浅谈江西省定南县虎山锰矿区域成矿条件

吴玉彬，方 涛

（江西省核工业地质局二六四大队，江西 赣州 341000）

锰矿是一种非常重要的战略矿产资源，尤其是富锰矿和优质锰矿资源，已经被国家列入到紧缺的矿种。我国锰矿资源分布不平衡，22个省市均查明有锰矿，贵州锰矿资源储量居亚洲第一。自然界很多矿物中都含有锰元素，但真正有价值的只有一小部分可以作为锰矿加以开采利用，主要为软锰矿，其次硬锰矿、沼锰矿，其他如水锰矿。本文研究的虎山锰矿主要为硬锰矿，通过分析其地质特征、成矿条件等，总结成矿成因和控矿因素，为今后其他地区进行锰矿产的勘探和开采提供可借鉴的参考。

1 区域地质

区域大地构造位置处于华夏板块加里东期东南造山带，即南岭东段隆起带北部，东起武夷西麓，西至罗霄—诸广山，南达九连山，是经燕山期近东西向岩浆岩叠加构造后的隆起带。雩山隆起位于吉泰、赣州盆地东侧，总体呈北北东向展布，褶皱基底为青白口系上部－寒武系地层，北段震旦系广泛出露，南段寒武系出霹较广，沉积盖层在南部有少量分布。该区南部龙南、全南、定南地区发育侏罗纪—早白垩世火山盆地、晚白垩世红层断陷盆地，主要分布于南径盆地、东坑—临江盆地、白面石盆地和菖蒲盆地，均为中小型规模。区域出露地层有震旦系上统、寒武系、二叠系、侏罗系、白垩系及新生代。除岩浆岩外，上元古界老虎塘组和下古生界寒武系浅变质岩系约占全区面积的40%，主要分布于天花寺、鹤仔圩一带，其他地层零星分布于岩体的周边，第四系沿河谷和山间盆地分布。

区域岩浆活动强烈，主要为加里东期和燕山期花岗岩，形成了桃山－雩山复式花岗岩带。在南段与南岭花岗岩带复合，花岗岩体密集出露，矿区位于隘高复式岩体中，其岩体由隘高、寨背、龙州和高前山等小岩体组成，呈岩基或大的岩株状产出，总体展布方向为北北东。保罗纪的火山岩及火山碎屑岩出露于南部地区，包括早侏罗世的双峰式海相和早白恶世的酸性陆相火山碎屑沉积岩。区域内断裂发育，主要为北东—北东东向、北北东向断裂、近东西向、北西向四组断裂，以北北东和北东一北东东向两组断裂最为发育，即龙南－版石和九连山－安远断裂带。区域变质岩主要为浅变质板岩和变质碎屑岩，包括有硅质板岩、炭质板岩、变质长石石英砂岩、条带状和千枚状板岩、混合岩等。区域蚀变主要表现为的花岗岩类的自变质作用和蚀变作用，以钠长石化、云英岩化、锂云母化、白云母化、钾长石化、萤石化等有密切的关系。

区域金属矿产丰富，主要矿种有钨、稀土、铅、锌、铁、钛、锡、铀、铌等20余种，其中尤以钨矿最为突出，著名的归美山钨矿开采近百年，目前仍在开采中，稀土矿分布特广，三南地区均有分布，以轻稀土为主。非金属矿产主要有煤、瓷土、石墨、萤石矿等。

2 矿区地质

矿区内除在沟谷和缓坡地段有第四系外未见其他地层出露。第四系由山坡残积层、坡积层和溪沟冲积层等组成，层厚0～10余米，岩性为砂、砾、岩石碎块、砂质粘土及相互夹杂的松散沉积物。矿区地处寨背岩体中部地段，主体构造以缓倾角的张性断裂构造为主，褶皱不明显，成矿后断裂叠加裂隙较为发育。构造岩类有含砾糜棱岩、角砾岩、石英玉髓岩、碎裂岩、破碎花岗岩和石英脉。

矿区主体岩石为燕山早期中粗粒黑云母花岗岩，约占全区90%以上，呈暗绿色、浅肉红色，粗粒一中粗粒，结晶粒状花岗岩结构，变晶残余结构、块状构造和碎裂构造，局部可见残留的片麻状构造。主要造岩矿物有更长石、斜微长石、石英、黑云母等。微斜长石呈半自形粒状、莲子状、不规则状，见有格子状双晶，平均粒度为3mm～4mm，含量约为35%～40%。更长石呈半自形、它形板状、粒状，纳长双晶较明显，粒度一般为3mm，含量约为30%～35%，长石均呈斑晶出现。石英呈他形粒状、聚集团粒状、微细脉状不均匀的分布在长石之间，粒度2mm～3mm，含量20%左右。黑云母呈聚集团粒状、条带状，大小一般在1mm～2mm，含量5%～6%左右，副矿物有磷灰石、锆石。中细粒黑云母花岗岩呈不规则状侵入于中粗粒黑云母花岗岩中，小斑、少斑，致密坚硬。石英流纹霏细斑岩多出露于矿区东部断裂构造附近，呈脉状、透镜状，呈浅灰色、浅肉红色，为斑状结构、霏细结构、熔蚀结构，块状构造。辉绿岩呈脉状产出，零星分布。

