姚希財，余萬澤，袁良軍，向坤鵬，張平壹，張仁彪，張?zhí)?，覃智貴

(1. 貴州省地質礦產勘查開發(fā)局 一〇三地質大隊，貴州 銅仁 554300； 2. 貴州省地質調查院，貴州 貴陽 550000)

貴州松桃李家灣—楊立掌大型錳礦床位于松桃縣城南西方向255(°)，平距約42 km，屬烏羅鎮(zhèn)管轄。該礦床既包括了20世紀80年代103地質隊發(fā)現和勘查的楊立掌錳礦床，也包括2013年103地質隊提交的楊立掌錳礦床深延部分的李家灣錳礦床，前后共提交錳礦石資源量3 337.58萬t。

20世紀60年代，貴州省地礦局103地質大隊發(fā)現了楊立掌錳礦。1978-1983年，該隊對楊立掌錳礦進行了詳查地質評價，提交碳酸錳礦石資源量1 473.95萬t[1]； 2010-2013年，103地質隊對楊立掌錳礦深延部分的李家灣錳礦進行了詳查評價，提交(332+333)碳酸錳礦石資源量1 863.63萬t[2]。2018年，依托李家灣錳礦床詳查資源量，貴州武陵礦業(yè)有限公司李家灣大型錳礦山建成投產，生產規(guī)模為年產錳礦石60萬t。

李家灣—楊立掌大型錳礦床大地構造位置處揚子地塊與華夏地塊的過渡區(qū),跨越上揚子地塊和江南造山帶[3-4]，屬于全國26個重要成礦區(qū)帶中的上揚子東緣成礦帶[5]。按照全國成礦區(qū)帶的劃分[6]，屬于濱太平洋成礦域(Ⅰ-4)的揚子成礦省(Ⅱ-15)、華南成礦省(Ⅱ-16)，三級成礦單元中屬于上揚子中東部(臺褶帶) Pb-Zn-Cu-Ag-Fe-Mn-Hg-Sb磷鋁土礦硫鐵礦成礦帶(Ⅲ77)；按照華南南華紀錳礦成礦區(qū)帶劃分[7]，位于南華裂谷盆地錳礦成礦區(qū)、武陵錳礦成礦帶、石阡—松桃—古丈錳礦成礦亞帶，松桃李家灣—高地—道坨IV級地塹盆地[8]，該IV級地塹盆地還同時控制形成了著名的松桃高地、松桃道坨超大型錳礦床等。

區(qū)內先后經歷了雪峰、加里東、印支及燕山多期次構造運動。褶皺簡單，斷裂構造發(fā)育,構造線總體呈NE、NNE向,主要褶皺有梵凈山穹狀背斜、猴子坳向斜及涼風坳背斜，主要斷裂有三陽、楊立掌、木耳、紅石等區(qū)域性大斷裂[9-10]。區(qū)域內出露地層由老到新為新元古界青白口系、南華系、震旦系，古生界寒武系、奧陶系，新生界第四系。

1 礦區(qū)地質特征

1.1 礦區(qū)地層

研究區(qū)出露地層由老至新依次為青白口系清水江組(Qbq)，南華系中統(tǒng)鐵絲坳組(Nh2t)、大塘坡組(Nh2d)，上統(tǒng)南沱組(Nh3n)；震旦系下統(tǒng)陡山沱組(Z1d)，上統(tǒng)留茶坡組(Z2l)，寒武系紐芬蘭統(tǒng)牛蹄塘組(∈1-2n)、第二統(tǒng)九門沖組(∈2jm)、變馬沖組(∈2b)、杷榔組(∈2p)、清虛洞組(∈2q)，寒武系第三統(tǒng)高臺組(∈3g)、石冷水組(∈3s)，寒武系芙蓉統(tǒng)婁山關組(∈3-4ls)，新生界第四系。其中大塘坡組(Nh2d)根據巖性可細分為3段，大塘坡組第1段(Nh2d1)為區(qū)內惟一錳礦層(習稱：含錳巖系)，巖性為黑色炭質頁巖，偶見層紋及現狀黃鐵礦。底部為鋼灰色塊狀、條帶狀菱錳礦層，常夾一層黑色炭質頁巖，菱錳礦層呈層狀、似層狀產出，常見星點狀黃鐵礦及網狀分布的白色石英細脈。桃李家灣—楊立掌大型錳礦床地質簡貌見圖1。

