黔东北黑色泥岩盆地含锰岩系的铁锰地球化学特征

黑色泥岩盆地内的菱锰矿矿床中常伴生大量黄铁矿,由于菱锰矿和黄铁矿的沉积过程难以直接观察,铁锰的富集关系尚不明确。为了探讨二者的相互关系,以黔东北西溪堡锰矿的典型剖面为例,根据岩石薄片、TOC分析和元素分析等手段,分析了含锰岩系及其顶底板的岩性序列、矿物组合和铁锰地球化学特征,与现代沉积的菱锰矿进行了对比分析。研究表明,在黄铁矿和菱锰矿富集关系上,西溪堡锰矿与现代波罗的海具有类似特征。含锰岩系顶板和底板的锰含量较低;含锰岩系内部的Mn含量波动很大,与铁含量呈负相关。黄铁矿和菱锰矿的沉淀析出具有先后顺序,通常黄铁矿从溶液中析出在先,菱锰矿沉淀在后。     

浅谈主要锰碳酸盐矿物相沉积特征及应用

本文在综合部分沉积型工业锰矿床矿物相特征的基础上,试就主要锰碳酸盐的矿物测定、沉积物理化学环境、分带特征的地质应用,谈几点粗浅认识.沉积锰矿床的矿物相特征1.矿石中锰矿物的组成据实验室矿物相分析查定,已知的若干沉积型工业锰矿床中原生沉积含锰矿物有:菱锰矿、钙菱锰矿、锰方解石、含锰方解石、镁菱锰矿、镁钙菱锰矿、镁锰云石、锰云石、铁菱锰矿、含铁菱锰矿、锰铁白云石、锰菱铁矿等.以上表明,矿石中的沉积含锰矿物基本上是由二价锰碳酸盐类矿物组成,且锰、钙、镁、铁普遍具有类质同象替换的特点.     

湖南湘潭锰矿的地球化学特征及成矿机制

湘潭锰矿床的锰矿层赋存于新元古代南华系(成冰系)大塘坡组底部含锰黑色页岩中,含锰矿物主要为菱锰矿。湘潭锰矿的Fe/Mn值低,Th/U、V/(V+Ni)和V/Cr值等地球化学指标显示其发育在氧化-次氧化的沉积环境中,暗示菱锰矿并不是由Mn~(2+)和CO_3~(2-)直接沉淀形成的。湘潭锰矿稀土元素含量高,稀土元素配分模式存在轻微的中稀土元素富集,具有明显的Ce正异常,这些特征指示湘潭锰矿含锰矿物是以锰氧化物或氢氧化物的形式沉淀的。同时,锰矿的碳同位素富集碳的轻同位素,说明有机物参与了菱锰矿的形成过程。综合分析表明,湘潭锰矿成矿过程可以分为沉淀和转化两个阶段:在氧化性的水体中,Mn以氧化物或氢氧化物的形式沉淀;在缺氧且富含有机物质的成岩环境中,Mn氧化物或氢氧化物被有机物还原而转化生成菱锰矿。这与华南地区其他几个典型的大塘坡式锰矿的成矿机制一致。     

灵丘小青沟银、锰矿床地质地球化学特征及矿床成因

小青沟银、锰矿床产于长城系高于庄组南北向破碎带中，属中低温热液矿床。本文研究了小青沟矿床地质、稳定同位素、微量元素特征、认识矿床成矿物质来源很复杂银来源于五台群、高于庄组白云质灰岩及次火山岩体，锰主要来源于高于庄组二段含锰灰岩。小青沟矿床经历了矿源层形成和燕山期成矿二个过程，作者建立了矿床的成矿模式。     

辽宁省锰元素分布规律及锰矿床潜力评价

通过研究不同地质构造单元、不同时代地层和不同岩石类型中锰元素分布特征,认为辽西台陷和松辽拗陷区可作为形成锰矿的重要矿源地体.结合辽宁省富锰地层特征和锰矿床地质特征,认为铁岭组含锰灰岩岩层是沉积锰矿找矿的重要标志,其分布的辽西地区可划为辽宁省境内大型浅海沉积锰矿成矿远景区;辽东、辽南白垩系富锰页岩分布的地区有望找到中到大型河湖相沉积锰矿床;火山热液锰矿可在朝阳、锦西以西地区寻找,其矿源层为串岭沟组石英砂岩,高于庄组含锰细砂岩,大红峪组、铁岭组、洪水庄组富锰碳酸盐岩,成矿热液为酸性岩浆提供.     

