松桃杨立掌锰矿地质特征及深部找矿潜力分析❶

侯兵德 吴志成 占朋才

贵州省地矿局103地质大队，贵州铜仁，554300

松桃杨立掌锰矿地质特征及深部找矿潜力分析❶

侯兵德*1吴志成2占朋才2

贵州省地矿局103地质大队，贵州铜仁，554300

杨立掌锰矿位于扬子陆块东南部被动边缘褶冲带铜仁逆冲带的半局限浅海盆地中。含矿层位“含锰岩系”为南华系下统大塘坡组第一段。含矿岩性为碳质页岩、粘土岩，矿体呈层状、似层状，矿石矿物主要为菱锰矿、钙菱锰矿、锰方解石、锰白云石等，严格受层位、矿系厚度、古构造及沉积环境的控制。通过对矿床地质特征、岩相古地理、古构造等综合分析，推测该区具有较大的找矿潜力。

锰矿 地质特征 找矿潜力 松桃

杨立掌锰矿位于贵州省松桃县城南西约42km处，辖属松桃县，20世纪60年代，贵州地矿局108队对该区锰矿开展过面上普查工作，70年代末至80年代初，103队对该锰矿进行了详查评价，提交了碳酸锰矿石资源量1473.95万t，深部至今尚未圈边。因此，是该区深部找锰潜力较大的区域之一。

1 区域地质背景

区域地处扬子陆块东南部被动边缘褶冲带铜仁逆冲带【1】，先后经历了雪峰、加里东、印支及燕山多期运动。褶皱、断裂发育，总体构造线呈NE、NNE向，主要有断裂有三阳、杨立掌、木耳、红石等区域性大断裂。区域内出露地层为蓟县系、青白口系、南华系、震旦系、寒武系、奥陶系及志留系。

2 矿床地质特征

2.1 地层简述

矿区内出露地层为青白口系板溪群清水江组；南华系下统铁丝坳组、大塘坡组，上统南沱组；震旦系下统陡山沱组，上统留茶坡组；寒武系下统明心寺组、杷榔组及第四系（图1）。各地层特征由老至新简述如下。

清水江组(Qbq)：下部为灰色中层含凝灰质板岩夹砂质绢云母板岩；中部为浅灰、灰白色块状石英砂岩，偶夹薄层砂质凝灰岩；上部为灰色薄至中层含长石砂岩、粉砂岩夹砂质粘土岩。区内出露不全。厚度＞1000m。铁丝坳组（Nh1t）：下部为灰—深灰色含砾杂砂岩（习称小冰）；中上部为黑灰色碳质粘土质页岩夹薄层或条带含碳质菱锰矿。厚度1.22～24.03m。

大塘坡组（Nh1d）:按岩性组合特征分为三段。

第一段（Nh1d1）：习称含锰岩系，为黑—深灰色碳质页岩，顶部夹1～4层含黄铁矿粘土岩，底部夹钢灰色块状碳质菱锰矿；中部以厚约0.03～0.53m的浅灰、灰色含黄铁矿粘土岩，为上下矿层的标志层。厚度9.42～56.53m。

第二、三段（Nh1d2+3）：下部为深灰、黑色层纹状含粉砂质粘土页岩与含碳质粘土页岩互层，由下而上碳质逐渐减少，砂质逐渐增多；中部为灰、深灰色层纹状、条带状粘土页岩，顶部夹1～3层粉砂岩；上部为灰、深灰色条带状含粉砂质粘土岩。厚度176～333.79m。

图1 松桃杨立掌猛矿地质简图Fig.1 Geological diagram of Yanglizhang manganese of songtao

南沱组（Nh2n）：为深灰色厚层块状含砾（冰碛）粘土岩（习称大冰），砾径0.30～20cm，分布不均，呈棱角状、次浑圆状，成分复杂，无序排列，无分选性；中部夹灰色粉砂质页岩、粘土岩，偶夹白云岩透镜体。厚度31.98～83.45m。

陡山沱组（Z1d）：下部为灰色薄至中层粉—细晶白云岩，间夹条带状含黄铁矿粘土岩及鸟眼构造白云质粘土岩，局部含碳质；上部为灰色厚层泥粉晶白云岩，具条纹状构造。厚度21.14～64.08m。

留茶坡组（Z2l）：下部为灰、灰黑色薄层含泥质、硅质、碳质页岩，偶见星点状黄铁矿；上部为黑色碳质页岩；顶部夹0～0.73cm黑色硅质磷块岩。厚度17.44～87.42m。

