一、矿床时空分布及成矿规律一、矿床时空分布及成矿规律从大地构造上看,我国锰矿绝大多数产于地台区,如中南和西南地区的锰矿位于在扬子地台边缘、华南褶皱区,以及华北地台区,只有少数产在地槽中,如产在祁连山和天山的锰矿从成矿古地理环境上看,我国锰矿的成矿环境主要是浅海环境,其次是陆缘滨海与湖环境据统计,我国锰矿床,除志留纪、白垩纪、侏罗纪和第三纪外,从前寒武纪到第四纪各个时代均有产出其中以前寒武纪和泥盆纪的锰矿储量为最多,分别占全国总储量的32.0%和30%,其次是,第四纪占11.9%、二叠纪占9.5%、三叠纪占8.9%、石炭纪占3.7%、奥陶纪占1.9%、寒武纪占1.6%(表 3.3.8)表表 3.3.8 各地质时代锰矿储量统计表各地质时代锰矿储量统计表(1)前寒武纪 主要是震旦纪锰矿,分布于湘、黔、川、鄂、辽、陕等地,矿床规模一般为大、中型代表矿床有湖南的花垣民乐、湘潭;贵州的松桃大塘坡;四川的秀山笔架山和辽宁瓦房子等等2)寒武纪 矿床赋存于含磷锰的碎屑-碳酸盐岩中,属磷锰共生矿床,规模为中、小型,代表矿床有陕西汉中天台山锰矿3)奥陶纪 锰矿分布于四川、湖南等地,一般为中、小型,以富锰矿和低杂质锰矿为主,矿石质量较好。
代表矿床有湖南桃江响涛园和四川汉源轿顶山等锰矿4)泥盆纪 锰矿分布于广西、湖南和广东等地,矿床一般为大、中型我国储量超过亿吨的最大锰矿床——广西大新下雷锰矿就是这个时代的,其含矿层分布广,资源潜力大5)石炭纪 锰矿分布于广西、江西、新疆、湖北、福建规模为中、小型,代表矿床有广西龙头和江西花亭6)二叠纪 锰矿分布于贵州、湖南、云南等地,规模一般为中、小型,个别大型,如贵州遵义锰矿(包括铜锣井、沙坝、长沟、黄土坎等矿段)储量就在3000万 t 以上,是重要锰矿原料基地之一7)三叠纪 锰矿主要分布于云南、四川等地,规模多属中型,矿石质量较佳,以富锰矿和低杂质锰矿为主代表矿床有云南的建水、斗南、鹤庆等矿床8)第四纪 主要为地表风化型矿床,分布于广西、广东、湖南、福建等地,规模多为中、小型代表矿床有广西平乐、荔浦和湖南永州东湘桥等锰矿二、矿床类型二、矿床类型1982年地质矿产部和冶金工业部联合颁发的“锰矿地质普查勘探规范(试行)”中,把我国锰矿划分为4个类型:海相沉积类型锰矿床、沉积变质类型锰矿床、层控铅锌铁锰矿床和风化类型锰矿床一)海相沉积类型锰矿床(一)海相沉积类型锰矿床这是我国最重要的锰矿类型,其保有锰矿石储量占全国总储量的70.35%。
赋存的层位有:前寒武系、寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系按含矿岩系及锰矿层的特征,将此类锰矿分为5个亚类:1.产于硅质岩、泥质灰岩和硅质灰岩中的碳酸锰矿床含矿岩系以富含硅质、泥质,并出现硅质岩段或不纯碳酸盐岩夹层为特征;含矿岩系的周围为同期沉积的纯碳酸盐相区锰矿层主要产于含矿岩系的泥质、硅质灰岩段内纯碳酸盐相较少出现锰矿矿体呈层状、似层状或扁豆状,有1~4层矿矿层长数千米,宽千余米,厚一至数米矿石类型主要为碳酸锰类型,可细分为菱锰矿型、钙菱锰矿-锰方解石型、锰方解石型有的局部出现硅酸盐-菱锰矿型未见原生氧化锰类型脉石矿物主要有石英、玉髓、方解石等多属于酸性矿石常见矿石具灰泥结构,结核状、豆状、微层状构造矿层浅部发育有次生氧化带,主要为隐钾锰矿、硬锰矿-软锰矿型矿石矿床规模多属大型或中型典型矿床有广西下雷、龙头等2.产于黑色页岩中的碳酸锰矿床多分布于地台边缘的长期拗陷区,属近海浅水半封闭的海湾或滞流盆地环境含矿岩系或含矿岩段为黑色含碳质页岩、粘土岩夹灰岩、白云岩层或透镜体有时夹劣质煤或鸡窝状石煤,富含微粒状的黄铁矿含矿岩系具水平层理或线理矿体呈层状、似层状、扁豆状或透镜状有一至数层矿。
