秀山錳礦地質特征及地質勘查工作建議

吳立志

（重慶市地質礦產勘查開發局205地質隊 重慶永川 402160）

秀山錳礦地質特征及地質勘查工作建議

吳立志

（重慶市地質礦產勘查開發局205地質隊 重慶永川 402160）

秀山處于渝東南、黔東、湘西、鄂西錳、汞、銻、鉛鋅多金屬成礦帶，錳礦資源潛力巨大，是我國重要的錳工業基地；深入研究秀山地區大塘坡式錳礦床地質特征與成礦規律，總結其成礦作用與找礦標志，對指導秀山錳礦的找礦勘查工作具有一定的理論與實際意義。

錳礦；地質特征；地質勘查

引言

秀山縣地處武陵山中部，渝、黔、湘、鄂三省一市交界地，是重慶的東南門戶。地理緯度跨東經108°，北緯28°。南北長80km，東西寬59km，幅員面積2450km2，人口65萬。縣域位于渝東南、黔東、湘西、鄂西錳、汞、銻、鉛鋅多金屬成礦帶，錳礦資源豐富，與湖南省花垣縣、貴州省松桃縣并稱中國錳礦“金三角”[1]。

1 秀山錳礦發展現狀

錳礦業是秀山工業經濟的主要支柱，其本身屬于帶動性較強的產業，可以帶動機械制造業、交通運輸、電力、硫酸化工材料，及以金屬錳為原材料的冶金業等產業的發展。目前，縣內錳礦石原料供應與企業生產需求矛盾日益突出，往往需外購錳礦石，嚴重制約當地經濟社會發展。

2 秀山大塘坡式錳礦地質特征

2.1 區域地質背景

秀山大地構造單元隸屬于揚子陸塊區～上揚子陸塊區～揚子陸塊南緣碳酸鹽臺地～秀山凹褶束，晉寧運動在青白口系的板溪群內形成了褶皺變質基底，南華紀雪峰運動以后在褶皺基底上，沉積了大小冰積層及間冰期的碳酸錳礦層。地層區劃屬揚子地層區～黔北川南分區～酉陽秀山小區，主要出露新元古界青白口系（Qb）、南華系（Nh）、震旦系（Z）及古生代寒武系（∈）、奧陶系（O）、志留系（S）等地層，含錳地層為南華系大塘坡組（Nh2d）；按全國成礦區劃劃分：Ⅲ級成礦區屬湘鄂西-黔中南Hg-Sb-Au-Fe-Mn（Sn-W）-磷-鋁土礦-硫鐵礦-石墨成礦亞帶（III-77-②），Ⅳ級屬酉陽-秀山錳汞銅鉛鋅磷成礦帶（Ⅳ-9），Ⅴ級屬麻旺-鐘靈錳汞磷成礦帶（V-9-2）。

2.2 礦床地質特征

秀山地區大塘坡式錳礦集中產于小茶園、筆架山、平茶等三級拉張斷陷盆地中心相區（見圖1），錳礦體賦存于大塘坡組底部，屬受控于巖性巖相古地理的層控沉積型錳礦床，盆地區外則無錳礦發育。

圖1

2.2.1 地層

區內出露的地層主要青白口系中統（Qb）、南華系（Nh）地層，按構造演化分為基底（青白口系）和蓋層（南華系）構造層，含錳巖系為南華系下統大塘坡組一段（Nh1d1），從新到老為：南華系上統南沱組（Nh2n）；南華系下統大塘坡組（Nh1d），為含錳巖系；南華系下統千子門組（Nh1q）；青白口系中統秦垛組（Qb2q）。

2.2.2 構造

構造主要分為：褶皺構造和斷裂構造兩種。

2.2.3 礦體特征

本區錳礦屬沉積菱錳礦礦床類型，具有一般海相沉積碳酸錳礦床共同的地質特征，區內先后發現工業礦體7個，集中分布在小茶園、筆架山錳礦區兩處，現對各區礦體產出特征介紹如下：

小茶園錳礦區：分布在雞公嶺背斜兩翼，已發現工業礦體6個；錳礦體呈餅狀、透鏡狀、豆莢狀、少數呈似層狀，以相對密集礦體群的形式出現，即呈“魚群狀”賦存于含錳巖系底部；在含礦層厚度范圍內，具多層含礦性，見有1～5個層次礦體產出，一般2～3層次者居多，單個礦體規模不大，長度數米至數十米不等，單個礦體無礦間隙0.10～12.6m，礦體群之間的無礦間隙長度0.50～5.50m，單個礦體厚0.30～3.40m，一般0.50～1.50m者居多，品位8.08～27.96%，一般在12～2%之間。

