廣西天等縣天等錳礦地質(zhì)特征與找礦標志研究

丁大慶，龍 濤，龍 鵬，張紹屏，莫 佳，彭 磊

(1. 中國冶金地質(zhì)總局 廣西地質(zhì)勘查院，廣西 南寧 530022； 2. 中國冶金地質(zhì)總局 礦產(chǎn)資源研究院，北京 101300； 3. 廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，廣西 南寧 530023)

廣西天等錳礦礦區(qū)主體屬廣西天等縣北部東平鎮(zhèn)，部分跨入田東縣江城鎮(zhèn)。歷史課題和項目較系統(tǒng)地研究了工作區(qū)的沉積環(huán)境，討論了巖相古地理的演化對錳礦形成的控制作用，指出了最有利的沉積相帶，修正了研究區(qū)的含錳巖系，為研究工作奠定了較好的基礎(chǔ)、提供了較全面的基礎(chǔ)資料。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

天等錳礦研究區(qū)所在區(qū)域上出露地層未見前寒武紀地層，主要出露地層為中生代以來的地層有：泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系及第四系[1]。由于龍州運動(柳江運動)使地殼的緩慢上升，造成區(qū)域性的海退，使局部地區(qū)露出海面并遭受風化剝蝕形成泥盆系與石炭系間的平行不整合，同時，海盆內(nèi)某些低洼的水下盆地逐漸形成閉塞環(huán)境，這對沉積錳的形成，具有重要意義；印支運動使上古生界和下、中三疊統(tǒng)地層全面褶皺，基本形成了目前所見的蓋層構(gòu)造型式。區(qū)內(nèi)巖漿活動比較弱，有海底噴發(fā)和侵入兩類，以前者為主。

2 研究區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地層

研究區(qū)內(nèi)出露的地層有石炭系、二疊系、三疊系及第四系，從老到新分述如下。

石炭系上統(tǒng)：出露在研究區(qū)的南部，巖性以中層狀灰?guī)r為主，厚478～743 m，產(chǎn)蜓科、腕足類、珊瑚等化石。

二疊紀中統(tǒng)：棲霞組分布于研究區(qū)的南部及西部，巖性為深灰色—灰黑色薄層至中厚層狀燧石結(jié)核灰?guī)r夾硅質(zhì)巖，厚70～210 m，產(chǎn)蜓科化石，與下伏地層呈平行不整合接觸。二疊紀上統(tǒng)合山組分布于研究區(qū)的南部及西部，巖性下部為灰綠色厚層狀含鐵鋁質(zhì)泥巖夾砂質(zhì)頁巖、砂巖，上部為灰綠色薄層狀鈣質(zhì)頁巖、泥巖、頁巖，厚25.7～30 m。

三疊紀下統(tǒng)：巖性下部為灰色厚層灰?guī)r，夾酸性晶質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰?guī)r及厚層竹葉狀、角礫狀灰?guī)r，上部為淺灰、灰黑色薄至中層半晶質(zhì)—微晶質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r，頂部夾燧石結(jié)核灰?guī)r，有方解石脈穿插。北泗組分布在烏鼠山向斜、洞蒙向斜各個次級背斜的兩翼，為工作區(qū)的含錳巖系，巖性從下到上分4個巖性段[2]。

第四系：為褐紅色—褐黃色殘積、坡積及洪積物，主要為粘土、亞粘土、亞砂土及風化巖石碎塊。厚0～15 m。

2.2 構(gòu)造

研究區(qū)的斷裂構(gòu)造不發(fā)育，主要斷層有F1、F5、F21、F22、F23、F4、F16，見圖1。

圖1 天等錳礦地質(zhì)簡況

F1斷層：位于馱仁西礦段與淥利礦段之間，為區(qū)域上的大斷層，走向延長規(guī)模大于30 km，在工作區(qū)12線以西，呈北東向，走向約為27(°)，在工作區(qū)12線以東，呈近東西向。

F5、F21斷層：均分布在蒙礦段，其中F5為平移斷層，長約500 m，傾向南東東，產(chǎn)狀99(°)∠45(°)，西盤相對往北位移，斷距110 m；F21斷層為正斷層，長約300 m，產(chǎn)狀75(°)∠56(°),上下盤相對位移約1 m。

