宜州—忻城一帶碳酸錳礦成礦地質(zhì)條件與找礦探討

覃少耀，陸春凱

（廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊(duì)，廣西 南寧 530031）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于上揚(yáng)子陸塊東南被動(dòng)邊緣盆地、鳳凰-大庸（宜州）臺(tái)緣盆地、湘中-桂中被動(dòng)陸緣盆地、右江前陸盆地復(fù)合處。北面緊鄰桂北隆起，西面為右江再生地槽，南面和東面為來(lái)賓凹陷帶。主要斷層為河池-宜州斷裂、北牙-福田斷裂及益蘭-忻城斷裂（屬區(qū)域性大斷裂南丹-昆侖關(guān)斷裂的北段分枝），前二者為本區(qū)二級(jí)構(gòu)造單元界線(xiàn)，后者為三級(jí)為構(gòu)造單元界線(xiàn)，均為控巖、控相、控礦區(qū)域性大斷裂。

主要地層有泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、白堊系。泥盆系～三疊系為淺海相沉積，白堊系為陸相碎屑堆積。石炭系地層分布最廣，下石炭統(tǒng)巴平組為含錳巖系。石炭系至二疊系，不同的沉積序列對(duì)應(yīng)不同沉積相[1]。巴平組-大埔組-黃龍組-馬平組沉積序列，沉積水深相對(duì)較淺，逐漸趨于臺(tái)地相沉積；巴平組～南丹組沉積序列，沉積水深相對(duì)較深，趨于臺(tái)溝相沉積。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 含錳巖系

研究區(qū)錳礦產(chǎn)于下石炭統(tǒng)巴平組中，為一套含錳硅質(zhì)巖-碳酸鹽巖建造，該建造特點(diǎn)是上部以灰?guī)r為主，硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖則主要分布在下部，礦層多出現(xiàn)于硅質(zhì)巖減少、灰?guī)r增多的部位[2]。依巖性特征分上下兩個(gè)含礦層位，上下兩個(gè)含礦層間距15m～80m。在研究區(qū)西部龍頭一帶工業(yè)礦層產(chǎn)于下含礦層；在東南部北牙、塘窩、里苗、塘嶺一帶工業(yè)礦層產(chǎn)于上含礦層。

2.2 礦體產(chǎn)出特征

研究區(qū)礦層層位穩(wěn)定，連續(xù)性好，產(chǎn)狀與地層一致，長(zhǎng)度最大達(dá)3000m，寬度最大達(dá)800m，自下而上分4層礦：Ⅰ礦層厚度0.10m～1.59m，錳品位11.84%～20.11%；Ⅱ礦層厚度0.36m～1.16m，錳品位11.77%～17.81%；Ⅲ礦層厚度0.31m～1.70m，錳品位10.47%～20.50%；Ⅳ礦層厚度0.10m～1.38m，錳品位12.00%～20.59%。礦層頂、底板巖性主要為夾硅質(zhì)條帶深色微晶灰?guī)r、砂屑微晶灰?guī)r，礦層之上10cm左右普遍見(jiàn)一層約2cm厚的藻鮞?；?guī)r，再往上多為白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀白云巖。

2.3 礦石質(zhì)量特征

碳酸錳礦石主要由錳方解石-鈣菱錳礦組成，以含錳方解石為主，次為鈣菱錳礦，少量褐錳礦、硫錳礦及錳白云石，含量8%～35%，硬錳礦和軟錳礦含量1%～2%；脈石礦物主要為方解石和石英，少量玉髓、白云母、黃鐵礦、文石、高嶺石、綠泥石、泥質(zhì)、碳質(zhì)等[3,4]。具微粒-隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，紋層狀、薄層狀、條帶狀、塊狀構(gòu)造，屬堿性礦石。礦石礦物主要為含錳方解石和鈣菱錳礦，屬盆地深處的碳酸鹽相。

3 成礦地質(zhì)條件分析

3.1 礦物質(zhì)來(lái)源

泥盆紀(jì)-石炭紀(jì)，研究區(qū)在揚(yáng)子板塊邊沿發(fā)生局部海底快速伸展背景下，區(qū)域性同沉積斷裂迅速發(fā)展，演化成強(qiáng)補(bǔ)償式，并形成一系列次級(jí)斷陷盆地，為來(lái)源于海底熱液、母巖風(fēng)化、火山物質(zhì)等多源錳質(zhì)的富集沉淀提供了充足地理空間和必要的還原環(huán)境。由冰川融化帶來(lái)的大量淡水注入，在斷陷盆地中形成了海水物質(zhì)和密度分層現(xiàn)象，海水在上層流動(dòng)，下層形成滯留的靜海封閉環(huán)境。在盆地基底沉降、大陸風(fēng)化作用加劇造成的陸源輸入增加，以及氣候變暖誘發(fā)微生物繁盛、有機(jī)質(zhì)豐度大幅提升的共同作用下，深水海盆（聚錳盆地）盆地中形成厚達(dá)近200m的灰-灰黑色薄層狀硅質(zhì)巖-碳酸鹽。靜海封閉的下層還原環(huán)境為錳礦富集沉淀的關(guān)鍵因素，在氧化還原界面以下，通過(guò)有機(jī)質(zhì)厭氧氧化作用，使有機(jī)質(zhì)中的碳元素以CO2或者HCO3-的形式存在于海水中，當(dāng)海水中的HCO3-達(dá)到飽和，就與海水中富有機(jī)質(zhì)還原條件下大量濃集的Mn2+膠體結(jié)合形成MnCO3。綜上所述，研究區(qū)錳礦床為區(qū)域性同生大斷裂活動(dòng)，海底含礦氣液沿同生大斷裂向上噴溢、沉積的內(nèi)生外成氣液噴溢沉積成因（圖1）。

