广西靖西—大新地区含锰岩系地质特征及找矿方向

广西靖西—大新地区含锰岩系地质特征及找矿方向
覃初礼
【摘要】广西靖西—大新地区是我国重要的锰矿床聚集地.该区锰矿主要产于上泥盆统榴江组(D3l)、五指山组(D3w)和下石炭统鹿寨组(C1lz)含锰岩系中.含锰岩系受区域构造发展演化的影响,发育于下雷—灵马断裂走滑拉张作用形成的狭长凹陷成锰盆地及其发展和继续的浅海陆棚凹槽内.结合该区地质调查及相关找矿勘查成果,对区内含锰岩系地质特征、分布规律、矿床成因及找矿方向进行了探讨,认为该区含锰岩系分布规律、沉积环境与岩相古地理环境密切相关,含锰岩系控制了锰矿的分布、规模及品位,含锰岩系相应的地层层位及控矿构造部位的找矿潜力巨大.【期刊名称】《现代矿业》
【年(卷),期】2017(000)012
【总页数】5页(P35-38,89)
【关键词】锰矿;含锰岩系;成锰盆地;找矿方向
【作者】覃初礼
【作者单位】广西壮族自治区地质调查院
【正文语种】中文
广西靖西—大新地区锰矿资源丰富，已探明的大型矿床有下雷锰矿(包括南部、北中、新兴和菠萝岗矿段)、湖润锰矿(包括茶屯、团屯、巡屯、朴隆、波州和内伏矿段)，中型矿床有土湖锰矿、新湖锰矿，小型矿床有龙邦锰矿、地州锰矿、壬庄锰
矿、达爱锰矿、志刚锰矿、把荷锰矿和通怀锰矿等，其中下雷锰矿的资源储量超1亿t，占广西锰矿资源储量一半以上[1-2]。

该地区成矿地质条件独特，含锰岩系发育，矿床分布密集且规模巨大，已成为国内锰矿找矿最有远景的地区之一[3-4]。

本研究结合广西靖西—大新地区矿产地质调查成果，通过查阅相关资料，对该地
区含锰岩系地质特征及其分布规律进行研究。

1 区域成矿地质背景
研究区大地构造位置位于滇黔桂被动陆缘富宁—那坡陆缘沉降带下雷坳拉谷和靖西—田东隆起，处于南盘江—右江裂谷盆地灵马坳陷的五级构造单元西南端(图1)。

灵马凹陷受NE向下雷—灵马隐伏深断裂控制，中间被NW向右江大断裂错移。

晚古生代早泥盆世之后，下雷—灵马同沉积基底断裂以走滑拉分活动为主开始发
育活动，在该断裂之上形成了台间海槽，发育了一套台沟相硅质岩、泥质硅质灰岩、泥岩沉积地层[5]。

区域地层除元古界未出露和缺失下古生界奥陶系、志留系及中生界上三叠统、侏罗系、白垩系外，出露的地层主要有寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系及第四系，其中以泥盆系分布最广，石炭系次之(图2)。

下泥盆统郁江组以下及中三叠
统以上的岩石为碎屑岩，中间夹的中泥盆统东岗岭组至下三叠统为碳酸盐岩和硅质岩，并夹有二次海底火山喷发岩，岩性和岩相变化大。

图1 广西构造单元划分及研究区范围[6]
研究区分布于地州—向都弧形褶皱中，北部向北凸出，南部在湖润一带被NW向
黑水河断裂所切，褶皱带中部以湖润—把荷复式背斜和上映—下雷向斜为主体，
该类背斜和向斜彼此大致平行排列，且常见有走向断层相伴，背斜轴部常为泥盆系，向斜轴部为石炭系或二叠系，翼部为石炭系、泥盆系。

湖润—把荷复式背斜为一
个控矿构造，其南东翼分布有下雷—上映向斜，向斜北西翼控制了湖润扑隆、达
爱、志刚锰矿层的展布，向斜南东翼控制了下雷、土湖、新湖、上映锰矿层的展布，复式背斜北西翼控制了湖润茶屯、巡屯、团屯、内伏矿段锰矿层的展布(图2)。

