廖鳳初　羅益周

(湖南省地質礦產勘查開發(fā)局409隊)

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祁零盆地碳酸錳礦成因及找礦方向

廖鳳初羅益周

(湖南省地質礦產勘查開發(fā)局409隊)

摘要祁零盆地為湖南省內重要的錳礦產地，通過對區(qū)域內水埠頭大型錳礦床區(qū)域地質背景的綜合分析，總結了祁零盆地內原生碳酸錳礦床地質特征、礦床成因、控礦因素及找礦方向，對于整個區(qū)域及周邊類似區(qū)域尋找碳酸錳礦有一定的參考價值。

關鍵詞祁零盆地碳酸錳礦礦床地質特征礦床成因控礦因素找礦方向

近年來湖南省地質礦產勘查開發(fā)局409隊對祁零盆地錳礦開展了整裝勘查工作，對重點區(qū)段進行了普查、詳查工作，查明了水埠頭錳礦床為大型碳酸錳礦床。為進一步指導區(qū)內找礦工作，本研究結合區(qū)內已查明的水埠頭錳礦床地質特征，對整個祁零盆地碳酸錳礦床成因及找礦方向進行分析。

1區(qū)域地質背景

祁零盆地位于華南準地臺的桂湘贛褶皺帶中，南鄰都龐嶺—陽明山隆起帶，北至越城嶺—關帝廟串珠狀隆起帶，呈NE向槽狀分布，NE向汩羅—新寧、株州—雙牌與NW向邵陽—郴州、懷化—道縣等2組、4條深大斷裂將該區(qū)分割成菱形區(qū)域，主要為NNW—近SN向褶斷帶，為區(qū)內賦礦構造(圖1)[1-4]。區(qū)域內除第三紀地層外，震旦紀—第四紀地層均有出露，二疊系為區(qū)內主要賦礦層位。

圖1　祁零盆地區(qū)域地質構造

2礦床地質特征

2.1賦礦層位

區(qū)內錳礦層嚴格受賦礦地層二疊紀孤峰組控制，兩者存在明顯的空間關系。孤峰組為1套由含錳灰?guī)r、硅質灰?guī)r、硅質巖、頁巖組成的半封閉條件下形成的臺盆相沉積，礦層產于孤峰組第二段(P1g2)中上部，硅質巖之上，礦層頂部由1套含泥質較高的含泥灰?guī)r、泥灰?guī)r及頁巖組成。

2.2礦石質量

(1)礦石礦物成分。區(qū)內礦石礦物以錳方解石為主，次為含錳方解石、鈣菱錳礦、錳白云石及少量或微量的菱錳礦、含錳白云石等。脈石礦物主要為石英，次為少量的云母、長石、石墨及炭質、黏土礦物、石膏、方解石、白云石、磷灰石、黃鐵礦等。錳礦物含量在不同地段略有差異。

(2)礦石化學成分。礦石主要由Mn、TFe、SiO2、P、CaO、MgO、Al2O3、燒失量等組成，除上述組分外，還伴有Ni、Co、Cu、Zn、S等，其含量總和為94%以上。錳品位不同的礦石，上述成分含量各不相同。

(3)礦石結構構造。礦石結構構造均較簡單，結構主要有不等粒砂屑生物屑結構、球粒結構、泥狀粒屑結構和泥質鮞粒結構、殘余內碎屑結構等，以前兩者為主。構造主要有顯微層狀、細紋-條帶狀構造，次為浸染狀構造、定向構造、殘余鮞粒構造等。

2.3礦石自然類型

區(qū)內礦石類型較簡單，根據(jù)礦石礦物成分可劃分為碳酸錳礦石、氧化錳礦石2類。碳酸錳礦石為區(qū)內最主要的礦石類型，根據(jù)礦石礦物組成可進一步分為錳方解石碳酸錳礦石、含錳方解石碳酸錳礦石、鈣菱錳礦碳酸錳礦石。氧化錳礦石主要分布于淺部及地表露頭線一帶，原生礦石中含量甚微，一般無工業(yè)意義，由原生碳酸錳礦石經風化作用形成。

3礦床成因

區(qū)內碳酸錳礦主要形成于海相沉積作用，該區(qū)中二疊統(tǒng)孤峰組為整個碳酸錳礦成礦的含錳巖地層，成礦(礦質來源、礦床空間分布、礦體產出)與孤峰組含錳巖系密不可分，區(qū)內孤峰組相對較厚，巖石中富含炭泥質，總體為1套不純碳酸鹽巖組合。錳礦賦存于該組含泥質較高的含錳泥灰?guī)r-含錳灰?guī)r及頁巖的臺盆環(huán)境沉積系列中。區(qū)內在孤峰期沉積了1套富含鐵錳質的硅質巖、碳酸鹽巖和泥巖，由于相鄰古陸(江南古陸和雪峰古陸)含錳物質經強烈化學分解形成氧化硅、錳、鐵流入海盆，加之海水表層、海底分別繁育大量放射蟲、硅質海綿、藻類等生物，故形成錳(鐵錳)礦。區(qū)內碳酸錳礦石發(fā)育砂屑結構、球粒結構、泥狀粒屑結構、放射狀鮞粒結構、紋層狀構造等結構構造，表明礦體形成時，處于溫暖淺水和中等攪動的環(huán)境。區(qū)內礦石富含有機質、泥質、浸染狀黃鐵礦等成分，并伴有石膏、白云石等鹽度較高的礦物成分和蒸發(fā)環(huán)境下形成的礦物組分，表明區(qū)內錳礦形成于還原環(huán)境。礦石中發(fā)育藻類、有孔蟲等生物，并與錳礦物形成球粒結構。跟據(jù)礦石礦物成分、結構構造及生物組合等特征，區(qū)內碳酸錳礦形成環(huán)境為海相半封閉臺盆瀉湖環(huán)境，由生物化學作用形成的沉積型錳礦。

