廣西興安縣黑洞江地區(qū)南華系“大塘坡”式錳礦成礦潛力分析及預測

袁 凱

關(guān)健詞：廣西興安縣；黑洞江；南華系；大塘坡；錳礦；潛力分析及預測

1 區(qū)域大地構(gòu)造背景

廣西興安縣黑洞江地區(qū)大地構(gòu)造位于揚子陸塊東南緣的桂北隆起越城嶺褶斷帶東側(cè)雪峰次級裂谷盆地之中，與我國重要的揚子陸塊東南緣錳礦成礦帶、湘桂粵錳礦成礦帶相鄰?！吨猩蠐P子南緣錳礦成礦構(gòu)造環(huán)境研究》（2016.6杜遠生）中提出，中上揚子南緣南華系錳礦以大塘坡式錳礦床為典型的一系列礦床形成于南華裂谷盆地。因Rodinia超大陸進一步裂解，南華裂谷盆地（Ⅰ級構(gòu)造古地理單元）分別沿松桃-慈利深斷裂帶、黔陽—三江深斷裂帶再次發(fā)生裂陷，接受南華系沉積物沉積與演化。因此，南華裂谷盆地南西段從北西往南東方向，進一步形成了武陵次級裂谷盆地、天柱—懷化隆起（地壘）和雪峰次級裂谷盆地三個Ⅱ級構(gòu)造古地理單元。

其中武陵次級裂谷盆地（Ⅱ級）控制和形成了黔湘渝毗鄰區(qū)（上揚子地塊東南緣）錳礦成礦帶，主要包括大塘坡、松桃、花垣、古丈、秀山、印江、萬山、芷江以及長陽等區(qū)域，分布有一批著名的大型-超大型錳礦床，是我國最重要的錳礦資源富集區(qū)；而雪峰次級裂谷盆地（Ⅱ級）控制和形成了湘中—湘西南-黔東南錳礦成礦帶，主要包括湘潭、黔陽、靖州、黎平、從江等區(qū)域，也是我國重要的錳礦資源富集區(qū)之一，分布有一批大中型錳礦床。

廣西興安縣黑洞江地區(qū)位于雪峰次級裂谷盆地之中，其地層時代、巖性、同沉積斷裂構(gòu)造的方向等地質(zhì)背景均與大塘坡錳礦床的地質(zhì)背景相對應。在黔東北地區(qū)大塘坡組（本區(qū)為富祿組）地層為一套間冰期細碎屑巖沉積，以富含有機碳為特征（本區(qū)為富祿組頂部的炭質(zhì)頁巖），其厚度與可能在一定程度與錳礦礦體富集程度有關(guān)。調(diào)查區(qū)內(nèi)南華系地層屬間冰期淺海相沉積環(huán)境，橫向上巖相發(fā)生變化，含錳建造由黑色巖系型過渡為夾黑色巖系碎屑巖型，富祿組地層越厚，錳礦成礦條件越好。

經(jīng)過分析對比桂北與黔東大地構(gòu)造背景及古地理環(huán)境，筆者認為調(diào)查區(qū)內(nèi)錳成礦地質(zhì)背景、成礦環(huán)境與黔東類似，其大地構(gòu)造位置位于雪峰山次級裂谷盆地，成礦時代均為南華紀間冰期，海相沉積深度略有不同，屬半深海—淺海相含錳建造向淺?！獮I海相含錳建造過渡類型，加之該區(qū)地表發(fā)現(xiàn)有較好的南華系富祿組（Nhf）層控型錳礦體出露，具備了較好的錳成礦的潛力。

2 區(qū)域地質(zhì)特征及成礦條件

本區(qū)出露的地層主要為南華系、震旦系、寒武系，從老到新依次為南華系長安組（Nhc）、富祿組（Nhf）、黎家坡組（Nhl）、震旦系陡山沱組（Zd）、老堡組（Zl）、寒武系清溪組（∈q）。