矿体长一千至数千米,宽一百至数百米,厚一至数米矿石类型为碳酸锰型,未见原生氧化锰类型最常见的是菱锰矿型,次为钙菱锰矿-锰方解石型、锰方解石型;少数矿石中出现少量锰菱铁矿、黑锰矿、黑镁铁锰矿、方锰矿、硫锰矿等矿物脉石矿物主要为石英、方解石及粘土矿物,常伴生星散状黄铁矿矿石结构主要有泥晶结构、球粒结构及少量鲕状结构;球粒在一些矿区鉴定为蓝绿藻矿石构造有块状、条带状构造近地表不同程度地发育有次生氧化带,由隐钾锰矿-恩苏塔矿型或恩苏塔矿-隐钾锰矿型矿石组成含锰20%~27%矿床规模以大、中型居多,也有小型矿床这是我国最重要的锰矿类型之一典型矿床有湖南湘潭、民乐,贵州大塘坡,四川高燕等3.产于细碎屑岩中的氧化锰、碳酸锰矿床一般形成于古陆边缘的浅海沉积环境含矿岩系为杂色粉砂质页岩或粉砂岩,常夹有泥质灰岩、灰岩并见水平层理和少量交错纹理矿层通常产于小旋回从碎屑岩到碳酸盐岩的过渡带中矿体常呈透镜状,可有数层矿原生矿石有氧化锰类型和碳酸锰类型前者主要为水锰矿型矿石,后者有菱锰矿型和钙菱锰矿-锰方解石型矿石有的矿区主要为褐锰矿或水锰矿与锰的碳酸盐矿物组成的混合类型矿石脉石矿物有的以石英、玉髓为主,有的以方解石为主。
有的属酸性矿石,有的属自熔性或碱性矿石矿石具有细粒集合体及鲕状、球状结构;主要构造为条带状或块状构造近地表发育有程度不等的氧化矿石,主要为软锰矿-硬锰矿型典型矿床有辽宁西部的瓦房子和云南东南部的斗南等矿床规模一般为大、中型4.产于白云岩、白云质灰岩中的氧化锰、碳酸锰矿床含矿岩系为白云岩、粉砂质白云岩、白云质灰岩矿层底板之白云岩具有涟浪、缓斜层理、水下滑动等构造,或含鲕粒如云南白显锰矿床是赋存于中三叠统法郎组海相沉积的氧化-碳酸锰矿含矿岩系由碳酸盐岩组成矿体呈层状、似层状主要矿物成分有黑锰矿、褐锰矿、软锰矿、硬锰矿、水锰矿、菱锰矿和锰方解石等矿石具粒状、晶簇结构,花斑状带状构造矿床规模属于中型5.产于火山沉积岩系中的氧化锰、碳酸锰矿床含矿岩系属于火山喷发期后或火山喷发间歇期的正常海相沉积碎屑岩与碳酸盐岩矿层产于碎屑岩中,或碎屑岩向碳酸盐岩过渡的部位火山喷发岩属于中性-基性,沉积碎屑岩中含有火山物质矿层中常出现碧玉条带或团块矿石结构有晶粒状、球粒状矿石构造有块状、条带状和网脉状矿体呈层状、似层状,厚数米,长可达千米,矿床规模属于中型典型矿床有新疆莫托沙拉等二)沉积变质类型锰矿床(二)沉积变质类型锰矿床该类锰矿床原系沉积矿床,后来经受了区域变质或接触变质作用,矿石矿物成分有了显著的改变。
矿体的形成、产状与沉积锰矿层没有明显的差别围岩的变质程度多属于轻变质此类矿床储量占全国总储量的7.85%根据矿物成分等可分为两个亚类:1.产于热变质或区域变质岩系中的氧化锰矿床这类矿床多系上述某些海相沉积矿床经受变质作用而成矿石具变晶或变鲕状结构,条带状构造主要矿石类型有菱锰矿-褐锰矿型、褐锰矿-黑锰矿型,并常有锰的硅酸盐出现脉石矿物除石英和方解石外,还出现少量钠长石—奥长石、闪石类、辉石、石榴子石和云母等围岩多属于千枚岩和绿片岩类矿床规模属于中—小型典型矿床有陕西黎家营锰矿2.产于热变质或区域变质岩系中的硫锰矿、碳酸锰矿床这类矿床主要是前述海相沉积锰矿床,经受接触变质或其他变质作用,变成硫锰矿-菱锰矿或硫锰矿-锰白云石可出现少量锰的硅酸盐矿物矿石具有变晶结构、球粒状结构,多具条带状构造脉石矿物除石英、方解石、白云石外,可出现少量硅酸盐矿物围岩为板岩或绿片岩类岩石典型矿床有湖南棠甘山、陕西天台山等矿床规模属于中型三)层控铅锌铁锰类型锰矿床(三)层控铅锌铁锰类型锰矿床这类锰矿床中常伴生有多种有用元素可供综合利用,但其储量所占的比例不大,仅5.59%矿床常产于比较固定的层位,并有明显的后期改造作用。
