周文卿

（湖南省地质矿产勘查开发局四〇七队 湖南怀化 418000）

以下以湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域为例，对该存赋区域所对应的锰矿体地质特征以及成矿模式进行系统分析。该存赋区域共经历3 次早期以强烈挤压褶皱为主的加里东运动以及印支运动、燕山运动，区域上部地层系统分布以震旦系、石炭系以及寒武系为主，区域内主干构造呈现出北东平行排列特点，规模较大且延伸范围较长。既往报道研究中指出，湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内出露地层具有典型的震旦系下统特征，地层间以断层～整合接触为主，存赋区域内矿床赋矿地层以湘锰组为主。结合既往研究结论，以下针对湖南省靖州县照洞锰矿所对应的地质特征以及成矿模式进行系统分析与研究。

1 矿层特征

湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域范围内含锰岩系为震旦系下统湘锰组下段，以碳酸锰矿层（经地表氧化因素影响后形成氧化锰矿层）以及炭质板岩为主要组成内容。本存赋区域内锰矿层呈现出典型的层状分布特征，也含一定比例似层状分布于含锰岩系中下部区域，顶板、底板均以炭质板岩为主，受层位控制与影响因素较为明显，延伸稳定性高，编号为1#锰矿层。地表深度0m ～5.0m 范围内，得以氧化锰矿为主要存赋矿体，浅部～深部区域分布集中为含锰炭质板岩以及碳酸锰矿。

根据勘查数据资料，可以将本存赋区域内含锰岩系的岩性序列按照自上至下的顺序进行整理。首先为含锰炭质板岩，厚度在0.55m ～5.46m 范围内，稳定性较差，局部存在缺失，缺失地段含锰岩系直接接触震旦系下统湘锰组上段区域，结构呈泥质状态，色泽以灰黑色为主，局部条纹状构造（条纹宽度在1.0mm ～10.0mm 范围内），以平直状为主，局部区域有一定波状起伏变化，且条纹色泽呈现出深浅黑色相间。整体含锰炭质板岩位于含锰岩系底部，含锰量在3.85%范围内。其次为碳酸锰矿层，矿层厚度在0.58m ～6.61m 范围内，含锰量在11.0 ～26.98%范围内，集中分布于含锰岩系中下部。上部区域以条纹状菱锰矿分布为主，下部区域则以块状菱锰矿分布为主。矿区整体地质剖面图如下图（见图1）所示。

2 矿石特征

首先，从矿石矿物成分的角度上来说，对于湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域而言，碳酸锰矿石所对应矿石矿物以菱锰矿为主，呈泥晶结构（粒径在0.004mm 范围内）。黏土矿物为本存赋区域主要脉石矿物，也可见一定比例的石英石、方解石以及炭质物。本湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内氧化锰矿石所对应矿石矿物以软锰矿以及硬锰矿两类为主，构成以皮壳状、土状集合体存赋为主，脉石矿物多见黏土矿物以及石英。除此以外，还有部分黄铁矿、云母、长石以及变质矿物（绿泥石、组云母）分布。

其次，从化学成分上来看，湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内矿石所对应的化学成分呈现出稳定性的特征，有益成分以Mn、以及Fe 为主，有害成分则包括CaO、MgO、SiO2、P 等。

再次，从矿石结构及其构造的角度上来说，湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内碳酸锰矿石构造呈现出致密块状以及条带状特征，结构分布以泥晶结构、胶状结构为主。氧化锰矿石有致密块状、蜂窝状、网脉状、网格状、皮壳状及及葡萄状等构造，矿石结构主要为隐晶、非晶质胶状结构。

最后，从矿石类型的角度上来说，湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内锰矿石可以划分为两大自然类型：第一类为氧化锰矿石，以软锰矿、硬锰矿、软～硬锰矿、锰土、以及偏锰酸矿为主；第二类则为碳酸锰矿石，以菱锰矿为主。根据矿石结构类型，可以划分为微层状碳酸锰以及块状碳酸锰这两种类型。其中，微层状碳酸锰受菱锰矿夹条纹状炭质物以及条带状炭质板岩因素的影响，在构造上呈现出了明显的条带状特征；而块状碳酸锰则呈现出灰黑色～黑色状态，以菱锰矿为主要构造，矿石构造上呈现出了明显的致密块状特征。

3 成矿模式

3.1 矿床成因

考虑湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内锰矿体所对应的构造、地质以及矿物岩石资料等时机情况，对该类型锰矿床在区域分布上的特点进行总结，认为本存赋区域锰矿床属于江口以及南沱两冰期之间的间冰期沉积产物。同时，含锰岩系顶底板岩石组合、区域分布以及具体性质进一步证实了本锰矿体存赋区域内具有典型的冰水相、冰海相沉积岩石建造组合特征。

会对锰矿体形成产生影响的因素包括两个方面，第一是沉积环境，第二则是构造运动。本存赋区域内锰矿床自震旦系早期开始进入武陵运动状态，所形成岩石结构以杂砂岩、砂质板岩、以及条纹状板岩（含砂质）为主，提示本存赋区域内早期升降运动具有非常明显的震荡特征。受震荡因素的影响，海底地貌特征也发生了明显的改变。含砾砂质板岩在湘锰组地层出现前已经于局部地段现象出来，这一阶段的板岩砾径在1.0cm 以内，加之其呈现出明显的棱角状特点，提示本存赋区域在这一时间段内已经进入冰期。但由于物质来源间隔距离较长、分布连续性较差，海底地貌在极大程度上受构造运动的影响，并且大量冰磺物沉积呈现出明显的不规则性特征，导致一系列海盆以及低洼区的形成。受这一还原环境条件因素的影响，碳酸锰矿（湘锰组沉积）与含炭硅质板岩、以及炭质板岩大量结合，导致黄铁矿物的共生现象表现明显。除此以外，在环境还原条件下的生物活动同样是导致矿床生成的主要原因之一。这一时期所死亡的藻类生物大量堆积，在一定程度上促进了硅质板岩以及炭质板岩的形成，导致江口组上部所呈现出的岩系特征独特。