图2 区域构造纲要
2 含锰岩系地质特征
通常将含有锰矿或含锰岩石的地层称为含锰岩系。

研究区内的锰矿床为外生矿床，包括沉积锰矿和风化锰矿，前者赋存于一定时代的含锰岩系中，后者是在含锰岩系的基础上发育起来的。

研究区含锰岩系主要发育于上泥盆统榴江组(D3l)、五指山
组(D3w)和下石炭统鹿寨组(C1lz)地层中。

晚泥盆世地层根据沉积环境不同，一般
可划分为台盆(沟)相区的榴江组(D3l)和五指山组(D3w)以及台地相区的融县组
(D3r)，前者为一套以硅质岩-泥质岩-碳酸盐岩组合为主的混合质较深水沉积，为
含锰岩系；后者为以碳酸盐岩为主的浅水沉积，为非含锰岩系。

早石炭世地层鹿寨组(C1lz)形成的盆地背景与晚泥盆世非常类似，前者为后者的发展和继续，含锰沉积建造受走滑拉张同生断裂控制，形成于同生沉积断裂夹持的板内裂陷槽中。

槽的两侧为碳酸盐台地，相对闭塞的深水、半深水滞流环境为锰等成矿物质聚集的有利条件。

榴江组、五指山组、鹿寨组含锰岩系所在的典型矿床分别为土湖锰矿、下雷锰矿和湖润锰矿、龙邦锰矿、通怀锰矿及把荷锰矿。

2.1 榴江组(D3l)含锰岩系
在典型矿床土湖锰矿矿区，榴江组根据岩石组合可分为3个岩性段：
第1段(D3l1)上部为灰白、灰黑、褐灰色微—薄层状硅质岩与褐黄、灰黑色微—
薄层状泥岩、含锰泥岩互层，局部夹褐黑色叶片状、条带状氧化锰矿层或薄—中
厚层状土状氧化锰矿层。

硅质岩具有隐晶质结构，泥岩、含锰泥岩具有泥质结构，单层厚度一般为1～5 cm，部分为10～15 cm，局部岩层褶皱、挠曲，发育水平
纹层。

中部为灰白、灰色薄层状硅质岩夹黑褐、黄褐色薄—中厚层含锰泥岩，局
部夹3～5个小层(单层厚5～8 cm)叶片状氧化锰矿层。

下部为灰白色薄层状硅质
岩夹褐黄色薄—中厚层泥岩，厚175.73 m。

第2段(D3l2)为锰矿赋矿层，由底部Ⅰ矿层、夹层及顶部Ⅱ+Ⅲ矿层组成，厚度分别为0.55～1.45 m，0.27～2.80 m及1.14～6.18 m。

Ⅰ、Ⅱ+Ⅲ矿层为氧化锰
矿层，与硅质岩、泥岩、含锰泥岩、含锰硅质岩互层；夹层岩性为灰、浅灰、灰白色微—薄层状硅质岩夹褐黄、灰黑、紫红色微—薄层状泥岩，厚2.32～9.64 m。

第3段(D3l3)为灰、灰白、灰黑色硅质岩、含锰硅质岩与褐黑、黄褐、紫红色泥岩、含锰泥岩互层。

硅质岩具有微粒结构，薄层状、条带状、透镜状构造，单层厚2～8 cm，水平纹层发育，部分具有锰染或夹氧化锰矿块。

泥岩为泥质结构，发育水
平纹层，微—薄层状构造，单层厚0.2～5 cm，部分达20 cm。

上部泥岩略有增加，含锰硅质岩及含锰泥岩锐减，厚28.54～35.32 m。

2.2 五指山组(D3w)含锰岩系
在典型矿床大新下雷和靖西湖润矿区，五指山组可分为4个岩性段：
第1段(D3W1)下部为灰、深灰色薄层泥质灰岩与硅质岩，中部为薄层状、条带状硅质岩夹灰岩互层，上部为薄层硅质岩夹硅质泥岩或硅质岩，厚65.11～322.06 m。

第2段(D3W2)以灰—深灰色薄层硅质岩、硅质灰岩和硅质泥岩为主。

该段为矿区的主要含锰层，锰矿层赋存于顶、底部，顶部为Ⅱ+Ⅲ矿层，底部为Ⅰ矿层，Ⅰ与Ⅱ矿层之间的夹层内常见薄层状含锰灰岩、含锰硅质岩及含锰泥质硅质岩，厚
6.25～23.30 m。

第3段(D3W3)为灰—深灰色薄层石英硅质岩，层间常有泥质薄膜，局部为泥质硅质岩夹微层泥岩。

厚66.59～125.74 m。

第4段(D3W4)下部为黑色—深灰色泥质灰岩夹硅质岩，局部为硅质灰岩夹硅质岩，中部为灰黑色泥灰岩夹硅质岩或泥岩，上部为灰黑色—深灰色灰岩、硅质白云岩
夹硅质条带，厚116～202.03 m。

