二叠纪贵州遵义次级裂谷盆地结构及其对锰矿的控制作用*

遵义锰矿不仅是在贵州发现最早的具工业价值的锰矿床,而且也是中国重要的锰资源基地之一。根据详细的二叠系茅口组—龙潭组地层划分,认为黔北裂陷遵义次级裂谷盆地由3个Ⅲ级断陷盆地和2个Ⅲ级隆起组成,至少包括13个Ⅳ级断陷盆地。3个Ⅲ级断陷盆地的演化,分别控制了铜锣井—深溪、转龙庙—谢家坝、张家湾—兴隆、和尚场—五龙溪锰矿成矿亚带的形成,其中铜锣井—深溪锰矿成矿亚带位于遵义次级裂谷盆地的中心,成矿作用强烈,已发现有铜锣井、深溪、永安3个大型锰矿床。Ⅳ级断陷盆地的发育,控制了研究区内各个锰矿床的形成。研究区内同沉积断层发育,已辨别出的14条同沉积断层为深部含硅、锰质气液的上升通道,是遵义二叠系锰矿形成的关键。综上,遵义次级裂谷盆地的发育和演化,对该地区锰矿沉积具有重要的控制作用。该研究成果对寻找遵义锰矿隐伏矿床、指导整装勘查具有重要的意义。     

贵州及邻区二叠系锰矿地质特征及成矿作用探讨

本文在系统收集和分析了近年来贵州锰矿资源评价工作及以往锰矿工作资料的基础上,获得了对贵州及邻区二叠系锰矿更深入系统的认识。主要成果为：认为该区中二叠世茅口期含锰岩系可大致对比,可沿用遵义锰矿产出地区所使用的名称——中二叠统茅口组白泥塘层（P2m^b）;水城纳雍锰矿与宣威格学锰矿特征及成矿机制十分相似,均为第四纪氧化富集成矿,矿床类型属于风化矿床类的锰帽型锰矿床亚类,矿质来源于原始沉积的含锰岩系——白泥塘层,而白泥塘层的锰质来源于中二叠世茅口期峨眉山玄武岩喷发;将贵州及邻区二叠系各类型锰矿床的特征及含锰岩系、物质来源、成矿作用等方面作了有机联系和系统分析,并建立了统一的成矿模式。     

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。     

贵州遵义黑色页岩铂族金属富集特点及富集模式

文章通过贵州遵义下寒武统牛蹄塘组黑色页岩剖面和矿石的PGE分析以及矿石物相分析，研究了PGE在黑色页岩中的富集特点和富集模式。发现：（1）PGE只在黑色页岩底部Mo-Ni金属层中富集；（2）金属层中PGE富集与Mo、Ni硫化物和黄铁矿呈正相关关系，与总碳（C总）代表的有机质和炭质无关，矿石PGE含量随硫化物总量呈增高的趋势；（3）Mo-Ni-PGE矿石PGE原始地鳗标准化配分曲线呈“W”型，富集高熔点元素Os、Rh和低熔点元素Pt、Pd；黑色页岩和条带状黄铁矿夹层配分曲线略呈Pt、Pd富集型，两者有较明显的差别。因此，Mo-Ni-PGE金属硫化物富集层是黑色页岩沉积早期迅速叠加的一次海底热水喷流沉积作用的结果。     

川滇黔地区铅锌矿床中锗的富集规律研究

利用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）分析了川滇黔地区7个铅锌矿床（大梁子、天宝山、会泽、富乐、杉树林、青山、牛角塘）的49件闪锌矿和方铅矿单矿物样品中分散元素锗的含量,结果表明锗富集于闪锌矿中,方铅矿中不富集锗。对文献报道的锗富集于方铅矿中的结论和数据进行了分析,指出了这些结论所依据的电子探针分析数据不可信的可能原因：方铅矿中检测出锗可能是分析过程中电子束穿插了其他锗含量较高的矿物所致;闪锌矿中未检测出锗是由于锗的含量相对较低,小于电子探针仪器的检测限所致;本次分析的7个矿床的闪锌矿中锗的平均含量为0.0125%,而电子探针仪器的检测限为0.02%。     

黔东北地区氧化锰矿的成因类型及找矿方向

黔东北地区的氧化锰矿床系风化矿床，按其成因可进一步分为残积矿床和淋积矿床两种。前者在区域上分布相对较广，是由原生菱锰矿床经次生风化而成，呈带状延伸；后者是由锰质对原矿层附近围岩淋滤加积而成。本文探讨了不同类型矿床的特征和分布规律，同时还对该区氧化锰矿的成矿机理、控矿因素和区域找矿方向作了粗浅分析。     

