖。地理极值坐标：东经104°49′15.119″～104°53′34.559″，北纬23°31′36.183″～23°33′26.652″。面积约16.12 km2。检查区有直通鸡街乡的柏油公路，交通较为便利。矿区内属矿权空白区，以往未有人在检查区内开展过地质、物探、化探工作。

本次研究工作针对研究区锰矿研究程度较浅的实际情况，收集典型矿床相关资料，并通过地质化探剖面、地质路线调查及少量探槽工程，开展区域成矿地质背景、成矿规律和典型矿床特征研究，总结成矿规律及找矿标志，建立区域成矿模式和找矿模型，进行成矿预测和靶区优选。

1 区域地质概况

1.1 大地构造背景

研究区按云南省大地构造分区位于扬子—华南陆块区(V)(一级构造单元)、华南陆块(V-3)(二级构造单元)、滇东南逆冲—推覆构造带(V-3-2)(三级构造单元)[3]。研究区属于华南褶皱系滇东南褶皱带之Sn-Ag-Pb-Zn-W-Sb-Hg-Mn成矿带(III-13)，云南文山—西畴(西畴拱凹)Au-Sb-Al-Cu-Pb-Zn成矿亚带(IV31)。区域内优势矿种有沉积型锰矿、铝土矿、煤矿、和火山岩有关的铅锌矿。

1.2 地层

区内主要出露地层有早泥盆世坡脚组(D1p)、早—中泥盆世达莲塘组(Dd)(见图1)。

图1 上真武锰矿点地质

坡脚组主要分布工作区的褶皱两翼，出露面积较大，岩性为土黄色、褐黄色、灰色、深灰色中薄层状泥岩、粉砂质泥岩、页岩。该地层比较凌乱，产状不稳定。其底部与坡松冲组，为整合接触，上部与达莲塘组呈整合接触。

达莲塘组主要分布向斜构造的核部，包括早泥盆世晚期和中泥盆世，揉皱现象发育，层厚不均匀。

下部为灰黑、灰色薄层硅质岩夹泥岩过渡为灰岩，致密细粒结构，薄层状构造，层厚约7～10 cm，主要成分为蛋白石、自生石英、玉髓及少量粘土矿化等，实测真厚度约10～30 m，厚度变化大，泥岩与硅质岩互层，从钻孔来看，局部无硅质岩，底部主要为灰岩，中厚层状—块状，局部在底部出现有灰岩与细砂岩互层，亮晶结构，中厚层状构造，层厚大于45 cm，生物碎屑主要为海百合茎，主要成分为方解石，含少量粘土矿物，实测厚度为10 m，层厚不均匀，岩层不连续；中部为黑灰色薄层硅质岩、泥岩夹锰线，该层位为含锰岩系层，垂直厚度约20～40 m。顶部为灰黑色，褐色薄层状薄层泥岩夹硅质岩，局部夹黑色含锰泥岩，致密细粒结构，薄层状构造，单层厚约3～8 cm左右，主要成分为蛋白石、玉髓及少量粘土矿物，与下伏坡脚组地层呈整合接触关系[4]。

1.3 构造

区内断裂构造不发育，主要为一向斜构造，轴向东—西向，核部以达莲塘组硅质岩夹泥岩、灰岩透镜体，内部呈舒缓波状，南北翼为坡脚组泥岩，地层产状近似平行于山坡，局部可见小型平卧褶皱。由于岩性易碎，挤压变形强烈。易形成次一级的尖棱褶皱，局部产状变化较大。

1.4 围岩蚀变及矿化

由于区域构造—岩浆活动很弱，仅在含锰硅质岩上部的泥岩中发现有高岭土化、褐铁矿化。上真武地区圈定锰矿化体2处，分为东西各一个，西侧上真武矿化体呈层状近水平产出，东西长约2.7 km，宽一般在300～800 m，含锰矿层主要赋存于达莲塘组中下部硅质岩与泥岩夹层内，一般厚达13～25 m，单样锰品位10.10%～46.20%，伴生的银品位最高达7.5×10-6。锰矿石的金属矿物为次生氧化，主要为软锰矿、硬锰矿，脉石矿物主要为石英、粘土等。

