广西灵山县铁龙山锰矿地质特征及成因探讨

邱文锋

（广东省有色金属地质局九三三队，广东 肇庆 526060）

关健词：锰矿；地质特征；矿床成因；铁龙山；广西灵山

1 成矿地质背景

本矿区位于华南准地台钦州残余地槽钦州拗陷带中段，灵山—藤县深断裂带北西段北侧，区内地质构造发育，构造线方向总体呈北东—南西向展布；区内出露地层由老至新有泥盆系、石炭系、二叠系系及第四系；岩浆活动频繁，从华力西到燕山期均有岩浆侵入，岩性以中粗粒黑云母花岗岩、二长花岗岩为主，成矿条件较为有利。

图1 铁龙山锰矿区域地质图

2 矿区地质

2.1 地层

矿区内出露地层主要为上泥盆统—下石炭统石夹组（D3C1sj）及少量第四系（Q），从老到新叙述如下：

上泥盆统—下石炭统石夹组（D3C1sj）：在矿区分布广泛，整体呈北东—南西向展布，岩性为浅灰色、紫灰色、深灰色、灰黑色硅质岩、泥质硅质岩、硅质页岩、泥岩。根据岩性组合及厚度，划分为上部、中部、下部三个岩性段。①石夹组下部岩性段（D3C1sj1）：岩性为浅灰—灰色，中—厚层状硅质岩夹薄层状泥岩，局部见有炭化，呈斑点状，不规则条纹状，浸染于岩石表面。厚度为146m。②石夹组中部岩性段（D3C1sj2）：岩性以浅灰色、灰紫色，中-薄层状硅质岩，硅质岩夹泥岩，硅质岩、泥岩互层为主，局部夹灰黑色含磷、锰硅质岩。由于风化淋滤，岩石表面多被浸染呈灰黑色，局部富集成矿，为本区的主要含矿层位。厚度为87m。③石夹组上部岩性段（D3C1sj3）：岩性为深灰色、灰色薄层状硅质、硅质页岩，局部夹纹层泥岩，局部炭化。厚度为134m。

第四系（Q）：仅出露矿区北西角佳芝村—苏屋山一带，岩性为浅黄色、棕黄色粘土、亚粘土，含岩石碎屑、砂砾等，厚度为5m ～20m。

2.2 构造

矿区位于防城垌中～小董～太平褶皱带上，构造方向为北东—南西向，区内构造较为发育。褶皱构造有铁山口背斜、长其背斜、沙其路向斜、松柏路向斜，轴线以北北东为主，倾向北西，倾角42°～80°，核部岩性为石夹组薄—中层状硅质岩，次级小褶皱相当发育。断层主要发育有3 条断层F1、F4、F5，走向北东，倾向北西为主，局部为南东；规模均不大，为顺层、层间断层，以张性为主，局部为压扭性，岩石节理较为发育。

2.3 岩浆岩

仅在矿区西北角出露印支早期花岗斑岩。花岗斑岩呈灰、灰黑色，花岗结构，主要成分为石英、长石，斑晶大小1mm ～3mm，含少量暗色矿物，局部呈岩脉、岩钟产出。基质的物质组成与斑晶相似，还有极少量黑云母。

3 矿床地质

3.1 矿体特征

区内矿体赋存于上泥盆统—下石炭统石夹组（D3C1sj）岩石中，目前共发现了1 个锰矿层，根据其分布范围、地形地貌及连续性等因素，从西到东大致划分为4 个锰矿段（编号：①～④），共圈定锰矿体18 个。主要矿体特征见表1。

表1 矿体特征表

区内锰矿体主要为次生淋滤型锰矿，故其形态十分复杂，矿石贫富差异较大，其受破碎裂隙一定的影响。矿体平面上多呈带状、藕节状，在剖面上呈似层状、透镜状，矿化不均匀，尖灭再现、膨胀收缩现象常见，产状与地层基本一致。矿体沿走向延伸可见长度100m ～930m，沿倾向延深40m ～175m。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石结构构造

矿石结构主要有他形显微粒状结构、纤维状结构、隐晶质结构、碎裂结构、角砾及碎粒结构、显微鳞片泥质结构、生物碎屑结构。矿石构造主要有块状构造、皮壳状肾状葡萄状构造、微纹状构造、浸染构造、斑状构造、网脉状、粉末状、条带状构造。

