黔东地区李家湾锰矿矿床地质特征及综合找矿信息

谢小峰温官国 袁良军

贵州省地质矿产勘查开发局103地质大队，贵州 铜仁 554300

地质·矿床

黔东地区李家湾锰矿矿床地质特征及综合找矿信息

谢小峰*温官国 袁良军

贵州省地质矿产勘查开发局103地质大队，贵州 铜仁 554300

黔东地区李家湾锰矿位于贵州省铜仁市松桃县乌罗镇境内，该矿床为杨立掌锰矿体在深部及外围的延续。锰矿赋存于南华系下统大塘坡组第一段黑色岩系下部，矿体呈层状、似层状产出，层位较稳定，规模较大，矿体沿走向长约2000m，沿倾向延深长约1500m。矿床平均厚度为2.56m，平均品位为19.31%。根据大量的野外观察，前人资料整理及综合研究成果，初步总结出该区的综合找矿信息。

锰矿 地质特征 综合找矿信息 李家湾 贵州松桃

黔东地区李家湾锰矿位于贵州省铜仁市松桃县乌罗镇境内，矿区面积为28.08km2，是贵州铜仁松桃锰矿国家级整装勘查区主要锰矿床之一。该矿床为隐伏矿床，为杨立掌锰矿体在深部的延续，矿体呈层状、似层状产出，层位较稳定，规模较大，矿体沿走向长约2000m，沿倾向延深长约1500m。

1 区域地质背景

该区位于扬子地块与江南隆起带的结合部位【1～5】，是一个以新元古界浅变质岩系为基底的复杂褶皱带。出露的基底为新元古界梵净山群，为一套巨厚的变质火山岩系和陆源碎屑岩系，其上为新元古界浅变质岩系板溪群，武陵运动（约830Ma）使得两者呈角度不整合接触，并使得两者产生变形变质。之后（约800Ma），伴随罗迪尼亚超大陆的裂解，华南及研究区发生大规模伸展裂陷，巨厚的板溪群在区域拉伸断裂过程中造就了区内半地堑式聚锰盆地。加里东运动，曾使该区一度隆起，缺失古生界泥盆和石碳系地层。中生代早期的印支运动使研究区隆升为陆、晚期的燕山运动使其发生强烈变形，形成复杂的断褶带，喜马拉雅运动再次发生断块状差异性隆升。经过不同期次构造运动的复合、叠加和改造作用，形成了区内褶皱、断裂以北北东―北东向为总体构造线的区域构造格架，但褶皱多被后期断裂破坏和改造，属中等—复杂构造变形区【6～10】。区域内出露地层有：中元古界蓟县系、新生元古界青白口系、南华系、震旦系、古生界寒武系、奥陶系及新生界第四系。

Rodinia超大陆裂解形成的裂谷盆地及裂谷盆地中发育的古断裂（裂隙）构造控制着锰矿床的分布，因此成锰区内具等距性分布的NE、NNE向古断裂构造控制的盆地多为沉积成锰盆地，故它控制着区域锰矿床的分布（图1），研究认为局限浅海相中的裂陷盆地是区内最有利的沉积成矿盆地，区内主要大中型锰矿均产于该相带。

图1 研究区成锰沉积盆地空间分布示意图（据文献9修编）Fig.1 Sketch spatial distribution map of the manganese sedimentary basin in study area

2 矿区地质概况

矿区内出露地层主要有元古界青白口系板溪群、南华系、震旦系、古生界寒武系及新生界第四系（图2）。

图2 李家湾锰矿区地质简图（据文献4修编）Fig.2 Geological sketch map of Lijiawan manganese deposit

矿区处于梵净山穹状背斜北东外缘，猴子坳向斜南西侧，以断裂构造为主，褶皱不发育。主要断裂构造为北东向、北东东向及北西向三组，以北东及北东东向最发育，北西向次之（图2）。北东东向断裂主要为杨立掌断层（F1），该断层为区域性断层，在本区可分为三段：①西段（盖白沟段），断层大致沿盖白沟出露，该段断层倾向北西，倾角较陡，北西盘下降，南东盘上升，表现为正断层性质，断距达1000m以上，断层两侧地层产状较乱，拖拉挠曲较明显，岩石极为破碎。②中段（杨立掌至李家湾段），该段断层倾向北西，倾角较陡，65～80°，局部地段近于直立，断距达250～500m，为多期活动的张扭性正断层。③东段（李家湾至塘坎上段），该段断层进入乌罗坝子，浮土掩盖，仅于塘坎上见零星基岩出露，推测为正断层性质。