西昆仑穆呼锰矿晚石炭世含锰碳酸盐岩地质地球化学特征及其沉积环境

西昆仑玛尔坎苏地区晚石炭世发育一套碎屑岩—碳酸盐岩建造,近期研究成果揭示其具有巨大的菱锰矿找矿前景而备受关注。通过对穆呼锰矿含锰岩系剖面测量、薄片鉴定、电子探针、扫描电镜、地球化学分析和碳酸盐岩锶同位素测试,对其进行碎屑岩—碳酸盐岩岩相划分与沉积环境分析。研究结果表明,含锰岩系可以识别出八种碎屑岩—碳酸盐岩岩相:泥灰岩相、砂屑灰岩相、微晶碳酸锰相、微晶—粉晶灰岩相、砾屑灰岩相、含砾砂屑灰岩相、钙质砂岩相、钙质砾岩相和3种岩相组合。结合矿体及其顶底板岩石地球化学和锶同位素特征,指示古海水温度平均22.68 ℃,属于亚热带区。含锰岩系为海水较浅的碎屑滨岸相和浅海陆棚相沉积,矿体顶底板处于海水相对较浅的氧化—弱还原环境,菱锰矿则形成于海水相对较深的浅海陆棚沉积洼地,处于还原沉积环境,与海底火山热液有关。     

四川观音梁子锰矿床地质特征及找矿意义

观音梁子锰矿赋存于寒武系邱家河组中,是龙门山中段在邱家河组中新发现的工业锰矿床。通过矿区勘探工作及室内观察、测试等手段,对矿区成矿地质背景、含锰岩系、矿体及矿石矿物特征、矿床成因、找矿前景等方面进行了初步总结分析。研究发现,观音梁子锰矿为典型的沉积型锰矿床,矿体呈层状产于邱家河组三段硅质白云岩中,延伸较稳定,严格受层位的控制;矿石类型为菱锰矿型,主要由菱锰矿、硫锰矿、水锰矿等组成。早寒武世,龙门山地区由于地壳拉张裂陷形成深海盆地,在还原环境下,锰元素与碳酸根直接结合形成碳酸锰矿物,稳定的物源、深海还原环境为锰矿富集提供了有利的成矿环境。观音梁子锰矿的发现,证实了龙门山北段邱家河组含锰层位的存在,为龙门山中段的锰矿找矿提供了契机,同时显示了寒武系邱家河组具有良好的找锰远景。     

黔东松桃地区凉风坳锰矿床的矿物学特征及其成因分析

黔东松桃地区凉风坳锰矿床是我国较为典型的"大塘坡式"锰矿床之一,由于矿物组成复杂,锰矿物晶形较差且粒度细小,对其矿物学的认识程度较低,矿床成因方面尚存在较大争议。野外地质调查和矿物学的研究表明,凉风坳锰矿床的锰矿层,主要产出于含锰岩系的菱锰矿-碳质页岩组合和菱锰矿-含锰碳酸岩-碳质页岩组合中,矿石类型有致密块状、条带状、角砾状和含方解石脉4种,主要锰矿物为菱锰矿和钙菱锰矿。矿物化学研究表明,由致密块状锰矿石→条带状锰矿石→角砾状锰矿石→含方解石脉锰矿石,锰矿物的MnCO_3、MgCO_3和FeCO_3总体上具逐渐减少,而CaCO_3具逐渐增多趋势;Mn/Fe比值变化范围为22.7~84.9,MnO_2+FeO与CoO+NiO呈极差的负相关关系。综上表明,凉风坳锰矿床形成于一个地堑式同沉积断陷盆地中,形成过程中处于较强的还原沉积环境,锰矿物为成岩成因类型,Fe、Mn两种元素的沉积受到强烈的陆源和火山活动等影响。     

