鶴慶錳礦同生構(gòu)造作用與錳礦體的關(guān)系

張金海

[摘要]通過對鶴慶錳礦交通地理概況、礦床地質(zhì)特征的描述，論證了鶴慶錳礦同生構(gòu)造作用在成礦前錳盆地的形成階段、沉積成礦階段、成巖階段與錳礦體的關(guān)系。闡述同生構(gòu)造研究在今后礦山找礦工作中的重要意義。

[關(guān)鍵詞]錳礦 特征 構(gòu)造

[中圖分類號] P62 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-54-2

1交通地理概況

鶴慶錳礦位于鶴慶縣之西南，在東西長7公里，南北寬5公里，面積35平方公里范圍內(nèi)的小天井、武君山、猴子坡、黃峰山等四個礦段有工業(yè)錳礦體。此外還有花椒箐、猴子箐、無名地、虎門壩等地表錳礦（化）產(chǎn)出，其礦體地質(zhì)特征和成礦地質(zhì)條件與小天井等礦段相似，具有較好的找礦前景。

鶴慶錳礦是目前中國質(zhì)量最好的優(yōu)質(zhì)富錳礦床之一，在中國錳礦資源和冶金錳市場上占有獨(dú)特地位。經(jīng)過近30年的開采，礦山處于嚴(yán)重危機(jī)狀態(tài)，并于2004年列入全國危機(jī)礦山接替資源找礦試點(diǎn)項(xiàng)目。通過十多年來在工作中的認(rèn)識和總結(jié)，在綜合研究前人資料成果的基礎(chǔ)上，本文側(cè)重論述同生構(gòu)造作用與礦體關(guān)系。

2礦床地質(zhì)特征

2.1地層特征

礦區(qū)地層以三迭系上統(tǒng)松桂組（T3sh）、中窩組（T3z）、中統(tǒng)北衙組（T2b）為主，此外，尚有第三系分布于礦區(qū)東部。

上第三系（N）：為陸相粗砂巖夾礫巖，厚度>7.5米，與下伏地層呈角度不整合接觸。

上三迭統(tǒng)松桂組（T3sh）：是鶴慶錳礦區(qū)的含礦層位，可分為五段。

第五段（T3sh5）：雜色長石砂巖、石英砂巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r；厚度>300米。

第四段（T3sh4）：玄武質(zhì)礫巖、塊狀拉斑玄武巖，下部有大量T2b灰?guī)r、漂礫、巖塊、角礫，有的巖塊中發(fā)育緊閉的小型褶曲；厚度18.63—354.43米（東厚西?。?。

第三段（T3sh3）：上部灰綠色泥巖夾由薄層灰?guī)r放射蟲硅質(zhì)巖互層組成的硅鈣層及錳礦層，是礦區(qū)層狀錳礦含礦層位，厚度>50—187.27米，下部深灰——灰黑色碳質(zhì)泥巖夾細(xì)砂巖、粉砂巖及紫色泥巖；厚度220.93米。礦區(qū)第三層中上部，含有大量塊狀白云質(zhì)灰?guī)r，薄—中厚層狀灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r漂礫、巖塊、角礫。地表出露厚度受東西向斷裂破壞，有東厚西薄的特點(diǎn)。

第二段（T3sh2）：灰白色中厚層狀中粗粒長石砂巖夾黑色碳質(zhì)泥巖及煤線，中西段頂部見大量白云質(zhì)灰?guī)r漂礫巖塊及礫石，屬濁流沉積，厚度195.41米。

第一段（T3sh1）：淺灰、灰紫色細(xì)砂巖、粉砂巖夾泥巖、鈣質(zhì)泥巖透鏡體，底部見灰白色粘土及煤線；厚度>4.56米。

中窩組（T3z）：深灰色厚層狀燧石團(tuán)塊灰?guī)r、泥灰?guī)r、中薄層狀硅質(zhì)灰?guī)r硅質(zhì)巖，未見底，厚度>55米。礦區(qū)內(nèi)未見本組與下伏地層（T2b）接觸。

中三迭統(tǒng)北衙組（T2b）可分為上下兩段：上段（T2b2）為灰白—淺灰色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r夾藻紋層灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、內(nèi)碎屑灰?guī)r，厚度>250米。下段（T2b1）為紫紅色、灰黃色中—細(xì)粒長石石英砂巖、長石石英砂巖夾泥巖、灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，厚度>225﹒43米（未見頂）。

