贵州遵义红花岗区深溪锰矿矿床地质特征研究

胡乐宇

(贵州省地矿局一Ο二地质大队，贵州 遵义 563000)

0 前 言

遵义一带为我国著名超大型锰矿床[1-4]，资源储量约为1.9亿t。主要分布在遵义铜锣井、深溪、团溪、共青湖和木杠台地区，产于二叠系中统茅口组海相黑色岩系第3段(P2m3)，矿体长约1.6～20 km，宽约20 km，以似层状产出且矿化连续、品位稳定，成矿期后构造不发育的特征。在-820～280 m标高范围内共获得(332)+(333)资源量2 654万t，其中(332)资源量825万t，占总资源的31%，(333)资源量1 829万t，矿床平均品位为21.00%；其中富锰矿1 178万t，平均品位为26.83%。自上世纪40年代发现遵义锰矿和新中国成立以来，区内开展了一系列的基础地质、科学研究和矿产勘查开发工作，以往的地质、科研和勘查工作为本次详查工作提供了较丰富的基础资料[1,5,6]。本次研究工作在调研区域地质资料的基础上，开展野外地质调查，采集样品并测试分析，通过研究矿床矿体特征、矿石特征、围岩与夹石等方面研究，探讨矿床成因和找矿标志，以期服务于该地区锰矿整装勘探与开发。

1 区域地质背景

勘查区位于铜锣井大型锰矿区、小金沟中型锰矿区深部延伸部位，北侧紧临小金沟中型锰矿区，南侧紧临永安锰矿普查区，位于遵义市约170(°)方向的遵义市红花岗区深溪镇，属于滨太平洋成矿域扬子成矿省上扬子中东部(台褶带)磷铝土矿硫铁矿成矿带(见图1)。勘查区主要为浅切割低山侵剥蚀、深蚀高原山地地貌，以低中山丘陵和宽谷盆地为主，区域内主要褶皱为铜锣井背斜南东翼、虾子复向斜，东部为一系列隔档式褶皱。西部发育两条区域性的断层，西南部发育一组小断层；东部和东南部为两条区域性断层和一系列次生小断层；其余局部发育少量小断层。区域内地层主要为三叠系、二叠系、奥陶系、寒武系地层，无岩浆岩分布。

图1 贵州遵义深溪锰矿区域地质、构造纲要和矿床分布

2 矿区地质特征

2.1 矿区构造

勘查区主要位于虾子复向斜北翼，东南部位于虾子复向斜南翼，西北部位于铜锣井背斜南东翼。区内褶皱构造和断层不发育，仅发育虾子复向斜和2条断层(F1逆断层、F2正断层)。区内西部长寿山至坪桥、皇坟一带(F1断层)以西，地层较陡且大部分已倒转，倾向120(°)～135(°)，倒转后地层倾向285(°)～320(°)，倾角50(°)～86(°)；长寿山至坪桥、皇坟以东至香坪一带，为虾子复向斜的两翼，地层产状较平缓，倾角8(°)～30(°)。

2.2 矿区地层

区内地层第四系(Q)、中三叠统狮子山组(T2sh)和松子坎组(T2s)、下三叠统茅草铺组(T1m)及夜郎组九节滩段(T1y3)、玉龙山段和沙堡湾段(T1y1+2)、上二叠统长兴组(P3c)、上二叠统龙潭组(P3l)、中二叠统茅口组(P2m)。其中含矿岩系位于中二叠统茅口组第3段(P2m3)，矿体位于含矿岩系中下部。

2.3 含矿岩系

本区的含矿岩系位于中二叠统茅口组顶部，其上为龙潭组C1煤层和粘土岩，接触于中二叠统茅口组第2段硅质灰岩之上。深溪锰矿床含锰岩系为茅口组第3段，均为钻孔揭露，由一套灰白色粘土岩、含锰粘土岩、锰矿层和凝灰岩组成。锰矿层为深灰色、黑灰色块状菱锰矿，矿层中偶见含锰粘土岩夹石，见少量细粒黄铁矿星点状分布和团块状黄铁矿，厚0.28～4.19 m(见图2)。

