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摘要：广西田东县龙怀矿区原岩为下三叠统北泗组（T1b），为浅海相沉积的灰岩、泥灰岩夹硅质泥灰岩、含锰灰岩和贫碳酸锰矿层。矿区锰矿层产出于基岩半风化带中，氧化程度、风化作用相对较弱。常见Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3层氧化锰矿层，矿层发育较好，呈层状产出，形态规则，矿石质量好。矿石的自然类型为氧化锰矿石，具工业价值。
关键词:田东县,锰矿,矿床地质,矿床氧化带特征
1概况
在现代工业中，锰及其化合物应用于国民经济的各个领域，主要用途冶金工业、实验室催化剂等。其中钢铁工业是最重要的领域，主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂以及用来制造合金。其次锰可用于化学工业(制造各种含锰盐类)、轻工业(用于电池、火柴、印漆、制皂等)、建材工业(玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂)、国防工业、电子工业以及环境保护和农牧业等。锰在国民经济中具有十分重要的战略地位。
中国乃至世界锰矿储量最大的地方是广西大新县下雷镇。广西田东县龙怀矿区锰矿与广西下雷锰矿具有相同的成矿规律、成矿模式，位于下雷镇北东向直距约80km的江城镇，位于广西田东县城南175°方向、直距约30.5km的那社屯一带。
2矿床地质
2.1矿区地质
矿区内出露地层主要有二叠系茅口组（P1m）、合山组（P2h）、三叠系马脚岭组（T1m）、北泗组（T1b）、百逢组（（T2bf）及第四系（Q）。
（1）二叠系茅口组（P1m）。分布于矿区的西北角，产于次级背斜构造的核部。岩性为下部深灰色厚层状微晶灰岩；中部灰白色至灰色中厚层状微晶灰岩，含燧石结核或条带；上部深灰色厚层状灰岩。局部地段顶部夹一层厚约2m的中基性熔岩凝灰岩或基性凝灰岩。厚372.33m～484.4m。
（2）合山组（P2h）。分布于次级背向斜构造的两翼。岩性为下部浅黄色、紫红色薄层状硅质泥岩、细砂岩夹砂岩；上部浅黄色薄层状泥岩、页岩。局部地段夹数层薄层状灰岩。厚60.96m～230.30m。
（3）三叠系马脚岭组（T1m）。沿背、向斜构造的两翼、核部呈狭长条带状近北东—南西向展布。岩性为底部一层厚约2m的灰绿色泥岩，其上是青灰色薄至中层状泥质条带灰岩，夹微层状青灰色泥岩，局部夹厚层鲕状灰岩，顶部夹燧石结核团块，有方解石脉穿插。厚76.04m～201.16m。
（4）北泗组（T1b）。为本区含矿岩系，呈带状分布于矿区中部，背、向斜的翼部。岩性主要为紫红色、黄绿色泥岩夹薄层灰岩透镜体，含Ⅰ~Ⅲ层氧化锰矿层。在Ⅰ、Ⅱ矿层的夹层间产xenodiscoidessp.（拟外盘菊石），厚40m～100m。
（5）百逢组（（T2bf）。分布于向斜核部，出露面积约占矿区的三分之一。厚1787m～2587m。按岩性、沉积韵律可划分为四段，但区内仅出露第一段和第二段。
第一段（T2b1）：底部为一层风化长石石英砂岩，呈灰白色；中部为岩屑质砂岩夹页岩；上部为灰绿色页岩。自上而下，粒级由粗到细。厚78.41m～138.36m。
