滇西鹤庆锰矿成矿地质背景及矿床地质特征

彭晓清

(云南省鹤庆锰业有限责任公司，云南 鹤庆　671500)

0　前　言

滇西鹤庆县锰矿是全国较有名的优质锰矿资源，矿区从70年代开始进行地质勘查工作，先后在鹤庆小天井、大陡坡、武君山、猴子坡等矿段进行普查和详查工作，探获C+D级矿石储量345.13万t，其中优质富锰矿308万t，放电锰有37.46万t。矿山的开发带动了县域经济的发和劳动就业压力，对鹤庆县的发展起到了重要作用。但由于多年的开采，矿区保有资源量严重不足，产量逐年下降，成为老、危矿山。通过多年矿山地质工作的经验，分析研究了矿区宏观和微观地质规律，希望对矿区深、边部找矿有一定指导作用。

1　区域地质背景

鹤庆锰矿位于三江成矿带中段，处于杨子准地台、松潘—甘孜褶皱系和唐古拉—昌都—兰坪—思茅褶皱系三个一级构造单元的结合部位。金沙江—哀牢山断裂是扬子陆块西缘的边界断裂，该断裂对滇西的地质构造演化有明显的控制。石炭纪—早二叠世沿金沙江—哀牢山带有准洋脊型火山活动和深海—半深海沉积的硅质岩沉积，显示为大洋盆地构造环境。由于板块俯冲，洋盆以西产生了二叠纪—早三叠世的岛弧型火山活动。到中—晚三叠世，洋盆闭合，金沙江—哀牢山带成为古特提斯期金沙江洋的一条古缝合线。

区内大部分地区分布着二叠系、三叠系浅海—滨海相碎屑、碳酸盐岩和含煤建造及侏罗、白垩系的海陆交互、陆相红色碎屑沉积建造。此外区内零星分布第四系更新统湖相—沼泽相沉积及全新统不同成因的近代松散堆积层。

主要构造有南北向、北东向，东西向3组。分别是：南北向程海—宾川断裂、清水江—黄蜂山断裂；北东向的丽江—剑川断裂、军营—福田断裂；东西向的汝南哨断裂等。

鹤庆锰矿区位于鹤庆县城西南部。区内主要分布着二叠系、三叠系浅海-滨海相建造及侏罗、白垩系的海陆交互、陆相沉积建造。主要构造有南北向、北东向和东西向3组。详见图1。

图1　鹤庆锰矿区区域地质图

伴随华力西—喜山期的各次大地构造活动，区内基性、中性、酸性及碱性岩浆岩活动频繁，各期次岩浆活动都分别受到经向构造体系、纬向构造体系，歹字型构造体系及北东向构造带的控制。形成不同规模的火成岩及侵入岩。其中以受经向构造体系控制的华力西海相喷发玄武岩分布最广。燕山期碱性及中酸性岩浆活动与区内内生矿产关系密切。区域矿产主要有与富碱斑岩有关的贵金属、有色金属(北衙超大型金多金属矿)和外生矿产(煤、锰、铝土矿等)。

2　矿床地质特征

矿区出露地层岩性较单一，以中、上三迭统的碎屑岩和碳酸盐岩为主。其中上三叠统松桂组(T3sh)在矿区出露面积最大，也是矿区最主要的锰矿赋矿层位。可分为两段：上段(T3sh2)暗紫色、灰黄色泥岩、泥质粉砂岩、中—粗粒长石砂岩夹灰黄色、浅灰色砂屑灰岩、浅灰色中厚层状灰岩，灰黄、灰绿色块状泥岩夹灰白色，棕色薄—中厚层状灰岩、硅质灰岩及锰矿，灰色泥岩—灰黑色碳质泥岩。下段(T3sh1) 灰白色中厚层状中—粗粒长石石英杂砂岩夹灰黑色薄层状碳质泥岩及煤线，浅灰、灰紫色砾岩，粉砂岩夹泥岩。中统北衙组(T2b)为灰白色、灰色厚层—块状白云质灰岩夹藻灰岩，生物碎屑灰岩、白云岩。

图2为小天井、猴子坡矿段地质图，东部是小天井，西部是猴子坡，矿体赋存于上三叠中统松桂组(T3sh)地层中，矿体走向北西、倾向北东。现两矿段资源已近枯竭。

图2　鹤庆锰矿区小天井、猴子破矿段地质图

鹤庆锰矿区北缘(北沟)有近东西向(北倾、倾角50(°))的汝南哨深大断裂通过；其南部有规模较大(长达21 km以上)，总体呈305(°)～125(°)方向展布，倾向北东，倾角70(°)的F15逆断层通过。小天井锰矿床夹持于二断层之间，受其影响，导致矿段内矿体附近及其内部断层构造很发育，主要断层为北东向和北西向，并相伴产生一些与其平行的次级褶曲构造。