筆架山錳礦區：分布在蓮花山向斜南東翼，半隱伏產出，礦體全長2000m（地表僅350m），寬1200m，厚度0.51～5.73m（平均厚度1.87m）。礦體品位一般為15～21%，平均18.11%。礦體產狀與地層一致，但厚度變化較大，而礦層的厚度變化是由錳礦體沉積基底起伏不平而引起，同時，礦體中有時有錳質巖石或炭質頁巖小透鏡體（夾層）。總體上，礦體沉積比較連續，但有礦厚質優、礦薄質貧的趨勢。

2.2.4 礦石特征

礦石結構：錳礦石一般呈黑色、灰黑色，礦石礦物粒度細小，結構主要有顯微粒狀結構、隱晶結構、砂屑結構及藻凝塊結構。

礦石構造：塊狀構造、紋層狀構造、葉片狀構造及條帶狀構造。地表經氧化的礦石構造有土狀、網絡狀、蜂巢狀及膠狀構造等。上述結構構造表明該礦石系沉積形成。

礦石自然類型：礦石自然類型主要為原生錳礦石，根據礦石礦物成分和結構、構造可分為：砂屑狀菱錳礦、塊狀菱錳礦、紋層狀菱錳礦。2.2.5成礦階段的劃分與成礦作用過程

（1）古地理、古構造對錳礦沉積的控制作用

①大地構造建造相。從成礦地質背景看，大地構造相體現為：新元古代早期華南-級裂谷盆地由北東向基底斷裂切割了結晶基底，而形成地壘～地塹式構造組合。華南一級裂谷盆地西緣為鳳凰-三都地塹（二級裂谷盆地），而鳳凰-三都地塹在酉陽～秀山地區發育有桐麻嶺（小茶園錳礦）、秀山（筆架山錳礦）及上硐（平茶錳礦）等三級裂谷盆地，同為斷裂～走滑～拉張～松馳盆地。

②沉積環境、沉積建造、沉積相。新元古時期區內蓋層沉積記錄體現為澄江構造層，從古地理、沉積環境及巖性組合特征看，屬陸緣斜坡沉積相。澄江運動的不均勻構造沉降，陸緣海底槽脊相間，為地塹—地壘盆地組合，既有海緣冰川沉積，也有還原環境下的深水沉積。區內新元古期沉積環境為亞長安小冰期-大塘坡（或富祿）間冰期-南沱亞冰期。沉積建造為復成分砂礫（小冰期建造）-錳質巖（間冰期沉積建造）-復成分砂礫（大冰期建造）組合。沉積相分為復成分砂礫冰川相-間冰期錳質炭質有機質碎屑巖瀉湖相-復成分砂礫冰川相。

（2）錳質來源

據研究資料認為大塘坡式錳礦錳質來源具多源特征。

①錳質陸源特征：基底地層青白口系為高錳背景值地層，風化剝蝕后呈Mn2+離子狀態搬運至陸緣海是錳質來源之一。

②錳質深源特征：裂谷盆地是陸架邊緣盆地中的次級走滑盆地，其邊界即為不斷活動的古斷裂，具備了錳質深部來源的通道條件，而大塘坡錳礦層底、中、上均見有火山凝灰質或分布有火山凝灰質物質，代表錳沉積期有火山活動，并伴有熱水噴氣現象。

③大塘坡錳礦錳質來源于洋底，屬熱水成因：區內錳礦石中石英包體均一溫度測量值為194℃些，礦石瀝青反射率推測的溫度170～195℃（陳多福，1992），反映出海底錳沉積時熱水溫度。錳礦石的枕狀透鏡體群、塊狀菱錳礦中的玉髓結核（魚眼結構）等特殊礦體礦石結構構造指示富錳礦體集中分布區靠近熱水噴溢口或噴溢帶。錳礦石中稀土分配模式與太平洋中脊近代熱水錳礦的稀土含量及配分模式相似。作Fe-Mn-Ca+ Ni+Co（×10）的變異圖（K.Bstrom所提出），大塘坡錳礦石均落入HTD區，靠近錳元素，指示大塘坡錳礦錳質來源于洋底，屬熱水成因。

