水埠头矿区锰矿成矿条件及找矿前景分析

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摘 要：祁零盆地为湖南省内重要的锰矿产地，上世纪六十年代以来，己探获氧化锰矿2000余万吨。随着氧化锰矿的大规模开采，资源消耗殆尽，寻找原生碳酸锰矿成为当务之急。通过对水埠头矿区锰矿成矿地质条件及找矿前景进行总结分析，为该盆地进一步寻找碳酸锰矿提供参考。

关键词：祁零盆地；碳酸锰矿；水埠头

1 区域地质背景

祁零盆地位于华南准地台的桂湘赣褶皱带中，南邻都庞岭—阳明山隆起带，北至越城岭—关帝庙串珠状隆起带，呈北东向槽状分布。主体为北东向汩罗—新宁、株洲——双牌与北西向邵阳—郴州、怀化—道县等两组、四条深大断裂将本区分割成菱形区域，主要为北北西—近南北向褶断带，为区内赋矿构造 （图1）。

1.1 地层

区域内除第三纪地层外，自震旦到第四纪地层均有出露。区域内二叠纪地层主要分布于各向斜核部，下部为浅海相碳酸盐岩及硅质岩，上部为含煤地层。其中二叠纪孤峰组硅、灰泥质岩为海相沉积型碳酸锰矿主要赋矿层位。

1.2 构造

区内构造十分复杂，规模不等的基底构造和盖层构造共同构成了区内总体构造格局。

区内主要为北北西—近南北向褶断带，褶皱多较完整，为向斜宽阔、背斜紧闭的侏罗山式构造。向斜呈左行雁列式呈带分布，自西向东依次发育花桥—石岩头向斜、荞麦冲—东湘桥向斜、马头岭—零陵向斜、高溪市—伊塘向斜、石灰冲向斜等，控制了含锰岩系和碳酸锰矿层的分布和产出，与其对应发育了相应的锰矿带。水埠头矿区正处于花桥—石岩头向斜的中南部。

1.3 岩相古地理特征

区域内以产煤和铁锰等沉积矿产为主，分布于二叠纪龙潭组、孤峰组，石炭纪测水组等特定层位内。二叠纪时，祁零盆地北为越城岭古陆，南有都庞岭——阳明山窿起带，北为越城岭—牛头寨—四明山串珠状隆起，构成半封闭浅海盆地，沉积了一套灰质夹硅质薄层与团块地层。早二叠世晚期，本区属台盆，上部沉积了一套富含铁锰质的硅质岩、碳酸盐岩和泥岩，称为孤峰组（ P1 g），沉积自南东往北西厚12～124m。

1.4 区域地球化学特征

1∶20万水系沉积物测量在区内圈出了规模较大的Mn、Ni等元素综合异常5处，面积10～30km2等，与区内己知矿床（点）吻合。Mn元素异常明显：Mn元素的异常值强度大、分布广，根据高异常区分布范围与本区二叠系孤峰组是含锰岩系对比，二者在分布区域上刚好相吻合，属矿体引起的水系沉积物Mn异常。对锰矿的寻找具有一定的指示意义。

1.5 区域矿产分布特征

区域内以锰、铁、煤等为主的沉积矿产极为丰富，己发现矿种65种，探明了10多种矿产的资源储量。特别是锰矿资源丰富，到目前为此，祁零盆地内已发现锰矿产地30处，其中中型2处，小型矿床（点）28处。锰矿一般呈地表氧化锰、深部碳酸锰的分布特征，锰矿成矿与赋锰地层分布、构造活动直接相关联。

2 锰矿地质特征

水埠头矿区锰矿具有以下特点：

2.1 矿床类型多

本区以锰为主的矿床类型主要有海相沉积型碳酸锰矿和风化淋滤型、堆积型氧化锰矿等三类。其中水埠头矿区主要以海相沉积型碳酸锰矿为主，其他次之。

2.1 含锰层位单一

本区碳酸锰矿含矿层位为下二叠统孤峰组（P1g），含锰岩性为含锰灰岩、含锰泥灰岩及含锰页岩。区内石炭统壶天群见有氧化锰出露，一般为堆积型，不具规模。

2.3 矿床受地层和含锰岩系的严格控制

区内锰矿层严格受赋矿地层二叠纪孤峰组控制，两者存在明显的空间关系。孤峰组为一套由含锰灰岩、硅质灰岩、硅质岩、页岩组成的半封闭条件下形成的台盆相沉积，矿层产于孤峰组第二段（P1g2）中上部，硅质岩之上，矿层顶部由一套含泥质较高的含泥灰岩、泥灰岩及页岩组成。

