摘 要：本文以乐华锰矿床地质特征为例，初探了扬子地台东南缘低磷优质锰矿的地质特征和成矿条件，并对在赣东北地区寻找该类型矿床的前景提出了自己的看法。

关键词：扬子地台东南缘 优质锰矿 次级裂谷洼地 障壁地球化学障 成矿条件

0 引言

乐华锰矿为低磷(<0.035%)、低硫(<0.04%)、低硅(<10%)的优质锰矿床。该矿床呈似层状～透镜体赋存中元古界双桥山群浅变质岩系与中石炭统黄龙组白云质灰岩的不整合面上，为沉积型(铁)锰矿床。含采出矿量在内，矿床共保有铁锰矿石2300余万吨，含锰铁矿石188万吨，碳酸盐(锰铁)锰矿石74万吨。底板变质岩系中共有锰锌矿约70万吨，银200余吨，金50吨，是华东地区xx的多矿种共生的大型矿床，亦是赣东北{dywe}的大型孤立锰矿床。

锰矿体因无矿的不整合面陡坎分隔，自由而东由浅而深划分为Ⅰ、Ⅱ……等若干台阶状矿体。

本文以乐华锰矿为例，初探扬子地台东南缘低磷优质锰矿的地质特征及成矿条件，并对赣东北地区寻找该类型矿床的前景提出一些粗浅的认识，以飨读者。

1 区域地质特征

该区处于扬子地台东南缘，位于大陆斜坡发育起来的萍(乡)～乐(平)断陷盆地内。以轴向近东西的线状褶皱为主，伴生和派出近东西向压性轴向断裂和X型的北东向、北西向的剪切向断裂，以及南北向张性断裂。近于平行的此东向赣东北和乐安江两大深断裂，在区域内强烈复合，具有多期及长期性特征，且燕山期达到高潮。

区域内环形构造发育，沿Ⅱ级北东向江田～乐华断裂自北东至南西分布有铜厂、金山、德兴、天子堂、东华等环形构造。

区域内出露地层有中元古界双桥山群、震旦系下统、寒武～奥陶～志留系、石炭系、二迭系下统、侏罗系上统及第四系。

区域内岩浆岩具有分布广泛，多旋迴、多期次、种类齐全的特点。活动期从晋宁期到燕山期，岩相从侵入～喷发均具，岩性从中基性至中酸性齐备。与锰矿成矿有关的主要是海相中酸性～中基性火山岩。

2 矿区地质特征

2.1地层

地层简单，主要出露双桥山群、石炭系上统和三叠系上统地层，分布于整个矿区，其次在山间分布有第四系残坡积物。其岩性特征叙述如下：

2.1.1中元古界双桥山群

以片岩为主，夹千枚岩、粉砂岩和变质闪长岩等，并有辉绿岩脉穿插其间。

2.1.2石炭系

上统黄龙组在矿区可分出硅质白云岩和灰岩二层。

（1）硅质白云质灰岩：位于灰岩下部，浅灰带红，厚层状质坚硬易碎，底部与锰矿层接触处附近岩石较破碎且受铁锰质浸染。喀斯特溶洞不发育。一般厚90～120米，最厚达350米。

（2）灰岩：浅灰、灰白色，质纯，致密块状，性脆，具贝壳状断口，方解石脉发育。地表以下150米内溶洞发育。灰岩最厚可达440米。

2.1.3三叠系

上统安源组砂砾岩。在矿区出露的仅是盆地边部沉积。按岩性下部为灰白、灰色厚层状砾岩夹粗砂岩，砾石成份有千枚岩及灰岩碎块。相变大，往往相变为粗砂岩夹砾岩。上部为灰黄、灰白色中细粒长石砂岩和细砂岩。一般厚40～50米，最厚达206米。

2.1.4第四系

残坡积和冲积层。在矿区有广泛分布，由含砾粘土，砂质粘土组成，为黄褐色，褐黑色，其黑褐色与锰矿床赋存部位有关。

2.2构造

2.2.1褶皱 双桥山群中小型褶皱发育，岩层受多期构造叠加影响，产状紊乱，褶皱构造性质未查明。灰岩中褶皱微弱，锰矿层基本上未受褶皱影响。

2.2.2断裂 矿区处于区域性北东向江田—乐华II级深断裂和北西向东平～洋田张性断裂交汇处，乐华双层同心环形构造重叠于其上。次级断裂有华夏系F2、F3、F7、F8、F10、F12；新华夏系断裂有F1、F4、F5、F6、F11。前者大都控制锰矿沉积，后者大都为破坏性断裂。

