廣西興安縣黑洞江地區南華系“大塘坡”式錳礦成礦潛力分析及預測

袁 凱

關健詞：廣西興安縣；黑洞江；南華系；大塘坡；錳礦；潛力分析及預測

1 區域大地構造背景

廣西興安縣黑洞江地區大地構造位于揚子陸塊東南緣的桂北隆起越城嶺褶斷帶東側雪峰次級裂谷盆地之中，與我國重要的揚子陸塊東南緣錳礦成礦帶、湘桂粵錳礦成礦帶相鄰。《中上揚子南緣錳礦成礦構造環境研究》（2016.6杜遠生）中提出，中上揚子南緣南華系錳礦以大塘坡式錳礦床為典型的一系列礦床形成于南華裂谷盆地。因Rodinia超大陸進一步裂解，南華裂谷盆地（Ⅰ級構造古地理單元）分別沿松桃-慈利深斷裂帶、黔陽—三江深斷裂帶再次發生裂陷，接受南華系沉積物沉積與演化。因此，南華裂谷盆地南西段從北西往南東方向，進一步形成了武陵次級裂谷盆地、天柱—懷化隆起（地壘）和雪峰次級裂谷盆地三個Ⅱ級構造古地理單元。

其中武陵次級裂谷盆地（Ⅱ級）控制和形成了黔湘渝毗鄰區（上揚子地塊東南緣）錳礦成礦帶，主要包括大塘坡、松桃、花垣、古丈、秀山、印江、萬山、芷江以及長陽等區域，分布有一批著名的大型-超大型錳礦床，是我國最重要的錳礦資源富集區；而雪峰次級裂谷盆地（Ⅱ級）控制和形成了湘中—湘西南-黔東南錳礦成礦帶，主要包括湘潭、黔陽、靖州、黎平、從江等區域，也是我國重要的錳礦資源富集區之一，分布有一批大中型錳礦床。

廣西興安縣黑洞江地區位于雪峰次級裂谷盆地之中，其地層時代、巖性、同沉積斷裂構造的方向等地質背景均與大塘坡錳礦床的地質背景相對應。在黔東北地區大塘坡組（本區為富祿組）地層為一套間冰期細碎屑巖沉積，以富含有機碳為特征（本區為富祿組頂部的炭質頁巖），其厚度與可能在一定程度與錳礦礦體富集程度有關。調查區內南華系地層屬間冰期淺海相沉積環境，橫向上巖相發生變化，含錳建造由黑色巖系型過渡為夾黑色巖系碎屑巖型，富祿組地層越厚，錳礦成礦條件越好。

經過分析對比桂北與黔東大地構造背景及古地理環境，筆者認為調查區內錳成礦地質背景、成礦環境與黔東類似，其大地構造位置位于雪峰山次級裂谷盆地，成礦時代均為南華紀間冰期，海相沉積深度略有不同，屬半深海—淺海相含錳建造向淺海—濱海相含錳建造過渡類型，加之該區地表發現有較好的南華系富祿組（Nhf）層控型錳礦體出露，具備了較好的錳成礦的潛力。

2 區域地質特征及成礦條件

本區出露的地層主要為南華系、震旦系、寒武系，從老到新依次為南華系長安組（Nhc）、富祿組（Nhf）、黎家坡組（Nhl）、震旦系陡山沱組（Zd）、老堡組（Zl）、寒武系清溪組（∈q）。

（1）南華系長安組（Nhc）。下部為灰綠色砂質板巖、板巖夾中厚層變質砂巖、含礫砂巖，上部為灰綠色塊狀含礫泥巖、含礫砂巖夾砂泥巖，含礫砂泥巖多為塊狀構造，分選差，礫石成分復雜：有泥巖、砂巖、脈石英、花崗巖等，磨圓度差別大，局部見擦痕，厚度自西向東減小，區內厚度大于354m。局部地段經區域變質作用形成絹云板巖、變質砂巖，與花崗巖接觸帶附近見有重結晶現象。

