浅析黔东南地区南华纪锰矿地质地球化学特征

齐小兵

摘 要：黔东南地区位于贵州省东南部，属于扬子板块与江南造山地带的交界处，区内管辖凯里市、麻江、丹寨、黄平、镇远、天柱、雷山、台江和剑河等十五个县市。由于大陆的裂解活动，在黔东南区形成了锰矿沉积地层，在高增、广界、江县等地分布较多。锰矿是黔东南地区重要的产出矿物质。结合该区大型矿床的地质特征，研究了该区域内南华纪锰矿的成矿规律，分析了黔东南地区南华纪锰矿地质的地球化学特征，以期促进黔东南地区找矿工作的发展。

关键词：黔东南地区；南华纪；锰矿；地球化学特征

中图分类号：P618.32 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.071

我国对锰矿的应用较早，在钢铁、化工、冶金等行业都有应用。我国锰矿的储量比较丰富，但锰矿资源的分布较散，单独矿床的规模较小，存在大量的贫矿，开采难度较大，采矿条件复杂，导致我国对锰矿的应用受到了限制。近年来，由于锰矿被大量开采，出现了锰矿资源匮乏的现象。为了满足我国对锰矿资源的需求，需要对黔东南地区的南华纪锰矿地质特征进行分析。

1 黔东南地区的区域地质背景

黔东南地区位于贵州、广西与湖南的交界处，具有丰富的锰矿资源，大部分位于松桃地区南华纪大塘坡组下部，矿区内的地势为西南高、东北低，属于中低山地形。锰矿区地表侵蚀严重，地形具有明显的切割状态，锰矿形成的原因可能是该区域内火山喷发造成的生物沉积和化学物质沉积。矿区内的高差较大，海拔为550～1 090 m。具体如图1所示。

该矿区属于温热带季风气候，降雨量较大，年降雨总量超过1 350 mm。由于受到降雨的影响，该区域内的地表水流众多。

该矿区曾在新元古代发生过巨大的Rodinia大陆裂解，进而在该地区形成了裂谷和楔状地层，又因梵净山的隆起导致该矿区的周边地带产生了剧烈的沉降，这为锰矿的产生提供了有利条件。

该区域内主要出露的地层有：①长安组地层。该地层中蕴含丰富的灰绿色砂砾、黏土，厚度近2 000 m。②大塘坡组。该组地层根据岩性特征可分成多个段落，第一段下半部为锰矿的主要产出层，且该层中含有富含锰矿的页岩，上半部分为页岩层和黏土层，还有极其零星的白云岩层，地层总厚度超过几十米；第二、三段下半部主要为黑色的炭质页岩，上半部为砂质页岩，其中，蕴含少部分黄铁矿，总厚度超过200 m。③南沱组。该组的上半部主要为砂质的黏土岩，下半部为细砂岩石，厚度为80～120 m，南沱组地层与大塘坡组地层紧密结合。该区域内的锰矿从高增县开始一直到张鲁县结束，主要呈东北向分布。

2 南华纪锰矿地质的主要成矿特征

南华纪区域内大塘坡组的主要地层为黑色岩，黑色岩的主要组成为锰矿石，即含锰岩系。岩系中含锰的矿物质主要有菱锰矿、方解石、钙菱锰矿等，其他矿物质有黄铁矿、石英等。该区域内含锰矿物质的矿石结构主要呈块状，其次以条状和层状为主。块状菱锰矿位于大塘坡组第一段的下半部分，分布比较均匀，预计产出量较大，产出矿石的含锰量大约为20%.其他的层状锰矿石和条状锰矿石基本处于大塘坡组第一段下半部分的最底部，与黄铁矿、石英等其他矿物质掺杂在一起。

取样分析该区域的矿层后发现，锰元素占14.38%～25.62%，平均含量超过16.22%；硼元素占0.04%～0.76%，平均含量超过0.35%；二氧化硅占25.34%～51.94%，平均含量超过36.18%；全铁占0.82%～3.29%，平均含量超过2.46%；氧化铝占8.93%～13.18%；氧化钙占5.62%～11.33%；氧化镁占1.73%～2.61%；硫元素占1.58%～1.84%；烧失量为11.97%～24.56%.对取样数据分析后发现，含锰岩系中二氧化硅和氧化铝的含量明显高于氧化钙、氧化镁的烧失量。由此可见，沉积现象对矿区内锰矿石的成矿结构造成的影响较大。在层状锰矿石和条状锰矿石地层中，矿层区域与下方的砂砾岩石直接接触，因此，层状锰矿石的分布区域属于含锰岩系的过渡区域。

3 矿床的地球化学特征

3.1 主量化学元素特征

该含锰岩系中铁元素的含量较高，钛和镁的含量较低，二氧化硅的平均含量为36.18%，占围岩平均值的64.32%，氧化铝的平均含量为10.18%，占围岩平均值的16.18%.此外，含锰岩系中氧化钙的含量远超其在围岩中的含量，因此，其烧失量远大于围岩，氧化钠的含量比氧化钾低。这些元素特征与我国南方一带的矿石元素特征相同。

3.2 微量化学元素特征

分析含锰岩系中的微量化学元素后发现，该区域锶元素、钴元素比较丰富，铷元素和铬元素等处于亏损状态，所以，微量元素的含量总体低于岩石中的主体元素。在岩系中，最下层白云岩和砂铁岩的锰元素含量较大；而在上层区域，铁含量明显比锰元素低，形成了比较强烈的铁锰差异。在白云岩以上的含锰黑色岩层中，微量元素的含量没有明显变化，而无论是菱锰矿，还是其他页岩，镍和钴的含量都超过了1.由各种元素特征可见，含锰岩矿床并不是因热水沉积而形成的。

3.3 碳、氧同位素的化学特征

对矿区内的矿石进行取样分析后发现，地区内沉积锰矿下方的白云岩中碳和氧的同位元素有非常明显的负偏移现象，且下伏区域内碳与氧同位元素的含量十分接近。由此可见，矿区内的矿石成因是相同的，沉积成矿产生的矿区环境相对而言比较稳定。

4 矿床成因和找矿规律

4.1 矿床成因

含锰岩系主要可以分为5层：①炭质页岩。该层中蕴含微量的黄铁矿和黏土岩质，存在非常大的厚度变化。②菱锰矿，矿石呈现条状和带状分布，在矿层中含有少量的白云岩。③粉砂岩。该层比较薄，在粉砂岩中含有少量的炭质页岩。④矿区。矿区蕴含丰富的含锰炭质页岩。⑤黑色页岩。该层厚度相对较薄。该矿床的成因主要是潮涨潮落造成的沉积岩石。该矿床处于浅海区域，潮起潮落易使矿区内下半部的隆起部分形成沉积，加之矿区内的水源动力较差，所以，易形成锰矿矿床。

4.2 找矿规律

该矿区的成矿地带主要向东延伸，区域的地层具有较强的连续性，且矿区内的锰矿石处于适中位置，比较容易形成矿带，建议加强勘查。在矿区深部，含锰岩系的特征不稳定，所以，矿区深部的成矿特征不明显，不建议深度勘查矿区深部。

5 结束语

通过分析黔东南地区南华纪锰矿地质的地球化学特征，得出了该矿区主要化学元素的特征、微量化学元素的特征、碳、氧同位素的化学特征以及该矿床的找矿规律，以期为找矿工作提供帮助。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