F22、F23斷層：均分布在馱仁西礦段，均為正斷層，規(guī)模均小于200 m，其中F22斷層產(chǎn)狀192(°)∠30(°),上下盤相對位移約6 m；F23斷層產(chǎn)狀355(°)∠65(°),上下盤相對位移約1.50 m。

F4、F16斷層：F4斷層分布在馱仁東礦段至含柳礦段，展布長約500 m，走向北東，北西盤相對往北移動；F16斷層分布在馱仁東礦段，展布長約130 m，為正斷層，傾向北北西[3]。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動比較弱，有海底噴發(fā)和侵入兩類，以前者為主。侵入巖為輝綠巖脈，分布在馱仁東礦段北東面，侵入上二疊統(tǒng)合山組地層內(nèi)。

噴出巖主要有晶屑凝灰?guī)r和凝灰?guī)r，凝灰?guī)r噴出于百蓬組下部，一般呈層狀，與地層順層產(chǎn)出，接觸部位圍巖無蝕變現(xiàn)象。

3 礦(化)體特征

3.1 馱仁東礦段的碳酸錳礦層

表1 馱仁東礦段單工程碳酸錳礦層地質(zhì)特征

Ⅰ、Ⅳ礦層有5個工程及Ⅱ礦層有4個工程平均含Mn≥10%，可圈碳酸錳礦體，Ⅲ礦層含錳<10%，為硅質(zhì)泥灰?guī)r。Ⅰ礦層厚0.65～1.41 m，平均1.00 m，錳品位10.73%～11.92%，平均11.19%；Ⅱ礦層厚0.85～4.97 m，平均3.00 m，錳品位10.00%～10.71%，平均10.49%；Ⅳ礦層厚0.76～4.56 m，平均2.47 m，錳品位11.09%～13.18%，平均11.97%。

3.2 馱仁西礦段的錳礦層

馱仁西礦段的碳酸錳礦層分布06～30線，賦存在次級向斜⑩的南翼，傾向335(°)～40(°)，傾角26(°)～61(°)，平均43(°)。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ礦層平均含Mn≥10%，連續(xù)性較好，可圈碳酸錳礦體，Ⅲ礦層含錳小于10%，不能圈礦體。Ⅰ礦層厚1.79～2.66 m，平均2.34 m；錳品位11.03%～12.21%，平均11.67%；Ⅱ礦層厚3.67～7.38 m，平均6.39 m，錳品位11.46%～12.60%，平均11.98%；Ⅳ礦層厚2.09～4.44 m，平均3.32 m，錳品位10.67%～14.12%，平均12.39%。礦段單工程碳酸錳礦層地質(zhì)特征詳情見表2。

表2 馱仁西礦段單工程碳酸錳礦層地質(zhì)特征

3.3 淥利礦段的錳礦層

淥利礦段的碳酸錳礦層受背斜⑦兩翼及向斜⑧的控制，呈北東東向展布,背斜⑦北西翼的礦層傾角35(°)～57(°)。向斜⑧兩翼的礦層基本對稱產(chǎn)出，淺表產(chǎn)狀較緩，往深部產(chǎn)狀變陡，傾角13(°)～70(°)。以單工程平均錳品位而言，Ⅱ、Ⅳ礦層連續(xù)性最好，全部工程均見礦。Ⅰ礦層在44線背斜⑦北翼開天窗。Ⅲ礦層在背斜⑦南翼連續(xù)性最好，全部工程均見礦；在背斜⑦北翼連續(xù)性最差，僅在56～60線、44線見礦，其他地段為含錳硅質(zhì)泥灰?guī)r[5-7]。Ⅰ礦層厚0.60～1.89 m，平均1.22 m，錳品位10.87%～13.07%，平均11.90%；Ⅱ礦層厚2.02～6.43 m，平均3.87 m，錳品位10.96%～12.40%，平均11.97%；Ⅲ礦層厚0.39～2.17 m，平均1.12 m，錳品位10.03%～13.48%，平均11.08%；Ⅳ礦層厚0.53～5.62 m，平均3.15 m，錳品位10.36%～14.96%，平均11.74%。各礦層特征詳見表3。

