前震旦纪碧口古陆周边锰矿找矿方向研究技术
来源：网络 作者：网络转载 2019-10-14 阅读：775
位于扬子地台西北缘的碧口群，西起四川平武的虎牙关，东至陕西勉县县城，跨川、甘、陕三省。南以青川——勉县深断裂与扬子地台为界，北受康县——勉县断裂带控制与秦岭褶皱系相邻，属松藩——甘孜褶皱系摩天岭复背斜褶皱带。东西长约220km，南北最宽处约50km，在平面展布上，大致成一西宽东尖的三角形。近年研究认为，属四川古陆核西北缘，中新元古代发育的岛弧型建造，经晋宁运动碰撞拼贴，组成扬子地台的一部分，本身固结成为古陆，其边缘及其东部倾没端发育有盖层型的震旦寒武系。古陆之西部及北部，从西向东逐渐被扩大了的特堤斯海所淹没，沉积了泥盆、石炭、二叠、三叠纪等地层。 随寻找锰矿工作的开展和认识上的深化，本区已成为有望找锰远景区之一。但由于区域地质构造复杂，围绕找锰有关基础地质问题，众说纷纭，仅对本区各锰矿带含锰岩系的时代归属，就有蓟县(或前震旦)、震旦、寒武三个纪以上时代单位的不同认识[1]，各个含锰建造内又有若干含锰层位之不同见解，直接影响找矿方向的选择和层位对比。故想以个人野外观察的积累和前人资料的分析，提出初步认识，以供参考和探讨。 1 碧口古陆周边已知锰矿的区带分布特征(附图) 围绕碧口古陆大致可分南、北两个含锰矿带。 （1）南含锰矿带 东起勉县向西经青川县城达水晶，大致呈NEE走向断续分布。以东段黎家营一带成锰盆地分布面积广，锰矿质量好，组成了黎家营——郑家坝优质锰矿带。 该矿带位于碧口古陆东南端，区域汉王山复向斜之北翼，西起两河口，东达郑家坝，长约20km，向东还有延伸。已知有中型矿床一处(黎家营)，小型矿床两处(干沟峡、两河口)，矿点及矿化点若干处(应曲湾、郑家坝等)。是目前碧口古陆周边唯一的优质(P/Mn≤0.003，Mn/Fe≥6)锰矿带，矿石类型主要为褐锰矿及碳酸锰矿。 从该带含锰岩系层序分布看，可分下、上两含锰层，下含锰层以紫红色钙泥质板岩为主，夹菱锰矿条带及薄层，条带相对密集部位构成矿体；上含锰层以含锰硅质灰岩为主，夹似层状、凸镜状锰矿体。随各处沉积岩层厚度、岩相等的变化，成矿条件的差异，所见各锰矿富集部位及矿体规模、质量有别。西部两河口锰矿床，主矿体相当下含锰层；而黎家营锰矿床，主矿体则属上含锰层，含锰硅质灰岩厚度大，矿体规模相对也大。东去应曲湾——干沟峡一带，下、上含锰层均有矿体产出，但其规模、质量均较西部为差。区域汉王山复向斜南翼，也已发现含锰岩系，但成矿条件远比北翼逊色，表现为铁锰多伴生，且量少质差，尚夹石英砂岩凸镜体，局部锰矿体成小的串珠状。上述现象说明锰矿形成与沉积岩相古地理密切相关。[next] （2）北含锰矿带 东起勉县向西经康县、琵琶到文县的石坊，总体成NEE——EW向分布，大致可分成茶店——何家崖、琵琶及关家沟三个主要含锰沉积区。另外，在古陆东段北缘近邻的南秦岭褶皱带也分布一个EW走向的锰矿带，现分述如下： ①茶店——史家院锰矿带 位于碧口古陆东段北缘，东起勉县县城，西达略阳史家院，已知长100余km，目前已发现小型锰矿四处、锰矿(化)点若干处。均系高磷锰矿。该带锰矿的明显特征是磷锰共生或伴生，含锰岩系中炭质、白云质增多，表明处于弱还原——还原半封闭海湾环境中的沉积。一般锰矿体赋存于含锰白云岩之中，磷矿为锰矿的底板，二者有时组成互为主体的过渡性矿石。史家院锰矿，虽也地处该带，但其基本特征截然不同，含锰岩石组合由大理岩、锰矿化硅质岩、锰矿体组成，赋存于变基性火山岩及其凝灰岩向碳酸盐岩的过渡部位，伴随一定程度的断裂破碎。