水埠頭礦區錳礦成礦條件及找礦前景分析

摘 要：祁零盆地為湖南省內重要的錳礦產地，上世紀六十年代以來，己探獲氧化錳礦2000余萬噸。隨著氧化錳礦的大規模開采，資源消耗殆盡，尋找原生碳酸錳礦成為當務之急。通過對水埠頭礦區錳礦成礦地質條件及找礦前景進行總結分析，為該盆地進一步尋找碳酸錳礦提供參考。

關鍵詞：祁零盆地；碳酸錳礦；水埠頭

1 區域地質背景

祁零盆地位于華南準地臺的桂湘贛褶皺帶中，南鄰都龐嶺—陽明山隆起帶，北至越城嶺—關帝廟串珠狀隆起帶，呈北東向槽狀分布。主體為北東向汩羅—新寧、株洲——雙牌與北西向邵陽—郴州、懷化—道縣等兩組、四條深大斷裂將本區分割成菱形區域，主要為北北西—近南北向褶斷帶，為區內賦礦構造 （圖1）。

1.1 地層

區域內除第三紀地層外，自震旦到第四紀地層均有出露。區域內二疊紀地層主要分布于各向斜核部，下部為淺海相碳酸鹽巖及硅質巖，上部為含煤地層。其中二疊紀孤峰組硅、灰泥質巖為海相沉積型碳酸錳礦主要賦礦層位。

1.2 構造

區內構造十分復雜，規模不等的基底構造和蓋層構造共同構成了區內總體構造格局。

區內主要為北北西—近南北向褶斷帶，褶皺多較完整，為向斜寬闊、背斜緊閉的侏羅山式構造。向斜呈左行雁列式呈帶分布，自西向東依次發育花橋—石巖頭向斜、蕎麥沖—東湘橋向斜、馬頭嶺—零陵向斜、高溪市—伊塘向斜、石灰沖向斜等，控制了含錳巖系和碳酸錳礦層的分布和產出，與其對應發育了相應的錳礦帶。水埠頭礦區正處于花橋—石巖頭向斜的中南部。

1.3 巖相古地理特征

區域內以產煤和鐵錳等沉積礦產為主，分布于二疊紀龍潭組、孤峰組，石炭紀測水組等特定層位內。二疊紀時，祁零盆地北為越城嶺古陸，南有都龐嶺——陽明山窿起帶，北為越城嶺—牛頭寨—四明山串珠狀隆起，構成半封閉淺海盆地，沉積了一套灰質夾硅質薄層與團塊地層。早二疊世晚期，本區屬臺盆，上部沉積了一套富含鐵錳質的硅質巖、碳酸鹽巖和泥巖，稱為孤峰組（ P1 g），沉積自南東往北西厚12～124m。

1.4 區域地球化學特征

1∶20萬水系沉積物測量在區內圈出了規模較大的Mn、Ni等元素綜合異常5處，面積10～30km2等，與區內己知礦床（點）吻合。Mn元素異常明顯：Mn元素的異常值強度大、分布廣，根據高異常區分布范圍與本區二疊系孤峰組是含錳巖系對比，二者在分布區域上剛好相吻合，屬礦體引起的水系沉積物Mn異常。對錳礦的尋找具有一定的指示意義。

1.5 區域礦產分布特征

區域內以錳、鐵、煤等為主的沉積礦產極為豐富，己發現礦種65種，探明了10多種礦產的資源儲量。特別是錳礦資源豐富，到目前為此，祁零盆地內已發現錳礦產地30處，其中中型2處，小型礦床（點）28處。錳礦一般呈地表氧化錳、深部碳酸錳的分布特征，錳礦成礦與賦錳地層分布、構造活動直接相關聯。

2 錳礦地質特征

水埠頭礦區錳礦具有以下特點：

2.1 礦床類型多

本區以錳為主的礦床類型主要有海相沉積型碳酸錳礦和風化淋濾型、堆積型氧化錳礦等三類。其中水埠頭礦區主要以海相沉積型碳酸錳礦為主，其他次之。

2.1 含錳層位單一

本區碳酸錳礦含礦層位為下二疊統孤峰組（P1g），含錳巖性為含錳灰巖、含錳泥灰巖及含錳頁巖。區內石炭統壺天群見有氧化錳出露，一般為堆積型，不具規模。

2.3 礦床受地層和含錳巖系的嚴格控制

區內錳礦層嚴格受賦礦地層二疊紀孤峰組控制，兩者存在明顯的空間關系。孤峰組為一套由含錳灰巖、硅質灰巖、硅質巖、頁巖組成的半封閉條件下形成的臺盆相沉積，礦層產于孤峰組第二段（P1g2）中上部，硅質巖之上，礦層頂部由一套含泥質較高的含泥灰巖、泥灰巖及頁巖組成。

