四川姑俄夸锰矿地质特征及成矿远景分析

周清树，万平益，李俊锋，林 龙，文美玲

(四川省冶金地质勘查院，四川 成都 610051)

四川省黑水地区位于松潘—甘孜地槽褶皱系(Ⅰ3)巴颜喀拉冒地槽褶皱带(Ⅱ8)茂县—丹巴地背斜(Ⅲ21)中，矿区位于石大关弧形构造带西段之瓦布梁子—四美沟倒转复背斜南西部倾末端，三叠系菠茨沟组含锰岩系广布，是锰矿成矿有利地段，具有良好的成矿地质条件，本区是我国重要锰成矿带之一，是进一步开展锰矿找矿的前景区[1]。

1 矿床地质特征

1.1 矿体产出层位

本矿区已发现锰矿(化)层长度>1 000 m，锰矿(化)层赋存于中三叠统菠茨沟组(T1b上段地层)中(见图1)，在矿区圈定的8个矿体中，Ⅰ、Ⅱ号矿体产于下含矿层上部；Ⅲ号矿体产于下含矿层底部；Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ号矿体产于上含矿层底部；Ⅴ号矿体产于上含矿层顶部。

图1 四川省黑水县姑俄夸锰矿地质平面

1.2 含矿地层特征

矿区含锰岩系菠茨沟组(T1b)为浅海相浅变质细碎屑岩，主要为浅海相泥质—碳酸盐类的混合沉积，为浅灰色薄层大理岩化灰岩、结晶灰岩、灰红色薄—中层状灰岩与薄层千枚岩互层。含锰岩系总厚35.4～553.34 m，以上覆杂谷脑组底部变质长石石英细砂岩与其分界，底部以下二叠统顶部黑色炭质千枚岩、炭质板岩与其为界。分上下2段，上段进一步可划分为8个岩性层。

上覆地层：杂谷脑组(T2z)底部变质长石石英细砂岩(标志层B1)。

菠茨沟组上段(T1b2)：

T1b2-8浅灰色、灰白色薄层大理岩化灰岩夹薄层浅灰色、灰绿色千枚岩，局部夹灰绿色粉砂质千枚岩，厚度27.32 m。

T1b2-7锰矿(化)层(上含矿层顶部)：风化后呈灰黑色、深灰色，新鲜面呈灰红色、浅肉红色白云质、硅质锰矿层，呈条带状、层状、块状构造。夹石主要为浅灰绿色粉砂质千枚岩及薄层粉砂质白云质灰岩，顶底板围岩为浅灰绿色千枚岩、粉砂质钙质千枚岩，厚度5.23 m。

T1b2-6浅灰色、灰白色薄层大理岩化灰岩夹薄层灰绿色钙质千枚岩，局部夹有灰红色粉砂质白云质灰岩，以顶部灰红色薄—中层状粉砂白云质灰岩(标志层B3)与T1b2-2区分，厚度217.96 m。

T1b2-5锰矿(化)层(上含矿层底部)，风化面呈灰黑色、黑色，新鲜面呈浅肉红色、米黄色碳酸锰矿层，硅质锰矿层、含锰白云岩，呈条带状、层状、块状构造。夹石主要为浅灰绿色钙质千枚岩及薄层灰红色粉砂质白云质灰岩；顶底板围岩主要为浅灰色、灰绿色钙质千枚岩，厚9.65 m。

T1b2-4浅灰色、灰白色薄层大理岩化灰岩夹薄层浅灰色、灰绿色千枚岩等，厚度4.97 m。

T1b2-3锰矿(化)层(下含矿层上部)，深灰色、暗灰绿色粉砂质硅质锰矿层，粉砂质含锰白云岩夹灰绿色薄层千枚岩，底板岩性为浅绿色绿泥千枚岩，顶板岩性为浅灰色薄层大理岩化灰岩(大理岩)，厚3.83 m。

