云南鹤庆县小天井锰矿地质特征及找矿标志

骆怀鹏，梁 刚，郎维雄，杨 宇

(云南省核工业二〇九地质大队，云南 昆明 650032)

云南鹤庆县小天井锰矿位于扬子准地台西缘与三江褶皱系接合部，丽江台缘褶皱带西南端近南北向-北东向与近东西向构造线交错的黑泥哨褶断区，该区地质构造复杂，构造活动频繁，岩浆活动强烈，其构造位置为锰矿形成提供了有利的地质条件。

1 矿区地质

1.1 矿区地层

区内主要出露三叠系上统松桂组，三叠系中统北衙组。北衙组白云质灰岩常常呈推覆构造体(飞来峰)形式，分布在松桂组之上。

(1)三叠系中统北衙组(T2b)：浅灰色巨厚层状白云质灰岩及白云岩，顶部为纯灰岩，产六射珊瑚等化石，厚354.2m～440m。

(2)三叠系上统松桂组(T3sh)：为一套浅海相为主的含锰岩系，区域上松桂组划分为上、中、下三个段，本区主要出露松桂组上段。

三叠系上统松桂组下段(T3sh1)：厚达735m，下部为粗砂岩，于底部含砾石；中部为浅色砂岩、含炭质泥岩，夹锰线，细砂岩中有时含鸟卵状“弹子层”，内含生物化石；上部为灰黑色含炭质泥岩与中细粒砂岩互层，水平层理发育，泥岩中含黄铁矿，偶夹玄武质凝灰岩团块。顶部砂岩增多，有时还见三角州相含砾粗砂岩透镜体，其中心部位厚度可达100m，往两侧迅速变薄、尖灭。

三 叠系上统松桂组中段(T3sh2)：灰白色、黄褐色厚层状长石石英砂岩、粉砂质泥岩夹炭质泥岩及煤线。

三 叠系上统松桂组上段(T3sh3)：为区内含矿地层，以浅色泥岩为主，夹有灰岩、砾灰岩、硅钙质层及含砾泥岩，多呈透镜状产出。本段下部为Ⅰ矿体(层)赋存部位。在其下部为含黄铁矿的浅色泥岩夹薄层灰岩。主矿体(层)上覆岩层大部份地段为硅钙质互层，其纵向延长约550m，宽约130～300m，最厚38m，呈北西西向展布。见矿区地层综合柱状图(图1)。

图1 鹤庆小天井锰矿地层综合柱状图Fig 1.Comprehensive Stratigraphic Column of XiaotianjingMn Deposit，Heqing

1.2 矿区构造

鹤庆县小天井锰矿位于扬子准地台的西缘、丽江台缘拗褶带的南缘，西近三江褶皱带，构造活动频繁，岩浆活动强烈，其构造位置对锰矿成矿颇为有利。小天井锰矿区北缘有近东西向的汝南哨深大断裂通过；南部有规模较大，总体呈105°～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，并相伴产生一些与其平行的次级褶曲构造(图2)。

图2 鹤庆小天井锰矿地质简图Fig 2.Geological Sketch Map of XiaotianjingMn deposit，Heqing1.松桂组第三段；2.硅钙层；3.北衙组上段(推覆体)；4.构造飞来峰；5.锰矿体露头；6.实、推测断层位置及编号；7.实、推测压扭性断层位置、编号及产状；8.Ⅰ矿体地表投影线；9.勘查线及编号

矿区褶皱构造不甚发育，小天井向斜仅在断裂旁侧见有小规模褶曲构造。矿区范围横向断层破坏矿体明显，平面上呈逆时针扭动，剖面上沿断层面倾向位移呈阶梯状展布，与该组断层平行的次级小断层也较发育，致使完整的矿体呈断块产出。断层在纵向由上向下似有构造作用的强度减弱的趋势。

另外，区内推覆构造发育。三叠系中统北衙组上段白云质灰岩，呈推覆构造体(飞来峰)形式分布在松桂组地层之上。

1.3 岩浆岩

矿区内无岩浆岩出露，仅在矿区外北部见呈北西西向展布的苦橄玄武岩及橄(辉)斑玄武岩，沿汝南哨断裂喷溢，产状似岩筒状。从岩体中心至边缘，可分为四个互为过渡关系的相带：①苦橄玄武岩带、②橄(辉)斑玄武岩带、③火山角砾岩带、④火山砾岩带。岩体与围岩接触部位，局部见轻微的大理岩化。

1.4 围岩蚀变

该区围岩蚀变主要表现为构造热液蚀变，其中碳酸盐化、绿泥石化、锰的次生富集较普遍，其次有硅化黄铁矿化等。锰的次生富集主要在北衙组及松桂组含锰灰岩地层中，在灰岩构造裂隙中呈网格状、细脉状或透镜状富集氧化锰矿。

2 矿体特征

矿区内现有9个锰矿体，现将代表性的Ⅰ和Ⅲ、KT1三个矿体的特征叙述如下。

(1)Ⅰ矿体：呈层状、似层状，局部透镜状，赋存于上三叠统松桂组上段(T3sh3)中，矿体产状变化与围岩一致，总体产状向北东缓倾斜，倾角变化较大在15°～65°。矿体走向长870m，平面宽度96.5m～259m，平均宽155.69m，矿体最薄1.07m，最厚26.71m(CK1402孔最厚)，平均厚6.34m，厚度变化系数93%，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，属稳定型(图3)。矿体锰品位24.60ω%～55.39ω%，最高为55.39ω%，平均品位40.67ω%，为较均匀型。