图2 含矿岩系(ZK4007钻孔)照片

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

勘查区内锰矿层产于含锰岩系底部，以整合接触于中二叠统茅口组(P2m2)硅质灰岩之上，为铜锣井锰矿、小金沟锰矿的延伸部分。本区共施工钻孔42个，其中普查施工钻孔14个，11孔见矿；详查施工钻孔28个，26孔见矿，2孔不见矿(ZK807、ZK805)。揭露矿体呈层状、似层状产出，夹石少见；沿走向控制矿体约7.8 km，倾向控制约2.6 km，见矿面积为8.70 km2，赋存标高为-860～280 m。矿体总体呈一向斜产出，北翼倾向160(°)～230(°)，倾角为21(°)～32(°)，一般为25(°)；南翼倾向115(°)～225(°)，倾角为5(°)～12(°)，一般为8(°)。矿体厚度为0.50～4.19 m，平均厚度为1.46 m，变化系数为68.99%；矿体单工程品位为10.00%～28.27%，平均品位为17.53%，变化系数为26.76%。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石成分

据岩矿鉴定报告和物相分析化验结果可知：矿石矿物以菱锰矿为主，含少量钙菱锰矿、锰方解石、水褐锰矿、锰白云石、水褐锰矿、铁菱锰矿、锰菱铁矿和软锰矿等；脉石矿物主要以粘土矿物为主，次为硫化物和方解石以及少量炭屑、石英等。

3.2.2 矿石结构、构造

本区原生结构主要为球粒结构，其次是皮壳状结构、放射鲕结构和纤维状结构。后生结构：该区碳酸盐锰矿常存在成岩后期重结晶和交代作用，锰矿物多不同程度的重结晶，粒度增大，主要为晶粒状结构、碎裂结构、残余粒屑结构。原生构造主要有无定向构造、层理构造、与藻粘结有关的构造、搅动构造及虫孔构造。在矿层的中下部，局部尚见小的冲刷面。后生构造主要为网脉状构造，矿石受外力作用形成，切断和破坏若干不规则碎块，具角砾外形，常切断和破坏原生结构和构造，碳酸盐锰矿物除呈脉状充填外，同时还有交代溶蚀现象(见图3)。

图3 锰矿石典型结构构造(Rds菱锰矿、Cal方解石、Py黄铁矿)

3.2.3 矿石组分

区内锰矿石主要组分为锰、铁、磷、硫、二氧化硅、氧化钙和三氧化二铝等，矿石主要有益组分为锰，单件样品品位10.00%～39.81%；单工程品位为10.00%～28.27%，平均17.53%，变化系数26.76%，富锰区域位于虾子复向斜南翼，平面上的变化表现为从南西至北东由富渐贫。铁是矿石中主要矿物组分，在矿石内分布较均匀，单工程品位为4.36%～18.71%,平均9.72%，变化系数为36.36%。ω(Mn)/ω(Fe)比值为0.61～5.71,平均2.18，变化系数为58.85%，区内锰矿石属于中—高铁矿石。硫为主要有害组分，主要以黄铁矿和白铁矿的形式存在，单工程内硫含量为0.62%～18.00%，平均为5.84%，变化系数为57.05%。磷是矿石中主要有害组分，单工程锰矿层内含量一般为0.001%～0.40%，平均为0.060%，变化系数为111.09%。

3.2.4 矿石密度

区共采集锰矿石小体重样45件，锰矿石体重为2.80～3.45 g/cm3，其中贫锰矿石平均小体重为3.08 g/cm3，富锰矿石平均小体重为3.19 g/cm3。