图1 矿区整体地质剖面示意图

同层位锰矿集中分布于湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域以及邻近省市，存赋量巨大，提示锰矿层物质来源具有多元性的特征，包括地下含锰溶液、陆源吸取、古陆风化、以及火山活动等均是锰矿层物质的产生源头。以地下含锰溶液为例，地下含锰溶液短时间内上升会导致锰质大量扩散至沉积盆地海水中富集，古陆风化锰质则呈悬浮状态并伴随地表径流进入盆地海水中大量沉积。锰质进入海盆内，受环境条件局限性因素的影响，导致锰质大量集中，散失不易，浓度增大。此环节中，一部分锰质被吸附于黏土之上，并于生物尸集群中沉落，是导致锰质富集的一大原因；另一部分锰质被浮游生物所吸取，经生物化学作用变成机体的组成成分，大量储存于生物体内，这部分生物死亡后于海底并形成大量富集尸集群。以上两个部分的锰质受喜氧细菌大量活动的影响，分解生物并促进CO2以及锰质的释放，对碳酸锰的生成与富集产生重要影响。

3.2 控矿因素

首先，从层位控矿的角度上来说，湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内矿床集中分布于震旦系下统湘锰组下段地层范围内，呈现出较为明显的层控特征；其次，从岩性控矿的角度上来说，湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内锰矿体主要产于震旦系下统湘锰组青灰色～浅灰色砂质板岩以及含砾砂质板岩所夹黑色碳质板岩内，同样呈现出了比较明显的岩性控矿特征；最后，从岩相以及古地理控矿的角度上来说，湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内锰矿床主要集中分布于震旦系下统湘锰组砂质板岩～含砾砂质板岩区域内，提示本区锰矿床环境特征以滨海相氧化～还原换将为主，为湖南省靖州县照洞区内最主要的锰矿源层。

在此基础之上，考虑变质建造控矿作用对本区域成矿特征的影响，根据前期地质勘查资料，考虑湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域变质岩系以浅变质岩系为主，对锰矿体形成以及矿体富集的影响程度较小。除此以外，整个湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域构造作用控矿程度不明显，但受后期构造活动影响，在一定程度上产生对矿体改造富集的作用，尤其于小褶皱发育区域内锰矿体存赋呈现出厚度增加，富集水平加大的趋势。

3.3 富集规律

综合对湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内锰矿体富集规律的调查研究，得出以下几个方面的结论：第一，湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内锰矿层与含锰岩系厚度呈现出正相关关系。一般情况下，对于厚度较大的含锰岩系而言，与之对应的锰矿层厚度较大，矿石品质也更为理想；第二，湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内锰矿体与含有机质黑色黏土存在密切相关性矿体，在黑色岩系消失的情况下，锰矿体存赋会提前消失；第三，从倾向角度上来看，湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内锰矿层呈现出舒缓波状的变化趋势，自陡变缓部位以及次级揉皱转折部位锰矿次生富集状态良好，相应区域所对应锰矿体厚度增加，富集程度改善，矿石品质也有相应提升。

3.4 成矿模式

综合对湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内锰矿体矿体特征、控矿因素以及富集规律的综合分析，可以将本区域锰矿床的成矿模式总结如下：湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域内矿床物质以陆源为主，其次为深部含锰热液。在前寒武纪CO2高以及O2偏低的前提条件下，搬运方式以重碳酸盐河流搬运为主，也存在一定比例的海水底流、深大断裂导出深部热液以及重碳酸盐搬运方式。锰矿床沉积作用包括两大类型，一是生物尸体堆积，二是海水内部化学沉淀。在上述搬运以及沉积方式的综合作用下，成岩作用加速了本存赋区域内锰矿矿体的重新分配，也通过此种方式大大提升了矿床整体的富集程度。

4 结语

本文以湖南省靖州县照洞锰矿存赋区域为例，对该存赋区域所对应的锰矿体地质特征以及成矿模式进行系统分析。首先对本存赋区域的矿层特征进行初步总结，然后分析本存赋区域的矿石特征。最后，基于对本存赋区域锰矿床矿床成因、控矿因素以及富集规律的分析，总结锰矿成矿模式，得出以下几个方面的结论：第一，本存赋区域内含锰岩系的岩性序列按照自上至下的顺序进行整理首先为含锰炭质板岩，厚度在0.55m ～5.46m 范围内，整体含锰炭质板岩位于含锰岩系底部，含锰量在3.85%范围内。其次为碳酸锰矿层，矿层厚度在0.58m ～6.61m 范围内，含锰量在11.0%～26.98%范围内，集中分布于含锰岩系中下部。上部区域以条纹状菱锰矿分布为主，下部区域则以块状菱锰矿分布为主；第二，区域内矿床物质以陆源为主，其次为深部含锰热液。在搬运以及沉积方式的综合作用下，成岩作用加速了本存赋区域内锰矿矿体重新分配，也大大提升了矿床整体富集程度。