圖1 宜州～忻城錳礦成礦模式圖

3.2 成礦盆地的構(gòu)造條件

加里東期揚(yáng)子地塊與華夏地塊南北向的碰撞擠壓力形成近EW向的構(gòu)造線(xiàn)褶皺，孕育成河池-宜州斷裂帶雛形。海西期，伴隨峨眉地裂運(yùn)動(dòng)、古特提斯洋的擴(kuò)張與區(qū)域性地殼伸展，海水超覆在古陸上，桂中凹陷沿著深大斷裂發(fā)生裂陷。受NNE向及NW向區(qū)域性斷裂的影響，在宜州弧形褶皺帶的河池-宜州和益蘭-忻城兩大同生斷裂之間，在廣西境內(nèi)形成了一個(gè)寬約35km，長(zhǎng)約500km，NE走向狹長(zhǎng)帶狀的拉張斷陷盆地，并發(fā)展成溝、臺(tái)相間格局。海相臺(tái)地發(fā)育淺海碳酸鹽巖，臺(tái)溝（槽）相發(fā)育半深水-深水硅質(zhì)-碳酸鹽巖，整個(gè)地區(qū)分為三大相區(qū)：揚(yáng)子臺(tái)地陸緣沉積相區(qū)、北牙-塘窩-里苗臺(tái)溝沉積相區(qū)、桂中孤立臺(tái)地沉積相區(qū)；進(jìn)一步可細(xì)分為5個(gè)Ⅳ級(jí)地壘和3個(gè)Ⅳ級(jí)地塹盆地（圖2）。

圖2 宜州～忻城早石炭世成猛期構(gòu)造古地理圖

區(qū)域性同沉積斷裂控制了巖相的分異。以深水相的南丹組灰色薄層夾硅質(zhì)團(tuán)塊、條帶灰?guī)r（同期異相的淺水臺(tái)地相馬平組為灰白色中-厚層狀微晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、生物碎屑泥晶灰?guī)r）為邊界，臺(tái)溝沉積相區(qū)劃分3個(gè)Ⅳ級(jí)地塹盆地（深水海盆）：主要受河池-宜州同沉積斷裂（形成于加時(shí)東-海西期）控制的近EW向龍頭-拉利海盆（槽）、主要受拉仁-索云同沉積斷裂（南丹-昆侖關(guān)區(qū)域大斷裂北西段-形成于海西期）控制的NW向北牙-塘窩海盆（槽）、主要受三岔-忻城同沉積斷裂（形成于海西期）控制的NE向里苗-塘嶺海盆（槽）。依水的深淺不同，每個(gè)Ⅳ級(jí)地塹盆地可劃分為中心相（深水海盆）和邊緣相二個(gè)相帶（半深水海盆）。

3.3 成礦盆地的古地理?xiàng)l件

早石炭世宜州～忻城大量錳礦床（點(diǎn)）形成于其中深水海盆（聚錳盆地）（圖2），且具有巖相控礦的特點(diǎn)：中心相易形成錳礦床，礦層層數(shù)多，礦層相對(duì)較厚，錳品位較高（7%～21%），礦石以貧錳礦石為主，次為富錳礦石；邊緣相（淺水海槽），一般不形成礦床，礦層較薄，錳品位較低（2%～5%），礦石以含錳硅質(zhì)巖、含錳灰?guī)r為主[5]。

4 找礦潛力分析

研究區(qū)以往錳礦地質(zhì)勘查著重于錳帽型礦床及堆積型氧化錳礦床，少數(shù)地段找到原生碳酸錳礦床，但是否具工業(yè)價(jià)值尚未評(píng)價(jià)。龍頭-拉利海槽、北牙-塘窩海槽及里苗-塘嶺海槽范圍廣闊，長(zhǎng)30km～67km，寬3km～9km，尋找碳酸錳礦潛力大。因此，厘定宜州-忻城一帶錳礦成礦地質(zhì)體、裂谷盆地結(jié)構(gòu)、古地理環(huán)境，可為找礦提供依據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

研究區(qū)中同生斷裂共同控制了宜州～忻城半封閉的成礦盆地（臺(tái)溝）的形成，5個(gè)Ⅳ級(jí)地壘和3個(gè)Ⅳ級(jí)地塹盆地控制了不同的沉積相，而沉積相直接控制了錳床的分布，具有“構(gòu)造控盆，盆控巖相，巖相控礦”的特點(diǎn)，找礦前景好，如能加大勘查投入會(huì)取得重大找礦突破。