东侧那磨冲锰矿化体埋深较西侧变浅，推测长约1 km，宽度变化较大，从200～500 m，单样锰品位10.10%～14.20%，目前厚度未完成揭露。含矿岩系顶板主要为土黄色、灰白色高岭土化泥岩夹少量硅质岩，底板主要为硅质岩[5]。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

上真武圈出锰矿体1个，主要由TC34、QJ01、TC18、TC17等工程控制，长约1 000 m，宽约140～260 m，真厚度为0.56～3.81 m，垂直厚度0.84～3.31 m，平均垂直厚度2.75 m，锰品位为2.61%～34.19%，平均品位14.07%，矿体主要赋存于含锰泥岩与硅质岩内，矿石以软锰矿为主，局部伴生的银品位最高达7.5×10-6。本次提交(333)锰矿石量197.38万t。锰矿石的金属矿物为次生氧化，主要为软锰矿、硬锰矿，脉石矿物主要为石英、粘土等(见图2)。

图2 TC18探槽素描图(层状锰矿体)

从施工槽探工程来看，地表含锰地质体相对比较稳定，厚度一般在15～20 m左右，受后期构造破坏不严重。总体属于稳定含矿层，但单层锰矿体厚度及品位变化较大，矿层一般在向斜的核部附近要好于其他地区。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石质量

区内矿石矿物以软锰矿为主(见图3)，少量硬锰矿，脉石矿物主要有石英、高岭土、硅质、粘土，其次有少量的褐铁矿、黄铁矿、重晶石等。现简述如下：

图3 上真武锰矿点地表锰矿层及钻孔含锰硅质岩照片

软锰矿：灰黑色，疏松状或粉末状，粉末和条痕为黑色，呈粒状、粉末状、放射状集合体，也具脉状、胶状。硬度为2.5。

硬锰矿：黑色、刚灰色，多呈细粒集合体显块状，可见残留鲕粒，另具细脉状、隐晶质状，有时呈他形胶状充填[6]。

2.2.2 结构、构造

矿石结构主要为隐晶质、砂屑结构，矿石构造主要有粉土状(粉末状)构造居多，此外，还有角砾状、网脉状。隐晶质结构为次生胶状矿石的内部结构，为次生锰矿物的胶结类型。粉土状(粉末状)构造呈土状或土状团块，由含锰泥岩或粉砂岩风化后形成的，主要矿物由软锰矿组成(见图4)。

图4 含锰硅质岩硅质胶结物与砂屑结构

2.2.3 矿石类型

按矿石矿物的组合、结构、构造和工业用途进行划分，分为自然类型与工业类型。

矿石自然类型：根据矿石中的主要锰矿物划分：为氧化锰矿石；根据矿石的结构构造特征划分：为块状锰矿石、条带状、粉状及肾状锰矿石。

矿石工业类型：在自然类型划分的基础上根据矿石的物质组分和工业用途、矿石构造特征的显示，划分为冶金用氧化矿石，贫矿型。

2.3 矿体夹石及矿体围岩

区内矿层为单一矿层，夹石为泥岩和硅质岩，顶底板和夹石的锰含量与矿段各相对岩类的含量略高。矿体内夹石厚度均较小，均达不到夹石剔除厚度，故视无夹石的整体[7]。

本矿区含矿段为下泥盆统达莲塘组硅质岩。硅质岩夹黄色、灰白色泥岩互层，颜色醒目，特征明显，厚度薄且岩性稳定，在区域内均有分布。矿层与围岩顶底板界线清楚，直接顶板由泥岩、粉砂质泥岩夹少量硅质岩类组成，底板由硅质岩或灰岩组成。

3 矿床成因和找矿方向

3.1 控矿因素

含锰矿层主体受地层严格控制，矿体主要赋存于硅质岩夹泥岩内，呈薄层状与硅质岩连续互层，上盘主要为灰白—土黄色泥岩，下盘主要为灰岩。由于受北西向断裂构造影响，地层形成波状平缓的复背向斜特征，含锰矿层地表均表现为与地形坡角近似平行，故矿体受地形控制明显。