黔东松桃大塘坡地区南华系大塘坡组锰矿相带及分布规律

在大塘坡矿区钻孔编录与野外地层剖面观察实测的基础上,结合近年来有关大塘坡式锰矿的研究成果,对大塘坡矿区的锰矿相带及分布规律进行了研究。对大塘坡地区含锰岩系、菱锰矿体的沉积厚度等值线以及菱锰矿体的品位等值线研究表明,矿体的走向与大塘坡地区沉积盆地长轴方向一致,为北东60°左右,存在一大两小3个锰矿沉积中心。同时对大塘坡地区盆地中心矿体结构构造的研究表明矿体可分为中心相、过渡相、边缘相3个相带,其中中心相以气泡状和块状菱锰矿为主,伴随有软沉积变形层理等特殊构造,一般为多层矿;过渡相以条带状菱锰矿为主,块状菱锰矿为辅,主要为单层矿;边缘相主要为薄层条带状锰矿与炭质页岩互层,主要为单层矿。该相带分布受古天然气泄漏控制,喷溢口的分布与锰矿沉积中心基本重合,且从中心相到过渡相再到边缘相含锰岩系厚度、矿体厚度以及矿体品位逐渐降低,它们的变化规律保持一致,呈正相关性。     

广西钦州那必锰矿地质特征及成因认识

研究认为,那必锰矿为次生淋滤及堆积型矿床,其产出特点为：矿体主要产于紫色含锰硅质岩段（D3l^3）中,并受破碎带及层间裂隙控制,似层状产出,沿倾斜方向,延伸一般不会超过35m.其富集规律为：铁、锰矿沉积关系密切,菱锰矿与褐铁矿共生,但在表生淋滤环境下两者往往分离,锰质淋移至深部,而铁质则富集于上部.因此,含锰褐铁矿矿体常产于锰矿体的上部,可成为锰矿找矿的一种地表直接标志.     

湘西南南华系大塘坡组锰矿地球化学特征与沉积环境分析:以湖南靖州照洞锰矿床为例

为了分析湘西南南华系大塘坡组照洞锰矿的沉积环境,对照洞锰矿床进行了岩石学和地球化学研究.分析认为:照洞锰矿赋存于大塘坡组底部碳酸锰层中,包括条纹状菱锰矿和块状菱锰矿两种矿石类型.湘西南照洞锰矿的常量元素TiO₂、SiO₂、K₂O、Fe₂O₃、S与Al₂O₃之间呈现良好的正相关关系,CaO、MgO、MnO、P₂O₅和Al₂O₃之间呈负相关关系,常量元素之间的相关性与黔东、湘西的典型锰矿之间存在一致性,反映这些锰矿可能具有相似的成矿背景.照洞锰矿的Fe/Mn值低,Th/U、Ni/Co、V/Cr、V/（V+Ni）等沉积环境古氧相的指标显示,湘西南照洞锰矿形成时的水体处于常氧-贫氧的条件下.湘西南照洞锰矿稀土元素总量较高,PAAS标准化稀土元素配分模式呈现轻、重稀土亏损,中稀土富集的特征,具有弱的Ce正异常,类似现代海底铁锰结核的稀土元素配分特征.      

重庆高燕地区菱锰矿热水沉积成因地球化学证据

重庆高燕锰矿床位于晚震旦世秦巴成锰沉积盆地,主要赋存于陡山沱组顶部,以鲕粒或球粒状产出.为了查明其成因,在收集该区锰矿相关成果的基础上,对ZK129-3^#、ZK115-7^#、ZK127-7^#、ZK133-7^#、ZK115-11^#五个钻孔的陡山沱组鲕状菱锰矿进行系统采样,并测试了包括Mn、Fe、P、SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃和LOI在内的8个地球化学指标,进而运用指相元素地球化学分析了Mn/Al、（MgO/Al₂O₃）×10²、Al/（Al+Fe+Mn）和SiO₂/Al₂O₃比值.结果表明：重庆高燕菱锰矿受陆源物质的影响很小,与海洋沉积有关,主要是海洋自生产物;Al/（Al+Fe+Mn）和SiO₂/Al₂O₃值则指示其沉积过程中有热水参与,是热水沉积的产物.     

