广西天等县天等锰矿地质特征与找矿标志研究

丁大庆，龙 涛，龙 鹏，张绍屏，莫 佳，彭 磊

(1. 中国冶金地质总局 广西地质勘查院，广西 南宁 530022； 2. 中国冶金地质总局 矿产资源研究院，北京 101300； 3. 广西壮族自治区地质调查院，广西 南宁 530023)

广西天等锰矿矿区主体属广西天等县北部东平镇，部分跨入田东县江城镇。历史课题和项目较系统地研究了工作区的沉积环境，讨论了岩相古地理的演化对锰矿形成的控制作用，指出了最有利的沉积相带，修正了研究区的含锰岩系，为研究工作奠定了较好的基础、提供了较全面的基础资料。

1 区域地质概况

天等锰矿研究区所在区域上出露地层未见前寒武纪地层，主要出露地层为中生代以来的地层有：泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系及第四系[1]。由于龙州运动(柳江运动)使地壳的缓慢上升，造成区域性的海退，使局部地区露出海面并遭受风化剥蚀形成泥盆系与石炭系间的平行不整合，同时，海盆内某些低洼的水下盆地逐渐形成闭塞环境，这对沉积锰的形成，具有重要意义；印支运动使上古生界和下、中三叠统地层全面褶皱，基本形成了目前所见的盖层构造型式。区内岩浆活动比较弱，有海底喷发和侵入两类，以前者为主。

2 研究区地质概况

2.1 地层

研究区内出露的地层有石炭系、二叠系、三叠系及第四系，从老到新分述如下。

石炭系上统：出露在研究区的南部，岩性以中层状灰岩为主，厚478～743 m，产蜓科、腕足类、珊瑚等化石。

二叠纪中统：栖霞组分布于研究区的南部及西部，岩性为深灰色—灰黑色薄层至中厚层状燧石结核灰岩夹硅质岩，厚70～210 m，产蜓科化石，与下伏地层呈平行不整合接触。二叠纪上统合山组分布于研究区的南部及西部，岩性下部为灰绿色厚层状含铁铝质泥岩夹砂质页岩、砂岩，上部为灰绿色薄层状钙质页岩、泥岩、页岩，厚25.7～30 m。

三叠纪下统：岩性下部为灰色厚层灰岩，夹酸性晶质凝灰岩、凝灰岩及厚层竹叶状、角砾状灰岩，上部为浅灰、灰黑色薄至中层半晶质—微晶质泥质灰岩、灰岩，顶部夹燧石结核灰岩，有方解石脉穿插。北泗组分布在乌鼠山向斜、洞蒙向斜各个次级背斜的两翼，为工作区的含锰岩系，岩性从下到上分4个岩性段[2]。

第四系：为褐红色—褐黄色残积、坡积及洪积物，主要为粘土、亚粘土、亚砂土及风化岩石碎块。厚0～15 m。

2.2 构造

研究区的断裂构造不发育，主要断层有F1、F5、F21、F22、F23、F4、F16，见图1。

图1 天等锰矿地质简况

F1断层：位于驮仁西矿段与渌利矿段之间，为区域上的大断层，走向延长规模大于30 km，在工作区12线以西，呈北东向，走向约为27(°)，在工作区12线以东，呈近东西向。

F5、F21断层：均分布在蒙矿段，其中F5为平移断层，长约500 m，倾向南东东，产状99(°)∠45(°)，西盘相对往北位移，断距110 m；F21断层为正断层，长约300 m，产状75(°)∠56(°),上下盘相对位移约1 m。

F22、F23断层：均分布在驮仁西矿段，均为正断层，规模均小于200 m，其中F22断层产状192(°)∠30(°),上下盘相对位移约6 m；F23断层产状355(°)∠65(°),上下盘相对位移约1.50 m。

F4、F16断层：F4断层分布在驮仁东矿段至含柳矿段，展布长约500 m，走向北东，北西盘相对往北移动；F16断层分布在驮仁东矿段，展布长约130 m，为正断层，倾向北北西[3]。

2.3 岩浆岩

区内岩浆活动比较弱，有海底喷发和侵入两类，以前者为主。侵入岩为辉绿岩脉，分布在驮仁东矿段北东面，侵入上二叠统合山组地层内。

喷出岩主要有晶屑凝灰岩和凝灰岩，凝灰岩喷出于百蓬组下部，一般呈层状，与地层顺层产出，接触部位围岩无蚀变现象。

3 矿(化)体特征

3.1 驮仁东矿段的碳酸锰矿层

表1 驮仁东矿段单工程碳酸锰矿层地质特征

Ⅰ、Ⅳ矿层有5个工程及Ⅱ矿层有4个工程平均含Mn≥10%，可圈碳酸锰矿体，Ⅲ矿层含锰<10%，为硅质泥灰岩。Ⅰ矿层厚0.65～1.41 m，平均1.00 m，锰品位10.73%～11.92%，平均11.19%；Ⅱ矿层厚0.85～4.97 m，平均3.00 m，锰品位10.00%～10.71%，平均10.49%；Ⅳ矿层厚0.76～4.56 m，平均2.47 m，锰品位11.09%～13.18%，平均11.97%。