3.2 矿床成因

矿体主要产于泥盆纪被动陆缘开阔盆地边缘，这里的藻类大量繁殖，并以含锰藻鲕的形式在浅滩上堆积下来，随着海域内风暴流和浊流的触发，将已经在浅滩上堆积下来的锰鲕和锰豆与其他固体物质组成了不同密度的颗粒流，顺台地边缘斜坡迁移到坡下和坡底。在较为宁静的台盆环境中，再沉积而形成锰矿床。

含矿建造为泥盆系达莲塘组一套硅质岩—碎屑岩夹泥岩，为泥质粉砂岩、硅质岩类，单层厚度为20～30 cm。环境为浅海相，上下含矿层均为正向韵律，岩性组合基本上都是由下至上岩性粒度由粗到细的变化。区内矿体呈薄层状、似层状产出，具稳定的含矿层位，呈典型的薄层状、条带状沉积构造，属沉积成因锰矿床。局部矿层夹杂有纯白色石英脉呈顺层产出，认为可能与后期热液活动或者与同沉积断裂产生的热水沉积环境有关，表生风化作用对矿体有明显的改造和富集作用。

沉积型锰成矿作用与古海洋环境关系密切[6]。锰质主要来自海盆周围的古陆，从陆源迁入海中的锰质，到了台地边缘的浅滩上，被生活在这里的大量藻类所吸收，并以含锰藻鲕的形式在浅滩上堆积下来，随着海域内风暴流和浊流的触发，将已经在浅滩上堆积下来的锰鲕和锰豆与其他固体物质组成了不同密度的颗粒流顺台地边缘斜坡迁移到坡下和坡底。在较为宁静的环境中，再沉积而形成锰矿床。后期进一步抬升接受剥蚀，部分锰矿体出露形成地表露头，并形成顺坡向倾伏矿体特征(见图5)。认为该锰矿应属沉积改造成因。

图5 云南上真武式锰矿成矿模式

3.3 找矿标志

直接找矿标志：矿体露头、民采坑道是找矿的直接标志。达莲塘组内硅质岩以及地表出露的土黄色泥岩，往往赋存有锰矿体。

间接找矿标志：Mn、Ag、Ni等地球化学元素异常，连续出现有Mn异常高值点。高岭土化带：分布于矿体及两侧地层中，所以找到高岭土化带就可能会找到矿(化)体。

3.4 锰找矿远景区

远景区位于上真武村—聂家梁子一带，呈北西—南东走向。出露地层主要为泥盆系坡脚组，达莲塘组。主要岩性为中薄层泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及中厚层灰岩夹硅质岩建造。

该远景区内综合异常主要由AS-12和AS-14组成。主成矿元素为Mn，伴生元素有Ag、Ni、Cu、Pb、Zn、Mo、Ba等。该区以AS-12综合异常为最好，异常套合较好，浓集中心明显，异常强度高，本次工作通过路线调查及1∶1万地质草测、1∶1万土壤剖面、槽探等工作，新发现有上真武锰矿点。另外在聂家梁子地区也发现了锰矿化点，显示该区具有良好的锰矿找矿潜力。

远景区成矿地质条件较有利，无自然保护区，地质勘查程度较低，根据已有矿床及新发现矿点的找矿信息、结合化探异常等综合信息研究，推测该区具有很好的找矿潜力，本次该区探获锰矿资源量197.38万t，预测锰矿334-3级资源潜力30.94万t，综合评价为Ⅱ级找矿远景区，以寻找与泥盆系达莲塘组有关的沉积型锰矿为主攻方向。

4 结 论

1)滇东上真武锰矿含矿建造为泥盆系达莲塘组一套硅质岩—碎屑岩夹泥岩。矿体长约1 000 m，宽约140～260 m，真厚度为0.56～3.81 m。锰品位为2.61%～34.19%，平均品位14.07%。矿石矿物以软锰矿为主，少量软锰矿。矿石结构主要为隐晶质、砂屑结构，矿石构造主要有粉土状(粉末状)构造居多，夹石为泥岩和硅质岩；

2)含锰矿层主体受地层严格控制，矿体主要产于泥盆纪被动陆缘开阔盆地边缘，锰质主要来自海盆周围的古陆，从陆源迁入海中在较为宁静的环境中沉积，形成锰矿床。后期进一步抬升接受剥蚀，部分锰矿体出露形成地表露头，表生风化作用对矿体有明显的改造和富集作用。