在龙邦矿区，根据地层岩性特征，五指山组可分为3个岩性段，锰矿层赋存于第2段底部和顶部。

第1段(D3W1)为紫灰、青灰或深灰色钙质硅质岩夹硅质灰岩或紫红色泥质条带灰岩，厚57.4～65.4 m。

第2段(D3W2)为浅黄、青灰、紫红色薄层条带状硅质泥岩，夹硅质灰岩、硅质条带灰岩。

Ⅰ、Ⅱ矿层赋存于该段底部、顶部。

矿层之间的夹层岩性为灰褐色、紫红色薄层硅质泥岩夹紫红色条带状硅质灰岩，厚11.6～23.3 m。

第3段(D3W3)岩性为深灰、灰褐色薄层灰质硅质岩、条带状灰岩夹硅质条带及泥质灰岩，厚66.6～125.7 m。

2.3 鹿寨组(C1lz)含锰岩系
在通怀锰矿区，鹿寨组岩性主要为浅黄色、浅灰—灰白色薄层硅质岩、钙质硅质岩、泥质硅质岩夹土黄色、棕黄色薄层泥岩及3～4层含锰硅质岩、含锰泥岩，含锰层厚度一般为0.30～2.27 m，局部可达4.21 m[7]，风化后可形成氧化锰矿。

矿区鹿寨组地层厚度为196.4 m。

在把荷锰矿区，鹿寨组岩性为薄层状硅质岩夹硅质页岩、泥岩、泥灰岩，见有多层含锰硅质泥岩，且有2～3层氧化淋滤富集成锰帽型氧化锰矿层，一般厚度为
0.5～1.2 m。

矿区鹿寨组地层厚度为20～160 m。

3 含锰岩系分布规律
榴江组含锰岩系分布于土湖—上映一线及其西北一带，为浅海盆地相硅质岩建造，岩性较稳定，以硅质岩和泥岩为主，次为硅质灰岩、钙质硅质岩、硅质泥岩等，夹含锰层或碳酸锰薄层。

含锰岩段位于该组中上部，夹多层含锰灰岩、含锰硅质岩、含锰泥岩等。

榴江组锰矿品位较低，不具有工业价值，后期通过氧化淋滤作用形成了土湖次生氧化锰矿床[8]。

五指山组广泛分布于大新—下雷—靖西一带，是研究区最主要的含锰地层，下雷、湖润、龙邦、壬庒、地州等矿床均产于该组地层中，深部为沉积型碳酸锰矿床，浅部为锰帽型氧化锰矿床。

五指山组岩性较复杂，主要有硅质灰岩、泥灰岩、硅质岩、泥岩、扁豆状灰岩等，夹含锰灰岩、含锰硅质岩及碳酸锰矿2～3层。

在下雷—湖润矿区岩性以硅质灰岩、含泥质硅质岩夹含锰硅质岩为主；龙邦—壬庒矿区一带
岩性则以泥质条带灰岩夹少量硅质岩、泥岩为主；岳圩—地州矿区岩性以灰岩夹
薄层硅质岩为主；在大新土湖一带，变为泥质条带灰岩及微晶灰岩。

下雷矿区南部、湖润矿区西南部的锰矿层发育最好，矿床规模也大，向东西两侧岩性发生了明显变化，硅质岩、硅质泥岩等含量减少，而扁豆状灰岩、泥质条带灰岩含量增加，地层含锰性变差，仅局部地段夹有含锰层。

鹿寨组含锰岩系主要分布于通怀、把荷、宝贯一带，为浅海陆棚凹槽相硅质、泥岩建造。

鹿寨组一般有3～4含锰层，各含锰层厚度大小不一且延续较短，含锰性差，未形成原生工业性矿床，地表部分含锰层可形成次生风化锰帽型锰矿床，从而大大提高了矿石的经济价值。

总体上，研究区上泥盆统榴江组、五指山组含锰岩系分布范围广、含锰性好，形成了若干大中型碳酸锰矿床和次生氧化锰矿床。

根据含锰岩系和锰矿层的对比分析(图3)，可知下雷锰矿、湖润锰矿为沉积盆地的中心，含锰岩系和锰矿均最厚，由
此往西的龙邦、龙昌锰矿区及往北东向的宝贯、向都锰矿点的含锰岩系与锰矿层均变薄，下石炭统鹿寨组含锰岩系分布范围窄，含锰性较差，可形成小型次生氧化锰矿床。

