湘西北民樂錳礦地質特征及成礦地質條件

何婷菊

（湖南省地質礦產開發局四○五隊，湖南吉首416000）

湘西北民樂錳礦地質特征及成礦地質條件

何婷菊*

（湖南省地質礦產開發局四○五隊，湖南吉首416000）

民樂錳礦位于揚子地臺東南緣，湘桂盆地之次級花垣斷稻盆地，含錳巖系為南華系大塘坡組下段黑色頁巖—菱錳礦相。礦層由錳礦體及1～4層黑色炭質頁巖或黑色粉砂頁巖夾石層組成，總體呈層狀產出。礦層和礦石中普遍存在火山碎屑物質，是該礦床的重要特征之一。在礦床地質特征研究基礎上，探討了成礦地質條件及礦床成因，指出了找礦方向。

錳礦；地質特征；成礦地質條件，礦床成因；民樂；湘西北

民樂錳礦位于湖南省湘西州花垣縣境。面積18km2。該錳礦自20世紀60年代中期由湖南省地質局四○五隊發現以來，先后進行普查、初勘和詳勘，探明錳礦石儲量3000×104t，為湖南省最大規模的錳礦床。本文在前人大量勘查資料的基礎上，結合多次調研情況，闡述了民樂錳礦成礦地質特征，探討了礦床成因，或可作為本區或類似地區找礦研究參考。

1　區域地質概況

民樂錳礦位于揚子地臺東南緣與江南地軸結合部位。由于泛大陸解體，華南形成新元古界被動陸緣盆地，控制了湘西地區南華紀錳礦的形成和分布。

區域出露地層有新元古界青白口系、南華系、震旦系、寒武系等。南華系大塘坡組位于古城組與南沱組2個冰期之間的地層單位，為區內錳礦容礦層位，系一套含炭質細碎屑巖、錳礦沉積組合巖石，具有特征性的含錳建造的巖石組合序列。

區域構造位于湘西北弧形斷裂帶南西段。該弧形斷裂帶由NNE向保靖—銅仁深斷裂和NEE向花垣—張家界深大斷裂聯合構成，它不僅奠定了湘西北地區地質構造的主要格架，而且長期以來控制著兩側的構造面貌及它們的發生、發展和演化；控制著兩側的地層和沉積建造特點以及區域礦產的展布規律。民樂錳礦地處湘西北弧形斷裂帶外側，保靖—銅仁深斷裂西側，其分布與弧形構造帶保持著始終如一、和諧一致的空間關系。

2　礦區地質

2.1地層

礦區出露地層有青白口系板溪群、南華系、震旦系及寒武系。與錳礦有關的地層為南華系下統大塘坡組下段（Nb1d1）黑色頁巖段，巖性為黑色炭質頁巖、黑色頁巖、黑色含錳頁巖，局部夾白云巖透鏡體或相變為含錳白云巖。

2.2構造

礦床位于摩天嶺背斜南東翼，呈向南凸出的單斜構造，其北翼已剝蝕殆盡。區內褶皺簡單，斷層發育，大多位于礦區邊緣無礦地段，只有F2逆斷層縱貫全區，受其影響礦區中部的斷層形成重復出露的2層錳礦層。

2.3礦床地質特征

2.3.1礦床產出特征

錳礦層在空間上呈長軸40°的橢圓形，其西南段的西北部已被剝蝕。礦層走向最大延伸長度5530m，其中工業礦層（體）為4250m，傾向最大延伸寬度為1820m，其中工業礦層（體）為1800m。

區內錳礦層系由若干似層狀、透鏡體礦體緊密疊置而成，礦層與圍巖總體上呈整合接觸。按礦層產出部位、形態、物質組分和礦石結構構造特征，本礦床可劃分為下礦層（I）、上礦層（Ⅱ）兩個工業礦層，其間為厚約0.5～1m（最厚3m）的黑色頁巖所間隔。

下礦層（I）：分布于礦區中部，走向長1500m，寬度1290m。礦層在剖面上呈透鏡體或似層狀產出，厚度較薄，一般為0.89～1.22m，最厚2.28m，礦層中心厚度較大，向邊部逐漸變薄直至相變為含錳頁巖而尖滅。

上礦層（Ⅱ）：為礦床之主體，走向長5530m，寬度為300～1500m礦層（體）厚度0.32～6.53m，一般1～3m，平均2.71m。礦層（體）主要由3～4個小礦層組成，其下部的一、二層主要呈層狀、似層狀，上部常出現似層狀、透鏡體。小礦層之間黑色頁巖（夾石）厚0.05～1.57m，一般厚0.30～0.40m。礦層（體）由中心向邊緣逐漸變薄，但遞減梯度較小，厚度比較穩定。

2.3.2礦石質量

礦石礦物組分：以菱錳礦為主，含量一般為40%～70%，炭泥質18%～58%，少量石英、白云石、方解石、黃鐵礦、磷灰石、電氣石、鋯石等。

礦石結構構造：礦石結構有隱晶質結構、微粒結構及假鮞粒結構，以前者為主。礦石構造主要為塊狀構造及條帶狀構造。

礦石品位：Ⅰ礦層Mn含量一般為15%～17%，Ⅱ礦層Mn含量一般為16.01%～25.74%，品位變化系數品位變化較穩定。

礦石類型：礦石自然類型為黑色頁巖碳酸錳礦石，工業類型為高磷（P 0.206%）、低鐵（TFe 2.53%）、造渣組分值（Ca+Mg）/（SiO2+Al2O3）值0.41、貧錳（Mn 2013%）礦石。