贵州凯里梁山组高硫煤中稀土元素的富集及其地质成因

基于电感耦合等离子质谱、X射线衍射等测试结果,分析了贵州省东部凯里地区下二叠统梁山组高硫煤中稀土元素的分布特征,探讨了稀土元素在煤中赋存方式和地质成因。结果表明:凯里煤中稀土元素含量远高于中国煤、美国煤和世界煤中稀土元素含量的平均值,轻稀土元素相对富集,煤层中稀土元素的物质来源具有一致性。研究认为:煤中稀土元素的赋存与黄铁矿有关,也存在一部分稀土元素通过原生富集而赋存在惰质组和壳质组中的可能性;相对较弱的泥炭沼泽水动力条件以及偏碱性还原的环境更有利于稀土元素在煤中的富集,海水对泥炭沼泽的影响是造成煤中富硫以及利于稀土元素富集环境条件发育的一个重要原因。     

淮北煤田二叠纪煤中稀土元素地球化学研究

从淮北煤田二叠系10,7,5,4和3煤层中采集34个样品,采用等离子体质谱（ICP-MS）、中子活化（INNA）、等离子体发射光谱（ICP-AES）等方法对样品中主量元素和稀土元素进行了测试,利用X射线衍射等方法对煤中矿物质及其煤质参数进行了测定。在各种测试的基础上,全面分析了稀土元素含量特征、空间分布规律、地球化学参数和分布模式,探讨了淮北煤田二叠纪煤中稀土元素的主要来源及其在煤中的主要赋存方式。研究表明：与华北和国内外其他地区相比,本区煤层中稀土元素相对富集;产于石盒子组煤中的稀土元素含量高于山两组的,在同一煤层中自下而下稀土元素含量有增高趋势,在顶底板中可能出现富集。Ce呈正异常,Eu明显负异常,不同煤层稀土元素的分布模式相似,稀土元素和灰分具有较好的正相关,∑REE与灰分、灰分中的主要元素以及典型陆源灰分中的微量元素正相关,与反映海相的低灰组分相关性较差。结合煤中矿物质的X射线衍射结果,分析获知,淮北煤田二叠纪成煤环境基本不受海水影响,稀土元素主要由陆源供给,而且主要赋存在以高岭石、伊利石为主的粘土矿物中。     

贵州威宁地区沉积型稀土含矿岩系成因与富集规律

贵州威宁地区宣威组底部稀土含矿岩系的成因类型一直有较大争议.在野外实地调查的基础上,运用矿物学、岩相古地理与地球化学等手段进行了系统性研究.结果显示,区内二叠系宣威组底部稀土含矿岩系广泛分布,连续性好,含矿段厚度为2～16 m,并伴生有铌、锆、镓等元素;稀土氧化物平均品位0.15％,最高可达1.60％.主量、微量和稀土...     

四川盆地东部茅口组白云岩成因: 来自岩石学、矿物学和地球化学的证据*

四川盆地中二叠统茅口组白云岩中蕴藏丰富的天然气资源,但是这套白云岩的成因多年来一直存在争议。盆地东部茅口组白云岩储集层多发育在茅三段中下部,纵向上厚度介于3.0~46.8 m之间,平面上沿北西—南东向基底断裂呈带状展布。野外和钻井岩心观察发现,白云岩内发育交织状张性裂缝,将岩石切割呈角砾状,裂缝多被粗晶方解石、白云石充填或半充填。根据围岩和裂缝中白云石晶体形貌和产出状态,在显微镜下识别出4类不同组构的白云石: 第1类为灰泥基质中“星散状”自形粉晶—细晶白云石; 第2类为半自形面状组构细晶白云石,呈他形—半自形镶嵌状; 第3类为具“雾心亮边”的自形晶面状组构细晶—粗晶白云石,具糖粒状结构,晶间孔隙发育; 第4类为脉体充填的粗晶鞍状双晶白云石。背散射照片显示前3类白云石的“雾心”部分晶面混浊、表面分布方解石残斑及微孔, 而第3类白云石的“亮边”部分与第4类鞍状粗晶白云石脉则晶体明亮、洁净、致密,属新生矿物。上述4类白云石的成分均具有富Ca和贫Fe、Mn、Sr的特点,MgO含量变化较大,其中前两类白云石MgO含量总体低于白云石标准计量,而后两类白云石的MgO含量则接近或略高于标准计量。岩石学、矿物学和地球化学特征表明:茅口组白云岩主要经历了2期白云化作用,初次白云化作用形成第1类、第2类白云石及“雾心”白云石,二次白云化作用形成“亮边”白云石和粗晶白云石脉体; 2期白云化作用均发生得很早,可能始于同沉积期至浅埋藏期。白云石原位微量元素和原位锶同位素分析表明,白云化作用流体具有混源的特点,流体可能由富Ca地下水以及与火山活动有关的热液混合而成。推测中二叠世末期峨眉山地幔柱的喷发引起四川盆地内基底断裂再次活动,造成茅口组内张性构造裂缝发育,这为白云化流体混合及运移提供了通道。     