明心寺组（∈1m）:下部为灰、深灰色薄—中层含碳质粉晶灰岩夹碳质页岩；中部为深灰、黑色含碳质粘土质页岩；上部为灰、深灰色薄—中层细粒石英砂岩，夹碳质页岩。厚度306.20～375.62m。

杷榔组（∈1p）：下部为黑灰色含粉砂质、碳质页岩；上部为黄绿、灰绿色砂质、粘土质页岩；顶部夹含锰泥质灰岩薄层。厚度367.00～419.45m。

第四系（Q）：为黄灰色粘土、亚粘土、砂、砾石等残坡积物。厚度0～10m。

2.2 构造概况

矿区位于梵净山穹状背斜北东缘外缘，褶曲不发育，以断裂构造为主。就主要断裂构造概述如下：

杨立掌断层（F1）：呈NE—SW向展布，区域上延伸约35km，沿走向呈微“S”形弯曲，走向NE35～60°，倾向NW，倾角77～81°，断距750 m，推测该断层为一条形成于晚元古代的、多期次活动的古断裂。

F2、F3断层：位于矿区北西侧，属分枝复合断层。走向300～335°，倾向NE，倾角52～74°，破碎带宽0.15～1.00m，断距大于70m，走向延伸约300～1500m，两断层在深部相交，属正断层性质。

层间断层：多发育于含矿岩系中，产状与地层基本一致，交角5～10°，对矿层有一定影响。

2.3 含矿岩系特征

锰矿赋存于南华系下统大塘坡组第一段下部碳质、粘土质页岩中。根据岩性组合特征，由下而上细分13个小层。层位基本稳定，仅有厚度的变化，具有可对比性：

上覆地层为大塘坡组第二段层纹状粉砂质页岩。

（13）深灰色含粉砂质碳质页岩。厚度5.29～14.45m

（12）深灰黑色碳质页岩夹粉砂质粘土岩。厚度7.66～25.27m

（11）灰色含锰质条带碳质页岩，为矿层直接顶板。厚度1.28～1.99m

（9～10）深灰色薄层条带状菱锰矿夹碳质页岩，下部夹钢灰色薄层块状菱锰矿（上层矿）。矿区中部连续分布，厚度、品位变化较大，具有一定的工业价值。厚度1.03～2.54m

（8）浅灰色中层含细粒黄铁矿粘土岩，分布较稳定，具有可对比性。是上、下矿层分界的标志层。厚度0.03～0.53m

（2～7）钢灰色厚层块状菱锰矿及黑色薄层条带状菱锰矿（下层矿），间夹1～2层含锰碳质页岩或碳质页岩，呈透镜状分布。厚度0.71～7.65m

（1）黑色碳质页岩或含锰碳质页岩，为矿层直接底板。厚度0.04～0.48m

下伏地层为铁丝坳组含砾杂砂岩。

2.4 矿体（层）特征

2.4.1 矿体（层）变化特征 锰矿赋存于大塘坡组第一段下部碳质页岩中，矿体呈层状、似层状，与围岩产状一致，顺层产出。矿层走向NW—SE，倾向NE，倾角35～53°。区内分上、下两层矿，上矿层厚度、品位变化较大，工业价值不高；下层矿厚度、品位较稳定，为区内主矿层；上、下层矿沿倾向变化详见表1及图2。现分述如下：

表1 松桃杨立掌锰矿沿倾斜方向（4号勘探线）厚度、品位统计表Table 1 Along the tilt direction of Yanglizhang manganese of Songtao (4 exploration line) thickness and grade tables

图2 松桃杨立掌锰矿4号勘探线剖面图Fig.2 4 exploration line section of Yanglizhang manganese of Songtao

上层矿：上层矿一般有2层矿，在矿床中沿走向断续分布，在倾向上变化较大，在钻孔中局部可见，以条带状菱锰矿为主，厚度0.42～1.54m，锰品位10.06%～27.13%，平均15.74%，变化系数27.24%。次为薄层块状菱锰矿，厚度0.10～0.31m，锰品位18.78%～23.22%，平均21.06%，变化系数18.31%。该矿层除在北西部2、4号勘探线各独立圈定一个具有工业价值的矿体外，其余地段均无工业价值。

下矿层：下矿由含锰碳质页岩将矿层分隔成2～3层，含锰碳质页岩成透镜状出现，极不稳定、连续，以块状菱锰矿为主，间夹薄层条带状菱锰矿，局部地段具可以对比性，从矿床总体来说下层矿层位稳定，矿层连续，沿地表连续出露长1900m，南东缘呈透镜状断续出现，总长2200m，已控制最大斜深1068m；矿层厚度0.71～9.04m，平均2.84m；锰品位10.06%～31.08%，平均19.89%，变化系数20.53%。是区内的主要矿层，占资源储量的95.72%。

