重庆市秀山县老田庄锰矿矿床成因及找矿标志分析

2019-01-03周正茂

中国金属通报 2019年7期

周正茂

（重庆市地质矿产勘查开发局607地质队，重庆 400054）

1 矿体地质特征

1.1 含锰岩系特征

重庆秀山县老田庄锰矿锰矿指南华系大唐坡组下段第一段，该地区矿的厚度及岩性组合均与锰矿有关。①上覆地层。南华系大唐坡组二段为深灰色碳质粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，都含有机质。②含锰岩系。南华系大唐坡组上段的第一段上部分呈现黑色矿体，并以此分为粉砂质碳质页岩、深灰色碳质页岩、碳质粉砂岩以及砂质碳质页岩，其中会有夹杂灰绿色凝灰岩带，局部夹锰砂带。③下伏地层。南华系上统千子门组为灰色、灰绿色含砾不等粒岩屑砂岩偶夹薄层状灰黑色含炭质水云母页岩。属冰水建造（“溶溪冰碛层”）。

1.2 含矿层特征

①含矿地层位于含锰岩系下部，其组成是由1～3个含锰地层、含碳页岩、砂质含碳页岩、粉质含碳页岩以及含锰砂岩组成。一般的厚度为0.65-4.35m，而在矿区的中区位置，厚度最大约为8.5m。②在含矿地层中，垂直方向上有1～3个成矿部位(矿体群)，矿体以较致密的矿体群形式沿地层分布。矿体(群)的尖灭和再现在平面上是不规则的。③在含矿层中，中不与下部的矿体群，一般位于含锰岩系的底部，其范围约为0～2.69m（ZK16-2）；群体上部是含有锰岩系的底部，其范围是2.69～4.35m（ZK16-2）之间。④矿体群的中部与下部，该群体为工业所主要利用的；其矿体群的上部矿体规模较小，这些一般是没有工业利用价值。

通过以上特征分析得出：地质勘查对象一般为群体小矿体，该矿体的长度一般约为数米或者数十米范围内，对于一些小矿体来说，一旦进行单个使用时，是没有任何工工业生产意义，对于一些不可查明的矿体群，以矿产的集合形式进行开采产出，在工业生产的使用当中会产生其价值性，所以对矿体勘查对象应当勘查其是否含有矿层。

根据矿区所含的矿层厚度，并根据矿体的上下界限以与地质产生规律相互结合，确定出含矿成的厚度，并进行探矿工程群体下界，至矿体群上界厚度为单位工程施工含矿层厚度，分析得出最后统计可知，矿区含矿厚度约为2.14m。矿区内的含矿层在地质表面显露出来，含矿走向以及其控制的长度约为1163.0m，其所倾向的控制厚度约在740m左右，其所倾向的控制高度为+200.00～-132.00m。

1.3 矿体特征

所研究矿区的锰矿属沉积菱锰矿矿床类型，改矿床类型具有多层含矿性。在含矿层厚度范围之内，见有1～3个层次矿体产出。该矿区的单体矿，多呈现出中厚边薄、透明如镜状，有少数的厚度是变化不大的饼状，并且这些矿体的边缘被折叠和包裹起来，弧形向外突出并向外挤压，还有一些是分层的。单矿体规模小，通常长5-15m。单矿体厚度为0.31m(ZK15-2)-1.23m(XJ01)。该矿体的出现形式为，致密的矿体群。单个的矿体与矿体之间是不存在缝隙的，一般为1-17m。单矿体平均厚度为0.70m，厚度变化系数为0.44，厚度变化中等；单组矿体的锰矿品位为14.12%-22.35%，该矿区矿体的平均品位为16.80%，品位变异系数为0.13，品位变异范围较小。

在矿体的排序当中，以鱼群游走状为主，其次为雁行斜列状、参差不齐状等排列。总体的矿产状况为，上下围岩基本保持一致，矿产走向为10°东～北35°东，倾向南东，倾角15°～20°，属缓倾斜矿体。

2 矿床成因

2.1 构造―沉积演化是控制锰矿成矿

在青白口纪初期，华南陆块与对接不就的扬子路块发生离散现象，南华地区裂谷式海槽逐渐形成，在黔东及秀山地区沉积了板溪群的一套陆源碎屑岩地层，经晋宁运动区域变质为浅变质沉积地层，构成本区地壳上层褶皱基底。从南化时期开始，晋宁运动统一后，罗迪尼亚超大陆开始断裂。扬子古陆与华南古陆的缝合再次断裂，保留了古南海盆地的残余，在古陆边缘发育了冰碛岩及间冰期沉积物，大塘坡锰矿与冰川建造共生，即产在两冰碛层中间的间冰期。