礦石加工技術性能，經湘西州多家電解錳廠生產實踐，浸出率高達95%，適合錳的電化工產業。

3　成礦地質條件及礦床成因

3.1成地質條件

3.1.1地層條件

民樂錳礦賦存于南華系大塘坡組黑色頁巖下段，具有穩定的成礦層位和部位，相鄰礦床（體）在地層—巖性柱狀剖面可作對比。礦石樣品測得的全巖Re-Sr等時限年齡為728Ma±27Ma［1］，可見民樂錳礦屬南華系古城冰期與南沱冰期之間的間冰期大塘坡組沉積產物。勘查表明，同一盆地內含錳巖系的厚度在一定程度上控制了錳礦的成生與總量，二者具有明顯的正相關關系。

3.1.2古構造條件

本區經雪峰運動，造成揚子地臺東南緣的隆起和坳陷，使錳礦得以沉積在武陵陸緣邊緣坳陷盆地中。受盆地東南緣同生斷裂的影響，北西側大塘坡組沉積厚度大，為海灣瀉湖相沉積，民樂錳礦嚴格受民樂盆地所控制。

3.1.3成錳盆地沉積相帶特征

民樂錳礦成錳盆地中，巖相及其組合具有一定的分帶性，相帶長約1750～2500m，寬300～1500m。由成錳盆地中心向外依次為塊狀菱錳礦→條帶狀菱錳礦→含錳炭質頁巖或含錳白云巖。由此表明，民樂錳礦的產出明顯受盆地相帶的控制，由成錳盆地的中心向外成錳作用逐漸減弱，其沉積成錳環境亦隨之改變，由此產生沉積成錳盆地的沉積相環帶狀分布特征。

3.1.4錳的富集與火山作用

民樂錳礦含錳巖系具有特征性的富含火山物質的地質標志。垂向上，下礦層底板常見沉凝灰巖、粉砂質沉凝灰巖、凝灰巖粉砂巖，下礦層為凝灰質菱錳礦、含凝灰質菱錳礦或含凝灰質頁巖。在平面上，火山物質富集地段與礦層（體）中心以及累計厚度大、品位高的富錳區段吻合［2］。從而表明，該區錳礦的形成與富集與火山作用密切相關，并可能伴有熱水噴流。

3.1.5生物地球化學作用

研究表明，大塘坡期黑色頁巖是在間冰期氣溫變暖引起的海進型缺氧事情造成的，氣溫變暖有利于菌藻類的大量繁衍，進而廣泛發生生物地球化學作用。民樂錳礦床中豐富的藍藻化石的存在，且單個球形細胞的藍藻化石本身就是一個菱錳礦礦物顆粒，整個礦層是由無數多的單細胞等藍藻化石堆積的藻礁體群構成，形成透鏡體的藻礁體群菱錳礦層，指示了該區錳的富集與微生物活動有直接的聯系。

3.2礦床成因

早南華世大塘坡期經雪峰運動使武陵陸隆邊緣產生坳陷和斷裂，在淺海域內由于局部障壁性隆起的阻障，使其半局限盆地成為海灣瀉湖，沿著以基底斷裂控制的拉張帶來自海相火山巖的Mn（HCO3）2，伴隨著富錳熱水溶液上涌溢流，以及來自古陸上化學風化產生的MnO2或Mn2+被河流源源不斷地帶入盆地并在盆地中聚焦。在缺氧環境中，錳以氧化物或氫氧化物形成沉淀的。可以認為，原始沉積盆地是一種富含微生物的沉積環境，這些微生物與海底火山作用、海底噴流通道有關，海底熱水交換作用為微生物活動提供了良好的環境，使嗜熱細菌大量繁殖與聚集，微生物也起了吸附、沉積，還原成礦作用。在盆地邊緣或表層較為氧化的水體中，錳發生氧化并沉淀后，被掩埋在富含有機物質的缺氧沉積物中，在成礦過程中，錳的氧化物或氫氧化物與有機物質相互作用而形成了菱錳礦。由此可見，該區錳礦床成因屬于化學—生物化學沉積碳酸錳礦床。

4　找礦方向

湘西北地區錳礦資源豐富，分布廣，資源潛力巨大，找礦前景看好。

（1）花垣—張家界深大斷裂帶及其次級斷裂民樂—敖溪斷層附近，出露的南華系大塘坡組下段黑色頁巖段，可能為古裂稻即成錳盆地，是新一輪找礦的有利地段。

（2）民樂錳礦的東北部火麻沖預測區，經控制性鉆探獲得的資料表明，已經發現厚度0.61～2.35m，含Mn11.01%～20.63%的隱伏錳礦層［3］，具有大中型礦床的成礦潛力。

（3）通過區域成礦地質背景，礦區地質構造特征，結合時成錳盆地沉積相帶分布等的分析研究進行成礦預測，指導尋找隱伏礦床。

［1］劉金山.試論花垣民樂錳礦床的成因［J］.湖南地質，1986，5 （3）：18-2.

［2］曾健康，李清忠，樊昂君.花垣民樂錳礦若干特征及找礦方新思路［C］//2011年湖南科技論壇國土資源分論壇論文集，長沙：湖南地圖出版社，2011：83-87.

［3］余沛然.湖南花垣民樂錳礦床主要地質特征及其找礦前景［J］.中國錳業，2008，26（4）：10-13.

P571

A

1004-5716（2016）08-0162-03

2015-08-27

2015-09-11

何婷菊（1988-），女（漢族），湖南道縣人，助理工程師，現從事礦產資源勘查工作。