贵州遵义二叠系锰矿区硅质岩成因及成矿意义

贵州遵义二叠系锰矿底部发育一套特殊的硅质岩建造,该套硅质岩环绕锰矿富集区呈墙状产出,习称“白泥塘层”硅质岩或“城墙式”硅质岩,其与锰矿成矿作用之间有着紧密的成因联系。详细地野外地质调查发现,该套硅质岩具有条带状、角砾状和块状构造,其中钢灰色、黑色锰质细脉穿插于条带硅质岩之中,角砾状构造硅质岩多沿锰矿体周边分布。10 件硅质岩样品元素地球化学分析表明 ,硅质岩具有较高的 SiO₂（80.55% ～99.56%）和Fe₂O₃（0.47%～13.76 %）, 较低的Al₂O₃（0.05%～4.06%）和TiO₂（0～0.49%）, 指示其形成过程中陆源碎屑物质参与较少。（La/Ce）比值和Ce 异常值特征指示硅质岩形成于深水裂陷盆地中,环N 境条件为还原状态。Fe-Mn-Al 和SiO₂-Al₂O₃ 图解显示, 硅质岩主要落入热水沉积区内或其附近区域。硅质岩Al/（Al+Fe+Mn）均值为0.26、（La/Ce）_N 值为1.51～2.34、 Y/Ho 值为 30.64～43.91,Eu/Eu^* 值为0.96～1.67,且硅质岩稀土配分模式与热水沉积硅质岩类似,这些特征集中表明硅质岩成岩过程中有明显的热水物质参与,属于热水成因硅质岩,这为遵义二叠系锰矿床热水喷流沉积成因提供了新的佐证。     

二叠纪茅口晚期锰矿成矿作用的地球化学约束--以遵义市南茶锰矿为例

遵义锰矿是我国二叠纪时期一种重要的锰矿类型。南茶锰矿床是近年来在遵义锰矿区发现的又一中型隐伏锰矿床,是遵义锰矿的典型代表。南茶锰矿含锰岩系的微量元素、稀土元素、碳同位素研究结果表明:南茶锰矿成锰期前样品V/（V+Ni）值在0.6与0.65之间或与0.60接近,V/Cr值在0.71~2.05之间,均值为1.34,Ce呈中等程度的负异常,说明该期沉积环境属贫氧环境;成锰期样品V/（V+Ni）值接近0.45,V/Cr值为0.28、1.30,Ce呈轻微的负异常,反映此时属氧化-贫氧的沉积环境;成锰期后样品中,V/（V+Ni）值则介于0.65~0.88,均值为0.76,大部分样品V/Cr值>4.18,Ce呈轻微的正异常,说明成锰期后可能处于缺氧环境;含锰岩系δEu值均显示为弱的正Eu异常（成锰期前、成锰期以及成锰期后Eu/Eu*均值分别为0.88、1、0.85）,反应含锰岩系沉积时期受到热水作用的影响较弱;锰碳酸盐岩地层的碳同位素具有一次明显的负偏,至锰矿层达最低（-12.5‰ V-PDB）,显示与有机质的降解有关。综上所述,南茶锰矿的形成经历了前期氧化锰沉淀和之后氧化锰沉淀被还原形成碳酸锰的过程。     

新疆西天山松湖铁矿床磁铁矿成分特征及其成因

松湖铁矿位于新疆阿吾拉勒成矿带中段, 其成矿作用经历了2期6个阶段: 硫化物-钾长石阶段、赤铁矿-方解石-绿泥石阶段、磁铁矿-绿泥石-钾长石阶段(称为早阶段铁矿化)、磁铁矿-硫化物阶段(称为晚阶段铁矿化)、方解石-黄铜矿阶段及表生期.为了分析其成分特征及其成因, 使用磁铁矿电子探针分析, 结果显示: 早阶段磁铁矿FeO_T含量高, TiO₂、Al₂O₃、MgO、MnO等含量均较低, 与接触交代矿床成分特征相似, 加之SiO₂含量较高, 暗示其形成与酸性岩浆热液密切相关; 晚阶段为主成矿阶段, 广泛作用于早阶段矿石之上, 磁铁矿FeO_T含量相对较低, TiO₂、MnO、V₂O₃、MgO、Al₂O₃等含量高于早阶段磁铁矿, 显示为热液成因.综合矿床地质特征, 认为晚阶段磁铁矿形成于岩浆活动晚期或间歇期, 含矿热液中有海水的加入.      