图3为小天井矿段典型纵剖面图，剖面方位129(°)，矿体严格受层位控制，具典型的沉积矿床特征，横向断裂发育，在走向上将矿体错断和抬升。断层控矿是整个鹤庆锰区的重要地质特征。

图3　鹤庆锰矿小天井矿段典型纵剖面图

南哨断裂喷溢，产状似岩筒状。矿区共圈定3个矿体：Ⅰ号矿体为小天井矿段主要矿体，赋存于三叠系上统松桂组上段(T3sn2)的底部，直接顶板多数为硅钙层，底板为浅色泥岩夹薄层灰岩。矿体走向长870 m，平均厚6.34 m，平均品位40.67%。矿体内一般无夹石，仅在断层破坏矿体后，断层上下盘矿体间常有无矿的断层泥、角砾等夹石。Ⅱ号矿体分布于Ⅰ号矿体之上，矿体长215 m，平均厚1.71 m，锰品位20.56%，矿石多为松散状的氧化矿。Ⅲ号矿体长110 m左右，倾向延伸约96 m，平均真厚度3.44 m，品位(Mn)23.89%。

3　成矿地质条件分析

当时的局部沉积环境应是：水盆呈北西—南东向展布，南西面水体较深，向北东水体渐变浅，陆源碎屑物增加，陆源物质来自北东，小天井矿段东部属盆地边缘相，斜坡底水体较深部位(直接顶板多为“硅钙质岩”)，而西部可能属碳酸盐台地较高或大陆坡中下部(上覆围岩多为细碎屑岩并见大量灰岩团块或角砾)。

从矿体特征、矿物成分等特征所得，小天井矿段东部锰高铁低，锰矿沉积厚度较大，矿石成分复杂，说明东部更靠近矿源地，西部与东部相反，所以西部远离矿源地。

从微量元素分析结果所得，锰与Zn、As密切相关，而东部Zn、As普遍较西部高，矿体底部常见凝灰质成分(东部)，上述一方面可以说明锰沉积与火山活动有关，从另一个方面亦说明东部更靠近矿源地。

从矿石颜色上分析，东部矿石颜色较深，西部颜色较浅，并在东部见黑锰矿，所以认为，东部应属于氧化与还原交替的沉积环境，西部属于弱还原环境。东部水体较深而出现氧化环境，可能与东部更靠近火山源，火山活动可引起局部水体发生对流作用(相当于现代深海洋流)从而带进富氧水体。

从上述各方面分析结果，认为鹤庆锰矿矿床成因应属“火山气液(热水)沉积—改造型锰矿”。

4　成矿预测

武君山灰岩体北侧属东西向裂陷海槽中的一个次级小型槽型洼地，松桂组地层出露东西走向长1 000 m左右，南北宽120～300 m左右。钻孔揭露地层主要为上三迭统松桂组上段、中统北衙组上段。从上至下为：上亚段(T3sh2-3)为暗紫色、灰黄色中粗粒长石砂岩夹浅灰色中—厚层状砂屑灰岩；中亚段(T3sh2-2)为灰、灰黄色泥岩夹浅灰色中厚层状硅质灰岩，为主要含矿地层；下亚段(T3sh2-1)为青灰色泥岩。北衙组上段灰岩体(T2b2)为浅灰、灰白色厚层状白云质灰岩。

该区钻孔揭露含矿地层是最有利于成矿的位于块状玄武岩、玄武角砾熔岩之下含锰碳(硅)酸盐岩、泥灰岩及泥岩地层。含矿地层厚度大(最厚达192.78 m)、范围广(0～18线)、弱锰矿化信息较好。在4号、14号线施工的4个钻孔，对深部情况的控制有局限性，我们要利用好已有的地质资料及信息，加强深部含矿地层揭露控制，该区还有发现一定规模的隐伏锰矿体的潜力。

其次，在大陡坡本次虽然未找到矿体，但是钻孔揭露到厚大含矿地层(T3sh2-2)，并且该部位处于东西向裂陷海槽转折部位，沿灰白色杂砂岩可能还会有锰矿存在。

图4为分布于小天井、猴子坡外围的4个成矿远景预测区：北部为武君山远景区，西北部为西登远景区，南部为黄峰山及大陡坡远景区，远景区面积共计21.8 km2。

图4　鹤庆锰矿区成矿预测图

5　结　语

滇西鹤庆锰矿是是我国冶金行业重要的优质富锰矿提供基地之一，为国民经济及边疆少数民族地区的发展和社会安定作出过重要贡献。遵照国务院及国土资源部关于危机矿山接替资源找矿的精神，为了稳定地方经济发展及社会安定，矿区深、边部及外围找矿，开接替资源勘查工作，是为矿山企业的持续发展的资源保障。

对矿区成矿规律的研究是对深、边部及外围找矿提高找矿效果的重要环节，因此加强矿区科研工作是一项重要的工作。