楊劍波

(中國冶金地質(zhì)總局昆明地質(zhì)勘查院，云南 昆明 650201)

我國的錳礦資源分布相對集中，資源主要分布在廣西、湖南、云南、貴州、重慶和遼寧省(市，自治區(qū))等地。截止2014年，全國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的錳礦區(qū)四十多處，查明資源量122億t[1]。錳礦資源云南省鶴慶錳礦是我國晚三疊世優(yōu)質(zhì)低磷低鐵富錳礦的典型代表[2]，區(qū)內(nèi)錳礦(化)體分布于小天井、猴子坡、武君山、大陡坡、花椒箐、黃蜂山等地，該礦床礦石礦物主要有硬錳礦、菱錳礦、水錳礦、黑錳礦,含有少量的軟錳礦和恩蘇塔礦[3]。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)錳礦位于揚(yáng)子地臺西南緣，滇西北多世代復(fù)合型錳礦復(fù)雜成錳構(gòu)造域(玉樹—義敦優(yōu)地槽褶皺帶、金沙江優(yōu)地槽褶皺帶、鹽源—麗江臺緣褶皺帶構(gòu)造復(fù)合部位)[4]，產(chǎn)于晚三疊世諾利期烈下陷的太溝環(huán)境，該太溝盆地屬于走滑拉張型盆地，他的生成與西緣臺褶帶卡尼—諾利中期區(qū)域性南北向深大斷裂帶的右行走滑拉張活動有直接關(guān)系[5]。區(qū)內(nèi)出露地層主要有下三疊統(tǒng)(T1)、中三疊統(tǒng)北衙組(T2b)、上三疊統(tǒng)中窩組(T3z)、松桂組(T3sh)和第四系(Q)。礦體賦存于上三疊統(tǒng)松桂組第3段。區(qū)內(nèi)斷裂和褶皺發(fā)育，近東西向汝南哨斷裂貫穿全區(qū)，北東向及北西向斷裂為成礦后構(gòu)造，對礦體產(chǎn)生不同程度的破壞。錳礦體主要賦存于小天井不對稱向斜內(nèi)，該向斜形成于印支運(yùn)動第Ⅰ幕末期[6]。

2 礦床特征

2.1 地層特征

區(qū)內(nèi)出露地層為三疊系中統(tǒng)北衙組第2段 (T2b2)、三疊系上統(tǒng)松桂組 (T3sh)。

三疊系中統(tǒng)北衙組第2段 (T2b2)：巖性為灰色、灰白色塊狀細(xì)晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r局部見含錳灰?guī)r。

三疊系上統(tǒng)松桂組地層自下而上共分為5段。

第1段(T3sh1)為灰紫色薄—中層—厚層狀細(xì)—中粒長石砂巖夾灰色鈣質(zhì)泥巖及層紋狀粉砂巖。

第2段(T3sh2)為灰褐色中、厚層狀中粗粒長石石英砂巖、長石雜砂巖夾泥巖、碳質(zhì)泥巖及煤線。

第3段(T3sh3)主要為一套灰綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖—泥質(zhì)粉砂巖，灰白色薄層硅質(zhì)巖、灰?guī)r，中部在研究區(qū)西部地段相變?yōu)橹写至ｉL石石英砂巖，錳礦產(chǎn)于薄層硅質(zhì)灰?guī)r中。

第4段(T3sh4)為一套灰綠色玄武質(zhì)礫巖、紫紅色杏仁狀玄武巖夾灰綠色泥巖及玄武質(zhì)凝灰?guī)r。

第5段(T3sh5)為灰紫色薄—中層狀細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾薄層—中層狀砂質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r。

2.2 構(gòu)造特征

區(qū)內(nèi)成礦前構(gòu)造為近東西向的汝南哨斷裂構(gòu)造，成礦后構(gòu)造主要形成于燕山—喜山運(yùn)動，形成一系列的近東西向、北東向、北西向及近南北向的斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造(見圖1)。區(qū)內(nèi)推覆構(gòu)造發(fā)育，喜山期汝南哨斷裂以北的北衙組灰?guī)r(T2b2)在構(gòu)造運(yùn)動作用下大面積向南推覆，覆蓋在南部較新的地層(主要是T3sh)上。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造，主要有黃蜂山向斜、無名地—大陡坡向斜等。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造綱要

2.3 礦體特征

研究區(qū)有多個礦段，有黃峰山礦段、猴子破礦段、花椒箐礦段、武君山礦段、小天井礦段等。本文以黃峰山礦段為例，該礦段共圈定6個主要礦體，共分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號礦體，礦體主要有似層狀、透鏡狀、條帶狀錳礦3種形態(tài)，產(chǎn)于構(gòu)造推覆體(T2b2)灰?guī)r的溶洞和裂隙中，以及推覆體所覆蓋之T3sh3地層中的接觸帶上。

2.3.1 似層狀錳礦

Ⅰ號礦體，三疊系北衙組(T2b2)推覆體灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r與松桂組(T3sh3)泥巖、灰?guī)r接觸帶上。礦體呈似層狀，延長140 m，厚0.78～1.15 m，平均1.03 m。