Petrogenesis and sedimentary environment of silicate in Late Paleozoic in Kala area of Western Sichuan Province

In order to study the sedimentary environment characteristics of the Late Paleozoic in Kala area of Western Sichuan Province, the authors have conducted the petrological and geochemical analyses of the widely distributed silicate in Qiongyi Formation of Lower Carboniferous and Kawenggou Formation of Upper Permian. The results show that the silicate in the study area belongs to the pure siliceous rocks, with a continuous supply of land-based materials during the deposition process. The average Al/(Al+Fe+Mn) ratio is 0.62, and the silicate shows a biogenic origin by the Al-Fe-Mn diagram. The ratios of Al₂O₃/ (Al₂O₃+ Fe₂O₃), Th/U, Th/Sc, (La/Ce)_N and (La/Yb)_N and tectonic environment discriminant diagram demonstrate that the silicate developed in a shallow-slope depesitional environment in the continental margin. The Ce_anom value is -0.04 to 0.07, and it gradually increases from the Carboniferous to the Permian period, indicating the water body is in an anoxic environment with gradually increasing reducibility. The Garz--Litang basin opened in the Carboniferous period, in accordance with the regional geological evolution, and it continued to expand during the Permian period, with the gradually increasing depth of the seawater within the sedimentary basins.     

川西卡拉地区晚古生代硅质岩成因及沉积环境

为了研究川西卡拉地区晚古生代沉积环境特征,以该地区下石炭统邛依组和上二叠统卡翁沟组中广泛分布的硅质岩为研究对象,开展了岩石学、地球化学特征等研究。结果表明: 研究区古生代硅质岩属纯硅质岩范畴,在沉积过程中有持续的陆源物质供给; Al/(Al+Fe+Mn)平均值0.62,结合Al-Fe-Mn三角图解,显示它们为生物成因硅质岩; Al₂O₃/(Al₂O₃+Fe₂O₃)、Th/U、Th/Sc、(La/Ce)_N、(La/Yb)_N等特征比值以及构造环境判别图,反映出硅质岩沉积环境为大陆边缘的浅海-斜坡; Ce_anom值为-0.04~0.07,从石炭纪—二叠纪逐渐增大,指示水体为缺氧环境,且还原性逐渐增强。结合区域地质演化,认为甘孜理塘洋在石炭纪时期已经打开,并在二叠纪时期持续扩张,区内沉积盆地的海水逐渐变深。     

重庆秀山小茶园锰矿南华系大塘坡组古环境*

认识渝湘黔地区南华系的沉积构造背景可以为该地区锰矿勘探提供新的依据,基于此,文中对重庆秀山小茶园锰矿ZK0606钻孔的南华系千子门组和大塘坡组开展了系统的沉积环境和地球化学分析。沉积相分析结果表明,该套地层共可划分出冰水浅海、局限边缘盆地和浅水陆棚3种沉积环境。地球化学分析结果表明,研究区大塘坡组稀土元素总量较高、富轻稀土元素、具Eu负异常,结合Al₂O₃/(Al₂O₃+Fe₂O₃)、Al/(Al+Fe+Mn)值等,推测其形成于被动大陆边缘背景。根据微量元素含量及其比值(U、V、Mo、V/Cr)等推测,大塘坡组一段沉积于缺氧—贫氧沉积环境,而大塘坡组二段逐渐过渡到氧化沉积环境;根据Al/Ca值、化学蚀变指数(CIA)等指标分析,该套地层自下而上化学风化强度逐渐增大、陆源碎屑供给增多,这可能与Sturtian冰期结束、气候变暖和海平面迅速升高有关。综合上述分析结果认为,重庆秀山小茶园锰矿主要产出于大塘坡组一段下部相对深水厌氧的局限边缘盆地环境中。     

