贵州省松桃县大路锰矿矿床地质特征

陈志友，何卫军，龙 洋

(1.西南能矿建设工程有限公司,贵州 贵阳 550001；2.贵州省地质矿产资源开发股份有限公司，贵州 贵阳 550001)

州省锰矿资源丰富，其中以南华纪“大塘坡式”锰矿资源潜力最大，经济效益最为显著，目前已经发现并报道的锰矿有松桃高地特大型富锰矿[1]、松桃杨家湾—杨立掌大型锰矿[2]、松桃普觉超大型锰矿[3-4]、桃子坪隐伏超大型锰矿[5]等。松桃县大路锰矿位于石阡—松桃—古丈锰矿成矿亚带[1]，主要分布于南华纪大塘坡组第一段黑色岩系下部，矿物以钙菱锰矿和菱锰矿为主，沉积环境为浅海还原环境[6]，属于古天然气渗漏沉积型锰矿床[7]。本文根据勘查成果对松桃县大路锰矿矿床地质特征进行总结。

1 区域地质概况

矿区大地构造位置位于扬子板块西南缘，江南复合造山带黔南坳陷区铜仁复式褶皱变形区东部，处于松桃“大塘坡式”锰矿成矿区的中东部，区域成矿地质条件有利，锰矿资源丰富。

区域地层有新元古界青白口系下江时期红子溪组（Pt31dh）、清水江组（Pt31dq），南华系富禄组（Pt32bf）、大塘坡组（Pt32bd）、南沱组（Pt32cn），震旦系陡山沱组（Pt33d）、老堡组（Pt33∈1l），寒武系牛蹄塘组（∈1-2n）、九门冲组（∈2jm）、变马冲组（∈2b）、杷榔组（∈2p）、清虚洞组（∈2q）、高台组（∈3g）、石冷水组（∈3sh）、娄山关组（∈3-4l）、毛田组（∈4O1m），奥陶系桐梓组（O1t）、红花园（O1h）、大湾组（O1-2d）。

本区历经武陵运动、雪峰运动、加里东运动、燕山运动及新构造运动，区域构造错综复杂，区域主要构造线呈北东及北东东向。区域褶皱构造主要有老将坡背斜、上洞背斜和寨英背斜；区域上较大的断裂构造主要有三阳断裂、木耳溪断裂、红石断裂。

区域上变质岩较发育，主要分布于矿区的西侧，总体变质程度较低，主要为变质沉积岩，原岩结构构造保留较好。

区域矿产以锰矿最具优势，次为零星分布的汞、钒、铅锌、磷、重晶石、石英砂岩、大理石以及建筑用白云岩、灰岩等矿产。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露青白口系下江时期红子溪组（Pt31dh）、清水江组（Pt31dq），南华系富禄组两界河段（Pt32bf2），寒武系杷榔组（∈2p）、清虚洞组（∈2q）、高台组（∈3g）、石冷水组（∈3sh）、娄山关组（∈3-4l），第四系（Q）。详见图1，其中主要出露的地层为南华系富禄组两界河段铁丝坳亚段（Pt32bf22）、大塘坡组一段（Pt32bd1）、大塘坡组二—三段（Pt32bd2+3）、南沱组（Pt32cn），地层特征如下：

（1）富禄组两界河段铁丝坳亚段（Pt32bf22）。矿区内主要呈隐伏状产出，在北西角F1与F2断层之间有少量出露，应与下伏清水江组微角度不整合或平行不整合，岩性主要为灰至浅灰色中厚层至块状中—粗粒长石岩屑砂岩组成，夹少许含砾砂岩—粉砂岩及砾砂质粘土岩，具粒序层理、平行层理，厚度为30.22m。

（2）大塘坡组（Pt32bd）。矿区内呈隐伏状产出，与下伏南华系富禄组整合接触：按岩石组合特征可分为两个岩性段：

①一段（Pt32bd1）：为主要含矿岩层，岩性为灰黑色、黑色中厚层状含锰灰岩、炭质粉砂岩，含星点状、似层状、透镜状黄铁矿，区内具有开发利用价值的锰矿体隐伏产于黑色含锰炭质泥岩中，地表未出露。厚度：34.94～46.27m。

②二—三段（Pt32bd2+3）：浅灰色、灰色薄至中层粉砂岩、含粉砂质泥岩。水平层理发育。厚度：182.66～259.24m。

（3）南沱组（Pt32cn）。矿区内呈隐伏产出，与下伏大塘坡组整合接触，上部主要为黄灰绿色含砾粘土岩，时夹粘土岩或薄层砾石。中部为灰绿、黄绿色块状含砾砂岩、砂质砾岩，砾石多，砾径大。下部为灰绿色、黄绿色块状含砾粉砂岩、含砾粉砂质粘土岩、间夹1～2层层纹状粘土岩，局部夹白云岩透镜体。厚度：202.70～259.36m。