（3）錳的沉積特征

大塘坡期錳礦形成于濱岸瀉湖環境，具淺水、低能、富泥質和還原環境特征。半封閉瀉湖環境下，由于水下隆起的阻隔，波浪作用大為減弱，潮汐作用不算強烈，固在局限盆地兩側，藻類繁衍，大量吸取海底火山釋放出來的錳質，以及西邊古陸經風化剝蝕補給的一定錳質，在成巖成礦作用下，生產藻菱錳礦層；而在局限盆地邊緣及水下隆起區，不利于藻類生長，錳質也不易富集。

（4）含錳巖系

含錳巖系巖性組合：碳質頁巖、頁巖、菱錳礦、錳白云巖；厚度0～ 32m。按所處沉積盆地的不同部位，含錳巖系巖性組合及厚度明顯發生變化。瀉湖中心相區，厚度一般大于5m，為菱錳礦-碳質頁巖組合，有一定的菱錳礦層；瀉湖邊緣相區含錳巖系變薄至尖滅，不見菱錳礦，巖性相變為黑色頁巖、白云巖，粉砂質、泥質增多；過渡相區為灰色含有機質白云巖、含粉砂質炭質頁巖組合，有菱錳礦，厚度介于兩者之間。

3 地質勘查工作建議

本區泥盆系及含礦地層發育較齊全，從早泥盆世開始，以濱海-淺海相泥質巖為主沉積，到中泥盆世淺海臺地相碳酸鹽沉積，以及晚泥盆世次深海相沉積，顯示本區泥盆紀為海侵擴大沉積系列。下泥盆統坡腳組（D1p）由泥巖、鈣質泥巖、粉砂質泥巖夾粉-細砂巖、泥晶灰巖組成，厚度基本穩定，化石豐富，屬濱海-淺海陸棚粉砂泥質相沉積；至下泥盆統芭蕉箐組（D1b），沉積相即發生分異，芭蕉箐組（D1b）由白云巖、灰質白云巖夾硅質巖，泥質灰巖組成，產珊瑚、海百合莖等化石，屬淺海臺地相碳酸鹽沉積；至中泥盆統坡折落組（D2p），由硅質巖、粉砂質泥巖、粉砂巖夾泥質灰巖組成，產海百合莖、層孔蟲等化石，為斜坡相沉積；至中泥盆統東崗嶺組（D2d），由粉晶生物灰巖、泥晶灰巖、生物碎屑灰巖組成，產珊瑚、腕足及海百合莖等化石，屬開闊臺地相沉積；至上泥盆統榴江組（D3l），由硅質巖、鐵泥質硅質巖夾硅質泥巖組成，產竹節石、牙形石等化石，屬盆地相沉積。老龍錳礦產于下泥盆統芭蕉箐組中，早泥盆世芭蕉箐期為海灣環境，芭蕉箐早期為灰巖、泥質灰巖、白云質灰巖互層，顯示淺海相的臺盆環境；芭蕉箐中期沉積薄層狀硅質巖、含炭硅質巖，局部夾炭質泥巖，顯示地殼略有下降，大量硅藻、浮游生物死亡，并伴有錳礦沉積，為錳礦體沉積期；芭蕉箐晚期地殼上升，沉積白云巖、灰質白云巖，地殼運動相對平緩。從中泥盆世開始海侵逐步擴大，至中泥盆世晚期（東崗嶺期）到達頂峰，晚泥盆世開始海退。

地質勘查工作建議：①礦體嚴格受地層控制，泥盆系下統笆蕉箐組第二段（D1b2）灰黑薄層狀硅質巖、含炭硅質巖為礦體頂底板，即該硅質巖屬直接找礦標志。②礦體分布于泥盆系下統笆蕉箐組（D1b），而地層又受到古環境古陸（島）的控制。③礦石中經常保留了層理、紋理等沉積構造，硅質巖層含礦是深水沉積碳酸錳礦的標志。

4 結束語

為了保障錳礦資源的合理利用，秀山縣要對錳礦資源政策進行整合，嚴格劃分礦區范圍，建立礦區生態恢復機制，保證經濟發展和環境優美。

[1]陳再祥，肖蘭芬.對有效整合錳礦“金三角”地區錳資源開發的戰略思考[J].中國錳業，2006，2（24）：47～48.

[2]重慶市地質礦產研究院.重慶市錳礦資源潛力評價.2012.

[3]王殿華.廣西錳礦資源深度開發的新視野[J].中國錳業，2006，5（24）：25～26.

[4]王殿華，李守義.錳礦資源節約型開發模式構想[J].中國錳業，2006，11（24）：11.

P618.32

A

1004-7344（2016）03-0173-02

2016-1-12