（2）南華系富祿組（Nhf）。毗連長安組分布，受斷裂構造影響，平面上重復出現，為調查區內主要含錳層位，錳礦層厚度約0.5m～4m。富祿組巖性較復雜，主要為淺灰色、灰色、灰綠色厚層狀巖屑質砂巖、長石石英砂巖、泥巖為主，局部夾含礫砂巖，與下伏長安組呈整合接觸，頂部以灰黑色炭質頁巖、硅質頁巖與上伏黎家坡組分界。發育斜層理、平行層理、遞變層理及不對稱波痕。沉積厚度約298m，往西逐漸變薄至85m。含錳長石砂巖自調查區往龍勝、貴州一帶逐漸發生巖相變化至條帶狀赤鐵礦、鐵質砂巖或含鐵硅質頁巖。

（3）南華系黎家坡組（Nhl）。巖性為淺灰、灰綠、深灰色含礫砂巖、含礫泥巖、巖屑質含礫砂巖、含礫板巖等。一般為灰色、灰綠色含礫砂質泥巖，上部為灰色絹云板巖，夾含礫砂質泥巖，層理不顯。厚度約94m，與下伏富祿組呈整合接觸。受斷裂構造影響，黎家坡組地層平面上出現重復。

（4）震旦系陡山沱組（Zd）。巖性為深灰、黑色頁巖、炭質頁巖、硅質頁巖及白云巖透鏡體、黃鐵礦透鏡體等，局部為含炭質石英粉砂質絹云板巖、絹云板巖、長英質砂巖夾少量細粒灰巖。巖石普遍含黃鐵礦小晶體，富含鋇、鈧等化學元素。厚度121～158m。與下伏黎家坡組呈整合接觸。

震旦系老堡組（Zl）、寒武系清溪組（∈q）地層分布于調查區遠側，出露面積較小，巖性為硅質巖、炭質板巖等，為一套深海相沉積地層，經歷了區域淺變質作用，與錳礦化關系不密切。

區域巖漿活動頻繁，以酸性巖漿侵入為主，形成苗兒山花崗巖體，成因類型屬陸殼改造型，巖性為中粗粒、粗粒黑云母花崗巖。苗兒山巖體主體為中志留世（Sγ2c）花崗巖，侵入于下古生代地層，在區域上呈大巖基產出，成因類型為陸殼改造型，屬多期多階段侵入的復式花崗巖巖體，伴隨有晚志留世（S3γδ2）花崗巖補體侵入。

本區構造主要為：

（1）褶皺構造：主要為黑洞江背斜，屬苗兒山背斜南部片段，背斜總體展布方向為NE25°，軸部被苗兒山巖體所侵占，南東翼多遭巖體破壞，并被泥盆系覆蓋，沿其傾沒端向外依次發育有向南、南東傾伏的丹洲群、南華系、震旦系、寒武系，傾角20°～50°；北西翼為板溪群，與苗兒山巖體接觸帶內混合巖化作用發育。褶皺構造控制了錳礦層的礦體形態及展布特征。

（2）斷裂構造：區域經歷了多期次構造活動，尤以加里東運動、印支運動和燕山運動最為顯著。加里東運動形成以北東向為主的緊密線狀褶皺帶（苗兒山背斜）和初期的同生斷裂，印支運動是又一次極其強烈的褶皺造山運動，并伴隨基底斷裂構造的復活，燕山運動以塊斷運動為特征，造成基底斷裂再次復活，同時產生了以北北東向為主導的斷裂構造，另有北西向，近東西向斷裂構造與之配套。因斷裂構造活動，層控錳礦體后期可能會被錯斷、平移、抬升，經過風化作用后加劇了地表礦體的剝蝕，導致平面上錳礦層的重復出現，斷裂構造活動一般對錳礦體起到破壞作用。

本區內南華系地層普遍遭受區域淺變質作用，形成一套淺變質巖系。尤其以南華系長安組（Nhc）下部最明顯，為一套淺變質作用形成的絹云板巖、變質砂巖，與花崗巖接觸帶附近見有重結晶現象。區域變質作用與錳成礦作用關系不密切。

