文山广南县老龙锰矿地质特征及找矿标志

2014-08-03彭仕华

云南地质 2014年3期

彭仕华

(天雄集团云南天雄矿产开发有限公司，云南文山 663000)

广南县老龙锰矿产于下泥盆统蕉箐组碳酸盐岩地层中部，属浅海相的台盆环境沉积碳酸锰，含矿岩性为黑色、黑色薄层状硅质岩、含碳硅质岩[1]，主要矿石矿物为菱锰矿，在滇东南尚属首次发现。此类型锰在滇东南多地有发现，但均未深入开展工作。深入研究该矿床地质特征与成矿作用过程，总结其成矿过程与找矿标志，对指导滇东南及毗邻地区碳酸锰矿的找矿勘查工作具有一定的理论与实际意义。

1 区域地质背景

滇东南处于华南造山带西部边缘，其西为扬子板块。晚古生代时期该区为华南洋盆或滇桂洋盆的一部分，发育了泥盆系、石炭系和二叠系以碳酸盐岩为主的稳定类型的沉积，长期处于一相对稳定的构造背景[3]。区内锰矿成矿期为早泥盆世统芭蕉箐中期，此时期滇东南沉降区西北为牛首山古陆，南为越北古陆。

2 矿区地质

2.1 地层

据1∶20丘北幅区域地质调查报告，区内出露地层主要为上古生界及中生界的一套海相碳酸盐岩地层，局部夹硅质岩、碎屑岩(图1)。矿体赋存于下泥盆统蕉箐组(D1b)碳酸盐岩中部的黑色硅质岩中，泥盆系下统为陆相、滨海相碎屑岩和碳酸盐岩，中上统为浅海相碳酸盐岩和次深海相硅质岩。区内断裂构造发育，大致有SN、NW、NE及EW四组。矿区位于扣来大背斜西端，核部主要为泥盆系下统坡脚组、芭蕉箐组，中统坡折落组、东岗岭组，上统溜江组和二叠系栖霞茅口组，两翼均为三叠系地层，南翼倾角25°～46°。区内表现为受F2、F3切割控制的老龙破背斜和矿区东部的向斜[1]。

3 矿床地质

3.1 含矿岩系特征

含矿岩系为下统笆蕉箐组(D1b)碳酸盐岩中部的黑色硅质岩，未见底，厚度>103.4m，依据其岩性特征分为三段。矿体赋存于第二段(D1b2)硅质岩、含炭硅质岩、炭质泥岩中；其顶部为浅灰、灰色中—厚层状白云岩、灰质白云岩；底部为浅灰、灰色，中—厚层状灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩互层。

图1 广南县老龙锰矿区老龙矿段地质简图[2]

矿区出露地层由上至下简述如下：

泥盆系上统榴江组(D3l)为薄层状、中厚层状硅质岩局部夹碎屑岩；中统东岗岭组(D2d)为厚层—块状灰岩、生物碎屑灰岩，局部夹灰质白云岩、白云岩，中统坡折落组(D2p)为硅质岩、遂石条带灰岩夹碎屑岩；

下统笆蕉箐组(D1b)为矿区含矿层，厚度>103.4m。依据其岩性特征分为三段，矿体赋存于第二段(D1b2)硅质岩、含炭硅质岩、炭质泥岩中[1]。

①第三段(D1b3)：浅、灰色中—厚层状白云岩、灰质白云岩，该层厚37.5m～86.4m。

②第二段(D1b2)：灰黑、黑色薄层状硅质岩、含炭硅质岩，局部夹炭质泥岩，岩石性脆、坚硬。老龙锰矿体便产于该段硅质岩中，该层厚8.20m～80.0m。

③第一段(D1b1)：灰色，中—厚层状灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩互层。厚度30m～120m。

下统坡脚组(D1p)为黄绿、灰、深灰色薄层状碎屑岩，局部夹泥质泥晶灰岩，含珊瑚、三叶虫等化石。

③第一段(D1b1)：灰色，中—厚层状灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩互层。厚度30m～120m。

下统坡脚组(D1p)为黄绿、灰、深灰色薄层状碎屑岩，局部夹泥质泥晶灰岩，含珊瑚、三叶虫等化石。

3.2 矿体特征

锰矿体产于泥盆系下统芭蕉箐组中段(D1b2)地层中，矿体呈层状、似层状，矿体顶板为硅质岩、炭质泥岩及白云岩、白云质灰岩，矿体底板为硅质岩、含炭硅质岩(参见图2)。碳酸锰矿层平均厚度为1.03m，TMn14.8ω%～23.93ω%，平均TMn19.49ω%。矿区目前控制的主要矿体一个(V1-1)，次要矿体一个(V1-2)。探获V1-1、V1-2矿体332+333类资源矿石量18.87万吨，Mn金属量39507吨，平均Mn品位20.94ω%，矿石为原生菱锰矿石[1]。