1 第四系浮土；2 寒武系婁山關組；3 石冷水組；4 高臺組；5 清虛洞組；6 杷榔組；7 變馬沖組；8 牛蹄塘組+九門沖組；9 震旦系；10 南華系南沱組；11 大塘坡組第2+3段；12 大塘坡組第1段；13 鐵絲坳組；14 青白口系清水江組；15 地質界線；16 不整合接觸界線；17 地層產狀；18 實測性質不明斷層；19 實測正斷層；20 實測逆斷層；21 背斜；22 礦層露頭線；23 勘探線剖面位置及編號；24 見礦鉆孔位置及編號；25 未見礦鉆孔位置及編號

1.2 礦區(qū)構造

礦區(qū)處于梵凈山穹狀背斜北東外緣，猴子坳向斜南西翼，以斷裂構造為主，褶曲不發(fā)育，主要斷裂構造為北東東向、北東向。

陳家溝背斜：位于區(qū)內南東毛溪溝以東之山脊一帶，軸線大致呈南北向，延伸長約3 km。西翼伸展較窄，地層產狀較陡，傾角為25(°)～78(°)；東翼伸展較寬，較西翼傾角平緩，傾角25(°)～50(°)，軸面傾向東，為F7斷層構造活動產生的不對稱拖拉背斜。

楊立掌斷裂帶：為區(qū)域性大斷裂，在區(qū)內主要表現為F1斷層，僅從殘存露頭大致可判斷斷裂帶至少由兩條以上斷層組成。F1斷層呈NE-SW向展布，區(qū)域上延伸約35 km，沿走向呈微“S”形彎曲，走向NE38(°)～69(°)，傾向NW，傾角77(°)～81(°)，斷距為500～1 000 m，為正斷層性質，對錳礦體的空間分布影響較大。

F8斷層：呈EW-NE向展布，破碎帶寬15～50 m，傾向南西，傾角為70(°)～75(°)，斷距為50～150 m，破碎帶內地層發(fā)生撓曲倒轉，甚至出現平臥褶皺，為一逆性斷層。

F7斷層：該斷層區(qū)域上稱石塘斷層，位于探礦權南東則，斷層傾向東，傾角在75(°)以上，西盤上升，區(qū)域上向北平移，東盤下降，區(qū)域上向南平移，為正斷層性質。

F11斷層：位于礦床南西部，斷層走向342(°)～335(°)，傾向北東，傾角58(°)～74(°)，斷層破碎帶寬15 cm，見壓碎糜棱巖，斷面光滑。斷層上盤下降，下盤上升，屬正斷層性質。斷距大于100 m，延伸1 500 m，受該斷層影響，礦層露頭線至該斷層結束，北西與F1相交。

李家灣—楊立掌大型錳礦床8號勘探線剖面見圖2。

1 清虛洞組；2 杷榔組第2段；3 杷榔組第1段；4 變馬沖組第2段；5 變馬沖組第1段；6 牛蹄塘組+九門沖組；7 震旦系；8 南沱組；9 大塘坡組第2段；10 大塘坡組第1段；11 鐵絲坳組；12 清水江組；13 鉆孔編號及位置；24 地質界線；15 不整合地質界線；16 逆斷層；17 正斷層；18 錳礦層

2 礦床地質特征

2.1 礦體形態(tài)、產狀、規(guī)模

錳礦層賦存于大塘坡組第1段(Nh2d1)底部的炭質頁巖中，礦體呈層狀、似層狀順層產出，產狀與圍巖基本一致。礦體總體走向北西，傾向北東，傾角20(°)～53(°)，因受構造的影響，礦體傾角變化程度隨地段不盡相同，因此礦層底板部分地段顯示撓曲褶皺現象；F1斷層拉空帶以北礦體整體傾向北東，傾角7(°)?？刂频V體北西走向長約2 000 m，傾向延深寬約1 500 m，控制礦體底板標高-600～+340 m。

