廖凤初　罗益周

(湖南省地质矿产勘查开发局409队)



祁零盆地碳酸锰矿成因及找矿方向

廖凤初罗益周

(湖南省地质矿产勘查开发局409队)

摘要祁零盆地为湖南省内重要的锰矿产地，通过对区域内水埠头大型锰矿床区域地质背景的综合分析，总结了祁零盆地内原生碳酸锰矿床地质特征、矿床成因、控矿因素及找矿方向，对于整个区域及周边类似区域寻找碳酸锰矿有一定的参考价值。

关键词祁零盆地碳酸锰矿矿床地质特征矿床成因控矿因素找矿方向

近年来湖南省地质矿产勘查开发局409队对祁零盆地锰矿开展了整装勘查工作，对重点区段进行了普查、详查工作，查明了水埠头锰矿床为大型碳酸锰矿床。为进一步指导区内找矿工作，本研究结合区内已查明的水埠头锰矿床地质特征，对整个祁零盆地碳酸锰矿床成因及找矿方向进行分析。

1区域地质背景

祁零盆地位于华南准地台的桂湘赣褶皱带中，南邻都庞岭—阳明山隆起带，北至越城岭—关帝庙串珠状隆起带，呈NE向槽状分布，NE向汩罗—新宁、株州—双牌与NW向邵阳—郴州、怀化—道县等2组、4条深大断裂将该区分割成菱形区域，主要为NNW—近SN向褶断带，为区内赋矿构造(图1)[1-4]。区域内除第三纪地层外，震旦纪—第四纪地层均有出露，二叠系为区内主要赋矿层位。

图1　祁零盆地区域地质构造

2矿床地质特征

2.1赋矿层位

区内锰矿层严格受赋矿地层二叠纪孤峰组控制，两者存在明显的空间关系。孤峰组为1套由含锰灰岩、硅质灰岩、硅质岩、页岩组成的半封闭条件下形成的台盆相沉积，矿层产于孤峰组第二段(P1g2)中上部，硅质岩之上，矿层顶部由1套含泥质较高的含泥灰岩、泥灰岩及页岩组成。

2.2矿石质量

(1)矿石矿物成分。区内矿石矿物以锰方解石为主，次为含锰方解石、钙菱锰矿、锰白云石及少量或微量的菱锰矿、含锰白云石等。脉石矿物主要为石英，次为少量的云母、长石、石墨及炭质、黏土矿物、石膏、方解石、白云石、磷灰石、黄铁矿等。锰矿物含量在不同地段略有差异。

(2)矿石化学成分。矿石主要由Mn、TFe、SiO2、P、CaO、MgO、Al2O3、烧失量等组成，除上述组分外，还伴有Ni、Co、Cu、Zn、S等，其含量总和为94%以上。锰品位不同的矿石，上述成分含量各不相同。

(3)矿石结构构造。矿石结构构造均较简单，结构主要有不等粒砂屑生物屑结构、球粒结构、泥状粒屑结构和泥质鲕粒结构、残余内碎屑结构等，以前两者为主。构造主要有显微层状、细纹-条带状构造，次为浸染状构造、定向构造、残余鲕粒构造等。

2.3矿石自然类型

区内矿石类型较简单，根据矿石矿物成分可划分为碳酸锰矿石、氧化锰矿石2类。碳酸锰矿石为区内最主要的矿石类型，根据矿石矿物组成可进一步分为锰方解石碳酸锰矿石、含锰方解石碳酸锰矿石、钙菱锰矿碳酸锰矿石。氧化锰矿石主要分布于浅部及地表露头线一带，原生矿石中含量甚微，一般无工业意义，由原生碳酸锰矿石经风化作用形成。

3矿床成因

区内碳酸锰矿主要形成于海相沉积作用，该区中二叠统孤峰组为整个碳酸锰矿成矿的含锰岩地层，成矿(矿质来源、矿床空间分布、矿体产出)与孤峰组含锰岩系密不可分，区内孤峰组相对较厚，岩石中富含炭泥质，总体为1套不纯碳酸盐岩组合。锰矿赋存于该组含泥质较高的含锰泥灰岩-含锰灰岩及页岩的台盆环境沉积系列中。区内在孤峰期沉积了1套富含铁锰质的硅质岩、碳酸盐岩和泥岩，由于相邻古陆(江南古陆和雪峰古陆)含锰物质经强烈化学分解形成氧化硅、锰、铁流入海盆，加之海水表层、海底分别繁育大量放射虫、硅质海绵、藻类等生物，故形成锰(铁锰)矿。区内碳酸锰矿石发育砂屑结构、球粒结构、泥状粒屑结构、放射状鲕粒结构、纹层状构造等结构构造，表明矿体形成时，处于温暖浅水和中等搅动的环境。区内矿石富含有机质、泥质、浸染状黄铁矿等成分，并伴有石膏、白云石等盐度较高的矿物成分和蒸发环境下形成的矿物组分，表明区内锰矿形成于还原环境。矿石中发育藻类、有孔虫等生物，并与锰矿物形成球粒结构。跟据矿石矿物成分、结构构造及生物组合等特征，区内碳酸锰矿形成环境为海相半封闭台盆泻湖环境，由生物化学作用形成的沉积型锰矿。