3 矿床地质特征

3.1 含锰岩系特征

锰矿赋存于南华系下统大塘坡组第一段黑色岩系（习称“含锰岩系”）下部，锰矿的空间分布规律与含锰岩系的特征密切相关，根据杨立掌锰矿床地质成果结合本矿区地质特征，区内含锰岩系具有从盆地中心向边缘厚度变薄的特点，且具分带性，即从盆地中心向边缘可划分为三个岩性组合带：菱锰矿-碳质页岩、碳质页岩、白云岩（含锰白云岩）-碳质页岩。含锰岩系主要由碳质页岩及碳质菱锰矿等组成，含锰岩系的厚度直接关系到菱锰矿的产出、厚度及品位，从现有工程的统计来看，该区含锰岩系厚度大于 7m（ZK408钻孔仅7.48m），即可能有菱锰矿产出，而小于7m一般无工业价值的菱锰矿体。含锰岩系岩性组合特征由上而下大致可细分为15个小层，由上至下依次为：

（15）黑色含粉砂质碳质页岩等，厚度：5.29～14.45m。

（14）黑色碳质页岩，厚度：7.66～25.27m。

（13）黑色含锰质层纹状碳质页岩，为矿层直接顶板，厚度：1.28～1.99m。

（12）灰黑色条带状菱锰矿，仅见于ZK107钻孔中，厚度：1.10m。

（11）黑色含锰质层纹状碳质页岩，仅见于 ZK107钻孔中，厚度：0.60m。

（9～10）钢灰、黑色薄层条带状菱锰矿夹1～5层黑色含锰质碳质页岩，下部夹钢灰色薄层块状菱锰矿，习称“上层矿”。本矿区F1断层以北呈连续分布，达工业价值；F1断层以南，仅个别钻孔见矿化，未达的工业价值，厚度：0.15～4.91m。

（8）黑、黑色含粉砂质碳质页岩，分布连续稳定，仅有厚度的变化，具可对比性。是上、下层矿分界的良好标志层，厚度：0.03～0.53m。

（2-7）钢灰、黑色厚层块状、条带状及花斑状菱锰矿，间夹1～3层含锰碳质页岩或碳质页岩，习称“下层矿”，厚度：0.71～7.65m。

（1）黑色薄层碳质页岩或为含锰碳质页岩，为矿层直接底板，呈似层状或透镜状产出，部分钻孔缺失，为下层矿直接与下伏地层铁丝坳组（Nh1d1）接触，厚度：0.04～4.20m。

3.2 矿体特征

李家湾锰矿床通过钻探工程揭露，锰矿体赋存于含锰岩系底部，矿体呈层状、似层状顺层产出，产状与围岩基本一致，杨立掌断层（F1）拉空带以北矿体以背斜形式整体呈近N倾伏，倾角31°；以南矿体（ZK009以西部分）呈近N倾斜延至杨立掌断层（F1）拉空带，倾角24°；以东部分整体以波状起伏形式呈 NE倾斜，倾角 23～41°，矿层底板显示挠曲褶皱现象。已施工的 17个钻孔有14个见矿，见矿良好，目前控制矿体走向大于2000m，倾向延深大于1500 m，控制矿体底板标高-600～+340m， 目前勘查区矿体南北方向尚未圈边，前景较好。单工程矿体厚0.94～8.19m，矿床平均厚 2.56m，变化系数 65.99%，厚度变化不大；单工程Mn品位14.12%～24.79%，矿床平均Mn品位19.31%，变化系数14.95%，品位分布较均匀。

3.3 矿石特征

3.3.1 矿石矿物组分 矿石中主要矿石矿物为菱锰矿，少量锰白云石和锰方解石，主要脉石矿物为石英、方解石、白云石、黄铁矿及粘土矿物等。3.3.2 矿石化学组分 锰是矿石中的主要有益组分，单工程平均Mn品位14.12%～24.79%，平均19.30%。

矿石中其他组分主要有：P、TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、S等，其含量特征叙述如下：