單工程礦體厚0.70～9.04 m，礦床平均厚2.78 m，單工程Mn 14.12%～24.79%，礦床平均Mn品位19.06%。通過對本區(qū)鉆孔資料綜合分析，ZK404～ZK406一線以北礦體連續(xù)性好、品位高、厚度較大；往南延伸，品位逐漸變貧，厚度逐漸變薄，局部出現無礦“天窗”,具有在地塹盆地中心區(qū)域厚，向地塹盆地邊緣逐漸變薄的特點。

從鉆孔揭露上覆層位厚度統(tǒng)計，單工程礦體厚度與大塘坡組第1段(Nh2d1)地層厚度呈正相關關系最大(見表1)，依次為大塘坡(Nh2d)、大塘坡組第2和第3段(Nh2d2+3)、留茶坡組(Z2l)及南沱組(Nh3n)；與陡山沱組(Z1d)、九門沖組—牛蹄塘組(∈1-2n-jm)呈負相關關系[11]。

表1 單工程礦體厚度與上覆地層厚度簡單相關系數矩陣

以ZK011鉆孔為中心，選擇大致沿松桃李家灣—高地—道坨Ⅳ級地塹盆地長軸方向及短軸方向進行錳礦體與含錳巖系的對比研究，發(fā)現以下幾點。

2.1.1 短軸方向

以ZK107為中心，礦體厚度由盆地盆地中心向兩側逐漸變薄，最后尖滅；礦體層數由3層變成1層；菱錳礦體的厚度、層數與含錳巖系的厚度呈明顯的正相關關系。礦石類型從ZK107、ZK011以塊狀菱錳礦為主，條帶狀菱錳礦為輔，且ZK107出現軟變形沉積紋理。然后向兩側的ZK012、ZK211、ZK408、ZK607、ZK805礦體出現以條帶狀菱錳礦為主，一些鉆孔局部出現塊狀菱錳礦。再往南東方向ZK1205，含錳巖系尖滅，鐵絲坳組出現Sturtian冰期的蓋帽白云巖沉積。

2.1.2 長軸方向

ZK107為礦區(qū)中含錳巖系(厚39.01 m)、錳礦體(厚8.19 m)最厚的鉆孔。ZK107鉆孔北東方向2.5 km的ZK1208錳礦體厚3.17 m，其余鉆孔揭露的含錳巖系及錳礦體均較厚，礦體尚未圈邊。沿成錳期地區(qū)盆地長軸展布方向的ZK001、ZK005、ZK009、ZK011、ZK1208孔揭示了以下規(guī)律：以ZK001、ZK005一帶礦體厚度最大，沿SW至NE方向至ZK009礦體厚度稍薄(3.45 m)； ZK011～ZK1208之間，含錳巖系厚度、礦體厚度穩(wěn)定，沒有變薄的趨勢，反映出沿盆地長軸方向礦體產出穩(wěn)定。松桃李家灣錳礦床含礦體長、短軸柱狀對比圖見圖3。

2.2 礦石質量

2.2.1 礦物成分特征

通過礦區(qū)礦石的系統(tǒng)鑒定結果，區(qū)內菱錳礦礦石礦物組份可分5類：第1類為菱錳礦；第2類為粘土礦物；第3類為泥炭質；第4類為碎屑礦物；第5類為脈石礦物[12]。

1)菱錳礦：菱錳礦屬自生礦物，為礦石中主要礦物，同時也是礦石中的主要含錳礦物，含量一般為35%～55%，最高可達72%，在礦石中主要呈泥晶、顯微鱗片狀結構產出，次為粉砂質結構，少數為粉晶結構產出，其晶粒一般為0.002～0.015 mm，多數呈魚仔狀及圓粒狀，其間充填粘土礦物、泥炭質及次生脈石礦物。

