林乐夫，李小聪，谭 双，端葛鸿

(1. 东华理工大学 核资源与环境省部共建国家重点实验室培育基地，江西 南昌 330013；2. 东华理工大学 地球科学学院，江西 南昌 330013)



湖南省安化县大福坪乡锰矿床地质特征研究

林乐夫1,2，李小聪1,2，谭 双1,2，端葛鸿1,2

(1. 东华理工大学 核资源与环境省部共建国家重点实验室培育基地，江西 南昌 330013；2. 东华理工大学 地球科学学院，江西 南昌 330013)

指出了湖南省安化县大福地区锰矿点较多，矿床类型属沉积类型层状矿床，为湘中奥陶纪沉积锰矿带。根据该区域锰矿的赋存层位可分为下震旦统大塘坡组地层中的湘潭式锰矿和产于中奥陶统地层中的桃江式锰矿，均为中型规模。主要根据地层、岩性特征、矿石含量及品位、围岩蚀变等方面对该区两类锰矿进行了研究，以期提高预测隐伏矿体的准确性。

沉积类层状矿床；大福地区；赋存层位；矿体特征

1　引言

锰矿是中国的战略资源和紧缺矿种，是地质勘查研究中的主攻矿种之一。而湘中奥陶纪沉积锰矿带位于湖南省安化、桃江、宁乡地区，呈近东西向展布，长150 km，宽80 km。该矿带内已发现响涛源、祖塔等中型锰矿床及木瓜溪、枚子洞等一批小型锰矿床。其锰矿质量以低磷、低铁、自熔性著称，是中国优质锰矿的重要产地。研究区地处雪峰山脉北端，位于安化县南部，为湘中地区。区内山岭海拔一般在400～500 m，属低山丘陵区，地形切割深度中等，植被发育。有207国道通过长塘镇和仙溪镇，从长塘镇有县级公路通大幅镇，交通较为方便。根据以往科研单位及生产单位对该区域的研究工作，通过地质调查以及物化探工作，大致了解该区域不同层位相应成矿地带及矿石特征，对区内含锰矿地层厚度、产状形态、规模及矿石质量特征进行了深入研究。

2　地质概况

湘中地区在大地构造上位于杨子板块东南被动大陆边缘。扬子陆块与华南褶皱带的边界东段为绍兴—宜春断裂，接近东西方向至长沙以西，经宁乡、益阳、桃江、安化，弧形转折为北北东方向，沿安化—溆浦—四堡断裂向南延伸，由加里东期断裂构造演化而形成的湘中地堑，控制了中奥陶世至早泥盆世沉积盆地(湘中盆地)，桃江成锰沉积盆地则位于其北端(图1)。

在桃江成锰沉积盆地内，自中奥陶世开始，由加里东期闭合造山运动引发了一组(共5条)北—西北向同沉积张性断裂。该区震旦系和奥陶系锰矿在构造上位于“江南古陆”东南边缘的安化—淑浦—黔阳大断裂的东南侧。这些断裂在沉积负荷作用下，边沉降边沉积，从而形成一些带状分布的相对低洼的断陷盆地。该类型锰矿床的空间分布严格受地层、岩相和构造的控制，即南坝、万家洞、响涛源—祖塔、木瓜溪—梅子洞、泅里河—高明5个成矿断陷槽。为锰质的沉积聚集提供了良好的成矿环境。

图1　湘中地区加里东期古构造格架与桃江成锰盆地关系略

3　区域矿产特征

区域内主要矿种有锰、钒矿，钒矿属沉积矿床。锰矿主要有有产于下震旦统大塘坡组地层中的湘潭式锰矿和产于中奥陶统地层中的桃江式锰矿，均为中型规模。钒矿主要产于下寒武统底部黑色岩系中。其次有与花岗岩体及上寒武统灰岩、下奥陶统桥子亭组和白水溪组板状页岩破碎带有关的脉状钨锑金等有色金属矿床。例如芙蓉钨矿，司徒铺钨矿、大福坪铜矿、廖家坪金锑矿等。均有一定规模。

3.1桃江县响涛园锰矿

矿区位于关山口向斜中。锰矿赋存于奥陶系中统下部条带状页岩(由黑白相间的条带状粘土质页岩组成)、炭质页岩、粘土页岩及碳酸盐岩系中。含矿层由于受褶皱构造影响，迂回断续延长约11 km。自北而南分布于月香仑、磨刀溪、南石冲、黑油洞一带，其中以磨刀溪段(中区)矿石质量较好，矿层较厚，且较稳定。