（1）南華系長安組（Nhc）。下部為灰綠色砂質(zhì)板巖、板巖夾中厚層變質(zhì)砂巖、含礫砂巖，上部為灰綠色塊狀含礫泥巖、含礫砂巖夾砂泥巖，含礫砂泥巖多為塊狀構(gòu)造，分選差，礫石成分復雜：有泥巖、砂巖、脈石英、花崗巖等，磨圓度差別大，局部見擦痕，厚度自西向東減小，區(qū)內(nèi)厚度大于354m。局部地段經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用形成絹云板巖、變質(zhì)砂巖，與花崗巖接觸帶附近見有重結(jié)晶現(xiàn)象。

（2）南華系富祿組（Nhf）。毗連長安組分布，受斷裂構(gòu)造影響，平面上重復出現(xiàn)，為調(diào)查區(qū)內(nèi)主要含錳層位，錳礦層厚度約0.5m～4m。富祿組巖性較復雜，主要為淺灰色、灰色、灰綠色厚層狀巖屑質(zhì)砂巖、長石石英砂巖、泥巖為主，局部夾含礫砂巖，與下伏長安組呈整合接觸，頂部以灰黑色炭質(zhì)頁巖、硅質(zhì)頁巖與上伏黎家坡組分界。發(fā)育斜層理、平行層理、遞變層理及不對稱波痕。沉積厚度約298m，往西逐漸變薄至85m。含錳長石砂巖自調(diào)查區(qū)往龍勝、貴州一帶逐漸發(fā)生巖相變化至條帶狀赤鐵礦、鐵質(zhì)砂巖或含鐵硅質(zhì)頁巖。

（3）南華系黎家坡組（Nhl）。巖性為淺灰、灰綠、深灰色含礫砂巖、含礫泥巖、巖屑質(zhì)含礫砂巖、含礫板巖等。一般為灰色、灰綠色含礫砂質(zhì)泥巖，上部為灰色絹云板巖，夾含礫砂質(zhì)泥巖，層理不顯。厚度約94m，與下伏富祿組呈整合接觸。受斷裂構(gòu)造影響，黎家坡組地層平面上出現(xiàn)重復。

（4）震旦系陡山沱組（Zd）。巖性為深灰、黑色頁巖、炭質(zhì)頁巖、硅質(zhì)頁巖及白云巖透鏡體、黃鐵礦透鏡體等，局部為含炭質(zhì)石英粉砂質(zhì)絹云板巖、絹云板巖、長英質(zhì)砂巖夾少量細?；?guī)r。巖石普遍含黃鐵礦小晶體，富含鋇、鈧等化學元素。厚度121～158m。與下伏黎家坡組呈整合接觸。

震旦系老堡組（Zl）、寒武系清溪組（∈q）地層分布于調(diào)查區(qū)遠側(cè)，出露面積較小，巖性為硅質(zhì)巖、炭質(zhì)板巖等，為一套深海相沉積地層，經(jīng)歷了區(qū)域淺變質(zhì)作用，與錳礦化關(guān)系不密切。

區(qū)域巖漿活動頻繁，以酸性巖漿侵入為主，形成苗兒山花崗巖體，成因類型屬陸殼改造型，巖性為中粗粒、粗粒黑云母花崗巖。苗兒山巖體主體為中志留世（Sγ2c）花崗巖，侵入于下古生代地層，在區(qū)域上呈大巖基產(chǎn)出，成因類型為陸殼改造型，屬多期多階段侵入的復式花崗巖巖體，伴隨有晚志留世（S3γδ2）花崗巖補體侵入。

本區(qū)構(gòu)造主要為：

（1）褶皺構(gòu)造：主要為黑洞江背斜，屬苗兒山背斜南部片段，背斜總體展布方向為NE25°，軸部被苗兒山巖體所侵占，南東翼多遭巖體破壞，并被泥盆系覆蓋，沿其傾沒端向外依次發(fā)育有向南、南東傾伏的丹洲群、南華系、震旦系、寒武系，傾角20°～50°；北西翼為板溪群，與苗兒山巖體接觸帶內(nèi)混合巖化作用發(fā)育。褶皺構(gòu)造控制了錳礦層的礦體形態(tài)及展布特征。

