云南省建水县锰矿床成矿地质特征及成因分析

云南省建水县锰矿床成矿地质特征及成因分析

张辉

身份证号： 37098319890206**** 山东省泰安市 271600

摘要：建水锰矿床分为产于中三叠统法郎组石灰岩中的沉积变质矿床和产于第四系粘土层中的（残）堆积锰矿，通过对建水锰矿矿床的深入研究，对矿床成因、控矿因素、地质构造、地层结构等有了深入的认识和理解。

关键词：地质特征 空间分布 矿床类型

引言

矿区大地构造位置位于华南褶皱系（Ⅱ）滇东南褶皱带（Ⅱ₁）西部边缘，地处建水弧前东翼、个旧花岗岩穹状隆起、红河深大断裂夹持的三角地带。根据矿床成因、控矿因素等地质特征的正确分析找出锰矿矿床空间分布规律，为建水锰矿资源更好开发利用提供地质依据。

1.区域地质

区域构造运动强烈，发育有近南北向、近东西向、北东南西向、北西南东向四组断裂组合，褶皱有白显向斜和白显背斜。

1.1 区域构造特点

（1）强烈的构造运动：

燕山期褶皱表现较为强烈，背、向斜构造发育，且局部倒转，褶皱枢纽起伏，构成串珠状短轴背斜；断裂平行相间分布，呈线状延伸。

（2）强烈的岩浆活动：

矿区所在区域的东北部分布有大面积燕山期中酸性岩基、岩珠和岩脉，在花岗岩的残留顶盖和边缘发育强烈的接触变质作用和气液蚀变作用，形成Sn、Mo、Cu、Pb、Zn等内生多金属矿产。

（3）广泛的变质作用：

主要表现为泥质岩石的绢云母化、碳酸盐类岩石的大理岩化等。

（4）强烈的新构造运动：

主要表现为河谷下切，近代构造盆地的形成，喜山期正长岩的贯入及频繁的地震活动等。

2.矿区地质特征

2.1矿区构造

矿区位于白显向斜北段白显背斜部位，断裂构造发育，形成很多的下陷和抬升断块，破坏了向斜的完整性。南部的红河断裂形成于古生代，在燕山期、喜山期有继承性活动，为超壳深断裂，构造性质表现为强烈的逆向挤压带。白显背斜受红河断裂的影响，南部局部出现倒转，背斜核部出露中三叠统法郞组地层，两翼为中三叠统个旧组、下三叠统永宁镇组、洗马塘组。

2.2锰矿赋存层位及矿化特征

锰矿床分为沉积变质矿床与（残）堆积锰矿，其中原生沉积变质锰矿又可细分为原生沉积氧化锰矿和次生氧化锰矿，第四系堆积型锰矿细分为坡积型锰矿、溶洞堆积型锰矿和结核型锰矿。

（1）沉积变质型锰矿

建水锰矿矿床含矿层位自上而下分为三个矿群。分述如下：

Ⅰ号矿群分布于矿床的西部和南部，产于T₂f^4－2与T₂f⁵的接触界面以下0－18m的空间范围内，矿体富厚、稳定、连续，是矿床最主要的矿群。

Ⅱ号矿群产于T₂f^4－2中上部，Ⅰ号矿群向下5－25m，矿群占用垂直空间0－20m.矿体在平面上很分散，规模不大，厚度小（0.52－7.75m），连续性差，矿石质量差。矿体上盘和两矿体走向间多为薄层灰岩或薄层白云质灰岩；下盘多为薄层白云岩，少数为白云质灰岩。

Ⅲ号矿群产于T₂f^4－2下部，T₂f^4－2与T₂f^4－1的接触界面以上0－34m的空间范围，矿体呈多层状产出，但连续性差，矿体层数多、厚度小，单层矿体厚度变化较大，最厚达27.00m。

（2）堆积型锰矿

建水锰矿矿床第四系（Q）堆积型锰矿按堆积形态分为2个矿群。分述如下：

堆（残）积型锰矿：Ⅳ号矿群分布于勘探区上部的平缓台地上，主要赋存残坡积层及与岩溶漏斗、岩溶裂隙中，埋藏于地表以下5－45m的空间范围。矿体随地形坡度或与岩溶漏斗、岩溶裂隙形态变化大，主要呈透镜状、似层状产出，矿体数量多、厚度变化大，单矿体最大厚度为31.96m，其它矿体规模很小。且同一岩溶漏斗可有多次堆积并形成多个矿体。