第二段（T2b2）。下部为灰绿色厚层至块状细砂岩夹粉砂岩和页岩；中部为紫红色中厚层状细砂岩夹粉砂岩和页岩；顶部为灰绿色页岩。厚112.13m～620.82m。
（6）第四系（Q）。主要分布于矿区的古溶江沿岸两侧和上架至派腊等沟谷中，由黏土、砂质黏土及砂砾石层组成。局部地段含堆积锰矿。厚0～30m。
2.2矿层特征
田东县龙怀矿区位于广西田东县城南的那社屯一带。矿层产于下三叠统北泗组（T1b），为浅海相沉积的灰岩、泥灰岩夹硅质泥灰岩、含锰灰岩和贫碳酸锰矿层。原岩经风化后成土黄色、紫红色泥岩及黏土夹氧化锰矿层。常见Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3层氧化锰矿层，其中Ⅱ矿层发育较好，较连续，Ⅰ、Ⅲ矿层则不连续，矿层总厚约为3m。
锰矿层随着地层的褶皱隆起和剥蚀出露地表，并沿褶皱的两翼分布，呈条带状延伸。矿层受地层控制，呈层状产出，形态规则，与围岩界线清晰。产状受褶皱形态及两翼地层产状的控制，各处不一，总体上具西陡东缓的趋势。矿层倾角一般在30°~50°之间，个别地段达60°~75°。绝大部分地段矿层倾向与坡向相反，形成“插山矿”，仅少量矿层倾向与坡向一致，形成“铺山矿”。矿层露头一般在半山坡地形变缓地带。
2.3矿层结构及与夹石的相互关系
矿区氧化锰矿层由薄层状及页片状锰矿与薄层状、微层状泥岩互层组成，即由锰线与泥岩互层组成。锰矿与泥岩分层明显，黏性小，极易进行水洗分离。锰线单层厚度多数在1cm～5cm之间，部分大于10cm。泥岩单层厚度略小于锰层厚度，且大部分呈土黄色、白色。
Ⅰ矿层多由锰矿与泥岩相间互层组成。矿层多由微层状、薄片状锰矿，普遍含有松散的锰矿，单层厚1cm～5cm；泥岩为土黄色、褐黄色，单层厚1cm～5cm。
Ⅱ矿层多由条带状锰矿与泥岩互层组成。锰矿单层厚3cm～12cm，大部分地段锰矿淋滤胶结成块状；泥层厚度比锰矿层厚度小，一般2cm～5cm，甚至为零；
Ⅲ矿层则由条带状锰矿与薄层状泥岩互层组成。网脉状锰矿发育，夹石英碎块及铁染现象明显。锰矿层厚2cm～7cm；泥岩厚度略大于锰层厚度，在3cm～10cm。
2.4矿体特征
矿区范围内共分布锰矿层三个，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ氧化锰矿层。Ⅱ矿层较为连续，分为5个矿体；Ⅰ矿层次之，分为13个矿体；Ⅲ矿层仅零星分布，有4个矿体。矿体长2700m～50m，延深108m～25m，厚3.09m～0.5m，矿体局部出露于地表。含矿率84%～40%，品位Mn42.01%～17.32%。
3矿石质量
3.1矿石矿物组成
矿区氧化锰矿石中金属矿物占30%～65%，最高达95%，主要为钾硬锰矿10%～60%、偏锰酸矿1%～54%、恩苏矿2%～10%、锂硬锰矿10%～50%、软锰矿1%～5%、褐锰矿1%～5%、褐铁矿2%～31%，并含微量锆石、磷灰石、电气石、金红石。脉石矿物占5%～70%，主要为黏土矿物（高岭土）6%～49%、石英6%～50%、绢云母5%～20%，并含少量绿泥石、白云母、黑云母等。
氧化锰矿石结构主要有非晶质结构、显微隐晶结构、微粒结构、胶状结构和交代结构等。
氧化锰矿石构造主要以条带状构造、块状构造、薄层状构造为主，次为纹层状、网格状（花斑状）、脉状、角砾状、肾状、葡萄状构造等。