區域礦產種類較多，已發現的礦種有錳、金、銀、銅、鉬、鎢、鉛、鋅、鈾、螢石等。區域礦產資源豐富，成礦條件優越，與本區相鄰的有張家坪銅鉬銀釩礦、勝金灣銅礦。

3 礦體特征及找礦標志

3.1 礦體特征

在綜合分析、借鑒黔東南華系錳礦勘查所取得的新成礦規律認識和新找礦模式基礎上，筆者重點對本區內南華系地層古沉積環境、沉積相進行了調查考證，并采集分析樣品28件，樣品均取自南華系富祿組含錳層。其中錳礦體取樣16件，礦體圍巖取樣12件，錳礦體樣品分析結果依次為Mn：9.41%、4.18%、17.19%、13.29%、18.24%、15.61%、10.12%、27.77%、16.36%、7.24%、9.61%、7.00%、12.94%、10.32%、1.69%、8.75%；礦體圍巖樣品分析結果依次為Mn：3.52%、1.66%、0.60%、1.71%、0.01%、0.18%、2.53%、3.74%、0.81%、0.05%、0.38%、0.10%。

本區已發現的錳礦化均產于南華系富祿組（Nhf）含錳長石砂巖中，共1層，層控特征明顯。含錳層受逆沖性質斷裂構造及后期剝蝕作用影響，平面上由北往南分3段重復出現，近東西向展布，編號依次為I-1、I-2、I-3。

含錳層I-1段出露于調查區中部富祿組北側，出露長度約1km，厚度約4m，傾向159°，傾角31°，產狀與地層產狀一致，呈層狀分布。Mn品位7.00%～27.77%，礦石氧化程度較高，礦石類型為軟錳礦，一般呈松散泥狀或蜂窩狀。

含錳層I-2段位于含錳層I-1段南側約300m，出露長度約2.4km，厚度0.5m～4m不等，由西往東延伸規模逐漸變大，傾向165°～179°，傾角15°～29°，產狀與地層產狀一致，呈層狀分布。Mn品位8.75%～18.24%，礦石氧化程度不高，一般為原生碳酸錳類型，礦石呈塊狀，致密、堅硬。

含錳層I-3段位于含錳層I-2段南側約500m，出露長度約1.2km，厚度3m～4m，傾向165°～220°，傾角15°～29°，產狀與地層產狀一致，呈層狀分布。Mn品位7.24%～17.19%，礦石氧化程度不高，一般為原生碳酸錳類型，礦石呈塊狀，致密、堅硬。

該區錳礦石具有細粒集合體及鮞狀、球狀結構；主要構造為條帶狀或塊狀構造。礦石礦物主要為軟錳礦、菱錳礦；脈石礦物以石英、方解石及粘土礦物為主。礦石類型有氧化錳類型和碳酸錳類型，近地表發育氧化程度不等的氧化類型軟錳礦石，深部為碳酸錳類型礦石。

通過對該批28件錳礦石的化學組分變化統計分析可以得出，Mn品位主要在10%～20%區間，最高品位為27.77%，最低品位為7.24%，平均品位為13.58%，變化系數為31.30%；T（Fe2O3）品位主要在15%～25%區間，最高品位為32.85%，最低品位為3.26%，平均品位為14.76%，變化系數為52.14%；P2O5品位主要在0.1%～0.4%區間，最高品位為0.91%，最低品位為0.06%，平均品位為0.31%，變化系數為53.30%；SiO2品位主要在35%～50%區間，最高品位為56.48%，最低品位為10.56%，平均品位為35.87%，變化系數為28.85%；Al2O3品位主要在8%～15%區間，最高品位為17.28%，最低品位為2.73%，平均品位為9.57%，變化系數為44.88%。

3.2 礦床成因

礦床成因的兩個重要因素為：還原環境下高度富集Mn2+離子的海水；氧化還原環境的突變，打破氧化還原平衡，造成Mn2+離子的析出。

調查內的主要含錳地層為南華系長安組之上、黎家坡組之下的富祿組，巖性為灰綠色厚層狀巖屑質砂巖、石英砂巖、長石石英砂巖、泥巖為主，底部以含錳長石砂巖與長安組分界，呈平行不整合接觸，頂部為灰黑色含炭硅質頁巖、炭質頁巖。下伏的長安組和上覆的黎家坡組均為冰期海相沉積環境，而富祿組為間冰期地槽深海相沉積環境。

在冰期，由于巨大的冰蓋封閉海水，海洋呈現不分層特征，即海水處于強還原環境，錳離子的長期聚集在還原的海水中形成巨大錳庫和大量的天然氣水合物。冰期結束后，冰川溶解形成大量富氧低溫的高密度淡水進入盆地并下降至底部，大量溶解于深部海水中的Mn2+離子因此被氧化為氧化錳進入沉積物，并最終富集成礦。