矿区硅化破碎带在形成演化过程中，内外普遍遭受不同程度的蚀变，其中硅化、黄铁矿化与锰矿成因关系密切。其中硅化分布广且历时最长，根据产出形态和相互之间的关系，可以分为三个阶段：①早期硅化：乳白色、灰白色透镜体、脉体、块状石英，为硅化破碎带早期产物，锰矿化弱，由于后期断裂构造的叠加，早期的硅质岩多为构造角砾出现；②中期硅化：灰白色、浅灰色的石英脉体，为硅化破碎带同期产物，叠加在早期硅化体之中，锰矿化则沿石英角砾周边或胶结物空隙、裂隙中充填，并伴有弱黄铁矿化，是锰矿化的主要成矿期；③晚期硅化：白色、乳白色石英脉，沿裂隙充填交代，多呈细小的网脉状穿插在早、中期石英脉体内，脉宽1cm～2cm，一般不含黄铁矿，与锰矿化关系不密切。黄铁矿化广泛分布于糜棱岩、角砾岩、石英岩和围岩中，但含量甚微，多呈粉末状或碎裂状沿裂隙浸染状、皮壳状、胶状分布于构造破碎带胶结物中，伴有碳酸盐化。黄铁矿化与锰矿化基本同时生成，但经后来的氧化、淋滤作用，多数表现为针铁矿化。其它蚀变包括绿泥石化、绿帘石化、高岭土化等，分布最广，属多阶段、多世代的产物。在硅化破碎带内，由于处于氧化带，高岭土化更明显，蚀变更是发育，与锰矿化的关系不明显。

3 矿体特征

矿区较大的硅化构造破碎带有10条，4条矿化带分布于矿区的北部和南部。其中北部的F2号硅化破碎带为主要工作区域，通过施工槽探、硐探和钻探等勘探手法，基本查明主矿体形态、规模、产状和空间位置及矿石质量特征，构造走向北东73°～83°，倾向北北西，平均倾角52°，控制走向长大于1200m，倾斜垂深大于180m，厚度为12m～24m，平均厚度18m，带内分布有脉状、透镜状石英脉、玉髓脉，锰矿体赋存于带内的糜棱岩、构造角砾岩或构造泥中，呈似层状、透镜状产出，膨胀缩小现象明显。矿体产状受破碎带结构面控制，从沿脉坑道证明，矿体与硅化破碎角砾岩带结构面有5°～10°的夹角，呈雁形排列，首尾相接；矿区南部主要为F5、F6和F7号硅化破碎带，均为近东西向，间距约为100m，由于地形条件不好，施工难度较大，钻探工作有待交通条件的改善才能进行，仅进行地表槽探和浅部坑道追索，控制矿化带长度近220m，宽60m，厚度1.5m～2m，品位达到了边界或工业品位要求，矿石中伴生的银、钨等可综合利用，所以该区域可作为矿区的后备远景地区之一。

矿体矿石矿物组成比较简单，分带不明显，锰矿物粒径小，多呈粉末状的隐晶。金属矿物主要有硬锰矿，次为软锰矿，磷锰矿、针铁矿、黄铁矿、褐铁矿、磁铁矿等微量，脉石矿物主要为石英、泥质等，局部伴有钨矿，比较零星，无法圈成矿体，而有害元素和杂质含量低，属优质氧化锰矿石。硬锰矿在自然状态下呈灰黑色、灰色，具有半金属光泽，性脆，不透明，无解理，断口较平坦，不污手，具有碎裂构造、蜂窝状构造，以隐晶质凝胶块体状为主，次为肾状、葡萄状等，粒径达5mm～15mm不等，硬锰矿分布于微晶石英、玉髓透镜体和石英角砾边缘或微晶石英空洞中，有的沿石英脉中的裂隙与网状裂纹中充填，硬度大，小刀不易刻动，加双氧水剧烈反应起泡。经镜下鉴定，锰矿石中硬锰矿占95%以上，锰的嵌布粒度较粗，以隐晶质凝胶块体出现的硬锰矿的粒度80%以上大于0.2mm，大者呈粗脉状可达5mm～15mm，10%～15%粒度在0.125mm～0.2mm之间，只有约5%的粒度小于0.125mm以下。软锰矿、磷锰矿在锰矿中占5%以下，呈黑色、灰色，染手，硬度小，一般2～3，呈胶状、土状产于硬锰矿边部或外围，软锰矿也常呈微粒浸染状分布于矿石的泥质胶结物中。矿石中的石英具有超糜棱—糜棱结构，粒径一般0.01mm～0.05mm，为条带状集合体被后期断裂构造破坏而呈角砾状产出，占了轻矿物中含量的95%以上，石英粒间常见黄铁矿、针铁矿、褐铁矿。