3.2矿物共生关系及生成顺序
（1）共生关系。根据矿石结构特征：矿石以块状、条带状、薄层状、网格状构造为主。块状矿石以含锰矿物为主，且主要为硬锰矿，含少量的脉石矿物，二者较均匀地共生；条带状矿石是矿石矿物与脉石矿物分别富集成薄层状相间分布，它保持了原生含锰灰岩或贫碳酸锰矿的构造特点，是接近氧化界线附近的主要构造类型；网格状矿石则是由于风化淋滤作用，使硬锰矿、恩苏矿、软锰矿等矿物沿层间裂隙、垂直裂隙或斜裂隙充填富集而成。
（2）生成顺序。氧化锰矿物是碳酸锰矿次生氧化的产物。矿石的结构、构造显示了氧化锰矿物、脉石矿物之间有以下特点。①氧化锰矿物以硬锰矿为主，并见晚期硬锰矿（锂硬锰矿）和早期硬锰矿（钾硬锰矿）两种类型。②粒状恩苏矿与钾硬锰矿或恩苏矿与褐铁矿呈环带或同心层状分布。③钾硬锰矿、恩苏矿、锂硬锰矿沿偏锰酸矿的裂隙呈脉状充填并交代偏锰酸矿。④软锰矿交代钾硬锰矿和偏锰酸矿，褐铁矿交代钾硬锰矿，恩苏矿呈细脉状交代钾硬锰矿。⑤锂硬锰矿常包含有软锰矿、恩苏矿、褐铁矿等。⑥根据以上分析，氧化锰矿物的生成顺序应为碳酸锰→偏锰酸矿→粒状恩苏矿→脉状恩苏矿→软锰矿→锂硬锰矿。
3.3矿石化学成分
（1）矿石的化学成分。矿区氧化锰矿石的主要有用组分是Mn、Fe，主要有害组分为P，造渣成分有SiO2、CaO、MgO及Al2O3。矿区内氧化锰矿石原矿锰品位较低，一般在6%～15%，最高可达20%，属低—中磷高硅的贫氧化锰矿石。
原矿经简单的水洗去泥、去杂质后，净矿锰品位较高，主要化学成分为MnO2占45.32%，次为SiO2占21.35%、Fe2O3占10.56%。
（2）有益、有害组分含量。矿区锰矿石伴生元素含量均较低，未达到伴生组分综合评价一般要求，均未可综合利用。
（3）赋存状态。矿区中锰99.06%赋存于氧化锰矿物中，且主要赋存在硬锰矿、偏锰酸矿、软锰矿、恩苏矿中；0.61%的锰为碳酸锰中的锰；0.33%的锰为硅酸锰中的锰。锰在氧化锰中的含量大于95%，说明氧化完全，氧化程度很高。
3.4矿石类型
（1）矿石自然类型。矿区矿石中的Mn大部分来自MnO2，少部分来自Mn2O3，极少量来自MnCO3和MnSiO3。次生氧化锰矿的占有率在90%以上，最高达99.66%，说明矿石的自然类型为氧化锰矿石。
（2）矿石工业类型。依据《矿产地质勘查规范铁、锰、铬》（DZ/T0200-2020）所规定的冶金用锰矿石一般工业指
标并结合本区净氧化锰含量，将区内氧化锰矿石的工业分类及品级划分为富锰矿石(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ品级）和贫锰矿石。
4矿床氧化带特征
4.1氧化界线按以下原则确定
（1）根据矿石的颜色、结构、构造，矿物组分划分出氧化锰矿和碳酸锰矿或含锰硅质岩及氧化界线的位置。
（2）在氧化界线两侧采物相分析样，根据物相分析结果，将氧化率大于25%的样品划为氧化锰矿，氧化率小于25%的划分碳酸锰矿或含锰硅质岩。
由于见氧化界线的坑道均分布于矿区西部，且该范围内矿体赋存地势较高，矿区西部氧化界线深度采用平均氧化界线深度（61.12m）。矿区西部，没有见氧化界线的工程，便以坑道见矿的平均深度（50.85m)作为氧化界线深度。
4.2含锰风化壳的分带