1 鐵絲坳組；2 大塘坡組第1段；3 大塘坡組第2段；4 含礫砂巖；5 凝灰質粘土巖；6 含炭質粉砂質頁巖；7 炭質頁巖；8 白云巖；9 條帶狀菱錳礦；10 塊狀菱錳礦；11 大塘坡組1段厚度 ；12 礦體厚度 ；13 李家灣—高地—道坨Ⅳ級地塹盆地分布范圍(未全)；14 剝蝕線

2)粘土礦物：為陸源類礦物，是礦石中常見的主要雜質成分。含量最低為1%～2%，一般為10%～40%，最高可達55%，主要為伊利石水云母，少量為高嶺石、綠泥石和絹云母，粒徑一般小于0.004 mm，常常偏集成紋層狀、條紋狀以至條帶與菱錳礦條紋，條帶韻律相間，或充填于菱錳礦晶粒間。

3)泥炭質：為陸源類礦物，是礦石中次要雜質組分，其含量一般為10%～20%，最高可達26%，鏡下呈黑色至褐黑色，粒徑一般小于0.004 mm，呈分散的泥狀物與菱錳礦相伴生，或以線狀與粘土礦物、硅質以及碎屑礦物等組成紋層、條帶狀分布。

4)碎屑礦物：為陸源類礦物，是礦石中次要雜質組分，其含量僅少于泥炭質類，一般在15%以下，部分可達40%左右，粒度一般為0.03～0.1 mm，呈次圓狀、次棱角狀，分選性良好，磨圓度中等。主要成分為石英屑、云母、長石及巖屑等，礦物成熟中等。碎屑組分具相對偏集分布特征，膠結物主要是泥炭質組分及少量泥晶菱錳礦、方解石等，膠結類型為孔隙式—接觸式膠結。

5)脈石礦物：是礦石中含量較少的次要雜質組分，主要為石英、黃鐵礦、方解石及白云石等，含量較少，一般在15%以下。

2.2.2 化學組分特征

1)錳是礦石中主要有益組分，是工作中分析測試的重點，單件樣品Mn品位10.00%～28.94%，平均19.31%，變化系數22.70%，屬變化均勻型；單工程平均Mn品位14.12%～24.79%，平均19.30%，變化系數14.95%，屬變化均勻型，Mn品位平面上的變化表現為從北西至南東，由富漸貧。從鉆孔所揭露上伏層位統(tǒng)計，單工程錳品位與大塘坡組(Nh2d)地層厚度呈正相關關系，依次為大塘坡組第2至3段(Nh2d2+3)、大塘坡第1段(Nh2d1)、留茶坡組(Z2l)、南沱組(Nh3n)、九門沖組(∈2jm)及牛蹄塘組(∈1-2n)；與陡山沱組(Z1d)呈負相關關系。

2)礦石中主要有害組分P，單件樣品含量為0.057%～1.628%，平均0.240%，單工程含量為0.142%～0.401%，平均0.234%，屬高磷礦石，據鉆孔資料統(tǒng)計，P含量與Mn品位的變化不相關。

3)礦石中其他組分主要有：TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、S等，其含量根據組合分析結果按工程平均計算統(tǒng)計表明：①TFe在礦內內分布比較均一，單工程含量2.58%～4.00%，平均3.30%，Mn/Fe為6.40%～8.70%，平均為5.91%，屬于低鐵礦石；②SiO2礦區(qū)分布不均勻，單工程含量為13.59%～30.70%，平均21.15%。隨不同品級礦石含量有所不同，總的趨勢是含錳由低到高，則SiO2的含量由高到低，二者呈反比關系；③CaO、MgO在錳礦段內的極值為6.23%～12.18%和1.72%～4.11%，均值為9.35%和2.72%。在不同品級的礦石中，含量無顯著變化，其中Mn為大于20%～25%時，CaO+MgO的含量一般在12%～13.8%；④CaO、MgO、Al2O3、S、燒失量、As平均含量分別為9.35%、2.72%、3.36%、1.44%、43.78%及23.80×10-6。