（2）斷裂構(gòu)造：區(qū)域經(jīng)歷了多期次構(gòu)造活動，尤以加里東運動、印支運動和燕山運動最為顯著。加里東運動形成以北東向為主的緊密線狀褶皺帶（苗兒山背斜）和初期的同生斷裂，印支運動是又一次極其強烈的褶皺造山運動，并伴隨基底斷裂構(gòu)造的復活，燕山運動以塊斷運動為特征，造成基底斷裂再次復活，同時產(chǎn)生了以北北東向為主導的斷裂構(gòu)造，另有北西向，近東西向斷裂構(gòu)造與之配套。因斷裂構(gòu)造活動，層控錳礦體后期可能會被錯斷、平移、抬升，經(jīng)過風化作用后加劇了地表礦體的剝蝕，導致平面上錳礦層的重復出現(xiàn)，斷裂構(gòu)造活動一般對錳礦體起到破壞作用。

本區(qū)內(nèi)南華系地層普遍遭受區(qū)域淺變質(zhì)作用，形成一套淺變質(zhì)巖系。尤其以南華系長安組（Nhc）下部最明顯，為一套淺變質(zhì)作用形成的絹云板巖、變質(zhì)砂巖，與花崗巖接觸帶附近見有重結(jié)晶現(xiàn)象。區(qū)域變質(zhì)作用與錳成礦作用關(guān)系不密切。

區(qū)域礦產(chǎn)種類較多，已發(fā)現(xiàn)的礦種有錳、金、銀、銅、鉬、鎢、鉛、鋅、鈾、螢石等。區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富，成礦條件優(yōu)越，與本區(qū)相鄰的有張家坪銅鉬銀釩礦、勝金灣銅礦。

3 礦體特征及找礦標志

3.1 礦體特征

在綜合分析、借鑒黔東南華系錳礦勘查所取得的新成礦規(guī)律認識和新找礦模式基礎(chǔ)上，筆者重點對本區(qū)內(nèi)南華系地層古沉積環(huán)境、沉積相進行了調(diào)查考證，并采集分析樣品28件，樣品均取自南華系富祿組含錳層。其中錳礦體取樣16件，礦體圍巖取樣12件，錳礦體樣品分析結(jié)果依次為Mn：9.41%、4.18%、17.19%、13.29%、18.24%、15.61%、10.12%、27.77%、16.36%、7.24%、9.61%、7.00%、12.94%、10.32%、1.69%、8.75%；礦體圍巖樣品分析結(jié)果依次為Mn：3.52%、1.66%、0.60%、1.71%、0.01%、0.18%、2.53%、3.74%、0.81%、0.05%、0.38%、0.10%。

本區(qū)已發(fā)現(xiàn)的錳礦化均產(chǎn)于南華系富祿組（Nhf）含錳長石砂巖中，共1層，層控特征明顯。含錳層受逆沖性質(zhì)斷裂構(gòu)造及后期剝蝕作用影響，平面上由北往南分3段重復出現(xiàn)，近東西向展布，編號依次為I-1、I-2、I-3。

含錳層I-1段出露于調(diào)查區(qū)中部富祿組北側(cè)，出露長度約1km，厚度約4m，傾向159°，傾角31°，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，呈層狀分布。Mn品位7.00%～27.77%，礦石氧化程度較高，礦石類型為軟錳礦，一般呈松散泥狀或蜂窩狀。

含錳層I-2段位于含錳層I-1段南側(cè)約300m，出露長度約2.4km，厚度0.5m～4m不等，由西往東延伸規(guī)模逐漸變大，傾向165°～179°，傾角15°～29°，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，呈層狀分布。Mn品位8.75%～18.24%，礦石氧化程度不高，一般為原生碳酸錳類型，礦石呈塊狀，致密、堅硬。

含錳層I-3段位于含錳層I-2段南側(cè)約500m，出露長度約1.2km，厚度3m～4m，傾向165°～220°，傾角15°～29°，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，呈層狀分布。Mn品位7.24%～17.19%，礦石氧化程度不高，一般為原生碳酸錳類型，礦石呈塊狀，致密、堅硬。