表3 淥利礦段單工程碳酸錳礦層地質(zhì)特征

3.4 洞蒙礦段的錳礦層

洞蒙礦段17個鉆探工程控制，各工程控制到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ碳酸錳礦層或含錳硅質(zhì)泥灰?guī)r的特征見表4。

表4 洞蒙礦段單工程碳酸錳礦層地質(zhì)特征

以單工程平均錳品位而言，Ⅱ、Ⅳ礦層連續(xù)性最好，全部工程均見礦，Ⅰ礦層連續(xù)性較好，僅在72、76、80線開有天窗；Ⅲ礦層除1個工程見礦外，其他均為含錳硅質(zhì)泥灰?guī)r。Ⅰ礦層厚0.51～1.94 m，平均0.70 m，錳品位10.14%～13.11%，平均11.33%；Ⅱ礦層厚0.95～3.19 m，平均2.13 m，錳品位10.90%～12.69%，平均11.67%；Ⅲ礦層厚0.49 m，錳品位10.50%；Ⅳ礦層厚0.51～8.81 m，平均2.97 m，錳品位10.04%～13.11%，平均11.38%。

4 富集規(guī)律及找礦標志

4.1 富集規(guī)律研究

總體上，碳酸錳主礦層在05線至14線厚度大、錳品位高，往東西兩側(cè)厚度有變薄、錳品位有變貧的趨勢，從錳礦層厚度變化情況看，Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ礦層厚度在馱仁西礦段最大、淥利礦段次之、洞蒙礦段最薄。從錳質(zhì)富集情況看，Ⅱ、Ⅳ礦層的錳品位在馱仁西礦段最高，淥利礦段次之，馱仁東礦段最低；Ⅰ礦層的錳品位在淥利礦段最高，馱仁西礦段次之，馱仁東礦段最低，詳見表5。

表5 各礦段碳酸錳礦層地質(zhì)特征對比

4.2 找礦標志

4.2.1 直接標志

1) 礦層露頭標志：原生錳礦層經(jīng)風化次生富集形成比較明顯的錳帽，且與圍巖界線清晰，是很好的直接找礦標志。

2) 錳礦轉(zhuǎn)石標志：原生錳礦經(jīng)風化剝蝕，常形成大小不一的氧化錳礦塊或顆粒，沿重力作用方向散布于殘積、坡積及浮土中，是近礦的重要找礦標志。

4.2.2 間接標志

1)地層標志：研究區(qū)內(nèi)錳礦產(chǎn)出的層位為下三疊統(tǒng)北泗組地層，在此地層里較大概率可找到“東平式”錳礦床。

2)構(gòu)造標志：有含礦層位存在的向斜核部和背斜傾伏端及其兩翼的次級褶皺部位是錳礦富集、厚度變大的區(qū)段。

3) 地形地貌標志：沉積型錳礦及以其為礦源層的錳帽型氧化錳礦分布于山頂或是半山腰。

4) 錳礦層的識別標志：Ⅳ礦層頂部普遍夾一層錳鐵葉蛇紋石。

5 結(jié) 語

從區(qū)域地質(zhì)概況人手，研究了廣西天等縣天等錳礦聚集區(qū)的地質(zhì)特征與找礦標志等特征，特別是對馱仁東、馱仁西、淥利、洞蒙等4個礦段的礦體地質(zhì)特征進行了詳細的分析后發(fā)現(xiàn)：天等錳礦成因類型為海相沉積—錳錨型錳礦床，錳礦層受地層控制，含錳巖系為三疊系下統(tǒng)北泗組，錳礦層主要產(chǎn)于北泗組第2段、第3段，巖性組合為硅質(zhì)泥灰?guī)r、含錳硅質(zhì)泥灰?guī)r，夾少量的泥灰?guī)r、硅質(zhì)泥灰?guī)r。褶皺構(gòu)造對錳礦的富集有一定的影響。