根據組合樣的分析成果，對礦石中主要組分進行了相關關系分析，以期查明礦石中各元素的依存關系以及這些元素在錳礦沉積成礦過程中的地球化學行為。下面列出Mn、SiO2、TFe、P、CaO、MgO、S、Al2O3簡單相關關系數矩陣。通過相關分析，礦石中各元素之間，Mn-SiO2密切呈負相關；Mn-MgO、Al2O3-SiO2呈正相關；MgO-Al2O3、CaO-Al2O3呈負相關，與區(qū)內其他南華紀“大塘坡式”錳礦床特征相似[13]。

2.2.3 礦石結構構造

1)礦石結構

菱錳礦主要有泥晶結構、顯微鱗片狀結構，少量為粉砂質結構，其主要特征如下。

泥晶結構：礦石主要由自生的菱錳礦組成，混伴有大量的泥炭質有機質及陸源碎屑不均勻分布，菱錳礦呈泥晶魚仔狀、園粒狀，粒徑一般為0.002～0.012 mm，構成泥粉晶集合體形式產出，分布較均勻，其晶粒間有泥炭質及陸源碎屑等礦物類充填。

顯微鱗片狀結構：礦石主要由自生的菱錳礦組成，相伴有粘土礦物、泥炭質有機質等。菱錳礦呈泥晶結合體，構成長條狀、扁豆狀、眼球狀定向分布，粘土及泥炭質礦物主要由顯微鱗片狀水云母等礦物組成，粒徑≤0.004 mm，均呈薄層狀聚集，水云母等粘土礦物片理弱定向排列，定向分布，構成條紋條帶狀，使樣品呈泥晶、顯微鱗片狀頁理特征。

粉砂質結構：礦石主要由菱錳礦、粉砂碎屑、粘土礦物(水云母)以及泥炭質有機質組分等組成。菱錳礦以泥晶集合體形式產出，絕大多數呈線紋狀、條紋狀、條帶狀富集，菱錳礦晶粒間炭質、硅質玉髓、石英及粘土礦物等充填；粉砂碎屑含量較高一般占樣品總量40%左右，其成分以石英礦物屑為主，次為白云母和硅質巖屑等，呈次圓狀、次棱角狀，分選性良而磨圓度中等，構成砂質條紋條帶狀。

2)礦石構造

菱錳礦構造主要有塊狀、紋層條帶狀構造。

塊狀構造：由自生的菱錳礦組成，伴有泥炭質及粘土礦物等，分布較均一，菱錳礦占樣品總量較高，一般在45%以上，多呈魚仔狀、圓粒狀構成泥晶集合體形式產出，分布較均勻，菱錳礦晶粒間或微裂縫中主要為粘土礦物、泥炭質組分以及粉砂碎屑等充填，局部可見少量細石英和方解石脈發(fā)育，其他少量礦物可見黃鐵礦、綠泥石、磷灰石、鋯石等，彼此緊密相嵌。

紋層條帶狀構造：主要是菱錳礦、粘土礦物(水云母)以及泥炭質有機質組分等，各自相對偏集間夾分布，構成明顯的條紋條帶狀構造特征。礦石中菱錳礦一般上總量45%以下，其形態(tài)多為魚仔狀、圓粒狀構成泥晶集合體，多呈線紋狀、條紋狀、條帶狀富集，晶粒間多為炭質、硅質玉髓、石英及泥晶方解石和粘土礦物等充填，其條紋條帶邊界較明顯。

李家灣—楊立掌大型錳礦床與毗鄰區(qū)的高地、道坨超大型錳礦床礦石類型相似，均屬電解金屬錳用碳酸錳礦石，僅礦石品位、厚度略低于高地、道坨超大型錳礦床而已。

2.3 資源儲量

截止2018年底，李家灣—楊立掌大型錳礦床共查明碳酸錳礦石資源量3 337.58萬t。其中李家灣錳礦查明碳酸錳礦石資源量1 863.63萬t；楊立掌錳礦查明碳酸錳礦石資源量1 473.95萬t。李家灣—楊立掌錳礦床累計開采消耗資源量658.53萬t，保有資源量2 679.05萬t。