3.3 找礦標志

（1）南華系富祿組（Nhf）地層：富祿組為調查區內控礦層位，錳礦化層控特征明顯，礦體產狀與地層一致，一般而言富祿組厚度與錳礦層厚度呈正相關關系，是調查區內最為重要的找礦標志。

（2）南華系富祿組（Nhf）含錳長石砂巖：調查區內已發現的地表礦化均產自富祿組含錳長石砂巖中，由于富祿組巖性復雜，縱向上巖性變化較大，含錳長石砂巖是調查區內最直接的找礦標志。

（3）南華系富祿組（Nhf）黑色巖系：黑色巖系標志著古沉積環境處于深淺海相平靜的還原環境，富含較多的Mn2+離子，為氧化還原反應提供了根本的Mn元素來源，有利于錳的礦化、富集，具備較大的找礦潛力。

4 成礦潛力分析及預測

從大地構造上看，我國錳礦絕大多數產于地臺區，尤其以泛揚子陸塊周邊地區最為發育。調查區位于揚子陸塊東南緣的桂北隆起越城嶺褶斷帶苗兒山巖體東南側，與我國重要的揚子陸塊東南緣錳礦成礦帶、湘桂粵錳礦成礦帶相鄰，屬揚子陸塊東南緣錳礦成礦帶亞帶，錳成礦大地構造背景優越。

從成礦古地理環境上看，具有重大工業價值的錳礦床多形成于淺海環境中，錳礦的形成受控于非構造期古海洋結構、古海水性質及海平面升降等因素，層控特征明顯。揚子陸塊東南緣南華系大塘坡組（桂北為富祿組）中有大量錳碳酸鹽巖產出，貴州松桃等地的南華系地層中發現和探明了道坨、西溪堡等一系列世界級超大型和大型錳礦，取得錳礦找礦的重大突破。在綜合研究桂北區域地質調查研究成果的基礎上，通過野外調查發現，調查區內南華系地層與黔東松桃南華系地層均為間冰期淺海相沉積環境，橫向上巖相發生變化，含錳建造由黑色巖系型過渡為夾黑色巖系碎屑巖型。

經過分析對比桂北與黔東大地構造背景及古地理環境，筆者認為調查區內錳成礦地質背景、成礦環境與黔東類似，成礦時代均為南華紀間冰期，海相沉積深度略有不同，屬半深海—淺海相含錳建造向淺海—濱海相含錳建造過渡類型。

筆者在野外調查過程中發現氧化錳和碳酸錳礦兩種類型，并具有一定的規模。上世紀90年代，前人在該地段地表斷續開采過一定數量的氧化錳，且深部發現了一定規模的碳酸錳礦層。桂北南華系富祿組（Nhf）底部有含錳長石砂巖的存在，表明本區錳源較豐富，找礦潛力巨大。

泛揚子陸塊海相沉積型錳礦是中國最重要的錳礦富集區，調查區地處揚子陸塊東南緣錳礦成礦帶亞帶，錳成礦大地構造背景優越。區內含錳建造屬南華紀間冰期半深海—淺海相含錳建造向淺海—濱海相含錳建造過渡類型，其古地理環境與近年來黔東南華系地層中發現和探明的一系列世界級超大型和大型錳礦類似，具備較大的找礦潛力。

調查區內南華系富祿組（Nhf）分布廣泛，潛在的錳資源量規模較大。目前已發現的錳礦化均產于南華系富祿組（Nhf）底部含錳長石砂巖中，含錳層沿走向延伸穩定，長度達2.5km，厚度0.5m～4m，礦體規模較大，層控特征明顯。本次調查所取的28個樣品，有9個達到邊界品位以上，最高品位為27.77%，平均品位為15.76%。且調查區內工作程度較低，除調查區中部有民采老窿開采過地表氧化錳外，沿錳礦層走向和傾向均無工程控制，具備較大的找礦潛力。

因此，在綜合分析、借鑒黔東南華系錳礦勘查中所取得的新成礦規律認識和新找礦模式基礎上，筆者認為該區在大地構造位置、古沉積環境沉積相、控礦因素、成礦條件等方面均與黔東南華系錳礦床高度相似，在調查區發現并控制一個中型以上規模的錳礦床是完全有可能的。