贵州二叠系与南华系锰矿地质特征及控矿条件

2019-11-14樊正烈

中国锰业 2019年5期

樊正烈

(贵州省地质矿产勘查开发局一○六地质大队，贵州遵义 563000)

二叠系锰矿研究,经云南格学、水城、纳雍、遵义。格学、水城、纳雍、遵义锰矿在区域构造上处于扬子→华南板块→杨子陆块→上杨子地块[1]。锰矿区出露地层有石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩统，第四系。产出层位中二叠系茅口组第二段，台地相以泥晶灰岩、生物屑泥灰岩为主；台沟相为含硅质条带泥晶灰岩、硅质灰岩、硅质岩、泥灰岩及锰质岩等。

1 南华系锰矿地质背景

大地构造位置处于扬子—华南板块—杨子陆块—上杨子地块—江南复合造山带—黔南坳陷区—铜仁开阔复式褶皱变形区[2-4]。南华系黔东锰矿床形成次级裂谷盆地内部3个Ⅲ级、至少16个Ⅳ级断陷盆地组成(见图1)。地层出露主要有富禄组、大塘坡组、南沱组。产出层位大塘坡组第一段，主要由黑色炭质板岩组成，底部常夹黑色炭质菱锰矿、白云岩透镜体，是黔东北地区的主要含锰矿层位，厚度一般小于10 m。

1 实测古断裂；2 推测古断裂；3 成锰沉积盆地；4 研究区域

2 锰矿地质特征

本节典型矿床实例阐述水城—纳雍锰矿、遵义锰矿、松桃县大塘坡锰矿主要地质特征(见表1)。

表1 锰矿主要地质特征

2.1 松桃县大塘坡锰矿

1958年，贵州地矿局103队松桃大塘坡“铁矿坪”勘查铁矿意外发现了锰矿，拉开黔湘渝毗邻地区南华纪“大塘坡式”锰矿找矿序幕，发现了一批著名的大中型锰矿床[5-7]。

含锰岩系为南华系大塘坡组第1段，为黑色炭质粘土岩夹少量薄层砂质炭质粘土岩及白云岩、凝灰质粘土岩，底部及上部为碳酸盐锰矿产出部位。含锰岩系厚度变化大，一般11～25 m，局部仅1～2 m。

底部矿层由大小不等的透镜状矿体组成锰枕体群，分布于炭质粘土岩中，沿走向展布长3 000 m，沿倾斜延伸最大1 200余米，厚0～4.46 m。其中所含锰枕体单体规模1.5～20.2 m，一般5～10 m；最厚3.20 m，最薄0.20 m，一般0.8～1.7 m。以含锰岩系底板作底、凝灰质粘土岩作顶，统计的面含矿系数为0.38。各矿体平均含Mn 20.08%～20.88%，Mn/Fe 6.88～9.45，P/Mn>0.009, SiO218%～21%。

上部矿层分布于矿区南部，断续长2 900 m，厚0～1.35 m，一般0.7～1.10 m。其中矿体含Mn 13.59%，Mn/Fe 4.82，P/Mn0.0192, SiO235.31%。

2.2 遵义锰矿

遵义锰矿是由1个大型、3个中型、2个小型锰矿床组成的重要工业区。锰矿体产于“含锰岩系”之中。茅口组第2段以硅质岩为主的岩层(俗称:白泥塘层)之上，龙潭组煤系地层之下。“含锰岩系”是一套以粘土岩为主，有绿泥石、菱锰矿、菱铁矿、黄铁矿等掺合，并局部富集成矿的沉积岩层。“含锰岩系”一般厚2～6 m，最厚16 m。锰矿体呈层状、似层状、透镜状顺层分布。矿体最长达3 000 m，矿体厚1～2 m，最厚3.5 m，矿石中含Mn 10%～25%[8]。

2.3 水城—纳雍锰矿

评价区锰矿产于中二叠系茅口组(P2m)之上，中—上二叠统峨眉山玄武岩(P2-3β)之下。

含锰岩系为灰岩、硅质岩、含锰硅质岩、含锰灰岩、锰矿层为主的岩石组合，按岩性特征自下而上分为1、2、3段，其中主含矿层是含锰岩系第2段(P2mn2)，第1段(P2mn1)局部可见少量零星矿体(沙沟矿区)，多无工业价值，第3段(P2mn3)为纯灰岩，不含锰矿，区内锰矿以含锰灰岩风化的锰帽型为主，锰矿均分布在地表附近，矿体深度不大，但矿体分布范围广，矿层层数走向变化大，最少有3层，最多达20多层。

3 关于大塘坡式锰矿找矿新理论

“大塘坡式”锰矿一般认为是正常的海相沉积型碳酸锰矿。近年来，周琦[4-7]在锰矿层及相邻的上下地层中发现大量典型的古天然气渗漏构造，结合矿床地质、同位素地球化学等特征研究，提出了该类型锰矿是在Rodinia超大陆裂解背景下，且南华裂谷盆地的形成演化与岩浆活动、古天然气渗漏等活动有关，导致在一系列次级拉张、断陷盆地中发生的锰矿大规模成矿作用，即系古天然气渗漏沉积型锰矿床，它是一种新的锰矿类型。锰质和天然气均来自壳幔深部，具有十分鲜明的成矿特色，并进一步建立了古天然气沉积型锰矿床成矿系统与成矿模式和找矿模型[9]。

4 锰矿的控矿因素

4.1 古地理因素

西部水城—纳雍一带锰矿主要是中二叠世茅口晚期，形成了较深水的黔中台沟相带，该台沟内沉积了硅灰泥锰质组合，并受其严格控制，离开此黔中台沟，锰矿即不复存在。黔东北锰矿遵义一带主要是中二叠世茅口晚期裂谷盆地[9]，铜仁一带主要是南华裂谷盆地[6]。

4.2 地层、岩性因素

水城、纳雍、遵义锰矿均产于茅口组上部，其中以硅质岩、含锰灰岩、锰质岩的典型标志。该层由下至上主要由深灰、灰黑色富含有机质的、薄层为主的灰岩、泥灰岩、硅质岩、含锰硅质灰岩、锰质岩组成，属台沟盆地相的硅灰泥质组合。“大塘坡式”锰矿主要是大塘坡组第1段，主要由黑色炭质板岩组成，底部常夹黑色炭质菱锰矿、白云岩透镜体，发育水平细纹层理。矿离开此层位和岩石组合，锰矿即不存在。