四川省平武县茶树岭锰矿地质特征及成因探讨

周 勇，王光洪，万平益，程仕俊，王玉山，吕小军，刘玉红

(1. 四川省冶金地质勘查局六○五大队，四川 眉山 620860； 2. 眉山市彭山区自然资源和规划局，四川 眉山 620860)

锰矿是关系国民经济的急缺型金属矿产，世界上90%～95%的锰矿主要用于冶金工业，其余应用于轻工业、环保事业、陶瓷工业及化工工业等[1-5]。锰矿是一种关系到国民经济和可持续发展的大宗支柱型金属矿产，在现代工业中具有广泛的用途[6]。“无锰不成钢”，我国是钢铁生产大国，随着国内经济的迅猛发展，以汽车业和建筑业为主导的重工业为我国钢铁工业的发展提供了良好条件，使得对锰的需求量也与日俱增。我国锰矿资源丰富，资源量居世界第6。与国外锰矿相比，国内锰矿资源主要表现出矿床规模小、开采条件差、高品位矿石严重匮乏的特点[7]。近年来在四川省茶树岭新发现一锰矿床，隶属平武县水观乡管辖，矿区自然条件差，属中山侵蚀地貌。

1 区域地质特征

区域大地构造位置处于成矿区带，属于滨西太平洋成矿域(Ⅰ-1)、扬子准地台西缘元古宙华力西燕山期铜铁(钡钛)铅锌银稀土稀有铝土矿磷成矿带(Ⅲ-29)、广元大滩—北川蚂蟥沟前寒武纪华力西期铜铅锌金银矿远景区(Ⅳ-13)内。区内大地构造位置简要见图1。

1.1 地层

区内出露的地层主要有前震旦系桂花桥沟组(AnZg)、震旦系木座组(Zmz)、震旦系蜈蚣口组(Zw)、震旦系水晶组(Zs)、寒武系下统邱家河组(∈1q)、寒武系下统油房组(∈1y)。其中寒武系下统邱家河组(∈1q)是该区的含矿层[8]。已知平武平溪锰矿、石坎锰矿、简竹垭锰矿点分布于该区附近[9]。茶树岭锰矿区域构造见图2。

1.2 构造

区内褶皱构造发育，褶皱断层主要呈北东—南西走向展布，与地层走向一致。扭曲、劈理、透镜体等构造产物特别发育，茶树岭锰矿位于松潘—甘孜推覆造山带和扬子路块的结合部位，后龙门山推覆构造的高庄复向斜与轿子顶复背斜的倾覆端，南坝大断裂(F2)和青溪大断裂(F3)之间。

1.3 岩浆岩

区内出露大片晋宁期斜长花岗岩，其余地区零星出露闪长岩脉及辉绿岩脉。

2 工作区地质特征

2.1 地层

区内出露地层为震旦系蜈蚣口组(Zw)、震旦系水晶组(Zs)、寒武系下统邱家河组下段(∈1q1)、寒武系下统邱家河组上段(∈1q2)、寒武系下统油房组(∈1y)，其中锰矿赋存于寒武系下统邱家河组上段(∈1q2)。茶树岭锰矿区地质简要见图3。

2.2 构造

工作区位于高庄复向斜与轿子顶复背斜的倾覆端。构造较发育，褶皱构造有矿坪子背斜、平溪向斜；断层有3条北东向断层F1、F2、F3，次级小断层较发育，板岩节理发育。构造线走向基本一致，均为北东—南西向。工作区构造简要见图4。

2.3 变质作用

区内先后经过多次构造活动，在区域热动力变质作用下，由于温度、压力显著增大，岩石发生重结晶等变质改造作用，主要为低绿片岩相，岩性为变质砂岩、板岩、片岩等，其中板岩类主要为硅质板岩，含锰质碳硅质板岩、砂质板岩、碳质板岩等。变质作用对锰矿无明显改造。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

含矿层位主要位于寒武系下统邱家河组地层中，主要由铁锰矿(化)体，含锰板岩、含铁锰硅质岩等组成。其上下部多为硅质板岩、碳硅质板岩。其中铁锰矿化体多为黑色、半自形粒状结构、网格状、网脉状构造，分布较稳定。工作区共有5条主矿体，矿体主要受褶皱控制，呈层状、似层状产出，矿体产状与围岩一致，直接顶底板为碳硅质板岩。