(1) P：单工程含量为0.142%～0.401%，平均0.234%，P/ Mn为0.0077～0.0170，平均为0.0120，属高磷矿石。

(2) TFe：在矿内内分布比较均一，单工程含量2.58%～4.00%，平均3.30%，Mn/Fe为4.42% ～8.70%，平均为5.91%，属于低铁矿石。

(3) SiO2：矿区分布不均匀，单工程含量为13.59%～30.70%，平均21.15%。随不同品级矿石含量不同。总的趋势是含锰由低到高，则 SiO2的含量由高到低，二者呈反比关系。

(4) CaO、MgO、Al2O3、S、烧失量、As平均含量分别为 9.35%、2.72%、3.36%、1.44%、 43.78%、23.80×10-6。

3.3.3 矿石结构 菱锰矿主要有泥晶结构、显微鳞片状结构，少量为粉砂质结构（见图3），其特征如下。

泥晶结构：矿石主要由泥晶菱锰矿组成，混伴有大量的碳质有机质及陆源碎屑不均匀分布，菱锰矿呈泥晶圆粒状、藻球粒状，粒径一般为0.005mm，其晶粒间有泥晶白云石和方解石等充填。多数菱锰矿呈泥晶集合体构成椭圆、板块状，部分呈断续条纹状与粉砂碎屑相间分布。

图3 矿石结构照片Fig.3 Ore texture

显微鳞片状结构：矿石主要由泥晶菱锰矿组成，相伴有粘土矿物、碳质有机质。菱锰矿呈泥晶结合体，构成长条状、扁豆状、眼球状定向分布于玉髓、水云母等粘土矿物中，碳质有机质主要充填于由菱锰矿构成的碎屑间的裂缝中。有时菱锰矿呈条纹状相对富集与粘土矿物相间分布。

粉砂质结构：矿石主要由菱锰矿、粉砂碎屑、粘土矿物（水云母）以及泥碳质有机质组份等组成。菱锰矿以泥晶集合体形式产出，绝大多数呈线纹状、条纹状、条带状富集，菱锰矿晶粒间碳质、硅质玉髓、石英及粘土矿物等充填；粉砂碎屑含量较高一般占40%左右，其成份以石英矿物屑为主，次为白云母和硅质岩屑等，呈次圆状、次棱角状，分选性良好而磨圆度中等，构成砂质条纹—条带状。

3.3.4 矿石构造 矿石构造主要有块状构造、条带状构造及花斑状构造。

块状构造：由泥晶菱锰矿组成，伴有碳质有机质、粘土矿物，分布均一，结构致密，一般呈园粒状、团块状、椭圆状集合体，彼此紧密相嵌，界线模糊不清。

条纹、条带状构造：由泥晶菱锰矿、碳质有机质、粘土矿物等各自相对偏集定向排列构成颜色不同的条纹或条带。

花斑状构造：由白色脉石矿物充填胶结挤压破碎的块状矿石及少数条带、条纹状矿石。

3.3.5 矿石类型 区域内锰矿按矿石成因类型分为碳酸锰矿和氧化锰矿两种，本区为深部隐伏矿体，其矿石氧化程度极低，全为原生碳酸锰矿石。碳酸锰矿石可分为块状、条带状及花斑状菱锰矿三种类型，简述如下：

块状菱锰矿：呈灰黑色、钢灰色，具泥晶结构、致密块状构造，泥状断口比较平整，主要由泥晶菱锰矿组成。

条带状菱锰矿：呈灰黑色，由泥晶菱锰矿、碳质有机质、粘土矿物各自相对偏集而成，具条带状、层纹状构造，断口参差不齐。

花斑状菱锰矿：呈灰黑色、钢灰色，具块状构造、角砾状构造，主要由泥晶菱锰矿及白色脉石矿物组成，节理裂纹较发育，白色脉石矿物主要为胶结物及充填物，其主要成分为石英，次为方解石。