2.4.2 矿层顶底板及夹石特征

（1）直接顶、底板岩石 黑色含锰碳质页岩或碳质页岩，厚度10.2～2.0m。

（2）夹石特征 ①上、下两层矿之间的岩石：浅灰色薄—中层含黄铁矿粘土岩，厚度0.03～0.53m，变化较大，但层位稳定连续，具有可对比性。②上层矿中夹石：黑色含锰质条带碳质页岩，含较多黄铁矿，夹石分布极不稳定，一般有1～2层，断续或透镜状产出，厚度0.24～0.77m。③下层矿中夹石：黑色含锰碳质页岩或粉砂质、碳质页岩，分布连续稳定，一般为1层，局部地段有两层，厚度0.30～0.74m。

2.5 矿石特征

2.5.1 矿石矿物组份

（1）碳酸锰矿物：菱锰矿、钙菱锰矿、锰方解石、锰白云石等，是矿石的主体，占矿石矿物总量的45%～90%。

（2）原生沉积矿物：粘土矿物、碳质有机质、磷灰石、胶磷矿、绿泥石、黄铁矿、云母、萤石等。

（3）次生脉石矿物：石英、长石、电气石、玉髓、水锰矿、硬锰矿、偏锰酸矿及锰的氢氧化物、赤铁矿、褐铁矿、石膏、绿泥石、毒砂、锆石、锡石、自然铅、锐钛矿—白钛石、闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿等。

2.5.2 矿石的化学成分

（1）矿石中主要有益组份及含量见表2。

表2 松桃杨立掌锰矿锰品位统计一览表Table 2 Grade statistical list of Yanglizhang manganese of Songtao

（2）主要有害组份及含量 磷是矿石中的主要有害组份，含量极值0.139%～0.288%，平均0.215%。属高磷矿石。

（3）伴生组份含量 矿石中伴生组份主要有：TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、S等，含量见表3。

表3 松桃杨立掌锰矿伴生组分与有害组分含量一览表Table 3 Yanglizhang manganese of Songtao levels associated with a list of components and hazardous components

①TFe：区内分布较均一，含量极值2.31%～4.44%，平均为3.30%，属低铁矿石。②SiO2：区内含量极值12.34%～35.06%，平均22.137%。Mn与SiO2呈反比关系。

2.5.3 矿石结构构造 矿石结构：主要有砂屑、泥晶、生物等，次为泥状、斑状、交代残余等结构。矿石构造：主要有块状构造、条纹（带）构造，次为条纹状、层纹状、碎屑角砾状构造。

2.5.4 矿石类型及质量 矿石类型：按矿石成因可划分为氧化矿和原生碳酸锰矿两大类型。氧化锰矿石呈团块状、粒状、网格状、薄膜状等，产于地表淋滤富集带内；矿石品位较富，主要组分为硬锰矿、软锰矿、褐铁矿、铁氧化物等。原生碳酸锰矿分为3种类型。

现对区内原生碳酸锰矿石特征细述如下。

(1)块状矿石：呈黑灰色、钢灰色，具泥晶结构，致密块状构造，泥状断面，主要成份为菱锰矿，含量为70%以上。

(2)薄层块状矿石：呈黑灰色或钢灰色，具碎裂、泥晶结构，泥晶砂屑结构，薄层块状或纹层状构造，泥状断口，主要成份为菱锰矿，含量为60%～70%。

(3)条带状矿石：呈黑灰色、深灰色，具泥晶结构，砂屑泥晶或泥晶砂屑结构，条带状或层纹状构造，泥状断口，主要成份为菱锰矿、含量在50%左右，次为粘土矿物、碳质、有机质等。

2.6 找矿标志

2.6.1 地层标志

（1）层位标志：大塘坡组第一段黑色岩系是区内菱锰矿产出的唯一层位，无含锰岩系，即无菱锰矿产出。

（2）含锰岩系厚度：含锰岩系的厚度在10～50m时，一般有菱锰矿产出，小于或大于此厚度一般无工业矿体存在。

（3）铁丝坳组岩性及厚度：铁丝坳组岩性为深色、泥质重、粒度相对细且含砾量少的含砾泥岩及含砾黄铁矿粉砂岩组合，普遍含碳质及锰质；铁丝坳组厚度越大，越接近盆地中心，菱锰矿产出的可能性越大，缺失铁丝坳组则无菱锰矿产出。