图3 鹤庆县小天井锰矿8号勘查线地质剖面简图Fig 3.Geological Section Sketch of Exploration Line 8 of XiaotianjingMn deposit，Heqing1.松桂组第上段第二层；2.松桂组第上段第一层；3.硅钙层；4.北衙组上段(推覆体)；5.地质界线；6.实测及推测断层；7.锰矿体及编号

(2)Ⅲ矿体：矿体呈层状、似层状，赋存于上三叠统松桂组上段(T3sh3)中，因被断层破坏，矿体在断层带内呈透镜状、豆夹状，角砾状。矿体走向110°～130°，倾向北东，倾角62°，局部反倾，倾角达85°左右或近于直立。矿体沿走向长度152m，最大垂深200以上，最小垂深110m，倾向延伸约225m。矿体真厚度0.5m～6.77m，一般1m～3m，平均真厚度2.46m。厚度变化系数80%，属稳定型。矿锰品位25.32ω%～51.21ω%，平均品位42.24ω%。品位变化系数30%，为较均匀型。

(3)KT1矿体：该矿体与Ⅰ矿体属同一层位。矿体呈层状、似层状，因被断层破坏，分成叠瓦状的五段，矿体在断层带内呈透镜状、豆夹状，角砾状。矿体走向105°～110°，倾向北东，倾角35°，平均倾角达30°。矿体沿走向长度220m，最大垂深70m，最小垂深40m，倾向延伸约150m。矿体真厚度0.72m～6.09m，平均真厚度2.34m。厚度变化系数66%，属稳定型。矿石锰品位33.81ω%～58.13ω%，平均品位46.61ω%。品位变化系数17%，为较均匀型。

3 矿床成因

鹤庆小天井锰矿矿床成因是：受控于同生构造的沉积改造型锰矿。现从以下几个方面来探讨矿床成因。

3.1 同生构造

在鹤庆锰矿成矿前、成矿期及成矿后期，围绕位于矿区北部的汝南哨大断裂的反复活动所形成的一系列同生构造是控制锰矿体分布的主要因素。

(1)成矿前沉降阶段(三叠纪松桂组前期)：矿区北部汝南哨大断裂(F1)大断拉张裂陷，在该区南部西至黄蜂山-清水江断裂(剑川庆华)，东至军营-福田断裂间形成一近东西向的裂陷槽，即“鹤庆沉锰盆地”，根据其地层多为中厚层状以及岩层中含炭质和黄铁矿来判断，该沉锰盆地为一深水还原沉积环境。随着汝南哨大断裂不断拉张的同时产生基性火山喷发现象(有关火山喷发从松桂组地层中有一层玄武岩可以得到佐证)，带来大量的锰质并沉积下来。同时频繁的地震和火山喷发，引发海底浊流及岩崩，整个裂陷槽被分割成若干个次级凹陷盆地呈串珠状分布在鹤庆沉锰盆地内，并形成相对独立的沉积环境。

(2)锰矿体沉积阶段(三叠纪晚期)：受汝南哨大断裂南北两侧挤压应力的作用，位于“鹤庆沉锰盆地”南面的剥蚀区向北推移，产生一系列同生褶皱(如小天井向斜)，同时因重力作用，产生大量的崩塌体，该点从松桂组上段(T3sh3-2)地层中见有大量北衙组(T2b2)灰岩掉块可以证明。正是该一系列同生褶皱控制了锰矿体的分布范围和规模。

3.2 沉积特征

(1)矿层严格受岩相控制，矿层与顶底板岩层整合接触，产状与围岩基本一致。

(2)矿层及其夹石、围岩具生物结构及标准的海相沉积结构构造，如砂屑结构、团粒结构、鲕粒结构、条带状结构、水平层纹-层状结构等。

(3)随沉积环境的改变，矿石矿物组合具有与沉积相变同步的现象。

4 找矿标志

(1)印支末期沿古构造存在的含锰、铁基性火山碎屑建造和塌积-混积岩建造，是区域上找优质富锰矿的重要标志之一。

(2)能反映成矿前古断裂强烈活动期后相对平静期，海进向海退转换的间歇期的碳酸盐-硅质岩建造岩系是主要的含锰岩系，是区域找矿的重要标志之一。

(3)含生物化石的薄层硅钙层是鹤庆式锰矿的直接顶板，该硅钙层可作为矿区直接找矿标志。

(4)薄层状硅铁建造是裂陷中硅锰建造的边缘相沉积标志。

(5)松桂组上段(T3sh3)碎屑岩-泥质岩中出现含锰破碎带或淋积型氧化锰矿体(点)是鹤庆式锰矿存在的构造标志。

根据对鹤庆锰矿成因类型、成因机制的研究认为，控制优质富锰矿体的形成因素较多，对沉积环境的要求十分严格，需要对所有找矿标志进行综合分析，才能确定找矿靶区及其找矿标志的有效性。