2.2 沉积环境的控制作用

自元古界以来，本区发育有北东及北北东向两组古断裂，北东组断裂差异运动所产生的沉积是因为千子门冰期砂砾岩迁移所产生的，在古地貌上单独形成一组，并与岸线大致垂直，以及跟着东北向展布的局限与半局限盆地，大塘坡期海水向陆侵漫，这些局限、半局限盆地即成了锰矿沉积的有利场所。①古陆因素本区西邻扬子古陆，北靠江南古隆起，到大塘坡期，提供的陆源碎屑物以泥质为主。当时本区为陆表海，并有一系列北东向水下隆起阻隔，故水动力弱，为低能海岸。同时在本区北东及南东海域，有火山喷发，提供部分凝灰质。②古盆的物理―化学条件PH与Eh值的推测本区的标志矿物有炭质、菱锰矿、黄铁矿、水云母，故水介质为弱碱性；其次沉积物主要是黑色，普遍含炭质，含莓状黄铁矿，故应为还原―强还原环境。古水深推测本区的菱锰矿层中，兰藻遗迹普遍，常见藻团粒（块）、凝块石和薄层纹，因此，水深在小于50m。从沉积构造上看，在含锰岩系中，局部可见脉状层理、波状层理及斜层理，偶见干扰波痕，水平层理普遍，亦证明当时水体较浅。古盐度推测本区古生物为兰藻，自生矿物在含锰岩系中有白云石、胶磷矿；在本区外围（大塘坡）及下伏层中见少量海绿石。水介质为半咸水―正常海水。③古气候因素本区的碳酸锰矿石，是由千千万万个小小兰藻生物堆积而成，表明为湿热古气候，温度不低于15℃。而含锰岩系主要由一套黑色岩系组成，含有机成分较高，也是潮湿气候的标志。往上变为灰绿色岩系（大塘坡组第二段），则逐渐向半干燥气候过渡。

2.3 锰矿沉积特征

从沉积相、岩石组合、矿物成分、沉积构造等分析，大塘斜坡期属于低能泥质滨海环境。由于水下隆起的阻挡作用，波浪作用大大减弱，潮汐作用不强。因此，受限制盆地两侧藻类生长，吸收海底火山释放的大量锰以及西部古陆风化剥蚀提供的一定量锰，在成岩成矿作用下，生成藻菱锰矿层，在局限盆地边缘及水下隆起区，不利于藻类生长，锰质也不易富集沉淀。

2.4 锰质来源

细凝灰岩在上锰矿和黑岩系中较为常见。因此，推测锰矿物来源与海底火山活动有关。此外，小冰碛石和砂质红土中含有大量的碎屑。根据相关资料，板溪组锰背景值较高。因此，我们认为锰矿物来源与板溪群海底火山作用和古隆起剥蚀作用有关。在适宜的物理化学条件下析出碳酸锰，锰既来源于火山活动，又来源于陆地锰源。

3 找矿标志

根据菱锰矿赋存规律，其找矿标志可概括为：①古构造标志。受到北东想的古构控制的矿床，在进行分布的古拱顶控制，并体现在封闭或半封闭盆地中。②地层标记。华南下统大塘坡组近底元古代矿床为碳酸锰矿床。该矿床的矿层位置相对较为稳定，并受到地层的严格控制。③沉积形成。潜子门组(小冰碛层)厚度与含锰岩系总体呈正相关关系。小冰碛层厚度一般大于10m，潜子门组含锰岩系可能存在红泥岩系。顶部含有锰系一般是含有红泥岩的矿体，并且所以小冰碛层顶部存在细粒碳质含锰砂岩时。小冰碛层是浅色卵石砂岩向锰系过渡的跳跃层。在锰矿系列中，红矾石没有工业意义。在含锰岩系中，存在大量白云岩，即矿区边缘带，对红泥岩的形成没有工业意义。白云岩赋存量大，是锰形成的不连续期。④含锰岩系厚度。含锰岩石一般大于10m，可出现在红景天矿体中。具有工业意义的锰矿体一般不含10m以下。