原生矿为碳酸锰矿，碳酸锰矿一般只有一层，在磨刀溪段有二层，一般厚0.3～1.0 m，最厚2.13 m，碳酸锰矿石由菱锰矿、锰方解石、白云石、方解石等矿物组成，矿石具花岗变晶结构、粒状结构，块状、条带状构造，含Mn约17.50%～21.40%，SiO214.51%～16.41%，CaO约14.67%～18.66%，P 约0.44%～0.070%，为低磷高钙锰矿石，具半自熔—自熔性，是冶金工业的良好原料。地表浅部为氧化锰矿，矿区氧化深度为0～20m，平均为8～10 m。氧化锰矿一般1～2层，在磨刀溪段2～3层，矿体呈豆荚状、透镜状产出，沿走向常相变为含锰灰岩、含锰硅质岩和黑色页岩化，厚度一般为0.5～1.0 m，最厚达3 m。氧化锰矿石由软锰矿、硬锰矿、锰土、褐铁矿等矿物组成，具网格状、多孔状、土状、块状构造。

3.2宁乡棠甘山锰矿

锰矿赋存于震旦系下统大塘坡组黑色炭质页岩中。二层矿，其间夹数十厘米的黑色页岩。下矿层主要为碳酸锰矿，较稳定，是矿区主要矿层，厚度约0.5～1 m；上矿层由薄层碳酸锰和黑色页岩互层组成。其相变较大，往北东至花果园及其南至鸡叫岩，下矿层变为含锰砂质页岩，上矿层变为含锰页岩和砂质页岩互层；往南到瓦子寨，下矿层变薄，厚度约0.3 m；上矿层变厚达2～5 m，为薄层锰矿和含锰页岩互层；至棠甘山，下矿层仅厚达0.2～0.4 m，上矿层厚约1 m。上矿层与下矿层的厚度有互为消长的关系。

矿体呈层状或透镜状。已知延长1500 m 。锰矿石由碳酸锰和氧化锰两种，碳酸锰矿石具隐晶、细粒和粗粒结构，条带状构造。矿石含Mn一般在20%～25%，最高达28%，上矿层精选后碳酸锰矿石含锰可达20%。由矿区靠近沩山花岗岩体，有细小石英脉插入矿层，使矿石中SiO2增高，一般为12%～13%，并见黄铁矿化，铅锌矿化。

4　矿床地质特征

研究区内锰矿主要分别赋存于震旦系、奥陶系地层中，矿床类型属沉积类型层状矿床，根据赋存层位可分为“湘潭式”锰矿和“桃江式”锰矿两种类型。

4.1“湘潭式”锰矿

本区湘潭式锰矿主要分布于北部与桃江县相邻的苍溪仑一带，赋存于下震旦统大塘坡组下部黑色炭质页岩，硅质页岩及碳酸盐岩层中。矿层长度1000余米，矿体呈透镜状产出，其长度小于150 m，厚度约0.3～0.6 m。矿石为碳酸锰矿，沿走向常相变为含锰砂质页岩或含锰铁质砂岩。矿石含Mn大约13.46%～43.83%(部分含氧化锰)，平均为30.28%。平均含TFe约7.32%、SiO2约33.93%、S 约0.175%、P 约0.22%。

4.2“桃江式”锰矿

本类型锰矿在工作区内分布广，矿点多，主要分布于工作区北部。木瓜溪东西两侧梅子洞、肖家冲一带是此次预查工作的重点。 已知的矿点有以下几处。

4.2.1密岩湾锰矿点

位于大福镇北—西北方向直距2.5 km。锰矿赋存于奥陶系中统磨刀溪组黑色硅质页岩中，踏勘发现两个探矿硐，高差50 m，采样了4个，有两个样品达到低品位矿石要求，锰含量约7.82%～12.21%，矿体厚度0.40～0.63 m。2号硐深度49 m，有一个样品锰品位约10.98%。矿体厚度为0.40 m。碳酸锰矿石略呈条带状，黑色，高炭质。

4.2.2木瓜溪—孟家锰矿带

位于大福镇东东北方向直距6 km。锰矿赋存于奥陶系中统磨刀溪组黑色页岩中。在构造上位于王油山向斜北西翼，已知锰矿层走向长度约3 km，已知矿体长为570 m，矿体厚度0.59～1.27 m，矿石锰品位为14.18%～19.28%，平均品味为17.26%，P/Mn为0.003，Mn/TFe=6为优质锰矿石。据现场踏勘见老窿遗迹较多，较大规模的有3处。其中木瓜溪矿点设有采矿权一宗，面积0.47 km2。资料显示矿石量12万t，平均品位Mn为17%。

4.2.3梅子洞—载家冲锰矿带

位于大福镇南东方向直距8 km。锰矿赋存于奥陶系中统磨刀溪组黑色页岩和含锰灰岩中。矿层的直接顶底板围岩均为含锰灰岩，灰白至灰黑色致密块状，间接顶板为灰至深灰色的厚层状粘土岩，间接底板为黑色页岩或条带状页岩，矿层中夹石以黑色页岩及含锰灰岩为主。含锰层主要位于大江口向斜东部南北两翼，矿体出露长度1000 m，已有钻孔最大控制斜深达550 m，矿体厚度为0.45～0.80 m，平均为0.69 m，矿石锰品位为14.73%～20.20%，平均为17.18%，P/Mn为0.003，Mn/TFe为4，为普通碳酸锰矿石，20世纪80年代湖南省地质矿产局418队曾施工了11个浅钻。

