四川省青川县马鞍垭锰矿成因初探

庞有炜，陈翠华

（1.成都理工大学，成都610059；2.四川省地质矿产勘查开发局物探队，成都610032）

1 引言

四川省青川县一带的锰矿资源极为丰富，是地方经济发展的重要组成部分。据区域化探资料，青川县马鞍垭锰矿区域Mn含量在部分地段为1036×10-6，是平武幅平均值的1.63倍。

2 矿区地质特征

2.1 地层

区内出露地层除东、西两侧分别有少量震旦系上统水晶组、寒武系下统油房组外，其余均为寒武系下统邱家河组地层；沿缓坡地带和沟谷有第四系残坡积物和少量的冲洪积物分布。

①第四系（Q）厚度0～4m。主要为残坡积物，为土黄—棕黄色含碎石砂土及其基岩碎块、转石组成。②寒武系下统油房组（1y）厚度＞100m。沿矿区北东文子坡展布，其岩性为深灰色碳质粉砂质板岩。区域上与下伏地层邱家河组呈整合接触。③寒武系下统邱家河组（1q）厚度＞800m。区内最主要的地层，北东向贯穿整个矿区，岩性为一套浅变质的碎屑岩、硅质岩组合，呈韵律特征。由浅灰—灰色（风化表面常呈褐黄色）粉砂质板岩、含锰粉砂质板岩夹含锰粉—细砂岩与深灰—灰黑色碳硅质板岩、硅质岩组成的两个沉积旋回含一个矿层，赋存于炭硅质板岩、硅质岩下的含锰粉砂—细砂岩中，作为含矿地层的邱家河组。区域上与下伏震旦系上统水晶组呈整合接触。

2.2 构造

区内构造以一组北东向断裂发育为主要特征，岩层总体呈单斜构造，具舒缓的波状起伏，总体向北西倾斜，地层倾向变化较大。受构造影响，产状比较乱，倾角较平缓，一般在6～38°之间，局部达50～60°，总体变形程度较弱。矿区内主要的断裂构造为：

F1：属区域性三级断裂，于矿区南东侧穿过，断层总体呈北东走向，倾向北西，倾角＞65°，在矿区内断层北东段切割邱家河组地层，南西段切割油房组地层，断层性质根据地层错失情况判定为逆冲断层，即由北西向南东推覆。

F2：为区域性三—四级断裂，与F1断裂为一个断裂体系。断层于矿区南部穿过，断层总体呈北东走向，倾向北西，倾角较陡，一般70～80°，在矿区内断层从邱家河组通过。根据地层、构造透镜体的叠置关系，以及牵引褶皱的特征判断，本断层为逆冲断层，仍为由北西向南东推覆。在穿过含锰岩层处，于断裂带有淋积锰矿形成。

F3：于矿区北西通过，属区域性断裂，呈北东走向，倾向北西，倾角一般68°，将断层上盘震旦系水晶组推覆于寒武系邱家河组之上，断距大，根据断层错失情况判定为逆冲断层。

2.3 变质作用

勘查内出露地层为盖层，因此变质程度较低，仅达低绿片岩相。变质岩石主要表现以原岩为砂泥岩经区域变质形成粉砂质（绢云母）板岩、变质粉砂至细砂岩，而硅质岩宏观变质特征不明显。

2.4 表生风化作用

在地表及近地表的浅部，由于长期风化作用，地表水淋滤和地下水作用使原生菱锰矿、锰方解石发生分解，形成次生氧化锰矿（软锰矿、硬锰矿等），使锰质得到富集，贫矿变为富矿，甚至含锰岩石变成锰矿石，形成残积（锰帽）矿床，这是本区可工业利用的主要矿床类型。其形成深度受氧化带发育深度的控制，与含锰岩层产状、岩石破碎程度、地形地貌特征、盖层的岩性、厚度和地表、地下水等诸多因素的影响有关。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

作为含矿地层的寒武系邱家河组，在矿区其原岩包含两个砂泥岩相—硅质岩相的沉积组合旋回，含锰岩系为砂泥岩与硅质（板）岩之间的（含锰）砂板岩。含矿层严格受地层的层位控制，产于砂板岩与硅质（板）岩的过渡部位，矿体产状与岩层产状一致。