3 找礦潛力預測

3.1 李家灣—高地—道坨地塹盆地結構

按照華南南華紀錳礦成礦區(qū)帶劃分[8]，李家灣—楊立掌大型錳礦床位于南華裂谷盆地錳礦成礦區(qū)、武陵錳礦成礦帶、石阡—松桃—古丈錳礦成礦亞帶，松桃李家灣—高地—道坨IV級地塹盆地，該IV級地塹盆地控制形成了著名的松桃高地、松桃道坨超大型錳礦床等(見圖4)。

1 見氣泡鉆孔位置及編號；2 見礦鉆孔位置及編號；3 見礦化鉆孔位置及編號見；4 未見礦鉆孔位置及編號；5 滲漏噴溢中心相；6 滲漏噴溢過渡相；7 滲漏噴溢邊緣相；8 剝蝕區(qū)；9 剝蝕線；10 居民地位置及名稱

1)根據華南南華紀錳礦裂谷盆地古天然氣滲漏沉積成礦模式[8,14]，松桃李家灣—高地—道坨IV級地塹盆地滲漏中心相、過渡相和邊緣相特征明顯。中心相礦體厚度大、品位富，向外礦體厚度逐漸變薄，品位逐漸降低。

2)李家灣—高地—道坨IV級地塹盆地長大于30 km，寬2.5～4.5 km。沿北東65(°) ～70(°)方向展布，受南華紀大塘坡期同沉積斷層控制。

3)中心相：主要分布于楊立掌—道坨—徐家河一帶，中心相長約18 km，寬0.8～2.8 km，ZK107至ZK1208一帶及其北西區(qū)域尚未完全控制。過渡相：圍繞中心相呈環(huán)帶狀分布，該帶單側寬150～1 400 m，單側長大于20 km。邊緣相：分布于過渡相四周，其含錳巖系厚度、礦體厚度較過渡相薄，該帶單側寬150～800 m，該相帶以圍繞過渡相呈環(huán)帶狀分布。

3.2 找礦潛力預測

李家灣—高地—道坨IV級地塹盆地嚴格受南華紀早期的裂谷盆地的形成演化過程控制，南華裂谷盆地結構嚴格控制了錳礦的形成與分布，李家灣—高地—道坨IV級地塹盆地至少有3條北東東向的南華紀早期同沉積斷層[15-16]。該盆地錳礦成礦作用強度大，滲漏噴溢中心相區(qū)面積大、錳礦體厚度大，品位高、礦體層數多等特征。松桃道坨超大型錳礦床(1.42 億t)、松桃高地超大型錳礦床(1.61 億t)，累計提交的錳礦資源量3.3 億t。經預算資源潛力依然巨大，預測該盆地錳礦石的總資源量可達5 億t以上，為下一步錳礦深部找礦預測的重點區(qū)域。

4 結 論

1)李家灣—楊立掌錳礦床屬于典型的“大塘坡式”錳礦床，成因類型是古天然氣滲漏沉積型錳礦床。

2)李家灣—楊立掌錳礦床所控制的礦體均位于錳礦古天然氣滲漏沉積成礦系統(tǒng)中的過渡相和邊緣相位置，中心相主體尚未完全揭露。因此，礦床深部仍具有較大的找礦潛力。

3)李家灣—楊立掌錳礦床與著名的松桃高地超大型錳礦床、松桃道坨超大型錳礦床等，受南華紀松桃李家灣—高地—道坨IV級地塹盆地控制。該盆地保存較為完整，已累計提交的錳礦資源量3.3 億t。但資源潛力依然巨大，預測該盆地錳礦石的總資源量可達5 億t。因此，該地區(qū)是下步錳礦深部找礦預測的重點區(qū)域之一。