T1b2-2底部为浅灰色、灰白色薄层细晶大理岩化灰岩，中间为中层状灰红色粉砂白云质灰岩，上部岩性主要为浅灰色、灰白色薄层细晶大理岩化灰岩，厚41.83 m。

T1b2-1锰矿化层(下含矿层底部)，深灰—灰黑色、钢灰色硅质锰矿层，含锰白云岩，呈条带状、层状、块状构造。夹石主要为浅灰绿色钙质千枚岩及薄层灰红色粉砂质白云质灰岩；顶底板围岩主要为浅灰色、灰绿色千枚岩、绿泥千枚岩，厚6.01 m。

菠茨沟组下段(T1b1)：底部为薄层浅灰色细晶灰岩夹薄层浅灰色、灰绿色千枚岩；中部为灰红色含白云质粉砂质灰岩夹少量薄层千枚岩、钙质千枚岩等；上部分2个岩性层，上部下岩性层主要为薄层大理岩化细晶灰岩夹薄层千枚岩；上部岩性层为浅灰色粉砂质泥灰岩，灰红色粉砂质灰岩夹薄层浅灰色、灰绿色千枚岩，厚度152.64 m。

下伏地层：二叠系下统(P1)顶部为浅灰色薄层细晶灰岩与灰黑色薄层碳质千枚岩、千枚状板岩互层产出，碳质千枚岩、千枚状板岩中常见有黄铁矿颗粒呈星散状分布，以含黄铁矿颗粒炭质千枚岩为主要标志。

1.3 矿体特征

1.3.1 矿体形态、规模及产状

通过地表槽探控制，在矿区共圈定8个矿体，其中主要矿体为Ⅰ、Ⅲ和Ⅷ号矿体，其中单矿体出露长度160～950 m，工程控制长度146～776 m。矿体总体呈弧形向南凸出，矿层呈似层状、透镜状或扁豆状产出，产状与围岩一致，矿层厚度0.72～6.01 m，平均2.55 m。

1.3.2 矿石特征

1) 矿物成分

矿石矿物主要由浅黄色、肉红色条带状、条纹状菱锰矿，玫瑰色锰铝榴石，钙菱锰矿，含锰方解石，锰白云石等组成，有少量氧化锰矿物，主要为硬锰矿、软锰矿、水锰矿，见于锰矿化体表面及浅部；脉石矿物主要有石英、绿泥石、黑云母、方解石等。

2) 化学成分

矿区矿石Mn品位12.28%～36.34%，一般为15.00%～20.00%，各矿体矿石化学成分详见表1。

表1 姑俄夸矿区矿石化学成分统计

3)矿石类型

根据矿石化学全分析结果统计，矿石碱度绝大部分小于0.80，说明锰矿石以酸性矿石为主[2]，少量为自熔性矿石和碱性矿石。由于矿区次生氧化带不发育，氧化深度一般小于3 m，绝大多数为原生矿石直接裸露于地表，因此，矿石自然类型可视为原生锰矿石。