3.2.5 矿石类型

本区矿石自然类型主要为碳酸锰矿石。本区矿石工业类型主要为中硫、高铁、造渣组分也较高的低磷、低硅的酸性贫锰矿石；西南部位于锰矿沉积中心相，属于富锰矿石。

3.3 矿层围岩及夹石

锰矿层直接顶板为含锰(铝)、硫铁质粘土岩，厚约2～3 m，层位稳定；矿物组分主要由粘土矿物、黄铁矿、碳酸盐矿物和褐铁矿等矿物组成，主要为鲕粒结构和块状构造。间接顶板为C1煤层(线)或相对应的炭质泥岩以及之上的厚约0.1～2 m泥质灰岩或泥岩，该层之上为深灰至灰色中厚层状灰岩，厚5～18 m。矿层底板为茅口组第2段P2m2含(炭)硅质灰岩，此层一般厚46.76～63.81 m，平均厚57.44 m。岩石主要由硅质、方解石、炭质、泥晶方解石胶结生物碎屑和少量黄铁矿组成。

勘查区局部(12个钻孔)有夹石，夹石主要为绿泥石含锰粘土岩和绿泥石粘土岩，其次为含锰泥岩、泥岩和硅质灰岩(ZK201)；夹石厚度为0.05～0.86 m，平均厚度为0.30 m，大部分钻孔夹石厚度小于或等于夹石最低剔除厚度(0.30 m)，夹石未对矿体的完整性造成影响(仅ZK201钻孔有一定影响)。

4 矿床成因与找矿标志

4.1 矿床成因

遵义锰矿矿床成因为内生外成的气液喷溢沉积型锰矿床，其形成和分布受黔北裂谷盆地遵义次级裂谷盆地控制。遵义锰矿属于内生外成的气液沉积成矿构造系统，形成于贵州省二叠纪茅口晚期遵义裂谷盆地中，其形成过程为深部气锰质沿同沉积断层上升到地堑盆地中，发生气液喷溢沉积成锰而形成菱锰矿体。在转龙庙、深溪和铜锣井等矿床中均发现了典型的气液喷溢沉积中心，喷流口长轴方向近80(°)展布；喷溢口中心表现为具有软沉积变形纹理、角砾状、斑杂状构造的富锰矿石，含矿岩系厚度中心与矿体厚度中心重合。

4.2 找矿标志

通过本次详查工作，共获得(332)+(333)资源量2 654万t，其中(332)资源量825万t，占总资源的31%，(333)资源量1 829万t，矿床平均品位为21.00%；其中富锰矿1 178万t，平均品位为26.83%。总结了其找矿标志主要包括以下几类：①地层标志。包括了二叠系茅口组二段硅质灰岩建造、茅口组三段含锰岩系建造、硅化岩建造和生物灰岩建造。硅质灰岩的分布范围是锰矿体存在的必要地层标志，硅化岩建造和生物灰岩建造控制了聚锰的地堑盆地范围，在该地堑盆地范围内存在含锰岩系就有锰矿存在的可能；②构造标志。本区的构造找矿标志为同沉积断层，其形成和控制了Ⅳ级地堑盆地(聚锰盆地)和地垒；③矿石标志。沉积中心相的富锰矿石具有纹层状构造、斑杂状构造、角砾状构造和搅动构造，以及出现的灰绿色凝灰岩层。

5 结 论

1)矿体呈层状、似层状产出，矿体沿走向延伸7.8 km，倾向延伸2.6 km。区内矿石单工程品位为10.00%～28.27%，矿体平均品位为17.54%；矿层厚度为0.50～4.19 m，平均厚度为1.46 m。矿石矿物主要为菱锰矿、水褐锰矿，脉石矿物为粘土矿物、黄铁矿等；矿石结构主要为球粒结构、晶粒结构和碎屑结构，构造主要为块状构造和假角砾(网脉)状构造。矿石自然类型为碳酸锰矿石，区内东部和北部矿石工业类型为贫锰矿石，南部为富锰矿石。

2)遵义锰矿为内生外成的气液喷溢沉积型锰矿床，其形成和分布受黔北裂谷盆地遵义次级裂谷盆地控制。存在地层、构造和矿石3类找矿标志。