4控礦因素

(1)地層巖性。區(qū)內二疊紀孤峰組為主要含錳層位，其上段(P1g2)為主要賦礦部位，為1套由含錳灰?guī)r、含錳泥灰?guī)r、含錳含泥灰?guī)r及硅質灰?guī)r組成的半封閉條件下形成的臺盆相沉積，礦層產于孤峰組上段(P1g2)中上部，硅質灰?guī)r之上，礦層頂部由1套含泥質較高的含泥灰?guī)r、泥灰?guī)r及頁巖組成。賦礦層位不僅控制了碳酸錳礦體的空間分布，而且控制了其產狀、規(guī)模、品位，同時含錳巖系錳含量的高低決定了礦體錳品位的高低。

(2)構造。區(qū)域位于華南準地臺的桂湘贛褶皺帶中，二疊紀時處于強烈隆起剝蝕狀態(tài)，為區(qū)內提供了豐富的成礦物質。區(qū)域錳礦帶受控于祁零賦錳盆地的沉積環(huán)境，而發(fā)育于該區(qū)由上古生界組成的一系列大型緊密復式褶皺構造則控制著區(qū)內錳礦床(點)的空間分布，錳礦床(點)均沿褶皺帶集中成帶分布。

(3)巖相古地理。二疊紀時，祁零盆地北為越城嶺古陸，南有都龐嶺—陽明山隆起帶，北為越城嶺—牛頭寨—四明山串珠狀隆起，構成半封閉淺海盆地，沉積了1套灰質夾硅質薄層與團塊地層。由于長期受風化剝蝕作用的影響，盆地周圍的古陸被夷為平地，不僅使物理作用減弱，陸源碎屑減少，沉積速度減慢，而且給錳質的富集提供了充裕的時間和寧靜的環(huán)境。隨著化學作用的增強，使更多的錳質進入水介質中，清潔的水體有利于生物的大量繁殖，從而富集錳質。弱還原、弱堿性的沉積環(huán)境有利于富含炭質、錳質的含錳巖系形成。盆地內在海水較深、環(huán)境安靜條件下形成的富含生物的硅泥質-錳質巖-含硅細碎屑巖相是碳酸錳礦有利的成礦條件。

5找礦方向

(1)祁零盆地。通過分析祁零盆地各種地質條件，初步認為盆地內花橋—石巖頭向斜以及蕎麥沖—東湘橋向斜為重要的成錳帶，有較好的找礦前景?；颉瘞r頭向斜內的水埠頭礦區(qū)已開展了詳查工作，提交了1處大型碳酸錳礦床。蕎麥沖—東湘橋向斜內的野牛沖礦區(qū)，礦石品位高，厚度較大，是祁零盆地內優(yōu)質錳礦的有力找礦靶區(qū)。根據(jù)區(qū)內成礦規(guī)律和找礦標志，成礦主要在區(qū)內孤峰組地層出露地段及向斜構造位置，確定祁零盆地內花橋—石巖頭向斜、蕎麥沖—東湘橋向斜、馬頭嶺—零陵向斜、高溪市向斜、白露塘向斜為碳酸錳礦的找礦靶區(qū)。

(2)周邊區(qū)域。①邵陽盆地成錳帶，處于祁零盆地北西部，大地構造位置處于祁陽山字型構造中部與新寧SN向構造的復合部位。區(qū)內總體由一系列SN、NE向的背斜、向斜組成，向斜較開闊，背斜較緊閉，向斜構造控制了錳、煤等沉積礦床的產出。區(qū)內斷裂構造較發(fā)育，以走向壓性斷裂為主，與褶皺構造近平行分布，主要分布于褶皺兩翼。②藍嘉盆地成錳帶，地理位置處于祁零盆地南東部，大地構造位置位于欽州—衡山深大斷裂南段，不僅嚴格控制永州沉積盆地的巖相古地理環(huán)境，而且更重要的將海底火山熱液成礦物質不斷地從地殼深部沿欽州—衡山深大斷裂帶或與其配套的斷裂攜帶至中二疊世孤峰組中，上述導礦構造為永州臺盆碳酸錳礦床提供了源源不斷的成礦成錳物質，其形成的藍嘉盆地在各成礦條件上與祁零盆地有相似性，具有尋找錳礦的遠景。

參考文獻

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[2]王立亭.中國南方二疊紀巖相古地理與成礦作用[M].北京：地質出版社，1994.

[3]湖南省地質礦產局.湖南省區(qū)域地質志[M].北京：地質出版社，1988.

[4]湖南省地質礦產局.湖南省巖石地層[M].武漢：中國地質大學出版社，1997.

(收稿日期2016-01-18)

廖鳳初(1969—)，男，高級工程師，425000 湖南省永州市冷水灘區(qū)零陵南路997號。