4控矿因素

(1)地层岩性。区内二叠纪孤峰组为主要含锰层位，其上段(P1g2)为主要赋矿部位，为1套由含锰灰岩、含锰泥灰岩、含锰含泥灰岩及硅质灰岩组成的半封闭条件下形成的台盆相沉积，矿层产于孤峰组上段(P1g2)中上部，硅质灰岩之上，矿层顶部由1套含泥质较高的含泥灰岩、泥灰岩及页岩组成。赋矿层位不仅控制了碳酸锰矿体的空间分布，而且控制了其产状、规模、品位，同时含锰岩系锰含量的高低决定了矿体锰品位的高低。

(2)构造。区域位于华南准地台的桂湘赣褶皱带中，二叠纪时处于强烈隆起剥蚀状态，为区内提供了丰富的成矿物质。区域锰矿带受控于祁零赋锰盆地的沉积环境，而发育于该区由上古生界组成的一系列大型紧密复式褶皱构造则控制着区内锰矿床(点)的空间分布，锰矿床(点)均沿褶皱带集中成带分布。

(3)岩相古地理。二叠纪时，祁零盆地北为越城岭古陆，南有都庞岭—阳明山隆起带，北为越城岭—牛头寨—四明山串珠状隆起，构成半封闭浅海盆地，沉积了1套灰质夹硅质薄层与团块地层。由于长期受风化剥蚀作用的影响，盆地周围的古陆被夷为平地，不仅使物理作用减弱，陆源碎屑减少，沉积速度减慢，而且给锰质的富集提供了充裕的时间和宁静的环境。随着化学作用的增强，使更多的锰质进入水介质中，清洁的水体有利于生物的大量繁殖，从而富集锰质。弱还原、弱碱性的沉积环境有利于富含炭质、锰质的含锰岩系形成。盆地内在海水较深、环境安静条件下形成的富含生物的硅泥质-锰质岩-含硅细碎屑岩相是碳酸锰矿有利的成矿条件。

5找矿方向

(1)祁零盆地。通过分析祁零盆地各种地质条件，初步认为盆地内花桥—石岩头向斜以及荞麦冲—东湘桥向斜为重要的成锰带，有较好的找矿前景。花桥—石岩头向斜内的水埠头矿区已开展了详查工作，提交了1处大型碳酸锰矿床。荞麦冲—东湘桥向斜内的野牛冲矿区，矿石品位高，厚度较大，是祁零盆地内优质锰矿的有力找矿靶区。根据区内成矿规律和找矿标志，成矿主要在区内孤峰组地层出露地段及向斜构造位置，确定祁零盆地内花桥—石岩头向斜、荞麦冲—东湘桥向斜、马头岭—零陵向斜、高溪市向斜、白露塘向斜为碳酸锰矿的找矿靶区。

(2)周边区域。①邵阳盆地成锰带，处于祁零盆地北西部，大地构造位置处于祁阳山字型构造中部与新宁SN向构造的复合部位。区内总体由一系列SN、NE向的背斜、向斜组成，向斜较开阔，背斜较紧闭，向斜构造控制了锰、煤等沉积矿床的产出。区内断裂构造较发育，以走向压性断裂为主，与褶皱构造近平行分布，主要分布于褶皱两翼。②蓝嘉盆地成锰带，地理位置处于祁零盆地南东部，大地构造位置位于钦州—衡山深大断裂南段，不仅严格控制永州沉积盆地的岩相古地理环境，而且更重要的将海底火山热液成矿物质不断地从地壳深部沿钦州—衡山深大断裂带或与其配套的断裂携带至中二叠世孤峰组中，上述导矿构造为永州台盆碳酸锰矿床提供了源源不断的成矿成锰物质，其形成的蓝嘉盆地在各成矿条件上与祁零盆地有相似性，具有寻找锰矿的远景。

参考文献

[1]姚敬劬，苏长国.湘中湘南古构造成锰盆地及锰矿找矿[M].北京：冶金工业出版社，1998.

[2]王立亭.中国南方二叠纪岩相古地理与成矿作用[M].北京：地质出版社，1994.

[3]湖南省地质矿产局.湖南省区域地质志[M].北京：地质出版社，1988.

[4]湖南省地质矿产局.湖南省岩石地层[M].武汉：中国地质大学出版社，1997.

(收稿日期2016-01-18)

廖凤初(1969—)，男，高级工程师，425000 湖南省永州市冷水滩区零陵南路997号。