（4）锰矿层直接底板为碳质页岩或含锰碳质页岩，间接底板为铁丝坳组顶部的粉砂岩或含砾岩屑砂岩。

（5）间歇标志：矿床与矿床之间，含锰岩系出现较多碳酸盐岩或为碳酸盐岩所替代的地方，则为矿床的间歇标志。

2.6.2 构造标志 区内“大塘坡期”为陆源裂陷作用形成半限浅海盆地【2】，受NE向江口—松桃区域性地垒式的构造脊控制，矿区及邻区有工业价值的锰矿床均分布在该脊状构造NW盘的浅海盆地中，盆地中分布着与矿体展布方向基本一致的断裂，这些断裂在空间上控制着锰矿床的分布（杨立掌断裂），是寻找锰矿床的重要标志。

2.7 成矿地质环境分析

根据区域岩相古地理研究资料，区内在大塘坡早期为浅海陆棚盆地相，盆地的水动力微弱，能量低，水体较平静，是菱锰矿富集的有利沉积环境。从沉积环境方面分析，局限浅海陆棚相带，水体较深，沉积基面位于碳酸盐溶解界面之上，潜在容纳空间大，受潮下陆棚隆起带阻滞，形成较闭塞和宁静的浅海域，底层水介质稳定，盆地所处的环境有利于碳酸锰质点的稳定淀出和大量聚集，是寻找大—中型菱锰矿床的最佳相带，具有矿床规模大、矿石品位稳定等特点。如大塘坡、杨立掌、大屋、黑水溪等锰矿床均产于该沉积环境中。

2.8 矿床成因

自区内发现锰矿以来，曾有不少专家、学者对区内锰矿的成因提出了不同观点，首次提出的是陆源；之后认为是沉积盆地与外部沟通的底流带入；20世纪80年代又提出火山来源（海底火山喷发供锰）；20世纪90年代，随着现代海底热水沉积研究进展，提出了热水成矿，锰主要来自盆地内的地下热水，由深部带来的富锰溶液上涌至海底，凝聚沉淀成锰的化合物，经成岩作用转为碳酸锰【3】。

近年来，杜远生、周琦等在系统分析研究现代天然气渗漏-冷泉和冷泉碳酸盐岩的理论中得到启示，以菱锰矿中具有较为典型的天然气渗漏的结构、构造和冷泉碳酸盐岩矿物及碳同位素负偏、有机地球化学等特征，提出古天然气渗漏导致菱锰矿形成的冷泉碳酸盐岩的成岩成矿模式。笔者通过10余年的锰矿勘查工作，用古天然气渗漏导致菱锰矿形成的观点比较符合实际现象；因此，笔者引用这一成因观点，现简述如下：

由于Rodinia超大陆裂解和华南新元古代裂谷盆地演化，形成一系列的被动陆缘裂谷盆地【4】。南华纪早期，位于扬子陆块南部被动边缘拉张裂谷带的大塘坡—杨立掌—黑水溪地区，在浅海陆棚相区进一步形成了一系列由NE向次级断裂控制的大致等间距分布的局限封闭式及强还原环境的次级凹陷，即成锰盆地。在成锰沉积盆地海底，发育古冷泉（海底天然气渗漏）系统及与天然气渗漏作用有关的泥火山、底辟、帐篷、气孔等构造【5】，其深部与下伏较大规模的古断裂相连通。由于新元古代岩浆活动引发的深部富含锰质的液体沿断裂运移上升至冷泉口溢出或喷流，Mn2+与甲烷发生缺氧氧化产生的HCO3-结合，发生菱锰矿沉淀，从而形成了特殊的、富微生物的菱锰矿沉积【6】。

3 找矿潜力分析

依据上述矿床地质特征及找矿标志，区内找矿潜力较大。

3.1 杨立掌锰矿深部远景区

（1）矿区北西边界因北东向杨立掌断层所限，断层北西盘南华系地层下降深度大，目前尚未控制。就矿区内已控制的含矿层厚度大、锰品位富等特点，推测断层北西盘仍具有相当可观的找矿前景。

（2）矿区北东延伸方向详查阶段已控制最大斜深达1068m（ZK805），见矿厚度0.84m，Mn品位16.84% ，矿体未圈边，且无明显尖灭现象；近年来沿该方向控制垂深达1100余m(ZK406)，见矿厚度1.19m，Mn品位21.78%；故推测北东方向具有较大的找矿潜力。