矿石自然类型为氧化锰矿石，可划分为糜棱岩型和角砾岩型，两种矿石分带不明显，在空间分布上伴随、交替出现或混生，无明显界线，矿体下部多为角砾岩型矿石，中部和中上部以糜棱岩型矿石较多，矿石品位变化区间均较小。糜棱岩型矿石由具有高岭土化、绿泥石化糜棱岩组成，呈胶状、环状、粒状结构，松散土状构造。硬锰矿、软锰矿以球粒或葡萄状、胶状、微粒浸染状存在于矿石中，局部褐铁矿化污染明显；角砾岩型矿石由具有弱硅化、黄铁矿化、绿泥石化构造角砾岩组成，呈胶状结构、凝胶块体状结构、显微粒状结构、环状结构、碎裂结构、包含结构等，星散浸染状构造、角砾状构造、环粒状构造、葡萄状构造和脉状、网脉状构造。锰矿以胶状、凝胶块体状或环粒状、显微脉状等分布于石英角砾边缘或胶结物中。

矿体顶底板围岩为紫红色硅化构造角砾岩，厚度1.50m～3.00m，角砾成分为钾长石化、中粗粒似斑状黑云母花岗岩和白色石英岩和粉红色玉髓角砾，呈次圆状和次棱角状，大小不一，一般为1cm～3cm。胶结物为石英岩屑、泥质、铁质等。围岩中见后期白色石英细脉呈网状分布，脉宽1mm～2mm，玉髓脉宽3cm～5cm，与构造结构面平行分布，与矿体无明显界线。

4 矿床成因

矿床岩性为燕山早期深成黑云母花岗岩，不仅成矿元素Mn丰度值高，提供了部分成矿物质来源，而且还存在性脆、裂隙发育的特点，创造了有利的储矿空间。矿床在长期构造运动中形成了一系列的北东向、近东西向和北西向断裂构造，多次断裂构造的叠加，使得岩石破碎，裂隙裂纹发育或成糜棱岩状，为区内控矿起着重要作用。矿床岩浆活动过程中，尤其是在塞背岩体形成后期，一部分岩浆含矿热液与地下热水混合，运移中吸取了部分围岩成矿物质，在构造有利部位聚集沉淀成矿。

根据蚀变种类、矿石结构、构造及矿石矿物组合等，将矿床矿化划分为三个阶段：①硅化阶段：伴有微弱的黄铁矿化；②石英、金属锰酸盐阶段：以硅化、硬锰矿化为主，并伴有绿泥石化等形成脉状、网脉状构造；③表生氧化富集阶段：岩浆热液移动中吸取了富锰围岩的含矿物质，在构造局部部位富集成矿，在地表及浅部，氧化作用较强，后期由于地表水与地下水长期循环淋滤作用，花岗岩体的一些含锰矿物从岩石的节理裂隙进一步运移集中，形成球粒状集合体，角砾构造带里的粘土物质也会吸附含锰矿物。由于地下水侵蚀基准面及潜水位的动态变化，随着海拔深度的降低，使容矿构造整体上锰元素含量逐渐降低，在基准面以下变得极低。

综上所述，该矿床工业类型为低磷、低铁酸性锰矿床，成因类型为与酸性岩体有关的中低温热液—淋滤型锰矿床。

5 结论

该区域锰矿主要赋矿岩性为燕山早期中粗粒似斑状黑云母花岗岩中的含砾糜棱岩、构造角砾岩，其中绿泥石化明显的角砾岩带是寻找锰矿的直接标志，多期次多阶段叠加硅化的破碎角砾岩带是锰元素聚集成矿的有利地段。由于投入工作量有限，北部矿体在走向及倾向上控制不足，矿体浅部、中深部经钻孔控制证实，矿体向深部仍稳定延伸，有进行深部找矿的必要。南部矿体成矿地质条件和北部相似，控矿构造发育，成矿条件有利，开展详查找矿工作有较好前景。南岭地区有大面积的加里东期和燕山期酸性岩体，同时有规模较大的硅化破碎带，与虎山锰矿相同的地质条件，是寻找锰矿资源的重要方向，具有较好的找矿远景。