1)大湾里Ⅰ号矿体

矿体呈层状、似层状产出于邱家河组上段含锰质碳硅质板岩，地表露头走向延伸553 m，倾向延伸245～261 m，厚1.04～2.16 m，平均厚1.45 m，w(Mn)为13.85%～22.15%，平均14.11%；埋藏深度为0～265.28 m，控制最低标高1 045.27 m；厚度变化系数26.23%，品位变化系数1.66%，延伸稳定。

2)矿坪子Ⅱ号矿体

呈层状、似层状产出于邱家河组上段含锰质碳硅质板岩中，地表露头沿走向延伸566 m，倾向延伸44～66 m，厚2.28～7.61 m，平均厚5.31 m，w(Mn)为13.71%～14.24%，平均13.90%；埋藏深度为0～83.98 m，控制最低标高1 232.9 m；厚度变化系数31.40%，品位变化系数1.43%，延伸稳定。

3)平溪Ⅲ-1号矿体

呈层状、似层状产出于邱家河组上段含锰质碳硅质板岩中，地表露头沿延伸403 m，倾向延伸245～261 m，厚1.04～2.16 m，平均厚1.45 m，w(Mn)为13.88%～14.51%，平均14.11%；埋藏深度为0～265.28 m，控制最低标高1 045.27 m；厚度变化系数26.23%，品位变化系数1.66%，延伸稳定。

4)平溪Ⅲ-2号矿体

呈层状、似层状产出于邱家河组上段含锰质碳硅质板岩中，地表露头沿走向延伸527 m，倾向延伸242～266 m，厚1.18～3.55 m，平均厚2.86 m，w(Mn)为13.69%～14.37%，平均14.03%；埋藏深度为0～322.56 m，控制最低标高1 060.66 m；厚度变化系数30.59%，品位变化系数1.84%，延伸稳定。

5)剪子垭Ⅳ号矿体

呈层状、似层状产出于邱家河组上段含锰质碳硅质板岩中，走向延伸336 m，倾向延伸168 m，厚度2.08～8.16 m，平均厚4.12 m，w(Mn)为13.89%～14.07%，平均13.95%，矿体呈层状、似层状，埋藏深度为0～70.7 m，控制最低标高1 432.2 m；厚度变化系数57.90%，品位变化系数0.64%，延伸较稳定。

3.2 矿石质量

茶树岭锰矿主要矿物为菱锰矿、赤铁矿，次要矿物有褐铁矿、黄铁矿、闪锌矿、绢云母、硅质、白云石、碳质等。

矿石结构以显微晶质结构为主，隐晶质、粒状、泥质、粉砂泥质结构次之，矿石构造以条纹(带)状、板状为主，其次为多孔状、脉状、团块状、肾状、葡萄状等。菱锰矿矿石(见图5)中有益组分有Mn、Fe，矿石中w(Mn)为10.01%～25.80%，平均14.04%，w(TF)为1.66%～12.98%；P和SiO2为有害组分，氧化矿石中w(P)为0.058%～0.461%，最高达到0.929%；w(SiO2)为20.88%～56.20%，最高达到74.13%。总的来讲，矿石的有害元素P含量较高。另外，当w(Mn)较大时，w(TF)和w(SiO2)较小；反之，当w(Mn)较小时，w(TF)和w(SiO2)较大。

图5 菱锰矿矿石

4 矿床成因探讨

早古生代，后龙门山地区由于地壳拉张裂陷形成断陷盆地[10]，而盆地的演化与沉积型锰矿则在成矿物质来源、成矿机制和矿体分布规律等方面都有着密切的关系[11]。经晋宁、澄江构造运动之后，上扬子路块处于相对稳定的时期，震旦世开始接受海相沉积，在川、滇、黔、陕等区域内形成一个潜水碳酸盐台地。四川省在麦地坪组、筇竹寺组沉积时期，明显继承着灯影组晚期特点，随着大规模海进，台地范围逐渐缩小。龙门山北段在邱家河组沉积时期，处于上扬子板块北部边缘与北侧摩天岭古陆结合部位的拗陷地带，沉积环境受到此环境的限制，在晚震旦世碳酸盐岩沉积的基础上，沉积了一套以碎屑岩为主夹碳酸盐岩，因沉积海域此时锰质含量高，在此有限的区域内形成了锰矿[12]。

5 结 论

1)茶树岭锰矿主要矿物为菱锰矿、赤铁矿，次要矿物有褐铁矿、黄铁矿、闪锌矿、绢云母、硅质、白云石、碳质等。矿石结构以显微晶质结构为主，矿石构造以条纹(带)状、板状为主。

2)矿体呈层状、似层状产出于邱家河组上段含锰质碳硅质板岩中，矿体与顶底板围岩产状一致，呈整合接触。