4.2.4肖家冲—香草园锰矿带

矿区位于大福镇西部直距约6 km。锰矿赋存于奥陶系中统磨刀溪组硅质岩、炭质硅质板岩中一矿层，厚度约0.6～1.1 m，平均为0.85 m。矿石主要为碳酸锰。含矿层主要分布于水家坪向斜东翼。1995年中南地质勘查局长沙地质调查所提交了该矿带杨桥洞锰矿区普查地报告，提交了333+334资源量为46.94万t，其中氧化锰矿为1.22万t。杨桥洞锰矿矿体特征为：锰矿位于水家坪向斜东南翼，轴向45°。含矿岩系总体走向为北东35°的单斜构造，平均倾向为北西35°。矿区内含矿岩系出露长度为2025m，北东—南西向展布，矿区内控制长度为1500 m。矿区内苏家坪矿段矿体长度为466 m，沿倾向延伸为455～530 m，矿体为似层状矿体，沿走向变化不大，倾向上有变薄的趋势，由于后期构造影响，矿体在倾斜方向为一个向斜和一个背斜。向斜部位矿体质量较好，平均品位20.26%，平均厚度0.79 m，333资源量39.66万t，苏家坪矿段矿体锰品位为16.30%～23.23%，平均品位20.31%，矿层中上部矿石含磷低，矿层下部及底板含磷高。

矿体的围岩与夹石：矿体的直接顶板为含锰灰岩，厚度0.05～0.15 m，间接顶板为灰黑色厚层状粘土岩。矿体的直接底板含锰灰岩，一般厚度为0.1～0.3 m，间接底板为条带状页岩和黑色页岩。矿体中基本无夹石，个别矿体厚度变大，中间夹薄层条带状页岩和黑色页岩，呈透镜状。无夹石的矿层，矿体品位高。矿石矿物成分与矿石类型：碳酸锰矿石成分主要为含锰碳酸盐，包括菱锰矿、钙菱锰矿、锰方解石、锰白云石等，其次为方解石，有机物，粘土矿物。

5　结论

湘中中奥陶世锰矿以碳酸锰矿石为主，属低磷、低铁、高钙自熔性至半自熔性优质锰矿石。具有非常高的工业价值，达到了可开采要求，矿石矿物同样达到了工业品位。矿层比较薄，但厚度相对稳定，矿体呈层状、似层状、透镜状产出。各矿带总体走向呈北—西北向带状分布。由于后期构造作用，各部位矿体侧伏方向不一致。该类型锰矿石是冶金用锰的优质原料。根据矿床特征，建议在找矿勘查时，既要了解各矿带总体展布方向，又要注意矿体在构造部位的侧伏方向，以合理有效地布设工程，可成矿靶区的预测和找矿工作部暑指明了方向。成矿后的断裂、褶皱构造会造成矿层的缺失、重复等，只有加强对该区断裂、复式褶皱的构造特征和对矿体控制作用的研究，以及加强对矿体在三维空间的形态、产状、大小等变化规律的研究，才能提高预测隐伏矿体的准确性，这对在该区开展优质锰矿找矿勘查工作有现实的指导意义。

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Study on Geological Characteristics of Tsubosato Manganese Deposit in Dafuping Township, Anhua County in Hunan

Lin Lefu1, 2, Li Xiaocong1, 2, Tan Shuang1, 2, Duan Gehong1, 2

(1.StateKeyLaboratoryBreedingBaseofNuclearResourcesandEnvironment,EastChinaUniversityofTechnology,Nanchang,Jiangxi330013,China;2.CollegeofEarthSciences,EastChinaUniversityofTechnology,Nanchang,Jiangxi330013,China)

This paper pointed out that there were many manganese ore occurrences in Dafu Area, Anhua County, Hunan Province. The deposit belonged to layered sedimentary type, central Hunan Ordovician sedimentary manganese ore belt. According to the regional ore hosting strata, it could be divided into lower Sinian series Datang slope in Xiangtan Manganese Mine and Taojiang type manganese deposit produced in Middle Ordovician strata, which were all medium-sized. In this paper, the two types of manganese deposit in the area were discussed in terms of formation, lithology characteristics, ore content and grade, wall rock alteration and so on to improve the accuracy of predicting concealed ore.

sedimentary deposit; Dafu Region ; occurrence layer; orebody

2016-06-27

林乐夫(1991—)，男，东华理工大学地球科学学院硕士研究生。

P62

A

1674-9944(2016)16-0241-03