2.3岩浆岩 矿区内岩浆岩种类繁系，而且分布广泛，计有闪长岩、辉绿岩、英安斑岩、石英斑岩、火山凝灰岩、黑云母煌斑岩等。与成矿关系密切的为早中石炭世海相次火山侵入岩和喷出相的中酸性～中基性火山岩。

3 矿床地质特征

矿区铁山区段已采完，下面以花亭区段为例分析矿床地质特征。花亭锰矿区段沿双桥山群浅变质岩系和黄龙组灰岩不整合面分布，矿床因无矿的不整合面陡坎分隔自西向东由浅至深而划为I、II……等若干台阶。碳酸盐矿石仅在II台阶底部和局部地段出现。（见下图）

3.1 各台阶矿床地质特征

3.1.1 I台阶矿体：矿体形状为—大透镜（体）。走向近南北稍偏西，长900米，倾向东，斜深83～347米，平均水平宽度164米，平均厚7.75米，{zd0}厚度42米。埋藏海拔8～3.50米。倾角沿走向上，北部缓为0°～25°,南部渐次变陡35°～62°；沿倾向上浅部缓，多为10°～35°，深部陡可达55°～70°。局部地段夹有数层1～2米厚含锰灰岩，灰岩或硅质灰岩，在矿体内普遍见有1～3米厚黑色粘土透镜体。

3.1.2 II台阶矿体：矿体呈似层状，平面上呈“[”形。走向1154米，斜深280～817米，平均水平宽385米，平均厚10.92米 ，{zd0}厚35米。埋深海拔-215～-714米。矿体北端走向北东，倾向南东，倾角23°；中部走向近南北，倾向东，倾角26°；南端走向南东，倾向北东，倾角27°。

该矿体北东端，南东端和III线至Ⅸ线地段的东部边界尚未圈定，还有扩大远景可能。另外，矿体沿走向倾向上厚度较稳定。

总的说来，原始古地貌对I、II台阶矿体厚度、倾角变化影响较大，尤以I台阶为显著。

3.2 矿石化学成份、品位变化特点：区内I、II台阶化学成份的基本特征是Fe+Mn大约40～50%，总量稳定，变化系数微小。另外，I、II台阶锰矿石均属低磷、低硫、低硅、自熔性优质锰矿石。现将各台阶化学成份列于表1：

花亭矿区台阶化学成份表

                                                                             表1

I台阶锰矿石平均品位Mn24.29%，Fe15.9%；{zg}单样含Mn43.49%，含铁 16.45%，其沿倾向Mn品位逐渐降低而铁品位逐渐升高，磷时高时低。II台阶锰矿平均品位Mn23.97%，Fe18.17%；{zg}单样Mn37.18%，含铁15.33%。其沿倾向上部铁高锰低，中部锰高铁低，预测深部铁高锰低。I、II台阶沿走向北边锰高铁低，南边锰低铁高。

3.3矿石类型及结构构造特征

该矿石类型可分为氢氧化物矿石、氧化物矿石、碳酸盐矿石和氧化铁矿石四种，其中I台阶呈氢氧化物矿石，由硬锰矿为主及部分软锰矿、水锰矿组成；II台阶则呈氧化物矿石，由锡锰矿为主及部份水锰矿、赤铁矿、少量铁锰矿和碳酸盐锰矿。

矿石构造主要为致密块状构造，其次为条带状、脉状和蜂窝状构造，部分为胶状、环带状、同心圆状和砂状构造。

矿石结构主要为自形和半自形细粒结构，部分为交代残余、乳浊状和骨格状结构。

4 成矿地质条件及矿床成因

4.1含锰岩系和沉积环境

花亭锰矿区含锰岩系为中元古界浅变质岩系、石炭系中统黄龙组下段灰岩和含锰铅锌矿石。

锰矿层的上伏含锰岩系为含（铁）锰的硅质白云质灰岩、铁锰质灰岩，其在矿区范围内最厚达620米，比区域外围黄龙组沉积厚300余米。下伏含锰岩系因地段有异，可分为三种情况。

