锰,作为一种重要的金属元素,其矿物利用历史源远流长。在中国,锰矿物的利用可追溯到距今 4500 - 7000 年前新石器时代的仰韶文化(彩陶文化)时期。那时,先民们或许已不自觉地利用含锰物质来为彩陶增添独特的色彩。时光流转,进入现代社会,锰凭借其成本优势和良好的电化学性能,在电池正极材料领域得到了广泛应用。像锰酸锂等材料,因其出色的性能,成为众多电池产品中不可或缺的关键组成部分,推动着新能源产业的蓬勃发展。
湖南省,作为锰矿资源的重要分布区域,其锰矿主要分布于花垣—古丈、湘潭—宁乡、安化—桃江、洞口—通道、隆回—邵东、东安—冷水滩这 6 处盆地。然而,在过去的漫长岁月里,桂阳盆地一直未能找到原生锰矿源层,这成为了湖南锰矿勘查领域的一块“心病”。
直到 2025 年 1 月 - 9 月,湖南省矿产资源调查所在“新一轮找矿突破战略行动”中承担的省级财政地质勘查项目《湖南省桂阳县樟木冲矿区钴锰矿普查》,迎来了重大转机。项目团队在桂阳盆地二叠系孤峰组地层中成功探获原生沉积碳酸锰矿,这一发现犹如一颗重磅炸弹,填补了湘南地区桂阳盆地无碳酸锰矿的空白,为湖南锰矿资源开发注入了新的活力。
通过进一步的钻探工作,科研人员发现樟木冲矿区碳酸锰矿具有一定规模。矿体走向长约 3000 米,倾向延伸 30 - 85 米,单工程真厚度 0.57 - 4.95 米,单工程平均品位 Mn 9.28% - 14.14%。更为重要的是,矿体走向和倾向均未封边,这意味着矿区的碳酸锰矿资源还有很大的延伸空间,矿体相对稳定,具有十分良好的开发前景。

图 1 直观地展示了桂阳盆地锰矿分布的大致情况,让我们对这片充满潜力的区域有了初步的认识。而经测试分析与初步研究,又有诸多新发现浮出水面。原生沉积碳酸锰矿床存于下二叠统孤峰组地层顶部白云岩中,且分布在复式向斜核部及两翼。科研人员运用电子探针定量分析技术,对含锰矿物进行了精准检测。结果显示,含锰矿物中 MnO 含量占比 48.327% - 53.212%,CO₂含量占比 39.334% - 40.056%。依据样品电子探针主量分析结果,并与权威著作《系统矿物学》下册中菱锰矿的化学分析结果进行细致对比,最终判定样品为含锰碳酸盐矿物(菱锰矿)。这一系列严谨的科学分析,为后续的研究和开发提供了坚实的理论基础。


图 3、图 4、图 5 从不同角度呈现了锰矿的相关特征,让我们能更全面地了解这一珍贵的矿产资源。含菱锰矿白云岩沿向斜轴线呈近南北向贯穿整个区域,这一独特的分布特征引起了科研人员的高度关注。在该层位中,存在椭圆状和长条状两种形态的菱锰矿结核。其中,椭圆状结核大小在 1 至 5 毫米之间,宛如一颗颗微小的宝石;长条状结核长度在 0.5 至 3.0 厘米之间,形态各异,蕴含着丰富的地质信息。

图 6、图 7 进一步展示了菱锰矿结核的细节。桂阳盆地樟木冲矿区二叠系孤峰组地层岩性层序十分独特,厚度在 20 - 50 米之间,可分为上、下两段,而上段正是菱锰矿的赋存层位。上段顶部是薄 - 中层状含砂质白云岩,其中含有椭圆、长条状菱锰矿结核,厚度在 5 - 10 米之间。下部为灰黑色硅质岩,局部夹薄层页岩,有 1 - 2 层透镜状菱锰矿体,厚度在 10 - 20 米之间。下段则是深灰色炭质页岩夹泥质灰岩透镜体,厚度在 20 - 30 米之间。这种复杂而独特的岩性层序,是地质历史长期演变的结果,也为锰矿的形成和赋存提供了特殊的条件。
桂阳盆地碳酸锰矿富集规律与湖南其他盆地存在明显差异。在这里,菱锰矿颗粒肉眼可见、十分明显,不像其他盆地那样难以察觉。而且,其赋存埋深较浅,在距地表 400 米以内,这大大降低了开采的难度和成本。此次勘查钻探区域仅占矿区含矿层平面面积的 5%,然而,樟木冲勘查区却具备探获大型规模碳酸锰矿床的潜力,这无疑是一个令人振奋的消息。

基于目前的研究成果和樟木冲勘查区的巨大潜力,后期对樟木冲的勘测工作至关重要。为了更精准、高效地开展勘测,推荐使用艾都人工场电法仪和磁力仪。艾都人工场电法仪是一种先进的地球物理勘探设备,它通过向地下发射人工电场,测量地下介质的电性差异,从而推断地下地质结构和矿产分布情况。在锰矿勘查中,它可以有效地探测到深部的矿体,确定矿体的边界和形态,为后续的开采提供详细的地质资料。磁力仪则是利用地球磁场的变化来探测地下磁性物质的一种仪器。锰矿往往具有一定的磁性,通过磁力仪的测量,可以快速圈定锰矿的异常区域,缩小勘查范围,提高勘查效率。这两种仪器的结合使用,将充分发挥各自的优势,为樟木冲勘查区的锰矿勘查工作提供强大的技术支持。
湖南桂阳盆地锰矿的发现和勘查工作取得了重要突破,这不仅为湖南的经济发展注入了新的动力,也为我国锰矿资源的保障做出了积极贡献。随着后期勘测工作的深入开展,相信樟木冲勘查区将给我们带来更多的惊喜,为我国新能源产业的发展提供坚实的资源支撑。