3 成礦條件分析

3.1 地層、巖性

區內成礦與下二疊統孤峰組含錳巖系密不可分。二疊紀孤峰組為本區含錳地層，以淺海相含鐵錳質硅泥質巖建造為主，巖性變化不大。上部巖性主要為灰—灰黑色薄層狀含（錳）硅泥質巖、硅質巖夾泥巖、粉砂巖、碳質頁巖及薄層錳礦層；下部巖性為灰—深灰色硅質巖、含錳硅質巖、含（錳）鈣硅質巖夾泥巖及層狀錳礦，厚度約 30～80m。孤峰組主要沿向斜核部層位龍潭組兩側呈帶狀分布。

3.2 構造

礦區構造較簡單，總體為一軸向北東的向斜——水埠頭向斜，伴隨零星規模較小的斷裂構成了區內總體構造格架。水埠頭向斜在區域上花橋—石巖頭復式向斜的南段，控制了區內碳酸錳礦的展布。

3.3 巖相古地理

祁零盆地位于臺盆相近岸臺盆亞相盆內深洼微相，該相帶是深水滯流還原的環境，最有利于海底火山噴發沿欽州（廣西）—衡山深大斷裂導礦構造上升帶來豐富的含錳熱液的停積、濃縮和富集成碳酸錳礦。因此，這種盆內深洼微相是湘中湘南孤峰組形成原生碳酸錳礦最有利的巖相古地理條件。

3.4 地球化學特征

區內含礦層位孤峰組中Mn元素含量與Ni關系較密切。巖石中Mn含量較高，一般為22871～101950×10-6；Ni含量一般為89.2910-6～204.00×10-6。

兩者呈現出明顯正相關（圖2）。其次，在區域上，水系沉積物Mn異常與Ni異常相互吻合。

3.5 礦體特征

區內錳礦有海相沉積型碳酸錳礦和風化型氧化錳礦兩種主要類型。區內已控制碳酸錳礦5層（編號為Ⅰ～Ⅴ），全區平均錳品位9.75×10-2，平均厚1.88m。

礦層主要分布于孤峰組上部泥灰巖、含錳灰巖中。礦層長5500～6000m，寬800～1200。其中規模較大的為Ⅱ礦層，分布于孤峰組上段（P1g2）含錳灰巖層上部，含錳泥灰巖的下部，頂板距龍潭組與孤峰組界線約5～15m范圍內。礦層沿水埠頭向斜分布，礦體連續性較好，出露長約7700m；該礦層一般由2～3層碳酸錳礦體組成，局部僅見1層礦體。礦體呈層狀、似層狀分布其中，礦體間有時見1～2層透鏡狀夾石。厚1.17～7.85m，Mn品位7.3610-2～10.24×10-2。有害組份P一般較高，為0.2%～0.3%，P/Mn0.015～0.025。礦石為方解石—菱錳礦系列，多與藻類形成球粒狀，粒徑0.005～0.5 mm左右，菱錳礦球粒的大小不同以及炭質和金屬礦物含量不同構成層狀構造。礦層與頂、底板巖層界線比較清楚。

4 找礦前景

水埠頭礦區碳酸錳礦主要產于二疊紀孤峰組地層。該地層發育良好，且在整個祁零盆地分布較廣。現有構造尤其是區內向斜構造發育，且水埠頭已開展普查工作，已發現的礦體厚度較穩定，易于采選，規模較大，僅該區已探求Ⅱ礦層333+334碳酸錳礦石資源量2537.8萬噸，已達大型。區內其他礦層（Ⅰ、Ⅲ～Ⅴ礦層）均未估算資源量，且控制斜深僅400m以內，向斜核部根據地層產狀達到1500m左右，說明本區仍具有較大找礦潛力。在區域上，水埠頭礦區周邊發育多個具有大型找礦潛力的錳礦床正在開展勘查工作，往北為栗皮沖礦區，往南為新宅里礦區，往東為野牛沖礦區等7個礦區。近年來，通過整裝勘查，在區域發現了大批規模不等的碳酸錳礦床，預測碳酸錳礦石資源量達1億噸以上，顯示出良好的找礦前景，在此區域上可望找到3～4處大中型碳酸錳礦床。

參考文獻：

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[2].湖南省地質礦產勘查開發局409隊.湖南省永州市零陵區水埠頭錳礦區普查報告.2012。

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[4].邢旭東、羅益周等.祁零盆地水埠頭錳礦地質地球化學特征.2012。