3.2 驮仁西矿段的锰矿层

驮仁西矿段的碳酸锰矿层分布06～30线，赋存在次级向斜⑩的南翼，倾向335(°)～40(°)，倾角26(°)～61(°)，平均43(°)。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ矿层平均含Mn≥10%，连续性较好，可圈碳酸锰矿体，Ⅲ矿层含锰小于10%，不能圈矿体。Ⅰ矿层厚1.79～2.66 m，平均2.34 m；锰品位11.03%～12.21%，平均11.67%；Ⅱ矿层厚3.67～7.38 m，平均6.39 m，锰品位11.46%～12.60%，平均11.98%；Ⅳ矿层厚2.09～4.44 m，平均3.32 m，锰品位10.67%～14.12%，平均12.39%。矿段单工程碳酸锰矿层地质特征详情见表2。

表2 驮仁西矿段单工程碳酸锰矿层地质特征

3.3 渌利矿段的锰矿层

渌利矿段的碳酸锰矿层受背斜⑦两翼及向斜⑧的控制，呈北东东向展布,背斜⑦北西翼的矿层倾角35(°)～57(°)。向斜⑧两翼的矿层基本对称产出，浅表产状较缓，往深部产状变陡，倾角13(°)～70(°)。以单工程平均锰品位而言，Ⅱ、Ⅳ矿层连续性最好，全部工程均见矿。Ⅰ矿层在44线背斜⑦北翼开天窗。Ⅲ矿层在背斜⑦南翼连续性最好，全部工程均见矿；在背斜⑦北翼连续性最差，仅在56～60线、44线见矿，其他地段为含锰硅质泥灰岩[5-7]。Ⅰ矿层厚0.60～1.89 m，平均1.22 m，锰品位10.87%～13.07%，平均11.90%；Ⅱ矿层厚2.02～6.43 m，平均3.87 m，锰品位10.96%～12.40%，平均11.97%；Ⅲ矿层厚0.39～2.17 m，平均1.12 m，锰品位10.03%～13.48%，平均11.08%；Ⅳ矿层厚0.53～5.62 m，平均3.15 m，锰品位10.36%～14.96%，平均11.74%。各矿层特征详见表3。

表3 渌利矿段单工程碳酸锰矿层地质特征

3.4 洞蒙矿段的锰矿层

洞蒙矿段17个钻探工程控制，各工程控制到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ碳酸锰矿层或含锰硅质泥灰岩的特征见表4。

表4 洞蒙矿段单工程碳酸锰矿层地质特征

以单工程平均锰品位而言，Ⅱ、Ⅳ矿层连续性最好，全部工程均见矿，Ⅰ矿层连续性较好，仅在72、76、80线开有天窗；Ⅲ矿层除1个工程见矿外，其他均为含锰硅质泥灰岩。Ⅰ矿层厚0.51～1.94 m，平均0.70 m，锰品位10.14%～13.11%，平均11.33%；Ⅱ矿层厚0.95～3.19 m，平均2.13 m，锰品位10.90%～12.69%，平均11.67%；Ⅲ矿层厚0.49 m，锰品位10.50%；Ⅳ矿层厚0.51～8.81 m，平均2.97 m，锰品位10.04%～13.11%，平均11.38%。

4 富集规律及找矿标志

4.1 富集规律研究

总体上，碳酸锰主矿层在05线至14线厚度大、锰品位高，往东西两侧厚度有变薄、锰品位有变贫的趋势，从锰矿层厚度变化情况看，Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ矿层厚度在驮仁西矿段最大、渌利矿段次之、洞蒙矿段最薄。从锰质富集情况看，Ⅱ、Ⅳ矿层的锰品位在驮仁西矿段最高，渌利矿段次之，驮仁东矿段最低；Ⅰ矿层的锰品位在渌利矿段最高，驮仁西矿段次之，驮仁东矿段最低，详见表5。

表5 各矿段碳酸锰矿层地质特征对比

4.2 找矿标志

4.2.1 直接标志

1) 矿层露头标志：原生锰矿层经风化次生富集形成比较明显的锰帽，且与围岩界线清晰，是很好的直接找矿标志。

2) 锰矿转石标志：原生锰矿经风化剥蚀，常形成大小不一的氧化锰矿块或颗粒，沿重力作用方向散布于残积、坡积及浮土中，是近矿的重要找矿标志。

4.2.2 间接标志

1)地层标志：研究区内锰矿产出的层位为下三叠统北泗组地层，在此地层里较大概率可找到“东平式”锰矿床。

2)构造标志：有含矿层位存在的向斜核部和背斜倾伏端及其两翼的次级褶皱部位是锰矿富集、厚度变大的区段。

3) 地形地貌标志：沉积型锰矿及以其为矿源层的锰帽型氧化锰矿分布于山顶或是半山腰。

4) 锰矿层的识别标志：Ⅳ矿层顶部普遍夹一层锰铁叶蛇纹石。

5 结 语

从区域地质概况人手，研究了广西天等县天等锰矿聚集区的地质特征与找矿标志等特征，特别是对驮仁东、驮仁西、渌利、洞蒙等4个矿段的矿体地质特征进行了详细的分析后发现：天等锰矿成因类型为海相沉积—锰锚型锰矿床，锰矿层受地层控制，含锰岩系为三叠系下统北泗组，锰矿层主要产于北泗组第2段、第3段，岩性组合为硅质泥灰岩、含锰硅质泥灰岩，夹少量的泥灰岩、硅质泥灰岩。褶皱构造对锰矿的富集有一定的影响。