2.2 构造

矿区处于区域大断裂木耳溪断层南东盘，总体上大致为单斜构造，受北东向及近东西向构造的影响，矿区中部乜江附近地层走向出现较大角度的转折，北侧走向为南东东，南侧走向为北东。

2.2.1 褶皱

孙家向斜：位于区内大路河以南，轴线西起于孙家后山，往东经过老鸦山，长度超过2km；走向NE-SW，为一宽缓向斜。北西翼地层倾向100°～120°，倾角26°～44°；南东翼地层倾向16°～60°，倾角22°～41°。

2.2.2 断层

断层主要呈北东向和近东西向发育，与区域断裂木耳溪断裂带关系密切，主要的断层具体特征如下：

F1：区域断裂木耳溪断裂带之分枝断层，仅局部穿过矿区北西角，区内出露长约450m，走向北东，其余大部位于区外，长度超过2700m，其西盘为清水江组及红子溪组地层，岩性主要为灰绿色含砾砂岩，产状较为零乱。

F5：位于矿区北东侧杨家湾至坑边一带，坑边以南为推测，长约1100m，走向北东，倾向北西，北西盘为清虚洞二段至石冷水组，南东盘为清虚洞组，倾向北西，倾角近直立约80°，断层破碎带宽3～10m，具褪色化，为正断层。

F6断层：位于区内中部，自石县沟至三渡水一带，长约950m，为倾向右行平移断层，北西盘地层向北东移动，南东盘地层向南西移动，地表平面断距180～380m。

F7断层：位于勘查区东侧，长度超过3000m，走向北东，倾向不明，大部分处于区外，浮土掩盖严重，为推测性质不明断层。

F8断层：位于勘查区中部东侧，长约1250m，大部分处于区外，浮土掩盖严重，为推测性质不明断层，应自黄泥董经瓦厂坝在甸子坝交于F9。

F9断层：位于勘查区东侧，长度超过2100m，大部分处于区外，浮土掩盖严重，自刘家寨南侧后山经平洞、甸子坝至乜江交于F7断层，为正断层倾向北北西，倾角约70°，北盘地层倾向东，南盘地层倾向南东。

F10：位于矿区东南部，部分延伸出区外，总长度应超过1900m，矿区内长度约870m，走向北北东，倾向南东东，倾角约70°。为正断层。

F14断层：位于勘查区南东端，沿后洞—老院子—仙人洞一带分布，全为浮土掩盖，可能为平移断层。

3 矿床地质特征

3.1 含锰岩系(赋矿层位）及特征

含锰岩系为南华系下统大塘坡组第一段，矿区内锰矿资源赋存于底部黑色炭质泥岩中，矿体产状与围岩（地层）产状基本一致，钻孔揭露最小厚度10.82m，最大厚度47.94m，平均厚度34.88m。含锰岩系特征详见表1。

表1 含锰岩系特征表

区域上含锰岩系的岩相及厚度有一定的差异，含锰岩系从盆地中心向边缘变薄，菱锰矿主要赋存于含锰岩系较厚地段。根据“古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿系统与成矿模式”[7]划分的中心相、过渡相和边缘相3 个相带，对比矿区含锰岩系厚度由南向北逐渐变厚，品位中部高、北西和南东低的变化特征，该区域的成锰盆地呈北东南西向展布，与李家湾—高地—道坨Ⅳ级地堑盆地展布方向一致，且矿区位于成锰盆地过渡相—边缘相区，向南西进入中心相区。

矿区含锰岩系的厚度与锰矿关系极为密切，厚度大于10m 者可能产有工业锰矿体，小于10m 者一般无工业价值的锰矿体产出，赋矿最有利的厚度为30～50m。矿区工程揭露的含锰岩系平均厚度39.95m，由北向南逐渐变厚，含锰岩系与矿体真厚度一般具正相关关系（详见图2）。

3.2 矿体地质特征

3.2.1 矿体规模及形态

矿区矿体隐伏埋藏于地下深部，工程控制矿体南北长约1360m，赋存标高约-650～-1200m 之间，距地表约1200～1650m，矿体连续展布面积大于1.0km2，规模达大型，连续性好。矿体呈似层状产出于大塘坡组一段黑色炭质泥岩中，矿体呈单斜产出，产状与围岩基本一致，倾向南东，倾角10°～15°；矿体少有分枝复合，间有夹石，夹石岩性与矿体岩性相近。矿体单工程厚度2.28～8.21m，平均厚度5.08m，厚度变化小。详见图3。

3.2.2 矿石质量

（1）矿石结构。锰矿石结构有不等晶结构、微—泥晶结构、泥晶结构、含砂屑泥晶结构、砂屑泥晶结构、泥晶砂屑结构、砂状结构及碎裂结构等，以微—泥晶结构为主，其次为含砂屑泥晶结构。

