刘任重，何香群

(贵州省煤田地质局一四二队，贵州 贵阳　550000)

0　前　言

锰矿在世界上占有的重要战略地位，增强对锰成矿规律的研究，将促使我国锰业“持续、稳定、协调”的发展。基于此，笔者根据矿山积累的大量第一手资料，对贵州省铜仁市松桃地区杨里长锰矿床成矿规律进行了深入分析，以期为研究区下一步的深部找矿提供理论基础[1-2]。

1　地质简况

1.1　区域构造

研究区位于扬子地台和江南造山带的交界处，研究区内构造发育，主体发育有北东向及南北向两组断裂构造，其中以北东向断裂最发育，南北向断裂次之，区内主要的三阳断裂带自北东向南西穿过研究区(图1)，且发育两条大的褶曲，猴子坳向斜及竹林湾向斜。

1.2　地层特征

研究区内锰矿赋存在南华系地层中(图2)，南华系自下而上可分为下统两界河组、铁丝坳组、大塘坡组，上统南沱组[3]。区内的南华系下统大塘坡组第一段的黑色含锰炭质页岩(俗称“含锰岩系”)下部是区内锰矿赋存段，含锰岩系主要由炭质页岩及炭质菱锰矿等组成。

1 华夏陆块；2 扬子陆块；3 江南造山带；4 右江造山带；5 研究区位置

2　含锰岩系特征及展布

2.1　含锰岩系特征

研究区内ZK302孔揭露的含锰岩系资料显示大塘坡组一段仅厚约7 m。该段采取的56件含锰试验样化验结果显示锰矿含量为0.10%～1.70%；而ZK705孔由于沉积环境的变化，大塘坡一段尖灭，未见含锰岩系。笔者根据邻区李家湾锰矿收集的资料分析认为，该区域内大塘坡组一段厚度小于7.00 m这个临界值时，一般仅含无工业价值的菱锰矿体，大于7.00 m时就可能有菱锰矿产出，大唐坡一段的厚度与菱锰矿品位及厚度大体呈正相关关系。

图2　松桃锰矿区地层单元及沉积组合

基于本次钻孔及邻区资料的分析，笔者绘制了松桃地区含锰岩系厚度变化示意图，可以看出研究区含大塘坡一段(锰岩系)厚度自南向北逐渐变薄，直至尖灭。区域大塘坡一段厚度在0～50 m范围，在平面上呈出南西至北东向展布，以界牌沟—太丰—李家湾连线为中心(图3)，分别向北西和南东两方向延伸，含锰厚度由中心从内向外逐渐变薄直至尖灭，本次的研究区正位于厚度变薄至尖灭的过渡地段上。

图3　区域含锰岩系厚度变化

2.2　锰矿体的形态、产状、规模

杨里长锰矿研究区东侧毗邻已详查的李家湾锰矿和界牌沟锰矿，南侧毗邻已研究的关口坳锰矿，通过对邻区地质资料的收集整理及区内研究工作成果的综合整理研究，笔者认为锰矿层赋存于新元古界南华系下统大塘坡组第一段(Nh1d1)中，其底部的岩性主要为黑色炭质页岩，矿体的产状与围岩一致，呈层状、似层状顺层产出。矿体整体的走向为北西向，倾向北东，倾角20(°)～40(°)。根据研究区钻孔施工情况，ZK302号孔见含矿层，其采样化验结果Mn品位仅为1.72%，达不到边界品位，但结合周边矿区施工和见矿情况(图4)，可以分析寻找出在区域上太丰锰矿、李家湾锰矿南区为是相对高品位的中心，且从中心向南东及北西两方向延伸，锰矿品位呈下降趋势，其品位在空间上的变化与“大塘坡式”含锰沉积盆地成矿的趋势是相符的。太丰锰矿—李家湾锰矿南区位于成锰盆地的中心，属于成锰中心相，向外围逐渐演变为过渡相—边缘相，而本次的研究区在空间上正处于边缘相的外围区域位于中心的西北部，锰矿品位从中心向南东及北西两方向延伸，呈下降趋势，甚至至尖灭[4]。

图4　锰品位变化

3　矿床成因探讨

研究区锰矿床属于典型的大塘坡式锰矿床，属于海相沉积矿床，成矿物质来源多有争议。研究区岩石样品资料显示n(SiO2)/n(Al2O3)值为2～4左右，与反应为陆源为主的3.6值相近；而矿石样品资料显示n(SiO2)/n(Al2O3)值为6～15左右，表示生物作用、热水活动与矿石形成有一定的关系，有多种物质来源。综合周边地区前人的研究资料[5-6]，锰质在该地区大陆边缘相对宁静的浅海还原盆地中，富集沉积成矿，热水活动影响了该地区的锰矿成矿，笔者认为研究区锰矿成矿物质来源具有多源性，研究区矿床成因最为接近周琦等[7]提出的天然气渗漏成因。