矿区内有三个含矿层，含矿层厚度一般在6～20m之间，其岩石为含锰粉砂岩、粉砂质板岩，沿岩石层理或裂隙有锰矿物呈层纹或条带状积聚，其密集程度决定其是否构成矿体，因此矿体即为含矿层中达到品位要求的部分，这是区内最主要的矿体产出形式。

经地表地质追索和工程揭露控制，全矿区共圈出6个矿体（如图1），呈层状、似层状产于含矿层中，未见分枝。各矿体规模、特征如下：①Ⅰ号矿体：位于矿区东南部，赵家河之南约300m的F7号断层之东。矿体呈层状、似层状产出，倾向北西至北东，倾角12～27°。矿体露头长385m，厚平均0.54m，Mn含量为18.35%～18.83%。②Ⅱ-1号矿体：位于Ⅱ-2号矿体和F7号断层西侧，东起自F7号断层，西止于麻池盖东约200m处的赵家河之南约120m处。矿体呈层状、似层状产出，倾向北西至北东，平均倾角9.5°。矿体露头长约2774m，厚平均1.06～1.21m，矿体呈层状、似层状产出，Mn含量为15.89%～16.05%。③Ⅱ-2号矿体：位于Ⅰ号矿体之南的F1号断层之西，其矿体西侧被F7断失。矿体呈层状、似层状产出，倾向北西，平均倾角16.2°。矿体沿漆树坪山脊两边皆有出露，长约388m；厚平均1.49m，Mn含量为13.08%～18.89%。④Ⅱ-3号矿体：位于柳树坪以西约300m，弯曲状展布，矿体西部被F4号断层错断，北部延出探矿权范围。矿体呈层状、似层状产出，倾向南西，平均倾角7.2°。矿体露头长约2335m，厚平均1.14，Mn含量为10.52%～19.02%。⑤Ⅱ-4矿体：位于马鞍垭东约600m，呈南西—北东向展布，北东被F4号断层错断，南西隐伏尖灭。矿体呈层状、似层状产出，矿体倾向南西—北东，平均倾角13°。矿体露头长约5300m，平均厚1.17m，锰含量为10.10%～19.56%。

图1 马鞍垭锰矿矿体构造简图

⑥Ⅲ号矿体：位于Ⅱ-4矿体之上，分布于矿区西北角，与Ⅱ-4矿体在产状上一致，本次工作所揭露的矿体长度约1500m，平均厚1.24m，锰含量为12.10%～15.15%。

3.2 矿石质量

①矿物成分。矿石矿物成分：褐锰矿、硬锰矿、软锰矿、褐铁矿，偶见残留的菱锰矿，脉石矿物主要有石英、白云石、方解石少量。属氧化锰矿石。②化学成分。前期勘查对所有样品进行了Mn测试，对部分样品做了Fe、P、SiO2分析。矿石中有益组分Mn含量一般在15.13%～17.71%，含P一般在0.064%～0.36%，含Fe一般在3.40%～7.41%，含SiO231.94%～76.70%。总体来讲，矿石的有害元素P含量较高，属高P矿石；当Mn含量高时，则Fe和SiO2含量低，相反，当Mn含量低，则Fe和SiO2含量高。

4 结语

根据含矿岩系、矿体形态、产状、矿物及其元素组合特征等综合分析，本矿床成因类型属沉积—浅变质含锰岩层的锰帽矿床。区内锰矿以沉积为基础，初始沉积的含锰岩层或矿（化）层是形成可供工业利用锰矿的前提和基础。沉积阶段形成的含锰岩石或贫锰矿石，经成岩后的轻微变质作用（变质程度相当于低绿片岩相）和表生氧化（即风化）作用，使锰质趋于富集。特别是表生氧化作用对区内成矿影响最明显，对矿化富集起了关键作用，得以形成工业矿体。地表及近地表的浅部，形成了以软锰矿为主要成分的氧化锰矿石。