微—泥晶结构：由菱锰矿（82%）及黄铁矿（5%）、方解石（4%）、粘土矿物（4%）、炭质（3%）、石英（2%）等组分构成，见图4a。

含砂屑泥晶结构：由菱锰矿基底（75%）、石英基底（3%）、方解石基底（2%）、有机质（1%）和内碎屑（15%）、陆源碎屑（2%）等组分构成，见图4b。

泥晶结构：由粘土矿物基底（60%）、石英基底（15%）、有机质（1%）和陆源碎屑（20%）、内碎屑（3%）等组分构成，见图4c。

砂屑泥晶结构：由菱锰矿基底（55%）、粘土矿物基底（14%）、石英基底（1%）、有机质（1%）和内碎屑（25%）、陆源碎屑（3%）等组分构成，见图4d。

泥晶砂屑结构：由内碎屑（52%）、陆源碎屑（8%）和填隙物（40%）等组分构成，见图4e。

碎裂结构：由于受到多次构造应力的影响，发生破碎，见图4f。构造破碎前—泥晶结构，第一次构造破碎后—碎斑结构，第二次构造破碎后—碎裂结构。

（2）矿石构造。锰矿石构造主要有瘤—条纹状构造、层纹—条纹状构造、层纹—条纹—条带状构造、条纹状构造、无定向构造、缝合线构造等，主要以瘤—条纹状构造最为发育，层纹—条纹状构造次之。

瘤—条纹状构造：不同组分（菱锰矿及黄铁矿、不同粒度陆源碎屑、粘土矿物、炭质、石英等）各自分布不甚均匀呈层及局部偏集呈瘤—条纹状产出。

层纹—条纹状构造：不同组分（粘土矿物、石英、陆源碎屑和内碎屑等）不均匀分布，偏集呈层纹—条纹状产出。

层纹—条纹—条带状构造：不同组分（菱锰矿、石英、黄铁矿、方解石、有机质、内碎屑和陆源碎屑等）不均匀分布，偏集呈层纹—条纹—条带状产出。

无定向构造：展布无序，无定向产出。

3.3 矿石物质组分

金属矿物主要为菱锰矿，呈基底主要矿物构成形式产出（含量41%～95%，一般78%）。其次是黄铁矿，约6%；非金属矿物主要粘土矿物（约4%）、石英（约2%），其他还是有陆源碎屑（约7%）和炭质（约3%）。

3.4 矿石的化学成分

矿石有益组分为锰，以泥晶菱锰矿的形式产出，品位15.24%～21.53%，平均品位18.69%。矿石有害组份主要为Fe、P、MgO、CaO、SiO2、Al2O3等。

3.5 矿石类型

3.5.1 自然类型

根据物相分析结果（表2），结合矿体隐伏埋藏于地表以下约1300m 左右，锰矿石自然类型确定为原生碳酸锰矿石。

表2 大路锰矿物相分析结果表

根据矿石结构构造划分为块状矿石、条带状矿石、多孔状矿石、肾状矿石、豆状矿石、粉状矿石、钟乳状矿石等。锰矿石自然类型有瘤—条纹状微—泥晶菱锰矿矿石、层纹—条纹状含硅质含粘土质泥晶砂屑菱锰矿矿石、碎裂泥晶菱锰矿矿石、层纹—条纹—条带状含砂屑泥晶菱锰矿矿石等，其中主要为瘤—条纹状微—泥晶菱锰矿矿石，其次为层纹—条纹状砂屑泥晶菱锰矿矿石。

3.5.2 工业类型

ω（P）/ω（Mn）比值为0.010～0.014，平均为0.010；ω（CaO+MgO）／ω（SiO2+Al2O3）比值为0.25～0.80，平均为0.37；ω（Mn）/ω（Fe）比值为4.18～10.96，平均为7.12。 以 ω（P）/ω（Mn）、ω（CaO+MgO）/ω（SiO2+Al2O3）和ω（Mn）/ω（Fe）比值作为划分依据，区内锰矿石工业类型为低铁高磷酸性贫锰矿石。

3.5.3 工业品级

根据冶金用锰矿石一般工业指标，单工程平均品位大于25%的才能达到富锰矿石，区内锰矿石仅少量样品超过25%，单工程平均品位极值为15.24%～21.53%，故其工业品级属贫锰矿石。

4 结论

（1）松桃县大路锰含锰岩系产于南华系下统大塘坡组第一段黑色岩系底部，属“大唐坡式”锰矿床，成因类型是“古天然气渗漏沉积型锰矿床”。

（2）松桃县大路锰矿的呈层状、似层状产出，结构以微—泥晶结构为主，其次为含砂屑泥晶结构；矿体厚度与含锰岩系的厚度密切相关，厚度2.28～8.21m，平均厚5.08m；泥晶菱锰矿为主要的有用组分，品位15.24%～21.53%，平均18.69%。

（3）根据物相分析，锰矿石自然类型确定为原生碳酸锰矿石，工业类型为低铁高磷酸性贫锰矿石。