4　区域锰矿床成矿规律

4.1　古断裂构造控制

锰矿床的分布受到构造运动形成的盆地及盆地中发育的古断裂(裂隙)构造控制(图5)。在图中可以找出沉积成锰盆地绝大部分分布有北东、北北东向断裂构造的规律，故反过来说北东、北北东向古断裂构造控制沉积成锰盆地的分布，以往锰矿的研究认为在各种沉积环境中最有利的沉积成矿盆地是局限浅海相中的裂陷盆地，在区域内目前发现的主要大中型锰矿均产于该相带中。沉积成锰盆地中的古断裂构造是深部成矿物质来源及成矿热液运移的通道，在Sturtian冰期后期，随着冰雪消融，海平面上升，造成本区生物的繁盛，海底压力降低，其期间沿古断裂构造的喷气作用和构造运动所引发裂陷海盆地中的整个南华系地层天然气渗漏，进而进一步造成沿断裂带及古天然气渗漏带发生缺氧氧化，形成大规模的成矿作用。

图5　区域早南华世古断裂与含锰富集区分布

4.2　厚度及岩相控制规律

目前勘查资料显示区内锰矿均赋存于南华系大塘坡组第一段(含锰岩系)黑色页岩的中下部，该层段黑色页岩的有无及其厚度大小、岩性与岩相等因素综合控制区内锰矿的产出，笔者综合分析认为该区域内存在有如下规律：

1)除层段黑色页岩的厚度外，锰矿富集的层段中岩石中有机质及炭质含量相对较高、水平层理较发育、分层性好；

2)该层段黑色页岩的厚度10 m为临界值，小于10 m的地段一般无矿产出，而有矿产出该层段黑色页岩厚度常在15～35 m左右；

3)各锰矿沉积盆地中，该层段具有明显的分带性，即锰矿品位从中心向南东及北西两方向延伸，呈下降趋势，甚至至尖灭。

4.3　含锰层段及下伏地层的厚度、岩性规律

1)锰岩系厚度于大唐坡组厚度呈正相关，即含锰岩系厚度较大则大塘坡组厚度较大，在松桃地区存在一个现象——大塘坡组的厚度均大于230 m，普遍有锰矿产出，且分层性好。

2)下伏地层铁丝坳组的岩层厚度越大，且岩性组合越复杂，呈层性好的区段越能为成矿提供有利环境，通常4～5种岩性组合是有矿地段常见组合，特别是铁丝坳组出现白云组合地段常有菱锰矿产出，而无矿地段则常为4种以下岩性组合，且厚度通常小于6 m。

4.4　锰矿床分布规律

研究发现锰矿床的分布具有方向性(北东向为主)、等距性和雁行式和串珠状分布的特点(图5)。研究区分布于三阳断裂之上，笔者分析推测成锰盆地中的古断裂构造是深部成矿物质来源及成矿热液运移的通道，期间沿古断裂构造的喷气作用和构造运动所引发裂陷海盆地中的整个南华系地层天然气渗漏，进而进一步造成沿断裂带及古天然气渗漏带发生缺氧氧化，形成区内成矿作用。

4.5　沉积成锰盆地岩相分带规律

研究区锰矿是Rodinia超大陆裂解过程中一次含锰事件沉积，具内源外生的特点。区内盆地相位控制锰矿的产出，断裂带发育地段大多分布在盆地中心地带，深部古天然气和火山气液得以通过这些断裂提供的通道进行渗漏和运移。通常成锰盆地沉积成矿拥有明显的分带性，通常分3个带，即中心相带、过渡相带及边缘带。通过对研究区样品测试、资料收集整理，笔者认为研究区其不论是含矿的厚度还是品位对比都吻合过渡相带及边缘带的特征，主要为炭质页岩组合带—含锰白云岩带、条带状锰矿、含锰炭质页岩，成矿条件较差。

5　结　论

1)研究区锰矿赋存在南华系地层中，区内构造主要以断裂构造为主，发育北东—南西向三阳断裂带，是主要控矿构造。

2)研究区锰矿成矿物质来源具有多源性，锰矿成矿受到了热水活动的影响，锰质在大陆边缘相对宁静的浅海还原盆地中，沉积富集成矿，矿床成因为天然气渗漏成因。

3)研究区含锰岩系(大塘坡一段)厚度自南向北逐渐变薄，直至尖灭；区域上位于成矿带东南部区域锰矿成矿过渡区域，厚度薄，含矿性较差，含矿层岩性以炭质页岩、白云岩为主。

研究区锰矿床发育规律显示由东南向北西方向品位逐渐降低，后期勘探找矿应向东南方向进行。且区内东南角紧邻现有关口坳锰矿开采矿山一带未进行深部钻探牵制，存在小型矿体分布的可能，只是由于其范围小且埋藏深，经济价值不高，应结合关口坳锰矿一同勘探开采。