3.4 矿床成因探讨

作为黔东“大塘坡式”锰矿床典型代表的李家湾锰矿床的矿床成因，目前尚无确定的结论，但综合以往学者对“大塘坡式”锰矿床的研究成果【11-15】，可大致概括为冰刨沉积成因—生物成因—火山喷发沉积成因—热水沉积成因—碳酸盐岩帽沉积成因—天然气渗漏成因。就李家湾矿区而言，笔者以为以天然气渗漏成因的可能性最大，因为在本区含锰岩系地层中见到较多软沉积变形构造，尤其越靠近盆地中央这种构造越多，根据周琦等人研究成果【16】，这种构造很有可能是冷泉上涌导致，因此天然气渗漏成因的可能性也是有的。当然对于本矿床的矿床成因还有待作进一步更深入更细致的研究。

4 综合找矿信息

根据大量的野外观察，前人资料整理及综合研究成果，初步总结出该区内有以下综合找矿信息。

（1）NE、NNE向古断裂构造控制区内沉积成锰盆地分布。Rodinia裂解形成的裂谷盆地及裂谷盆地中发育的古断裂（裂隙）构造控制着锰矿床的分布。因此成锰区内具等距性分布的NE、NNE向古断裂构造控制的盆地多为沉积成锰盆地，故它控制着区域锰矿床的分布。

（2）本区大塘坡组地层厚度与锰矿品位及矿体厚度呈正相关性，即大塘坡组地层厚度越厚，锰矿品位越高、矿体厚度越厚。其中，锰矿品位与大塘坡组第二、三段厚度呈较强正相关性，而锰矿体厚度与大塘坡组第一段呈较强正相关性【17】。

（3）本区有矿产出地段含锰岩系厚度通常在14～30m左右，小于10m的地段一般无矿产出。

（4）本区含锰岩系水平层纹发育、成层性好和岩石中有机质及碳质含量相对较高地段锰矿较富集。

（5）本区各沉积盆地中，含锰岩系具有分带性，通常从盆地边部到盆地中心依次为含粉砂质碳质页岩带-碳质页岩、含锰白云岩带-碳质页岩、菱锰矿带，菱锰矿产于成锰盆地的中心地带。

（6）在有矿分布的含锰岩系中，Mn、Cr微量元素的含量正相关，且Mn/Cr比值几乎均等于一常数，即40左右，无矿含锰岩系中的Mn/Cr比值则远大于或小于40，不是一个常数【18】。

5 小结

李家湾锰矿为贵州省铜仁市和贵州省地矿局联合勘查铜仁地区优势矿产资源合作项目之一，也是贵州省松桃县锰矿整装勘查区主要锰矿床之一，于2010年9月取得探矿权，经过近3年的勘查工作，取得一些地质成果，目前详查备案锰资源量1863万t。当然笔者对本矿床地质特征认识还不足，随着更进一步的地质工作和研究工作，相信还有许多新的认识。在本文撰写过程中，得到贵州省地矿局103地质大队覃英调研员、王佳武总工等多位专家的耐心指导帮助，在此表示感谢。

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18 刘爱民，张命桥.黔东地区含锰岩系中微量元素Mn/Cr比值与锰矿成矿预测[J].贵州地质，2007，24（1）：60～63

ORE DEPOSIT GEOLOGICAL CHARACTERISTICS AND COMPREHENSIVE PROSPECTING INFORMATION OF LIJIAWAN Mn DEPOSIT IN ESTERN GUIZHOU

Xie Xxiaofeng Wen Guanguo Yuan Liangjun
The 103 geology team of Bureau of geology and mineral exploration and development of Guizhou province, Tongren Guizhou 554300

Lijiawan Mn deposit is located in Wuluo town of Guizhou, and it's the extension of deep and surrounds ore body. Mn deposit exists in the lower part of the first section of the black rock series in Datangpo group of Lower series of Nanhua. The ore body is broadly distributed in simple layers with stable occurrence and huge reserves, which is about 2000m along the direction of strike and 1500m along the tilt. The average thickness is 2.56m with average grade 19.31%. Based on field observation, previous data compilation and comprehensive research, the comprehensive prospecting information of this area has been preliminary summarized.

manganese deposit，geological characteristics，comprehensive ore-prospecting information，Lijiawan，Songtao county of Guizhou

P618.32：P622.6

：A

：1006-5296（2015）01-0001-06

* 第一作者简介：谢小峰（1986～），男，主要从事矿产普查与勘探、成矿规律与预测等工作。硕士研究生，工程师

2014-12-20；改回日期：2015-01-21