湖南省马底驿组锰矿找矿方向研究

2015-05-30付胜云刘邦定唐分配李大江

中国锰业 2015年2期

付胜云，刘邦定，唐分配，李大江

(湖南省地质调查院，湖南长沙 410116)

1 成矿地层背景

湖南省马底驿组有含锰岩系，部分含锰岩系中赋存锰矿床，广泛分布于新晃—溆浦—双峰一线以北的湘中北地区［1］，厚度变化甚大，芷江一带厚度508 m。该组下部为1套紫红色块状含钙质团块条带板岩、条带绢云母板岩、块状灰岩、泥质大理岩互层，多有孔雀石、黄铜矿星点;上部为紫红色条带状粉砂质板岩夹条带绢云母板岩。该组为局限性碳酸盐台地和泥质潮坪沉积。沅陵一带，该组下部为1套灰绿色粉砂质绢云母板岩与紫红色条带状板岩互层，夹2～3层钙质团块、钙质条带状板岩、透镜状灰岩;中部为灰绿色板岩夹浅变质砂岩;上部为紫红色条带状粉砂质板岩，厚度980 m。往东至安化、益阳一带，该组下部为紫红色条带状粉砂质绢云母板岩夹灰紫色透镜状至似层状白云质大理岩;中上部为紫红色粉砂质板岩，灰绿色粉砂质板岩与灰黄、黄绿色薄层浅变质粉砂岩，厚度802.2 m。总体上反映了由西向东钙质岩减少、砂屑增多趋势。而在沅陵—通道、凤凰、新晃—溆浦、靖州的湘西南地区，中、上元古界为1套厚度近万米的地槽型复理石建造，其内的火山物质丰富，马底驿组第2段中发育100～200 m厚的含锰岩系。

2 马底驿组地质及锰矿资源概况

2.1 马底驿组地质特征

马底驿组系湘、桂、黔3省(区)前寒武纪地层工作组于1962年创建，命名地点在沅陵县马底驿。马底驿组有两个岩性段：上部(第1段)为黑色板岩段，厚120 m;下部为钙质片岩段，厚＞640 m，1974年湖南区测队将这套紫红色为主的绢云母板岩、钙质片(板)岩夹大理岩之层序称马底驿组第2段［1］。

与成锰有关的地层为马底驿组第2段：钙质片岩段，其岩性自上而下又可分为3个亚段。石英云母片岩亚段：由石英、白云母与黑云母组成，具鳞片变晶结构，片状、条带状构造，厚度＞200 m;钙质片岩亚段：由黑云母钙质片岩、碳酸锰矿层与含锰钙质板岩组成互层，厚33.4～249.6 m;云母片岩亚段：厚度＞190 m。

2.2 矿床类型与矿石类型

湖南马底驿组锰矿的矿床成因类型可分3类，海相沉积锰矿床及沉积变质锰矿床，地表浅部多形成风化矿床。

海相沉积锰矿床：含矿层位为上元古界板溪群马底驿组。含锰岩系为板溪群马底驿组二段紫红色粉砂质板岩夹泥质灰岩［2］，水平层理。矿石具细粒集合体及球粒状结构、块状构造。矿体呈薄层状夹于紫红色板岩中，有多层，单层厚几厘米至几十厘米，长几十米至几百米。矿石类型为碳酸锰矿石。

沉积变质锰矿床：矿床原属马底驿组海相沉积锰矿床，产出部位为马底驿组与花岗岩接触带，由于花岗岩体的侵入，产生接触变质作用，使矿石物质成分与结构构造均有显著变化。矿石类型为硅酸锰矿石。

风化锰矿床：产于马底驿组海相沉积锰矿床、沉积变质锰矿床的地表浅部。形成表生氧化锰矿石及氧化锰帽型矿床，地层层位第四系。

2.3 资源储量及分布

湖南锰矿资源丰富，截止2011年底，已查明有资源储量的矿产地(矿床)63处，累计查明资源储量1.48亿t［3］。据湖南省国土资源厅发布的湖南省矿产资源储量表，经初步统计，马底驿组中锰矿查明资源储量约112.3万t，占全省查明量的0.76%，矿石类型及主要有益组分含量详见表1。

表1 湖南马底驿组锰矿矿石类型

3 清源矿区锰矿床地质特征

清源矿区锰矿床产于元古界板溪群下部马底驿组变质岩系中，其成矿过程为：在元古代江南古海槽中沉积含锰岩系与碳酸锰矿层;经晋宁运动，形成板溪群变质岩系，碳酸锰矿层变成以锰硅酸盐为主的矿层;经后期多次地壳运动，江南地盾隆起并遭受风化剥蚀，原生矿层经风化改造成锰帽型风化矿床［4］。该锰矿床是新型矿床，是寻找湖南省优质富锰矿的典型矿床。

矿区钙质片岩亚段，即含锰岩系，在铁道界矿段自上而下可细分为9层：黑云母钙质片岩，厚22～40 m;V4锰矿层，含锰钙质片岩互层，厚 0.5～3.5 m;黑云母钙质片岩，厚5～30 m;V3锰矿层夹含锰钙质片岩，厚0.5～4.2 m;黑云母钙质片岩，厚30～85 m;V2锰矿层夹含锰钙质片岩，厚0.5～6 m;黑云母钙质片岩，厚8～42 m;V1锰矿层与含锰钙质片岩互层，厚0.6～3.9 m;黑云母钙质片岩，与下伏云母片岩亚段呈整合接触，厚15～35 m。该矿区大坳头矿段含锰岩系更复杂，由8层黑云母钙质片岩夹7层碳酸锰矿层、3层含锰钙质片岩扁豆体构成。

矿区位于猫儿界背斜南端。地层走向近东西，倾向北，倾角 20(°)～30(°)，局部有次一级褶皱。矿区有两条断层，矿床具有多层、多矿体的特点。铁道界矿段有4层矿(Vl～V4)，大坳头矿段有7层矿(Vl～ V7)，其中，V2、V3是主矿层，见图 1。矿体总数19个，最大埋深62 m，主要矿体长1 265 m，宽380 m，厚3.27 m，倾角32(°)，埋深15 ～350 m。

图1 湖南省城步县清源锰矿区大坳头矿段地质

4 马底驿组锰矿找矿方向研究

马底驿组中沉积变质、风化锰矿床—“清源式”锰矿床是在湖南境内发现的富锰矿床，该类型锰矿床主要分布于湘西南古北北东向构造带内，并受马底驿组地层控制。马底驿组锰矿点遍布湘西南各县，区域找矿方向主要在湘西南地区。

马底驿组锰矿床的赋存地质特征与其矿源层形成时岩相古地理密切相关，并受区域变质作用及地表氧化环境的控制，故具体找矿方向为：a矿床具明显层控性，应该顺层找矿，顺含锰岩系找矿;b在区域变质达到或接近绿片岩相阶段的地层中找矿，否则“矿源层”富化成原生矿层是难以实现的，进而氧化成富矿亦有困难;c在地形地貌、气候等有利形成风化矿床的地质环境找矿，如在北纬27(°)线以南，该区温湿多雨、中高山区，水文地质条件有利，可使原生矿及矿源层分解、淋滤、交代等作用得以顺利进行;d在构造运动发育的地区找矿，湖南、广西一带次级褶皱发育，锰矿富集地段往往在背、向斜轴部及近两翼地段，这些地段是寻找富矿的有利部位。

马底驿组锰矿目前以民采为主，地质工作程度甚低，找矿前景良好，随着勘查工作的不断深入和对该类型矿床成矿规律认识的逐步提高，找矿工作将会取得更大的突破。