所谓场景，原是影视用语，指特定时间与空间内发生的行动，或因人物关系构成的具体画面，通过人物行动来表现剧情的特定过程。

矿石工业类型归为2类，为高硅低磷的贫铁锰矿石和高硅高磷贫铁锰矿石。

2 矿床成因分析

本区中三叠世处于川西摩天岭古陆与龙门山山岛弧西侧古特提斯海[3]，马尔康盆地系的黑水洼地，锰(铁)质及砂(泥)质分层沉积，覆盖于晚古生界地层之上。

该区特殊的大地构造位置和特殊的沉积古地理环境，导致该区含矿岩系广布和“虎牙式”优质铁锰矿的形成[4]。下三叠统菠茨沟组含矿岩系是我国重要的产锰层位之一，主要分布在九寨沟县，平武县西部，松潘县的北东部、中部和南西部，黑水县的北东部和南西部，茂汶县的北西部。下三叠统菠茨沟组直接覆盖在下二叠统上，缺失上二叠统。早二叠世开始，由于地裂加剧，在西部槽区和东部地台边缘均有较广泛的基性火山活动。早二叠世晚期，东吴运动使西部槽区以东地带及雪峰山、龙门山等地大面积抬升，形成短暂的沉积间断。并在隆起剥蚀基础上复又沉没成海，沉积三叠统菠茨沟组含矿岩系。同时隆起区震旦、寒武系中含铁锰的地层也遭受剥蚀，为铁锰矿的形成提供了丰富物源。印支—燕山运动，导致了含矿岩系与上下地层一起发生形变并生成一系列平行排列的紧密线状、倒转褶皱，从而使铁锰矿层反复出露，在岩浆热液作用下也导致部分地区贫赤铁矿石富集成中等品位的致密块状或条带状磁铁矿石，提高了矿石的工业利用价值。形成锰(铁)矿床的物质来源及锰矿富集条件如下。

1)矿床的锰(铁)质来源：铁、锰矿石Co/Ni比值为1～2，推测锰(铁)质很可能来源于印支期深大断裂带上的火山喷发。锰质通过火山喷气、喷流直接进入海水或通过各种断裂裂隙经循环热水带进海水。经过长期蕴集，锰集中于酸性介质的海水中。当海水向弱碱性、弱氧化条件下转化，锰以含锰碳酸盐、低价氧化锰或含锰硅酸盐的形式沉积，形成工业矿层。

2)区内锰矿与夹石呈互层叠置，铁、锰层分离较好，除沉积分异作用外，碳酸锰氧化富集形成氧化锰。印支晚期，松潘—甘孜地槽褶皱回返，产生区域变质作用，改变了锰矿物相，一是菱锰矿脱碳形成黑锰矿；二是菱锰矿与游离SiO2发生反应，生成锰的硅酸盐矿物系列(锰铝榴石、蔷薇辉石等)，区域变质对锰矿起加富作用[5]。

根据矿体特征、成矿地质环境等初步分析，本矿床属浅海相浅变质细碎屑沉积变质锰矿床[6]。

3 成矿远景分析

本区处于巴颜喀拉褶皱带东部，位于石大关弧形构造带西段之瓦布梁子—四美沟倒转复背斜南西部倾末端。根据已有研究成果预测瓦布梁子地区属于Ⅰ级成矿远景区，在菠茨沟组地层中具有良好的找矿前景。

本区中三叠世处于川西摩天岭古陆与龙门山山岛弧西侧古特提斯海，马尔康盆地系的黑水洼地，锰(铁)质及砂(泥)质分层沉积，覆盖于晚古生界地层之上，充分说明本区物质来源丰富，适宜的沉积环境和后期的热液活动有利于锰矿的形成和富集。因此，本区成矿地质条件、成矿环境较为有利，通过适当的短坑或浅井、钻探工程施工等进一步的勘查工作，该区锰矿资源储量有可能达到中型矿床规模[8-10]。

参考文献：

[1] 李俊锋．四川省黑水县姑俄夸锰矿普查地质报告[R]．成都：四川省冶金地质勘查院，2011.

[2] 地质矿产部，冶金工业部．锰矿地质勘探规范[R]．北京:地质矿产部，冶金工业部，1982：8.

[3] 侯宗林，薛友智，黄金水，等．扬子地台周边锰矿[M]．北京：冶金工业出版社，1997：30-43.

[4] 姚培慧，林镇泰，杜春林，等．中国锰矿志[M]．北京：冶金工业出版社，1995：443-456.

[5] 侯宗林，薛友智．中国南方锰矿地质[M]．成都：四川科学技术出版社，1996：95-102.

[6] 姚敬劬，王六明，苏长国，等．扬子地台南缘及其邻区锰矿研究[M]．北京：冶金工业出版社，1995：81-128.

[7] 李敏同，刘贤桂，李志坚，等．四川省黑水地区锰矿成矿特征及找矿前景分析[J].四川地质学报，2012，32(z)：78-83.

[8] DZ/T0200-2002铁、锰、铬矿地质勘查规范[S].

[9] GB/T13908-2002国体矿产地质勘查规范总则[S]．

[10] 国土资源部．矿区矿产资源储量规模划分标准[Z].国土资发[2000]133号，2000.