除汝南哨斷裂之北北衙組為原地系統(tǒng)之外，礦區(qū)北衙組上段碳酸鹽巖在礦區(qū)松桂組第二、三、四段中以漂礫、巖塊、角礫等產(chǎn)出，構(gòu)成晚三迭世諾力克期沉積混雜巖的“外來巖塊”，它們是諾力克期沿東西向汝南哨斷裂形成的海底斷崖的巖崩產(chǎn)物。那些在礦區(qū)中、南部山頂、山嵴等高地上成片覆蓋于含礦地層松桂組之上的北衙組上段碳酸鹽巖，顯系構(gòu)造作用形成的飛來峰。

2.2巖漿巖特征

區(qū)內(nèi)巖漿巖有兩種產(chǎn)出狀態(tài)，一是在松桂組中呈層狀產(chǎn)出的基性火山巖、火山碎屑巖層（T3sh4），其穩(wěn)定的層位及陸源沉積夾層中的海相生物化石等表明，它是諾力克期海底火山活動的產(chǎn)物。二是在東西向汝南哨斷裂帶中呈脈狀透鏡狀產(chǎn)出的苦橄玄武巖、橄斑玄武巖及玄武質(zhì)角礫巖等次火山巖，其礦物學(xué)巖石化學(xué)微量元素特征與層狀火山巖類似，顯系后者的同源異相產(chǎn)物。因此礦區(qū)基性火山巖、次火山巖屬晚三迭世諾力克期以汝南哨斷裂為巖漿通道的裂隙式噴發(fā)—噴溢作用產(chǎn)物。

由于礦區(qū)玄武巖在空間上與沉積混雜巖、硅鈣質(zhì)層及錳礦密切共生，錳礦石及其主要圍巖硅鈣層的稀土元素、微量元素、礦石礦物等與典型的噴流沉積錳礦床相似，礦石碳同位素組成與基性巖漿巖碳同位素相同，因此，錳礦應(yīng)屬與諾力克期海底基性火山巖活動相關(guān)的海底噴氣—噴流沉積成因。

2.3礦體地質(zhì)特征

鶴慶錳礦區(qū)內(nèi)已知錳礦體均產(chǎn)于同一含礦層位（T3sh3-2），根據(jù)礦體地理分布情況，由東至西可分為小天井、武君山、猴子坡等三個礦段。

（1）小天井礦段：礦體產(chǎn)于松桂組第三段第二層下部硅鈣質(zhì)層與灰質(zhì)角礫巖之間，地表礦體僅出露于0線露天采場中，絕大部份礦體隱伏于地下。礦體工程控制范圍長度830m，寬95—276m，總體走向295—115°，傾向北北東，受破礦斷層影響傾角變化較大在12—64°之間，總體有東緩西陡，北緩南陡的特點(diǎn)。礦體厚度1.39-26.71m，總體上有中部厚、向南北變薄的特點(diǎn)。礦石品位Mn10.84-65.89﹪，F(xiàn)e0.22-7.26﹪，P0.013-0.141﹪，SiO20.99-36.60﹪，平均Mn36﹒29﹪，F(xiàn)e1.28﹪，P0.035﹪，SiO211.44﹪，礦石品位與礦體厚度有正相關(guān)關(guān)系。原生礦石礦物有菱錳礦、鈣菱錳礦、黑錳礦、蠟硅錳礦等。礦石具泥晶結(jié)構(gòu)、內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)、球粒結(jié)構(gòu)，層紋狀—層狀、塊狀、角礫狀構(gòu)造。

（2）武君山礦段：武君山礦段錳礦體主要產(chǎn)于松桂組第三段上部薄—中層狀灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r中，地表礦體呈透鏡狀、脈狀產(chǎn)于F24斷裂破碎帶中，斷續(xù)長82m，厚0.43-3.83m，平均2.17m，產(chǎn)狀30-50°∠30-42°與F24斷裂產(chǎn)狀一致，系層狀礦體構(gòu)造破碎產(chǎn)物。淺部礦體隱伏于地表礦體之西，產(chǎn)于F24下盤，呈層狀產(chǎn)出，與頂?shù)装寤規(guī)r整合接觸，工程控制長50m，厚度7.75-11.77m，平均9.72m，礦體產(chǎn)在2956-2942m標(biāo)高，產(chǎn)狀由11-20°∠70-80°，漸變?yōu)?80-205°∠70-80°，礦石品位Mn平均39.12﹪。此外，礦體上、下部還有透鏡狀、條帶狀鐵錳礦、鐵礦產(chǎn)出。礦石具膠狀、纖維鱗片微晶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、細(xì)晶結(jié)構(gòu)，致密塊狀、層紋—條帶狀構(gòu)造。原生礦石礦物以菱錳礦、黑錳礦、蠟硅錳礦、褐錳礦為主，有錳鋁榴石、薔薇輝石，黑鎂鐵錳礦及少量磁鐵礦。2900中段以原生礦石為主，礦石礦物主要為菱錳礦、蠟硅錳礦，礦體總體產(chǎn)狀為194-217°∠50-60°，沿走向往東至32線被一斷層錯斷，往西至27線礦體變薄至尖滅，沿走向長約60-70米，礦體厚度變化較大，普遍厚在幾十厘米至2米左右，局部厚度可達(dá)5-6米，礦體上盤為含錳薄層狀灰?guī)r夾泥巖，下盤直接底板為泥巖，揀塊樣分析礦石錳品位一般在23.47-43.88%之間。