例如,产于湖南、广东地区中泥盆统的棋梓桥组、上泥盆统的佘田桥组或天子岭组中的锰矿;福建、安徽的中、下石炭统分界处的锰矿等矿体多呈透镜状,其产状与围岩近似一致,但并非完全整合矿体的分支复合、膨胀收缩现象显著,并常有切穿围岩层理的现象常见的围岩蚀变有白云石化、铁锰碳酸盐化等原生矿石有方铅矿-菱锰矿、硫锰矿-磁铁矿型和闪锌矿-锰菱铁矿型矿石具粒状、球粒状结构,块状、浸染状、细脉状构造矿体次生氧化后,锰质显著富集,有软锰矿-硬锰矿型锰矿石和软锰矿、硬锰矿-褐铁矿型铁锰矿石矿床规模大、中、小型都有,但多数为中、小型典型矿床有湖南的后江桥、玛瑙山等此类锰矿近年有所发展,储量有增加的趋势四)风化类型锰矿床(四)风化类型锰矿床这类锰矿床在各类锰矿储量中所占比例仅次于海相沉积锰矿床,为14.15%,居第二位矿体埋藏浅,容易开采,已被广泛地开发利用就其主要成矿条件而言,它是各种原生锰矿床或含锰岩系的锰质,在湿热气候、有利的构造、岩性及丘陵地貌等条件下,经风化、淋滤、富集而形成按照矿床的地质特征,这类锰矿床可以分为4个亚类:1.沉积含锰岩层的锰帽型矿床各地质时代的原生沉积含锰岩层,经次生富集而形成的有工业价值的矿床。
主要成矿时代为第四纪矿体保持原来含锰岩层的产状,沿走向延续较长;沿倾向延深受氧化带发育深度控制,可由几米到80多 m,个别达150m当含锰岩层产状平缓,并大面积赋存于氧化带内时,矿体可有很大延展,矿体呈似层状或透镜状矿石由各种次生锰的氧化物、氢氧化物等组成,主要有硬锰矿、软锰矿、偏锰酸矿、水锰矿等矿石含Mn 20%~40%,Fe 30%~10%矿石多具次生结构和构造矿床规模属于中、小型典型矿床如广西东平,云南芦寨等2.热液或层控锰矿形成的锰帽型矿床这类矿床通常产于某一地区层控锰矿或热液多金属锰矿的风化带中,矿体可呈透镜状、脉状或囊状矿石由各种次生锰的氧化物和氢氧化物组成常见矿物有铅硬锰矿、黑锌锰矿、水锌锰矿、黑银锰矿等,具有次生结构和构造典型矿床有广东小带、江苏栖霞山、安徽塔山等矿床规模多属中、小型3.淋滤(积)锰矿床这类锰矿常产于含锰沉积层的构造破碎带、层间剥离带、裂隙和溶洞中在地下水渗滤及运动过程中,锰质被溶解、迁移到适宜的部位聚积成矿矿体呈似层状、脉状、透镜状或囊状矿石主要由氧化锰、氢氧化锰类矿物组成矿石具有胶状、网脉状、空洞状或土状构造典型矿床如闽西南连城兰桥,广东新榕、汾水等。
4.堆积锰矿床这类矿床是由含锰岩层或锰矿层经次生氧化富集、破碎,并经短距离搬运、堆积而成矿石由各种锰的次生氧化物、氢氧化物组成,呈角砾状、次角砾状、豆粒状聚积于松散的砂质土壤之中矿体呈层状、似层状,产状与地面坡度基本一致,并受含锰层的出露情况和地貌形态控制典型矿床如广西思荣、凤凰、木圭、平乐,湖南东湘桥等矿床规模属于中、小型三、典型矿床三、典型矿床(一)广西大新下雷锰矿床(一)广西大新下雷锰矿床位于广西大新县下雷乡发现于1958年,是我国目前最大的锰矿,也是国内放电锰矿石的最大产区1996年底保有锰矿石储量12824万 t矿区东西长6000m,南北宽2500m,面积约15km2(图 3.3.2)图图 3.3.23.3.2 下雷锰矿区地质略图下雷锰矿区地质略图①①C1.C1.下石炭统;下石炭统;D3.D3.上泥盆统(榴江组、五指山组含锰层);上泥盆统(榴江组、五指山组含锰层);D2d.D2d.中泥盆统东岗岭组灰岩;中泥盆统东岗岭组灰岩;βμ.βμ.辉绿岩体;辉绿岩体;1.1.背斜轴;背斜轴;2.2.向斜轴;向斜轴;3.3.倾没方向;倾没方向;4.4.倒转背斜;倒转背斜;5.5.倒转向斜;倒转向斜;6.6.断层;断层;7.7.地质剖面线;地质剖面线;8.8.锰矿层及露头;锰矿层及露头;9.9.钻孔;钻孔;10.10.坑道;坑道;①①据广西壮族自治区地质局第二地质队,据广西壮族自治区地质局第二地质队,19681968含锰层系赋存于上泥盆统五指山组硅灰岩、泥质灰岩中,属浅海沉积锰矿床。
锰矿层出露于近东西走向、向西翘起的向斜构造两翼,共有上、中、下3层矿,厚度分别为1.24m、2.38m、1.75m矿层产状与地层一。