3.2.2 矿石矿物成分

矿石的矿物成份较为简单，矿石矿物成分以软锰矿为主，次为硬锰矿、赤铁矿及褐铁矿，少量黄铁矿；脉石矿物以玉髓及石英为主，次为量绢云母，少量高岭土、白云石。

3.2.3 锰、铁的赋存状态

矿石中锰以硬锰矿、软锰矿的形式出现；铁以褐铁矿及赤铁矿的形式出现。软锰矿、硬锰矿、褐铁矿及赤铁矿一般不均匀地分布硅质岩的裂隙，并向硅质岩内部浸染；矿石原岩硅质岩由显微粒状的石英及玉髓嵌布组成，散布其中的生物碎屑呈针管状、圆形；矿石中的泥岩质角砾及碎粒、硅质岩质角砾及碎杂乱无序地分布，其间由更细碎的绢云母、高岭石和褐铁矿混杂填隙。

3.2.4 矿石的化学成分

矿区内锰矿石的品位：Mn 一般10.15% ～35.60%，最高52.47%，平均20.72%；TFe 0.49% ～16.80%，最高40.40%，平均4.41%；P 0.060%～0.980%，最高1.48%，平均0.213%；SiO24.32% ～76.70%，最高89.17%，平均51.83%。Mn/TFe 一般为1.13 ～14.04，最高为99。Mn+TFe 一般为8.06 ～53.00。矿石工业分类属于贫锰矿石。

3.3 矿石类型及品级

矿石自然类型按矿石成分特点划分为氧化锰矿石，根据矿石结构构造划分为：块状矿石、条带状矿石、肾状矿石、网格状矿石、粉状矿石等。

氧化锰矿石ω(P)/ω(Mn)比值平均大于0.006，属高磷矿石；ω(CaO+MgO)/ ω(SiO2+Al2O3)比值平均小于0.8，属酸性矿石；ω(Mn)/ω(Fe)比值在3 ～6 之间，属中铁锰矿石。

3.4 矿体的围岩和夹石

矿体的顶板为薄层状硅质岩、硅质岩夹泥岩、硅质泥岩；底板为薄层状硅质岩夹泥岩，局部为薄—中层状硅质岩、硅质岩夹泥岩。

矿体地表出露基本连续，局部为低品位矿石，夹石较少，夹石一般为浅灰白色薄层状硅质岩、浅黄色薄层状泥岩等。夹石厚度不等，一般为0.2m ～0.5m，局部达1.0m。部分也含有少量的锰质，但Mn 含量一般小于8%。

4 矿床富集规律

矿区在次生褶皱核部形成的节理裂隙破碎带以层间最为发育，在含锰岩组中发育的顺层节理裂隙带及层间破碎带、顺层断裂，经次生风化淋滤富集作用，形成含锰矿化带以及淋积锰矿体、锰帽型锰矿体富集区带。矿区已知氧化锰矿体大部分是顺层赋存的矿体，其富集规律为：

（1）矿区小揉皱、小褶曲、断裂构造及节理裂隙比较发育，在含锰岩层与构造断裂、节理裂隙等叠加地段，岩石较为破碎，易形成相对较厚的富矿段。

（2）矿区含锰岩层与地形倾向相反，在地形平缓风化层发育地段，利于含矿层的风化堆积以及进一步淋滤富集，易形成相对较大、较富的淋积锰矿体。

（3）矿体的品位与其厚度有密切关系，往往矿体较厚时品位则贫，而薄时则富。

（4）矿体在近地表1m ～20m，品位较贫，多数达不到工业要求；往下有变富的趋势；超过120m ～150m 后，则再变贫，逐为含锰硅质岩。

5 矿床成因

根据区域地质资料，在泥盆纪早期—石炭纪晚期，区内为一个相对封闭的台沟环境，其距海岸较近，海水较为平静，含有磷、铁、锰等元素的浅海相沉积物及硅质来源丰富，沉积形成了较广的含锰硅质岩，可能锰质来源不够丰富，未能形成具工业价值的原生矿床。

含锰硅质岩在构造运动隆起成为陆地后，由于长期裸露地表，不断遭受风化侵蚀，其所含铁、锰等元素在风化过程中残余留下，在有利的次生环境中，逐渐形成氢氧化物的胶结溶液，沿岩石破碎地段向下淋滤，当遇到含泥质较高的屏蔽层时，渐趋富集。在硅酸盐物质的风化过程中，从硅酸盐矿物中转移析出的铁、锰质的迁移能力是不同的，铁小于锰，故在淋滤过程中必然产生分离作用，锰淋移深部而铁多富集上部，二者之间形成不甚厚的过渡带。矿层中具较多的孔洞，可能为含矿层的围岩经风化作用淋失物质而造成的，故在构造裂隙破碎较剧烈，而且底板为泥质较高的岩石地段，往往形成较富的锰矿体。故矿床成因类型应属风化矿床的次生淋滤及堆积型矿床。