4 矿床成因
(1)地层岩性。

研究区的含锰层位产于上泥盆统榴江组、五指山组和下石炭统鹿寨
组地层中，矿床的发育与特定的岩石组合类型有关，与锰矿成因关系较密切的岩石类型为硅质岩—泥质岩—碳酸盐岩组合。

锰矿层分布严格受含锰岩系控制，呈夹
层、层状、似层状与地层整合产出，产状变化与地层协调一致，其沉积构造、古生物组合等均具有沉积作用的特征。

矿层与夹层、顶底板的沉积具有连续性，矿石和围岩中都含有较多硅质、泥质，围岩中含有锰质，说明两者成因有一定的相关性。

图3 靖西—大新地区上泥盆统含锰地层柱状对比[9-10]
(2)成矿物质来源。

近年来，大量学者结合矿区地质特征，运用现代成矿理论及测试方法，通过分析岩矿微组构微成分特征及矿石主元素、微量元素、稀土元素、稳定同位素等地球化学特征对研究区成矿物质来源进行了大量研究。

目前主流观点认为研究区锰矿矿质具有多源性，主要为沿同生断裂上涌的深部热液携带的大量锰物质进入海水中，又有少量陆源物质加入，同时伴随生物作用，在台盆(沟)有利锰质沉积的场所沉积，形成了浅海相沉积碳酸锰矿床[8,11-14]。

埋藏较浅的原生沉积含锰层在长期风化作用下富集形成了次生氧化锰矿床。

(3)构造与沉积环境。

晚古生代早泥盆世—二叠纪，同沉积断裂活动导致该地区发育了一系列NW、NE向张性断裂，整个右江盆地形成了深水台盆(槽)和浅水台地交错的古地理格局[15]。

由于受NW向广南—那坡断裂拉张和NE向下雷—灵马断裂走滑拉张的共同作用，形成了靖西—大新拉张凹陷成锰盆地(槽盆)。

大新下雷往北东方向这一宽约20 km、长约110 km的狭长地区发育成了一NE向狭长盆地，该盆地环境下水道狭窄，具有半封闭深水环境，有利于锰的大量沉积，形成了下雷锰矿、湖润锰矿、达爱锰矿、志刚锰矿、土湖锰矿、新湖锰矿、把荷锰矿、通怀锰矿等一系列以大
中型锰矿为主的矿床。

在西南端龙邦—地州一带受与下雷—灵马断裂同期的次级NE向同生走滑断裂的作用，形成了另一小型拉断凹陷盆地，即龙邦—地州拉断盆地，也为重要的锰矿沉积区，该锰矿沉积区内分布有龙邦锰矿、壬庄锰矿、地州锰矿等小型矿床(图4)。

图4 广西靖西—大新成锰盆地构造示意[8]
5 结论
(1)在沉积环境及岩相古地理上，锰矿床主要聚集于成锰凹陷盆地，产于受拉张断裂作用形成的台间海槽及在其基础上发展和继续的浅海陆棚凹槽内。

下雷和湖润为成锰盆地中心，锰矿层发育最佳，矿床规模最大，往北东、南西方向含锰性变差。

(2)锰矿严格受含锰岩系控制。

区内含锰岩系主要发育于上泥盆统榴江组、五指山组和下石炭统鹿寨组地层中。

上泥盆统含锰岩系为硅质岩、泥岩和碳酸盐岩的岩石组合，下石炭统含锰岩系为硅质岩与泥岩组合。

(3)在地层层位上，将五指山组、榴江组和鹿寨组作为主要的找矿目标层。

原生锰矿层含锰性最佳的为五指山组，可形成规模较大的碳酸锰矿，其次依次为榴江组、鹿寨组，含锰岩层经次生氧化富集而形成中小型矿床。

(4)构造控制锰矿的产出形态，锰矿床大部分产于背斜或向斜翼部，矿层随褶皱呈波状起伏，局部受断裂错移，在背斜或向斜控矿构造深部，锰矿资源潜力巨大，近年来研究区的找矿勘探成果也证实了这一点，仅在湖润锰矿朴隆、波州和内伏矿段的深部及外围便勘探出近千吨碳酸锰矿资源量[16]。

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