該區(qū)錳礦石具有細粒集合體及鮞狀、球狀結(jié)構(gòu)；主要構(gòu)造為條帶狀或塊狀構(gòu)造。礦石礦物主要為軟錳礦、菱錳礦；脈石礦物以石英、方解石及粘土礦物為主。礦石類型有氧化錳類型和碳酸錳類型，近地表發(fā)育氧化程度不等的氧化類型軟錳礦石，深部為碳酸錳類型礦石。

通過對該批28件錳礦石的化學組分變化統(tǒng)計分析可以得出，Mn品位主要在10%～20%區(qū)間，最高品位為27.77%，最低品位為7.24%，平均品位為13.58%，變化系數(shù)為31.30%；T（Fe2O3）品位主要在15%～25%區(qū)間，最高品位為32.85%，最低品位為3.26%，平均品位為14.76%，變化系數(shù)為52.14%；P2O5品位主要在0.1%～0.4%區(qū)間，最高品位為0.91%，最低品位為0.06%，平均品位為0.31%，變化系數(shù)為53.30%；SiO2品位主要在35%～50%區(qū)間，最高品位為56.48%，最低品位為10.56%，平均品位為35.87%，變化系數(shù)為28.85%；Al2O3品位主要在8%～15%區(qū)間，最高品位為17.28%，最低品位為2.73%，平均品位為9.57%，變化系數(shù)為44.88%。

3.2 礦床成因

礦床成因的兩個重要因素為：還原環(huán)境下高度富集Mn2+離子的海水；氧化還原環(huán)境的突變，打破氧化還原平衡，造成Mn2+離子的析出。

調(diào)查內(nèi)的主要含錳地層為南華系長安組之上、黎家坡組之下的富祿組，巖性為灰綠色厚層狀巖屑質(zhì)砂巖、石英砂巖、長石石英砂巖、泥巖為主，底部以含錳長石砂巖與長安組分界，呈平行不整合接觸，頂部為灰黑色含炭硅質(zhì)頁巖、炭質(zhì)頁巖。下伏的長安組和上覆的黎家坡組均為冰期海相沉積環(huán)境，而富祿組為間冰期地槽深海相沉積環(huán)境。

在冰期，由于巨大的冰蓋封閉海水，海洋呈現(xiàn)不分層特征，即海水處于強還原環(huán)境，錳離子的長期聚集在還原的海水中形成巨大錳庫和大量的天然氣水合物。冰期結(jié)束后，冰川溶解形成大量富氧低溫的高密度淡水進入盆地并下降至底部，大量溶解于深部海水中的Mn2+離子因此被氧化為氧化錳進入沉積物，并最終富集成礦。

3.3 找礦標志

（1）南華系富祿組（Nhf）地層：富祿組為調(diào)查區(qū)內(nèi)控礦層位，錳礦化層控特征明顯，礦體產(chǎn)狀與地層一致，一般而言富祿組厚度與錳礦層厚度呈正相關(guān)關(guān)系，是調(diào)查區(qū)內(nèi)最為重要的找礦標志。

（2）南華系富祿組（Nhf）含錳長石砂巖：調(diào)查區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的地表礦化均產(chǎn)自富祿組含錳長石砂巖中，由于富祿組巖性復雜，縱向上巖性變化較大，含錳長石砂巖是調(diào)查區(qū)內(nèi)最直接的找礦標志。

（3）南華系富祿組（Nhf）黑色巖系：黑色巖系標志著古沉積環(huán)境處于深淺海相平靜的還原環(huán)境，富含較多的Mn2+離子，為氧化還原反應提供了根本的Mn元素來源，有利于錳的礦化、富集，具備較大的找礦潛力。