2.3.2 透鏡狀錳礦

Ⅲ號礦體，產(chǎn)在三疊系北衙組(T2b2)推覆體與松桂組(T3sh3)的接觸帶上。推測延長25 m，呈不規(guī)則透鏡狀。

Ⅵ號礦體，為隱伏礦體。根據(jù)鉆孔資料推測為薄透鏡狀，單工程厚0.66 m。

Ⅱ號礦體，產(chǎn)在三疊系北衙組(T2b2)推覆體與松桂組(T3sh3)的接觸帶上。在破碎帶中，地表礦化長度130 m，厚0.35～0.75 m。

2.3.3 條帶狀錳礦

在研究區(qū)，條帶狀的錳礦不具備開采條件，僅僅有少量的探礦工程可見這一類型的礦體，本處不做詳細(xì)介紹。

從已控制的礦體特征來看，在該礦段還存在大量的隱伏礦體，但因單個礦體規(guī)模小、形態(tài)變化大、分布規(guī)律性差，難以用工程進(jìn)行有效的揭露和控制。

2.4 礦石質(zhì)量

區(qū)內(nèi)礦石為塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造為主，礦石以菱錳礦為主,少量褐鐵礦、赤鐵礦、鈣菱錳礦石、蠟硅錳礦石。脈石礦物主要是方解石。具膠狀、他形粒狀結(jié)構(gòu)，蜂窩狀、塊狀構(gòu)造。有用組分一般Mn的含量15%～39%。

3 巖相古地理

據(jù)1∶20萬區(qū)調(diào)資料可知，麗江三疊紀(jì)凹陷內(nèi)經(jīng)歷了兩次大規(guī)模的海侵，第1次發(fā)生在早、中三疊世，凹陷呈南北向展布，沉積物的厚度保持由南往北遞增的特點(diǎn)。拉丁期由于相鄰的寧蒗—永勝隆起帶強(qiáng)烈的上升作用，使凹陷帶范圍明顯由哈巴雪山往南至麗江遷移，海岸線大幅度的推進(jìn)造成鶴慶以南地區(qū)大幅度上升，停止沉積，并遭受不同程度的剝蝕。隨之而來的第2次海侵始于卡尼克期，海岸線向南遷移，而沉降中心向北偏移到玉龍雪山以北地區(qū)，在鶴慶至洱源一帶，諾利期麗江凹陷的南北向沉降中心往東遷到永勝，沉積厚度超過1 000 m，而在鶴慶地區(qū)，近東西向小凹陷發(fā)生劇烈的拉張下陷最終生成鶴慶含錳盆地[7]。

4 錳礦成因分析

據(jù)研究，鶴慶錳礦屬于多成因類型[8-10]，鶴慶式優(yōu)質(zhì)富錳礦經(jīng)歷了多階段的成礦過程，早期成礦物質(zhì)來源主要是以玄武巖漿活動為主，地?zé)嵯到y(tǒng)對盆地基底砂源層中錳質(zhì)的萃取，生物吸收，并以熱水噴流形式進(jìn)入盆地而成礦的過程[11]，然后于卡尼克—諾利期，在后續(xù)的熱源條件下被萃取，再經(jīng)過生物富集作用最終成礦。在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造單元的交界處，槽區(qū)擴(kuò)張和褶返活動向臺區(qū)傳輸應(yīng)力，通過交界部位深大斷裂的走滑活動在靠臺地一側(cè)形成小型的走滑拉張盆地以及引起大陸拉斑玄武巖的噴發(fā)即異化環(huán)境，形成錳礦成礦的儲礦構(gòu)造和熱源條件。碳酸鹽巖屬于較脆性巖石，易于在下凹過程中形成縱張裂隙和型剪裂隙，并且容易在熱水作用下發(fā)生溶蝕以擴(kuò)大滲流通道，利于礦質(zhì)的萃取和溶出。

5 結(jié) 論

1)錳礦受地層巖性控制，產(chǎn)于含錳地層海相硅質(zhì)—碳酸鹽巖中，含錳巖系由一套含炭質(zhì)粉砂質(zhì)頁巖、炭質(zhì)頁巖、菱錳礦、白云巖、凝灰質(zhì)粘土巖組成。

2)含錳礦層礦石主要由硬錳礦、軟錳礦、偏錳酸礦組成，具明顯的次生組織結(jié)構(gòu)，常混雜有硅質(zhì)、泥質(zhì)物，質(zhì)地疏松，礦層頂?shù)装褰缇€比較清楚。

3)含錳巖系風(fēng)化后常形成紅土、黃棕土或黑褐土。凡是普遍含有像綠豆、黃豆般大小的渾圓狀錳粒的紅土，或含有錳礦碎屑的黑褐土，可作為尋找風(fēng)化錳礦床的重要標(biāo)志。

4)含錳礦層圍巖一般巖性較堅硬、分布穩(wěn)定。

5)錳礦多分布于向斜兩翼的淺部，地下水面以上的氧化帶內(nèi)；淋積型錳多分布構(gòu)造破碎帶內(nèi)，堆積型錳礦產(chǎn)于第四系紅土層中。