矿区含锰风化壳剖面划分为四个带，自上而下为：红土风化带、基岩风化带、基岩半风化带和新鲜岩石带（或原生带）。不同的风化带代表了不同的风化阶段和风化程度，上部风化带则是在下部风化带的基础上发育起来的。
（1）红土风化带。矿区处于低山区中，地势较高，冲刷、剥蚀作用相对较强，因而最上部的红土风化带不甚发育或为残坡积层所代替，分布零星，极不连续，由基岩、氧化锰矿层经风化剥蚀逐步碎裂成块状矿物，在矿层露头下坡方向邻近的平坦坡地堆积而成。厚度0m～0.50m，由黏土、泥岩碎块、硬锰矿碎块组成。锰矿碎块大小3cm～5cm，呈棱角状、半棱角状，其内部结构与下部基岩风化带中的氧化锰矿结构一致。
（2）基岩风化带。矿区风化作用强烈，基岩风化带十分发育，大部分地段直接露出地表，倾向延深亦大，在18m～128m之间，与氧化界线仅有1%～5%左右的距离。原生含锰硅质泥灰岩、含锰灰岩经强烈风化后形成氧化锰矿层，保留有原岩的产状和层位，泥质含量增加，钙质及部分硅质流失，岩石较松散，呈碎块状，风化甚至成白色粉末状。矿物成分有硬锰矿、偏锰酸矿、软锰矿、恩苏矿、高岭土、绢云母、石英等。
在地表浅部的矿层上部及下部围岩中常见锰土层分布，这是含锰岩层强烈风化所致，为棕黑色，泥质结构，层状构造，保留有原岩的产状和层位，主要由黏土和分散的氧化锰质组成，含锰5%～10%，不具工业价值。
（3）基岩半风化带。为矿区的赋矿带。基岩风化带往下，风化作用减弱，而进入基岩半风化带，二者无明显界限，为渐变过渡关系。基岩半风化带倾向延深在1m～5m，往下则为原生带。在基岩半风化带中，氧化锰矿层颜色逐渐变浅，由黑褐色渐变为灰黑色、咖啡色，层状构造明显，泥质含量减少，钙质、硅质含量增高，岩性较坚硬。含锰18%～30%，具工业价值。
（4）新鲜岩石带。位于氧化界面以下。岩性为含锰硅质灰岩、含锰灰岩或贫碳酸锰矿，新鲜岩石带，地表未见出露。
4.3氧化带深度及氧化界线的变化
矿区内矿体氧化带发育良好，氧化带倾向斜深18m～128m，平均61.12m。氧化界线一般与矿层出露标高呈同步升降，但其升降幅度因地而异。总的来说，当矿层出露地势较高或矿层倾向为顺坡向时，氧化深度较大，反之则较小。
矿体氧化带分布总体上南翼比北翼低，矿层出露地势西高东低，氧化界面波动在潜水面附近，一般在潜水面之上。总体上氧化带纵向有中部高，东、西部低及西高东低，是受地形地貌高低影响所致。
5结语
广西田东县龙怀矿区原岩为下三叠统北泗组（T1b），为浅海相沉积的灰岩、泥灰岩夹硅质泥灰岩、含锰灰岩和贫碳酸锰矿层。矿区锰矿层产出于基岩半风化带中，氧化程度、风化作用相对较弱。氧化锰矿层经风化颜色逐渐变浅，由黑褐色渐变为灰黑色、咖啡色，层状构造明显，泥质含量减少，钙质、硅质含量增高，岩性较坚硬。含锰矿物主要为钾硬锰矿、偏锰酸矿、恩苏矿、锂硬锰矿等。非晶质结构、显微隐晶结构、微粒结构、胶状结构和交代结构等。以条带状构造、块状构造、薄层状构造为主。常见Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3层氧化锰矿层，矿层发育较好，呈层状产出，形态规则，矿石质量好。矿石的自然类型为氧化锰矿石，含锰18%～30%，具工业价值。
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