（3）采用综合信息法预测该远景区内网格单元有36个，其成矿概率≥0.54的网格单元有22个，主要为A、B类预测区，预测资源量达4703.3万t。

3.2 猴子坳远景区

（1）区内锰矿床基本呈NE或NNE向（30～60°）分布，而古断裂在较大区域内的走向主要呈NNE向，受次级断裂的影响，古断裂常有弯曲、转折现象，转折处多呈NE或NEE向，矿床的展布方向与古构造走向基本一致（见图2）。

图3 松桃杨立掌猴子坳远景区示意图Fig. 3 Vision zone schemes of Yanglizhang manganese of Songtao

（2）从大屋、石塘、杨立掌及黑水溪锰矿的分布位置来看，各矿床基本是围绕徐家河-打鱼岭水下隆起带呈环形分布，杨立掌—猴子坳—黑水溪一带被北东向两个水下隆起所夹，可形成两边高中间低的洼地形态【7】。

（3）杨立掌锰矿矿层呈比较稳定的单斜构造，倾向NE，倾角35～53°，沿倾向连续延伸1500余m仍有工业矿体产出，据此推测该区矿体向猴子坳方向续延的可能性较大。

（4）各聚锰盆地之间一般间距为3～5km，具有呈串珠状分布的特点，显示了古构造裂陷盆地呈串珠状分布的特征。黑水溪与杨立掌之间相距14km，在猴子坳一带有形成构造裂陷盆地的可能，具有较好的聚锰条件，具有一定的找矿远景。

（5）采用综合信息法预测该远景区内网格单元有59个，其成矿概率≥0.54的网格单元有41个，主要为A、B类预测区，预测资源量为1889.15万t。

综上所述，通过对杨立掌锰矿区(床)矿体（层）深部工程揭露控制，矿体产出层位较稳定，品位、厚度变化不大的分析，在杨立掌锰矿北西、北东部的深部及其外围（猴子坳）成矿条件有利，找矿潜力大。

1 贵州省地质矿产局. 贵州省区域地质志[M]. 北京: 地质出版社，1987

2 何明华. 松桃及邻区早震旦世成锰期岩相古地理及成锰条件[J]. 贵州地质， 1993，10（1），62～67

3 陈多福，陈先沛. 贵州省松桃热水沉积锰矿的地质地球化学特征[J]. 沉积学报，1992，4

4 王砚耕. 梵净山区格林威尔期造山带与Rodinia超大陆[J] .贵州地质， 2001，18（4），211

5 周琦，杜远生，覃英，等. 贵州松桃县大塘坡南华系早期古天然气渗漏构造的发现及其地质意义[J] .地球科学——中国地质大学学报，2007，增刊（32），34～38

6 周琦. 黔东新元古化南华纪早期冷泉碳酸盐岩地质地球化学特征及其对锰矿的控矿意义[D] .导师：杜远生. 中国地质大学博士学位论文，2008，91～92

7 黄道光，牟军，王安华，等. 贵州铜仁—松桃地区锰矿资源富集区评价报告[R]. 贵州省地质调查院，2008

YANGLIZHANG MANGANESE OF SONGTAO ORE GEOLOGICAL CHARACTERISTICS AND DEEP PROSPECTING POTENTIAL ANALYSIS

Hou Bingde1Wu Zhicheng2Zhan Pengcai2
Geological Party 103 Guizhou Bureau of Geology and Mineral,Tongren,Guizhou, 554300,China

Yanglizhang manganese of Songtao in Yangtze continental masses with pleated blunt edge of southeastern passive tongren thrust belt half limitations in shallow sea basin , With manganese ore-bearing horizon "rock system" for under south slope of a file of the first paragraph stockings , Ore potentiality for carbon shale lithology、Clay rock, In ore bodies, near-bedded , Ore minerals mainly for rhodochrosite, calcium rhodochrosite, manganese calcite, manganese dolomite, etc. Strictly by the horizon, mineral department thickness, ancient tectonic and sedimentary environment control, Through the geological characteristics, to lithofacies-paleogeographic, ancient tectonic comprehensive analysis , Speculation has larger in prospecting potentiality.

manganese， geological characteristics， prospecting potential， Songtao

P618.32

A

1006–5296（2011）02–0093–07

❶项目来源：国家大调查矿产资源潜力评价 项目编号：1212010813023

*第一作者简介：侯兵德（1965～），男，地质勘查专业，工程师

2010-11-17；改回日期：2011-05-05