（3）猴子坡礦段：猴子坡礦段錳礦體（殘存）呈透鏡狀產(chǎn)于松桂組第三段第二層中部的中-厚層狀灰?guī)r中，已知Ⅰ礦體產(chǎn)狀0-55°∠39-54°，平均35∠48.5°，受橫向斷裂牽引，西端礦體局部產(chǎn)狀變?yōu)橄蚰衔鲀A斜。礦體工程控制長度750米，水平投影寬0-140米，其中地表礦體出露于23-37線，長375米；37-51線西，礦體呈隱伏狀產(chǎn)出，隱伏礦體長375米，礦體厚0.53-12.99米，平均421米。礦體中部厚大，沿走向向東逐漸變薄至尖滅，沿走向向西至礦體西部尖滅點(diǎn)，由于走向斷裂破壞，在5米范圍內(nèi)，厚度由2米迅速尖滅（3040米中段51線），傾向上礦體變化極大，在10-20米垂距內(nèi)，厚度由十幾米迅速變薄至不足1米乃至尖滅。礦石品位Mn10.21-54.63﹪，TFe0.37-55.14﹪，P0.002-0.218﹪，SiO26.22﹪，礦石品位與礦體厚度有明顯正相關(guān)關(guān)系。在礦體底板及礦體中，有含錳菱鐵礦呈透鏡體產(chǎn)出。原生碳酸錳礦石以菱錳礦、鈣菱錳礦為主，見黑錳礦、黑鎂鐵錳礦、含錳菱鐵礦，原生礦石具半自形—它形結(jié)構(gòu)、顆粒-米粒狀結(jié)構(gòu)、泥晶結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)，層狀—層紋狀構(gòu)造。

3礦區(qū)古構(gòu)造

區(qū)內(nèi)印支期及其以前形成的古斷裂構(gòu)造主要有北東向的麗江-劍川斷裂、軍營-福田斷裂（屬玉龍-龍門深大斷裂南西段分支斷裂），南北向程海-賓川斷裂、黑惠江斷裂、清水江-黃蜂廠斷裂以及東西向汝南哨斷裂等。

由此可知，鶴慶錳礦位于多組古斷裂夾持的三角地帶，處于二大構(gòu)造單元的過渡地帶，形成一獨(dú)立的微構(gòu)造單元，松桂晚期，在邊界斷裂控制下，受區(qū)域不同應(yīng)力作用，作頻繁的升降運(yùn)動（活塞式運(yùn)動）。