鄂西南利川二叠纪吴家坪组硅质岩成因及沉积环境

鄂西南利川吴家坪组硅质岩与海相石煤及多层火山粘土岩共生,产海绵骨针及放射虫化石,放射虫组合以泡沫虫类为主,内射球虫类次之,隐管虫类很少,代表外陆棚沉积环境。硅质岩的陆源元素Al、Ti含量较高,热水来源元素Fe、Mn含量较低,Al/(Al+Fe+Mn)值在0.64~0.83之间,平均值0.73。在Al-Fe-Mn三角图中,样品位于或紧邻非热水沉积区,在 SiO₂- (K₂O+Na₂O)、SiO₂-Al₂O₃, (K₂O+Na₂O)-Al₂O₃ 图解中大多数样品落在火山成因区,少数位于火山成因与生物成因区之间。相对于沉积岩的微量元素丰度,生命元素Mo、V富集,指示热水沉积的特征元素Ba、As、Sc亏损。∑REE较低,∑LREE/∑HREE平均值为3.02,Ce、Eu均轻度负异常（δCe:0.75~0.83,平均值0.79;δEu:0.61~0.95, 平均值0.84）,经北美页岩标准化后稀土元素配分曲线近水平。以上地球化学特征表明研究区硅质岩属火山成因,并伴有生物作用。氧化还原判别指标U/Th、V/(V+Ni)及Ce_anom,沉积环境判别指标MnO/TiO₂,La_N/Yb_N 与判别图解100×TFe₂O₃/SiO₂-100 Al₂O₃/SiO₂、TFe₂O₃/(100-SiO₂)-Al₂O₃/(100-SiO₂)、TFe₂O₃/TiO₂-Al₂O₃/(Al₂O₃+TFe₂O₃)、La_N/Ce_N-Al₂O₃/(Al₂O₃+TFe₂O₃)与∑LREE/∑HREE-100×Eu/∑REE一致表明硅质岩形成于大陆边缘缺氧环境。     

磁铁矿显微结构及化学成分对铜绿山矽卡岩型铜铁矿床成矿过程的指示

铜绿山矽卡岩型铜铁多金属矿床是长江中下游鄂东南矿集区的一个典型矿床，矿体产于铜绿山岩体与三叠系碳酸盐岩地层的接触带.磁铁矿是铜绿山铜铁矿床中广泛发育的矿石矿物，选取内矽卡岩和外矽卡岩中的热液磁铁矿以及岩体中副矿物磁铁矿为研究对象，对其开展系统的显微结构观察和电子探针分析.热液磁铁矿中普遍发育有钛尖晶石出溶结构和富硅环带结构，且没有明显的后期热液交代改造现象.钛尖晶石出溶结构指示铜绿山矿床的早期热液磁铁矿具有较高的Ti含量，磁铁矿结晶后经历了降温和氧逸度降低过程导致钛尖晶石出溶.热液磁铁矿中还普遍含有较高含量的Si、Al、Cr、V、Mn、Mg、Co和Ni等元素，Si4+、Al3+、Mg2+、Mn2+等以类质同象方式进入磁铁矿晶格；但在不同产状的磁铁矿中，替代强度和机制略有不同，说明流体成分、温度、压力等物理化学条件影响元素替代强度和方式.外矽卡岩中磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值小于4，内矽卡岩中磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值为5~8，而副矿物磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值约为13.岩体副矿物磁铁矿具有最高的V₂O₃含量（平均值为0.31%），与岩体接触的内矽卡岩中的磁铁矿次之（平均值为0.14%），外矽卡岩中磁铁矿的V₂O₃含量最低（平均值为0.01%~0.03%）.Al₂O₃/MgO比值和V₂O₃含量说明磁铁矿生长环境（熔体/热液）、围岩的成分及水-岩反应等对磁铁矿的化学组成均有影响.铜绿山矿床从岩体到内矽卡岩、再到外矽卡岩，磁铁矿的形成温度逐步下降，其成分的变化指示了磁铁矿可以作为矽卡岩矿床成矿过程的重要指示矿物.