1、含铁锰灰岩、灰岩或硅质灰岩。矿区有10余个钻孔见之，厚2.5～20m不等。

2、含（铁）锰铅锌矿石。如Ⅻ线CK064孔，见含锰铅锌矿体，厚10.64m，Mn0.438%。

3、中元古界浅变质岩系：含锰较高，局部高达2.3%。

花亭锰矿区含锰岩系相应地区分为两种不同沉积环境：元古宙为大陆斜坡部、次深海域、濒临俯冲带、海底火山喷溢发育、地壳脉动振动濒繁、浊流作用濒口发生的半封闭岛弧海盆地负性下沉区沉积，以海相火山质～泥沙质复理式建造为主；石炭纪属近海相碳酸盐岩～硅酸盐岩建造，厚层状灰岩及硅质白云岩说明海降速度远大于岩石沉积速度。

4.2 古构造～古地理环境

优质锰矿的沉积同古地貌有关，一般多受各类凹陷中次级洼地所控制。如乐华锰矿床受萍～乐断陷盆地内次级裂谷洼地所控制。石炭早中期，扬子地台（板块）向西移动，在其东南边缘大陆斜坡上出现拉张活动带，其沉积的物理化学条件为氧逸度中偏高，PH和EH值均较大的弱碱性弱氧化环境。因受深断裂及次级断裂的综合控制，洼地外围或内部发育与矿层同时代的海相火山活动。其火山活动分布情况文后述说。

4.3成矿期与成矿后构造

乐华锰矿主要与断裂构造有关。因其处在大陆活动边缘，除成锰矿前形成拉张性断裂谷洼地，控制着成矿台阶（铁山区段、花亭区段I、II……等台阶），在成矿同期及后期，地堑式裂谷洼地仍有下降趋势（从矿区黄龙组沉积厚度特点推知）。现仅讨论断裂构造对锰矿的影响。

4.3.1成矿期断裂

根据矿区钻孔资料及矿体厚度变化特点岩层矿期断裂有如下特点：

（1）NE60°～65°华夏系压扭性断裂控制矿床北部{zd0}沉积凹陷线，并构成矿床北部沉积边界；

（2）SEE100°华夏系压扭性裂面控制矿体南部{zd0}沉积凹陷，构成矿床南部沉积边界；

（3）NNW350°华夏系扭张性裂面分别与上述NE、SEE二组沉积凹陷线的复合交叉部位控制矿体的{zd0}是矿厚度。

另外，华夏系320°横张断裂亦在一定程度参与控制了沉积凹陷线或沉积中心的构成。

4.3.2成矿后构造

锰矿床形成后，由于构造应力场的变化，在深大断裂运动的影响下，经受了多期次多体系构造运动，以燕山期影响最强。结合区域构造应力场变化规律，对矿区认识如下：

（1）二叠纪～晚侏罗世出现南北向的左行扭力偶，{zd0}压应力方向北西～南东向，矿区产生了NNE向压扭性断裂（在矿区F6为代表）和NNW向张扭性断裂（如F4、F5）。前者为锰矿床底部板铅锌的成矿构造；后者对锰矿体有一些破坏作用，此处不详论。

（2）白晋纪时，区域性应力场发生明显变化，{zd0}压应力使原北北西向断裂的结构转变为压扭性（F4、F5等），而原NNE向断裂的结构面转变为张扭性（F6等）。该时期北东向张扭性断裂F6控制锰矿底板的铅锌矿化，而NNW方向（320°）压扭性断裂将前期沉积的呈台阶状锰矿体局部都抬升，例如北西向F3错动锰矿体垂直位移83米，水平位移108米。

4.4 矿床成因探讨

乐华锰矿床是在古大陆边缘断陷盆地内次级地堑式裂谷洼地环境下形成的海相火山喷发～沉积锰矿床，并经历了后期轻变质和热液作用。其动力变质源及低温热液源来源于深大断裂。主要依据是：

4.4.1　沉积成矿方面标志

(1) 乐华锰矿呈似层状～透镜状，大都产于中石炭统海浸层序与中元古界双桥山群浅变质岩系之间的不整合面上。在花亭矿区段10余个孔的锰矿层底板不是浅变质岩系而是含铁锰灰岩。

(2) 花亭区段锰矿层中大量出现的夹石全为含（铁）锰灰岩和灰岩类组成，在平剖面图上可相应连成一定层位。

(3) 矿区大多数不整合面以下浅变质岩系中均无铅锌矿体，而且地表变质岩出露地区的铅锌矿化地段或铅锌矿体之上又未见有铁锰帽发育，二者依存关系不明显。另外，据钻孔资料：铅锌矿体提供的锰质来源有限。