矿体呈不规则的凸镜状，最长125m，最厚20m，矿石主要由褐锰矿、硬锰矿、软锰矿及蔷薇辉石组成，微～细粒结构，块状、斑杂状、皮壳状及蜂巢状构造。“热液”迹象比较明显，有人认为属火山喷气沉积成因①。经对主矿体浅部硐探了解控制，斜深60～70m未见矿体②，个别见裂隙淋滤锰矿化，证实矿体延深小变化大，规模有限，其成因属风化淋积型。 ② 天台山——三岔子锰矿带 位于碧口古陆东段北缘及其近邻，分布于茶店——史家院锰矿带之北，且与之大致平行的一条锰矿带，但范围远比前者为长，东起城固毕家河，西达略阳三岔子，已知长124km。目前该矿带已发现锰矿产地十处，其中有天台山中型锰矿床一处；胡家湾、八亩地、三岔子小型锰矿床三处；将台寺、后沟、横观河、白家坝锰矿点四处；毕家河、大冶山锰矿化点两处，全属高磷锰矿。其矿化特征与茶店——史家院锰矿带基本一致，矿石类型主为碳酸锰矿石和氧化锰矿石。 上述两高磷锰矿带上，磷锰矿层之间如有灰岩相隔，成为较好屏蔽层，则锰矿层中的磷相对较低，甚至为优质锰矿。近年在天台山、胡家湾、三岔子等矿床中，均发现相对低磷的锰矿体(层)。还发现锰矿层中的磷主要富集于靠近下盘及夹层中，开采时可分采或手选，为在该区寻找低磷锰矿提供了新线索。[next] ③ 沟岭子——赵家嘴锰矿带 [1]分布于碧口古陆西北缘，关家沟——木元坝复式背斜的南翼，东起沟岭子，西达赵家嘴，已知长约22km。该带已知有沟岭子、赵家嘴小型锰矿床两处，豆家湾锰矿点一处。其主要特点：一是铁锰共生或伴生，二是矿石类型全为氧化锰矿，三是矿石中伴生金属钴、钼（沟岭子锰矿：伴生钴平均0.083%，钼平均0.76%）、银等。注：[1] ①冶金部天津地质研究院等，1990年。陕南优质锰矿的赋存规律及找矿方向。②冶金西北地勘局六队，1992年。陕西略阳史家院锰矿普查报告。
综观碧口古陆锰矿区带分布，具有如下一些特征： （1）在构造及古地理位置上，均分布于碧口古陆的周边及其邻近地区。 （2）含锰岩系本身又构成次级复式背向斜，大致成带分布，有希望的锰矿床，主要出露于复式背向斜且靠近碧口古陆之一翼。 （3）碧口古陆东南端为优质锰矿区带，其它锰矿带均为高磷锰矿。但在高磷锰矿床中，局部见原生低磷锰矿体。亦见风化淋积型优质氧化锰矿体。[next] 2 对含锰建造时代归属的认识 2.1 目前对含锰建造时代的归属及其代表性矿床 ①蓟县纪或前震旦纪火山——沉积型优质锰矿建造。其主要特征是：含锰的泥质碳酸盐建造，似乎连续沉积于前震旦纪碧口群变火山——沉积碎屑岩系之上；含锰岩系中有绿色板岩(细碧质凝灰岩)的夹层；锰矿产于含锰硅质灰岩之中；含锰岩系之上部为厚层碳酸盐岩，且含丰富的藻类化石，主要属种如Conophyton garganicum Kor;Colonnella for;Scopulimorpha for;Tielingella for等，是北方蓟县系常见分子。 以黎家营锰矿床为代表，综合剖面由新至老为： (12)厚层白云质灰岩，含燧石条带及团块 厚＞200m(11)薄——中厚层白云质灰岩夹泥质灰岩 厚30～40m(10)灰色板岩 厚15～25m(9)厚层硅质白云岩 厚30～40m(8)钙质板岩 厚52～70m(7)绿色板岩(细碧质凝灰岩) 厚20m(6)紫色板岩 厚1～40m(5)含锰层 厚0.5～43m上部：含锰硅质灰岩 厚2～26m中部：锰矿层 厚0.15～11.78m下部：钙质板岩夹含锰硅质灰岩 厚5～14m(4)绿色板岩(细碧质凝灰岩) 厚78m(3)钙质板岩夹含锰硅质灰岩 厚70～120m(2)紫色板岩 厚100m(1)含砾绿片岩，含砾细碧岩 未见底 ② 晚震旦世陡山沱期含磷锰泥质碳酸盐建造。主要特征是：磷锰共生或伴生，在层序上磷矿为锰矿的底板，锰矿石一般属高磷锰矿，明显见含磷锰的泥质碳酸盐岩系不整合于前震旦系碧口群变火山——沉积碎屑岩系之上。以何家岩一带剖面为代表，地层由新至老依次为： 地覆地层：上震旦统灯影组(Zzdn)| (3)灰质白云岩(2)薄层泥质、炭质灰岩(1)含炭页岩 | 厚606m厚20m厚27m |