3 成矿条件分析

3.1 地层、岩性

区内成矿与下二叠统孤峰组含锰岩系密不可分。二叠纪孤峰组为本区含锰地层，以浅海相含铁锰质硅泥质岩建造为主，岩性变化不大。上部岩性主要为灰—灰黑色薄层状含（锰）硅泥质岩、硅质岩夹泥岩、粉砂岩、碳质页岩及薄层锰矿层；下部岩性为灰—深灰色硅质岩、含锰硅质岩、含（锰）钙硅质岩夹泥岩及层状锰矿，厚度约 30～80m。孤峰组主要沿向斜核部层位龙潭组两侧呈带状分布。

3.2 构造

矿区构造较简单，总体为一轴向北东的向斜——水埠头向斜，伴随零星规模较小的断裂构成了区内总体构造格架。水埠头向斜在区域上花桥—石岩头复式向斜的南段，控制了区内碳酸锰矿的展布。

3.3 岩相古地理

祁零盆地位于台盆相近岸台盆亚相盆内深洼微相，该相带是深水滞流还原的环境，最有利于海底火山喷发沿钦州（广西）—衡山深大断裂导矿构造上升带来丰富的含锰热液的停积、浓缩和富集成碳酸锰矿。因此，这种盆内深洼微相是湘中湘南孤峰组形成原生碳酸锰矿最有利的岩相古地理条件。

3.4 地球化学特征

区内含矿层位孤峰组中Mn元素含量与Ni关系较密切。岩石中Mn含量较高，一般为22871～101950×10-6；Ni含量一般为89.2910-6～204.00×10-6。

两者呈现出明显正相关（图2）。其次，在区域上，水系沉积物Mn异常与Ni异常相互吻合。

3.5 矿体特征

区内锰矿有海相沉积型碳酸锰矿和风化型氧化锰矿两种主要类型。区内已控制碳酸锰矿5层（编号为Ⅰ～Ⅴ），全区平均锰品位9.75×10-2，平均厚1.88m。

矿层主要分布于孤峰组上部泥灰岩、含锰灰岩中。矿层长5500～6000m，宽800～1200。其中规模较大的为Ⅱ矿层，分布于孤峰组上段（P1g2）含锰灰岩层上部，含锰泥灰岩的下部，顶板距龙潭组与孤峰组界线约5～15m范围内。矿层沿水埠头向斜分布，矿体连续性较好，出露长约7700m；该矿层一般由2～3层碳酸锰矿体组成，局部仅见1层矿体。矿体呈层状、似层状分布其中，矿体间有时见1～2层透镜状夹石。厚1.17～7.85m，Mn品位7.3610-2～10.24×10-2。有害组份P一般较高，为0.2%～0.3%，P/Mn0.015～0.025。矿石为方解石—菱锰矿系列，多与藻类形成球粒状，粒径0.005～0.5 mm左右，菱锰矿球粒的大小不同以及炭质和金属矿物含量不同构成层状构造。矿层与顶、底板岩层界线比较清楚。

4 找矿前景

水埠头矿区碳酸锰矿主要产于二叠纪孤峰组地层。该地层发育良好，且在整个祁零盆地分布较广。现有构造尤其是区内向斜构造发育，且水埠头已开展普查工作，已发现的矿体厚度较稳定，易于采选，规模较大，仅该区已探求Ⅱ矿层333+334碳酸锰矿石资源量2537.8万吨，已达大型。区内其他矿层（Ⅰ、Ⅲ～Ⅴ矿层）均未估算资源量，且控制斜深仅400m以内，向斜核部根据地层产状达到1500m左右，说明本区仍具有较大找矿潜力。在区域上，水埠头矿区周边发育多个具有大型找矿潜力的锰矿床正在开展勘查工作，往北为栗皮冲矿区，往南为新宅里矿区，往东为野牛冲矿区等7个矿区。近年来，通过整装勘查，在区域发现了大批规模不等的碳酸锰矿床，预测碳酸锰矿石资源量达1亿吨以上，显示出良好的找矿前景，在此区域上可望找到3～4处大中型碳酸锰矿床。

参考文献：

[1].湖南省地质矿产勘查开发局409队.湖南省永州地区锰铁矿勘查选区报告.2007.12。

[2].湖南省地质矿产勘查开发局409队.湖南省永州市零陵区水埠头锰矿区普查报告.2012。

[3].湖南省地质矿产勘查开发局409队.湖南省永州市祁零盆地碳酸锰矿找矿方向研究成果报告.2012。

[4].邢旭东、罗益周等.祁零盆地水埠头锰矿地质地球化学特征.2012。