(4) 铁锰含量在上伏含锰灰岩和矿层中呈现一定的稳定性，如矿层中Mn+Fe总量为40%左右。另外，从平面和剖面图上铁和锰呈相互消长及规律性递变态势。

4.4.2成矿物质的多源特征

其一、来源于中元古界双桥山群浅变质岩系。其含锰较高，局部高达2.3% ，在余干～万年~弋阳一带，风化形成的数十公分厚锰壳含锰壳含锰高达20～30%，铁含量亦较高。

其二、来源于海底火山喷发物质。在乐华锰矿区杨家背和天井湾一带以及铁山区段11号井矿层中见有凝灰岩夹层及火山碎屑物质；在矿区外围的福泉山～姚坂一带有早中石炭火山活动，岩性为中酸性～中基性，从喷出相及火山侵入相皆备；钻孔控制的矿区黎桥向斜区黄龙组灰岩之下和矿区白土峰背斜的浅变质岩系中均见有浅成～超浅成侵入的中基性次火山岩类，如闪长岩、辉绿岩等。

4.4.3 变质和热液标志

(1) 矿石中缺失黑锰矿和锰的硅酸盐矿物，说明矿床受变质程度较轻，在II至Ⅳ线段，含锰铁矿被铁锰矿层复盖和超覆，是后期变质改造之结果。

（2）氧化物矿石见有变质条带和热液成因的褐铁矿、水锰矿及方解石脉穿插。

（3）碳酸盐锰矿石局部有黄铁矿浸染和细脉穿插。另外，矿石中含有占其总量1%的金属硫化物，反映了海底火山喷发热液活动。

（4）在I、II台阶锰矿层底部，局部地段见有少量铅锌矿细脉，CK1005孔在锰矿层底部见有强烈铅锌矿化。

（5）矿石底部方解石晶体比较发育，这是低温热液作用特征。

乐华海相火山喷发—沉积—变质—热液锰矿床的成矿机制：

（1）石炭早期，扬子地台向西移动，出现拉张活动带，沿北东向深断裂在萍～乐断陷盆地内发育次级地垒和地堑并列式裂谷洼地。海底地形脊、槽间形成了深、浅水交替沉积环境；由于洼地两侧陡倾正断层的障壁作用，造成海底等深线在此突变。相应形成水流不畅，相当于半深海的碳酸盐相与硅质岩相之相过度性裂谷洼地，我们称之为障壁地球化学障。它是锰矿床沉积的有利的成矿地质环境。

（2）石炭中期来源于浅变质岩系和海相火山～喷发热液活动的铁锰等矿质被溶解而形成一种富钙硅而贫S、P的成矿溶液，当其迁移到有利的沉积场所——障壁地球化障，即发生沉淀形成铁锰同层沉积矿床。

（3）华力西～燕山早期，矿区外围乐安江和赣东北两深大断裂长期和多期次活动，不仅控制了矿体的沉积凹陷线和矿体的边界，而且后期的断裂对矿层有一定程度破坏作用。另外，矿床因受深大断裂影响发生动力变质作用，如锰铁碳酸盐发生重结晶和水锰矿脱水而成褐锰矿；同时，地壳深部热源可沿深断裂上升，遇地下水下渗可形成低温热液，使断裂带及上下盘岩石产生一系列化学变化。如锰铁碳酸盐被褐锰矿，赤铁矿交代等。

(4) 燕山晚期，深大断裂活动更为强烈，从而提供了含铅锌等矿质的低温热液，在锰矿层底板浅变质岩系的适当构造空间沉淀形成铅锌共生矿床，同时使锰矿层底部矿石强烈铅锌矿化。值得注意的是这时期形成的北西压扭性断裂将呈台阶状下降的锰矿体局部抬升。

5 结论

综上对乐华锰矿床地质特征，成矿地质条件和成矿规律的探讨，可以推知，扬子地台东南缘低磷优质铁锰同层沉积“乐华式”锰矿是产在一定大地构造边缘（稳定性差、活动性强、地壳变动频繁）、特殊构造条件（断陷盆地内次级裂谷洼地）、特殊物理化学环境（障壁地球化学障）和特定的地史发展阶段（地台盖层沉积阶段）的产物，成矿物质来源中元古界浅变质岩系和海相火山喷发物及热液，而且锰矿局限在特殊地层层位（中石炭黄龙组底部）中和特定空间位置上（断裂交汇和环形构造的重叠部位）。