———平行不整合———上震旦统陡山沱组(Zzd)含磷锰岩系 | (7)含燧石条带硅质白云质灰岩(6)薄—中厚层泥质灰岩，局部夹磷锰矿薄层(5)炭质板岩，含磷结核(4)锰磷矿、含锰灰岩、锰矿(3)条带状、鲕状灰质磷块岩(2)硅质白云质灰岩(1)灰绿色砂砾岩 | 厚54m厚19m厚34m厚5m厚5m厚15m厚49m |
———不整合——— 下伏地层：前震旦系碧口群(Anzbk)凝灰质绿片岩。[next] ③早寒武世含磷锰建造，其特征与前述陡山沱期沉积非常相似，以天台山磷锰矿为代表，含磷锰岩系地层剖面为： 下寒武统塔南坡组(∈1t)(8)深灰色中厚层白云岩，上部含硅质及磷条带(7)浅棕色薄层含锰白云岩(6)棕褐色薄层白云岩，上部夹炭质千枚岩及磷条带，
下部为黑色薄层硅质岩(5)青灰色中厚层含锰白云岩(4)黄褐色及灰色钙质绢云石英片岩(3)灰色中厚层含锰白云岩，下部浅灰、灰白、灰色磷酸锰矿含锰白云岩中产化石：Circotheca nana Qian (短小园管螺)HyoLithellus tenuis (细薄似软舌螺)(2)黑色薄层及条带泥硅质磷块岩含化石：Turcutheca sp (椭口螺)Circotheca nana Qian(1)黑色炭质千枚岩，上部夹黑色磷块岩条带 | 厚>43m厚9.41m
厚7.81m
厚0～3.26m厚0～6.08m厚0～20.76m 厚0～20m 厚0～20m |
———不整合——— 下伏地层：前寒武系(An∈)含砾炭质绢云石英片岩、绢云石英片岩(中酸性变火山——沉积碎屑岩)。 ④ 产于上震旦统灯影组与陡山沱组平行不整合面上的锰矿床。该矿床主矿体最大特征是呈不规则的眼球状，矿体膨大部位沿走向及倾向急剧尖灭，锰铁共生或伴生，矿石中有益元素除Mn、Fe处，含有Mo、Co、Ag等，且具工业意义。典型矿床为文县沟岭子1号主矿体，产于陡山沱组与灯影组的平行不整合面上，前者岩性为含铁锰矿化的粉砂岩、绢云千枚岩、含铁锰灰岩及凝灰质粉砂岩等，后者主要岩性为灰岩、白云质灰岩夹白云岩、铁锰矿化白云质灰岩。矿体走向近于南北，总长499m，厚度3.9～38.8m。在厚度最大的0勘探线，控制垂深50m中段的PD-1平硐中，矿体分叉见灰岩夹石，总厚约34m，在垂深100m中段的PD-3平硐，仅见厚约10cm的锰矿脉；距0线南约150m的5勘探线，探槽揭露矿层厚7.32m，在垂深50m中段的PD-2硐，则不见踪迹。矿石矿物成分主要为软锰矿、硬锰矿，结构主要为胶状、土状，构造主为皮壳状、葡萄状及角砾状等，脉石矿物主要为粘土，如高岭石、绢云母等，矿体中还见白色卵石状铝土矿，故认为应属风化淋积型锰矿床。[next] 2.2 对含锰建造时代归属的认识 综合分析认为，目前区内所见各含锰建造大致属同一时代，应归晚震旦世[2]，其依据： （1）从层位对比看，所有各时代含锰岩系，一般均出现于碧口群大套变火山——沉积碎屑岩系之上，且各自分布于某一成矿区带。在同一区带的层序剖面上，尚未见两个及其以上不同时代的含锰岩系连续出露。 （2）从分布上看，各含锰岩系均分布于碧口古陆的周边及倾没的东端。 （3）各时代含锰建造，具有从碎屑岩到碳酸盐岩的含锰岩石组合及序列。 （4）各含锰建造之上的大厚碳酸盐岩，均程度不同的含有丰富的藻类、迭层石化石，属种大同小异，见于各地整个中新元古代地层中。 （5）碧口古陆北侧的含磷锰岩系，含有大量的藻类及小壳化石，只是不同地区、不同剖面发现的数量多寡、个体大小而异，故认为晚震旦世与早寒武世的含磷锰岩系，实属同一时代的沉积。 （6）碧口古陆北侧东段的含锰岩系，分布跨越于近邻的南秦岭褶皱带上，说明晚震旦世时盖层型含锰沉积沿古陆边缘的分布特征。 （7）黎家营——郑家坝优质锰矿带，有可能也和其它锰矿属同一层位，划归晚震旦世的依据：①在含锰岩系之上，厚大碳酸盐岩之下部，均有含铬铁矿砂岩的层位， 郑家坝之东的冯家山已构成砂岩型铬铁矿床，在何家岩——史家院锰矿带上， 晚震旦世断头崖组含磷锰岩系之上，也见铬铁矿砂岩层位，白云山已形成砂岩型铬铁矿化点，从罕见的砂岩型铬铁矿层位推断，两含锰岩系可能系同期之物；②该优质锰矿与紫色砂板岩关系密切，和巴山晚震旦世优质锰矿带的紫色页岩岩相非常相似；③该带含锰建造似乎连续沉积于碧口群之上的现象，广大碧口古陆周围再无二例，从区域控制论的观点出发[3]，本区在大地构造位置上属扬子地台的周边地区，宏观总体上应和华南对比，前震旦系碧口群组成基底，含磷锰的碎屑岩——碳酸盐岩系组成盖层，再从同一地区沉积矿产大致同时性及区域构造背景分析，认为此含锰岩系也应归晚震旦世沉积，待于日后再进一步证实。[next] 3 找矿方向探讨 3.1 找矿标志 （1）大致相当我国南方灯影组的厚大碳酸盐岩层是最突出的上部层位标志。 （2）在厚大碳酸盐岩之下的一套由碎屑岩——碳酸盐岩的组合与序列，是锰矿赋存的部位标志，特别是紫色泥质岩层是优质锰矿显著的岩相标志。 （3）在含锰岩系附近，大套灰岩与砂板岩的接触处，往往是再生风化优质富锰矿的赋存场所。 （4）局部更次级复式背向斜紧靠碧口古陆的一翼，往往是有望锰矿带的赋存的条件。 （5）在高磷锰矿带中，局部也有中磷或低磷锰矿的存在。 （6）应注意含锰碳酸盐岩系中，碳酸锰矿的辨认与寻找。 3.2 成矿区带选择 综上所述，找矿方向应沿碧口古陆周边及最东部(即摩天岭复背斜褶皱带的倾伏端勉略阳地区)，首先找盖层型的震旦寒武系分布区，特别是上震旦统碎屑岩——碳酸盐岩的一套岩石组合。具体成矿区带： （1）碧口古陆南缘找锰远景区东起勉县，西止虎牙关，沿碧口古陆南缘断续有震旦系分布，西去平武一带，碧口群又构成一次级背斜，两翼均有上震旦统分布，青川等地也有锰矿线索。 （2）碧口古陆北缘东段找锰远景区东起城固毕家河，西达康县，两条平行锰矿带，目前所见主要属高磷锰矿，但局部矿层、个别矿点(如史家院、胡家湾)也有低磷锰矿。初步观察，一些低磷锰矿体，在很大程度上与风化淋积有关。 （3）碧口古陆西北缘找锰远景区 西起文县，东达沟岭子，再东琵琶一带还有震旦系出露，目前沟岭子、赵家嘴两锰矿床，笔者观察认为，主矿体皆与风化淋积有关，故在含锰岩系分布区带上寻找风化淋积型优质锰矿甚至优质富锰矿，也是一个很重要的方面。同时该类型锰矿床与锰共生有钴、钼、银等金属，应综合评价，以提高其经济利用价值。 参考文献1 冶金部西北地勘局、天津地质研究院，1995年。扬子地台周边及其邻区优质锰矿成矿规律及资源评价。2 赵绳武，1992年。碧口群层序和时代有关问题探讨。西北冶金地质科技情报3 耿树方，1986年。对秦岭地区前寒武纪地层“客观”对比和生成环境的认识。中国地质11期。
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