4 成礦潛力分析及預測

從大地構(gòu)造上看，我國錳礦絕大多數(shù)產(chǎn)于地臺區(qū)，尤其以泛揚子陸塊周邊地區(qū)最為發(fā)育。調(diào)查區(qū)位于揚子陸塊東南緣的桂北隆起越城嶺褶斷帶苗兒山巖體東南側(cè)，與我國重要的揚子陸塊東南緣錳礦成礦帶、湘桂粵錳礦成礦帶相鄰，屬揚子陸塊東南緣錳礦成礦帶亞帶，錳成礦大地構(gòu)造背景優(yōu)越。

從成礦古地理環(huán)境上看，具有重大工業(yè)價值的錳礦床多形成于淺海環(huán)境中，錳礦的形成受控于非構(gòu)造期古海洋結(jié)構(gòu)、古海水性質(zhì)及海平面升降等因素，層控特征明顯。揚子陸塊東南緣南華系大塘坡組（桂北為富祿組）中有大量錳碳酸鹽巖產(chǎn)出，貴州松桃等地的南華系地層中發(fā)現(xiàn)和探明了道坨、西溪堡等一系列世界級超大型和大型錳礦，取得錳礦找礦的重大突破。在綜合研究桂北區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究成果的基礎(chǔ)上，通過野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)查區(qū)內(nèi)南華系地層與黔東松桃南華系地層均為間冰期淺海相沉積環(huán)境，橫向上巖相發(fā)生變化，含錳建造由黑色巖系型過渡為夾黑色巖系碎屑巖型。

經(jīng)過分析對比桂北與黔東大地構(gòu)造背景及古地理環(huán)境，筆者認為調(diào)查區(qū)內(nèi)錳成礦地質(zhì)背景、成礦環(huán)境與黔東類似，成礦時代均為南華紀間冰期，海相沉積深度略有不同，屬半深?！獪\海相含錳建造向淺?！獮I海相含錳建造過渡類型。

筆者在野外調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)氧化錳和碳酸錳礦兩種類型，并具有一定的規(guī)模。上世紀90年代，前人在該地段地表斷續(xù)開采過一定數(shù)量的氧化錳，且深部發(fā)現(xiàn)了一定規(guī)模的碳酸錳礦層。桂北南華系富祿組（Nhf）底部有含錳長石砂巖的存在，表明本區(qū)錳源較豐富，找礦潛力巨大。

泛揚子陸塊海相沉積型錳礦是中國最重要的錳礦富集區(qū)，調(diào)查區(qū)地處揚子陸塊東南緣錳礦成礦帶亞帶，錳成礦大地構(gòu)造背景優(yōu)越。區(qū)內(nèi)含錳建造屬南華紀間冰期半深海—淺海相含錳建造向淺?！獮I海相含錳建造過渡類型，其古地理環(huán)境與近年來黔東南華系地層中發(fā)現(xiàn)和探明的一系列世界級超大型和大型錳礦類似，具備較大的找礦潛力。

調(diào)查區(qū)內(nèi)南華系富祿組（Nhf）分布廣泛，潛在的錳資源量規(guī)模較大。目前已發(fā)現(xiàn)的錳礦化均產(chǎn)于南華系富祿組（Nhf）底部含錳長石砂巖中，含錳層沿走向延伸穩(wěn)定，長度達2.5km，厚度0.5m～4m，礦體規(guī)模較大，層控特征明顯。本次調(diào)查所取的28個樣品，有9個達到邊界品位以上，最高品位為27.77%，平均品位為15.76%。且調(diào)查區(qū)內(nèi)工作程度較低，除調(diào)查區(qū)中部有民采老窿開采過地表氧化錳外，沿錳礦層走向和傾向均無工程控制，具備較大的找礦潛力。

因此，在綜合分析、借鑒黔東南華系錳礦勘查中所取得的新成礦規(guī)律認識和新找礦模式基礎(chǔ)上，筆者認為該區(qū)在大地構(gòu)造位置、古沉積環(huán)境沉積相、控礦因素、成礦條件等方面均與黔東南華系錳礦床高度相似，在調(diào)查區(qū)發(fā)現(xiàn)并控制一個中型以上規(guī)模的錳礦床是完全有可能的。