4同生構(gòu)造作用

該區(qū)同生構(gòu)造作用可分為三個階段，成礦前錳盆地的形成階段、沉積成礦階段、成巖階段。以下分別加以論述：

（1）成礦前（相當(dāng)于印支運(yùn)動第Ⅰ幕晚期）的沉降活動，使軍營-福田斷裂之東為淺海-瀉湖相泥巖-黑色泥巖建造，軍營-福田斷裂之西，汝南哨斷裂在北東向邊界斷裂作用表現(xiàn)為強(qiáng)烈拉張形成東西向斷陷海槽，沿汝南哨斷裂大規(guī)模的火山噴發(fā)作用與錳礦體的形成有二個作用：①引發(fā)巖崩和海底濁流，該區(qū)接受海相基性火山（碎屑）巖（T3sh3-β）、泥質(zhì)巖、細(xì)碎屑巖夾基性火山碎屑巖及T3z、T2b2外來巖的“混積層”（T3sh3-1A、B）沉（堆）積以及T3sh3-1C的泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾玄武質(zhì)凝灰?guī)r、細(xì)小灰?guī)r掉塊的沉積；該期沿汝南哨斷裂有次玄武巖（β51）侵入；沿汝南哨斷裂大規(guī)模的火山噴發(fā)作用帶入大量的鐵錳質(zhì)，由于巖崩、濁流的不均衡性，在斷陷海槽內(nèi)形成不平的基底，并形成大小不一的微盆地，小天井礦段由于遠(yuǎn)離汝南哨斷裂，形成的微盆地規(guī)模較大。②火山噴發(fā)帶入大量鐵錳質(zhì)的同時，并推動鐵錳質(zhì)向其它地方遷移，由于比重的原因，錳質(zhì)遷移較遠(yuǎn)，鐵質(zhì)遷移較近，所以離汝南哨斷裂較近的武君山礦段含鐵相對較高，并局部形成鐵礦體，小天井礦段從東至西鐵含量也逐漸升高。

（2）錳沉積階段（印支運(yùn)動第Ⅰ幕末期），東西向汝南哨斷裂繼承前期張性活動，裂陷槽持續(xù)緩慢下降，同時在區(qū)域上逐漸抬升的大地構(gòu)造作用下，海槽逐漸閉合。

該階段同生構(gòu)造作用與錳礦體的關(guān)系表現(xiàn)在以下幾個方面：1、海槽逐漸閉合，隔斷了海盆與外海的聯(lián)系，鐵錳質(zhì)濃度增大，在弱氧化弱還原堿性環(huán)境下，錳與其它元素分異，在生物作用下發(fā)生沉積作用；2、不斷的構(gòu)造作用，使海盆處于微動力環(huán)境下，加上自身重力作用，沉積的錳軟泥從邊緣向盆地中心流動，造成二種結(jié)果，一方面盆地中心礦體厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于盆地邊部，錳品位亦高于邊部；另一方面，同生褶曲相當(dāng)發(fā)育。

（3）成巖階段，不間斷的構(gòu)造作用使未完全固結(jié)成巖的礦體與圍巖之間形成層間滑動，構(gòu)成早期縱向斷層的雛形，同時由于區(qū)域上的逐漸抬升與海槽的持續(xù)緩慢下降，形成相對反向運(yùn)動，使礦體依盆地形態(tài)，形成同生向斜構(gòu)造，而原同生褶曲繼續(xù)發(fā)生形變，最終形成復(fù)雜的褶曲構(gòu)造，如礦體內(nèi)尖棱褶皺、箱狀褶皺等。

5同生構(gòu)造作用的研究意義

從以上分析認(rèn)為，同生構(gòu)造作用直接控制了礦體的形成及礦體空間分布特征，加強(qiáng)對同生構(gòu)造作用的綜合分析研究，必將為鶴慶錳礦的接替資源勘探、資源突破指明方向，也將為鶴慶錳礦的可持續(xù)發(fā)展奠定資源基礎(chǔ)。通過多年來的工作，認(rèn)為從以下方面進(jìn)行研究，以指導(dǎo)礦區(qū)及外圍找礦工作：

（1）加強(qiáng)對汝南哨斷裂的研究，汝南哨斷裂雖形成于成礦之前，但在鶴慶錳礦形成的各個階段，一直在活動，可以認(rèn)為它是一同生構(gòu)造作用形成的同生斷裂，并直接控制了礦體的空間分布；鶴慶錳礦均分布在汝南哨斷裂的南邊，通過對各已知礦體（礦點(diǎn)）在空間上與汝南哨斷裂關(guān)系，研究其分布規(guī)律，以預(yù)測本礦區(qū)未發(fā)現(xiàn)的隱伏礦體，同時在區(qū)域上尋找與汝南哨斷裂類似的構(gòu)造，以期發(fā)現(xiàn)新的礦點(diǎn)。

（2）礦區(qū)內(nèi)已知的幾個礦體，均具有中間富而厚，四周薄而貧的特征，這與礦區(qū)生長微盆地及同生構(gòu)造作用密切相關(guān)，應(yīng)從巖相古地理入手，通過對地層的劃分，尋找類似的向斜構(gòu)造，以劃定找礦勘探的突破靶區(qū)，為接替資源勘探打下堅(jiān)實(shí)的理論指導(dǎo)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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[2][R]中國冶金地質(zhì)總局昆明地質(zhì)勘查院《鶴慶錳礦猴子坡礦段補(bǔ)充勘查報告》.