3.3 矿石特征

3.3.1 矿石结构构造与矿石类型

3.3.1.1 矿石结构：矿石颜色呈灰色、肉红色、黑褐色、矿石结构主要为碎裂泥—微晶结构、碎裂微晶结构、变余泥质结构、斑状变晶结构、(破碎)角砾结构、胶态结构、粒状变晶结构、胶态隐晶质结构等[1]。

3.3.1.2 矿石构造：纹层状构造(照片1、3、4)，为矿石的主要构造；具体有细网脉状、条纹状、条纹状构造(照片2)；上述结构构造表明该矿石系沉积形成。

图2 广南县老龙锰矿区老龙矿段O号剖面图[2]

3.3.1.3 矿石自然类型

矿石自然类型主要为原生锰矿石，根据矿石矿物成分和结构、构造可分为：泥晶菱锰矿夹角砾状菱锰矿矿石；弱白云石化纹层状粉—细砂屑状菱锰矿矿石；泥晶菱锰矿岩夹泥质、氧化锰、白云石条纹矿石；菱锰矿硅质岩夹泥质纹层矿矿石。

3.4 成矿阶段的划分与成矿作用过程

老龙锰矿成矿作用受多种因素的制约，大处可划分为3个成矿阶段：

(1)古风化壳发育阶段。可以推断下泥盆系地层芭蕉箐组的碳酸盐岩及其中产出的锰矿，成矿物质来源于其下伏加里东不整合面上的古风化红土中的锰质。

(3)表生阶段。深埋地下的含矿岩系随地壳的隆起，抬升暴露地表或接近地表，在表生作用下，受到风化作用，被氧化成氧化锰矿。

4 找矿标志

(1)矿体严格受地层控制，泥盆系下统笆蕉箐组第二段(D1b2)灰黑薄层状硅质岩、含炭硅质岩为矿体顶底板，即该硅质岩属直接找矿标志。

图3 滇东南地区泥盆世岩相古地理图[1]

(2)矿体分布于泥盆系下统笆蕉箐组(D1b)，而地层又受到古环境古陆(岛)的控制。

(3)矿石中经常保留了层理、纹理等沉积构造，硅质岩层含矿是深水沉积碳酸锰矿的标志。

5地层沉积及岩相古地理特征

本区泥盆系及含矿地层发育较齐全，从早泥盆世开始，以滨海—浅海相泥质岩为主沉积，到中泥盆世浅海台地相碳酸盐沉积，以及晚泥盆世次深海相沉积，显示本区泥盆纪为海侵扩大沉积系列。下泥盆统坡脚组(D1p)由泥岩、钙质泥岩、粉砂质泥岩夹粉—细砂岩、泥晶灰岩组成，厚度基本稳定，化石丰富，属滨海—浅海陆棚粉砂泥质相沉积；至下泥盆统芭蕉箐组(D1b)，沉积相即发生分异，芭蕉箐组(D1b)由白云岩、灰质白云岩夹硅质岩，泥质灰岩组成，产珊瑚、海百合茎等化石，属浅海台地相碳酸盐沉积；至中泥盆统坡折落组(D2p)，由硅质岩、粉砂质泥岩、粉砂岩夹泥质灰岩组成，产海百合茎、层孔虫等化石，为斜坡相沉积；至中泥盆统东岗岭组(D2d)，由粉晶生物灰岩、泥晶灰岩、生物碎屑灰岩组成，产珊瑚、腕足及海百合茎等化石，属开阔台地相沉积；至上泥盆统榴江组(D3l)，由硅质岩、铁泥质硅质岩夹硅质泥岩组成，产竹节石、牙形石等化石，属盆地相沉积。老龙锰矿产于下泥盆统芭蕉箐组中，早泥盆世芭蕉箐期为海湾环境，芭蕉箐早期为灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩互层，显示浅海相的台盆环境；芭蕉箐中期沉积薄层状硅质岩、含炭硅质岩，局部夹炭质泥岩，显示地壳略有下降，大量硅藻、浮游生物死亡，并伴有锰矿沉积，为锰矿体沉积期；芭蕉箐晚期地壳上升，沉积白云岩、灰质白云岩，地壳运动相对平缓。从中泥盆世开始海侵逐步扩大，至中泥盆世晚期(东岗岭期)到达顶峰，晚泥盆世开始海退。