结核型锰矿：Ⅴ号矿群为结核型锰矿体，分布于地表粘土层中，分布于矿区外围矿床，埋藏深度一般0－15m。矿体呈椭圆状、饼状、条带状产出，矿体厚度变化大，最厚可达35.65m，矿体与地形坡度一致。

3.矿床成因

锰矿床是一种特殊的含锰碳酸盐建造，成矿物质是来自古陆和海盆的内碎屑，在水动力作用较强的富氧环境中形成的氧化锰－碳酸锰建造。

（1）含锰层的岩石特征

含锰岩层为沉积碳酸盐岩，以含砾屑和生物碎屑的砂屑为基质，以方解石或白云石为胶结物，发育以砂屑至粉屑的韵律层理及以石英为核心的鲕粒。其沉积环境为浅水、波浪作用强的高能环境，相当于台地边缘浅滩相。含锰岩层中见细晶白云岩夹层或扁豆体，鸟眼构造，沉积环境为潮上低能带，蒸发作用强，海水盐度高，白云石化作用普遍，其沉积环境相当于台地蒸发相。

（2）矿石结构的沉积环境标志

锰矿床经历了多次性质不同的地质作用的改造，矿石的结构、构造保留或残留有沉积－成岩阶段的记录，粒状氧化锰矿物浸染于灰岩基质中，常沿层面密集分布而显示条带构造－纹层状构造。

（3）锰矿物与地质环境

锰在不同的地质环境中生成不同的锰矿物。

锰矿床所处的大地构造单元三叠纪无火山活动，锰质来源应是陆缘的，除锰外还有少量铁质、泥质、碳质和石英。

来自大陆的含锰胶体溶液进入海盆后，界质中大量的电解质使含锰胶体凝聚沉淀。由于沉积环境导致锰的原始沉积物为锰的氧化物和氢氧化物，如软锰矿、硬锰矿，水锰矿和氢氧化物凝胶，在搅动的水体中形成鲕粒。

在成岩晚期和变质作用阶段，由于Eh值环境降低，温度和压力增高，早期矿物变价、脱水，使大部分四价和三价锰矿物转变为三价和二价锰矿物，同时发生铁对锰、锰对钙的取代。其新矿物为褐锰矿、黑锰矿、方铁锰矿、锰方解石、菱锰矿。

在风化作用阶段，矿体以强烈氧化，生成软锰矿、硬锰矿、偏锰酸矿，水锰矿穿切、交代前期矿物。形成了浅部以软锰矿为主，深部以褐锰矿为主的锰矿床。

4.矿床的建造与改造

赋存矿层是由三个矿群组成的含矿岩系，锰矿体沿层面或垂直层方向均产于石灰岩和白云岩相变带的石灰岩一侧，物质成分上的差异在平面上反映了沉积环境的不同，在剖面上反映了地壳振荡运动的结果。内碎屑石灰岩和锰矿体产于台地边缘浅滩相中，无矿的细晶－微晶白云岩为台地蒸发岩相。这是锰矿沉积阶段形成的矿床雏形。

变质作用在该区较轻微，矿体内部主要矿物组分的变化，高价锰矿物转变为低价锰矿物。

矿床改造主要发生在风化作用阶段。第四纪早期将该区夷为平地，形成岩溶地貌，地壳抬升、河流下切，该区保留在残存的阶地上。矿床经强烈风化作用。物理风化使矿体机械破碎，经重力搬运形成堆积矿床－残坡积型和溶洞堆积型锰矿。化学风化产生高价锰矿物，形成放电锰矿石，使岩石中的碳酸盐组分溶解、迁出，形成锰的富集和矿体厚度的 扩大，使矿体形态和质量发生改变。

近地表面表层土中的锰结核和团块，为准平原化晚期的产物，当时潜水面较高，携带锰质水平流动的地下水，受毛细管作用而上升，在表层土壤中因锰介质改变而沉淀。锰结核与锰矿层间有一段无矿的空间而不直接接触。同心结核的形成可能是胶状溶液的锰在新的介质中凝聚的结果。

5.结论

锰矿矿床是陆缘的锰和海盆的内碎屑在高能富氧的环境中形成的以碳酸盐为容矿岩石的原生氧化锰矿床，成岩后经轻变质使早期矿物变价、脱水形成新的锰的氧化物矿物组合，第四纪后经强烈的风化改造，在地表形成多类型的堆积锰矿。

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