贵州遵义二叠系茅口组锰矿成矿建造、盆地原型及锰矿相带特征*

为提高勘查效率,降低找矿勘查风险及成本,需建立贵州遵义二叠系锰矿深部找矿预测模型。近年来通过“贵州遵义锰矿整装勘查区矿产地质调查与找矿预测”项目4个1︰50000图幅专项地质填图工作,总结了贵州遵义二叠系茅口组锰矿成矿建造、盆地原型及锰矿相带特征及标志。根据不同的岩性组合和结构构造等,将锰矿成矿期沉积(茅口组三段)划分为6个建造类型,分别为富锰建造、贫锰建造、含锰建造、黏土岩建造、硅化岩建造、生物灰岩建造,并划分出中心相、过渡相和边缘相3个锰矿相带;依据地层厚度、硅化角砾岩、特殊沉积构造、AMT地球物理标志,对盆地原型进行了分析。以上述理论为指导开展找矿预测工作,在研究区圈定了3个全隐伏找矿靶区,为钻探工程部署提供依据。2018—2019年在谢家坝找矿靶区施工了4个验证钻孔,均揭露厚层富锰矿体,初步探获新增锰矿资源量逾2200×10⁴ t,显示该理论方法运用在遵义锰矿区深部找矿预测是有效的,对勘查工作指导效果显著。     

Rare Earth Element Enrichment in Late Archean Manganese Deposits from the Iron Ore Group,East India

The major, trace and rare earth element (REE) composition of Late Archean manganese, ferromanganese and iron ores from the Iron Ore Group (IOG) in Orissa, east India, was examined. Manganese deposits, occurring above the iron formations of the IOG, display massive, rhythmically laminated or botryoidal textures. The ores are composed primarily of iron and manganese, and are low in other major and trace elements such as SiO₂, Al₂O₃, P₂O₅ and Zr. The total REE concentration is as high as 975 ppm in manganese ores, whereas concentrations as high as 345 ppm and 211 ppm are found in ferromanganese and iron ores, respectively. Heavy REE (HREE) enrichments, negative Ce anomalies and positive Eu anomalies were observed in post‐Archean average shale (PAAS)‐normalized REE patterns of the IOG manganese and ferromanganese ores. The stratiform or stratabound shapes of ore bodies within the shale horizon, and REE geochemistry, suggest that the manganese and ferromanganese ores of the IOG were formed by iron and/or manganese precipitation from a submarine, hydrothermal solution under oxic conditions that occurred as a result of mixing with oxic seawater. While HREE concentrations in the Late Archean manganese and ferromanganese ores in the IOG are slightly less than those of the Phanerozoic ferromanganese ores in Japan, HREE resources in the IOG manganese deposits appear to be two orders of magnitude higher because of the large size of the deposits. Although a reliable, economic concentration technique for HREE from manganese and ferromanganese ores has not yet been developed, those ores could be an important future source of HREE.     

音频大地电磁法在贵州遵义隐伏锰矿找矿勘查中的应用

贵州遵义锰矿是我国二叠纪重要的锰矿床类型之一。近年来,遵义锰矿浅部资源日趋枯竭,找矿工作从浅部转向了深部,对隐伏锰矿的找矿迫在眉睫。在找寻隐伏锰矿中,原有的找矿勘查方法遇到了瓶颈,本文在结合大量地质研究的基础上,基于深部地层、构造、含矿岩系的电性差异,在研究区首次应用音频大地电磁法对隐伏锰矿体开展探索研究。研究发现,通过精细化的数据反演,该方法能够较好地反映研究区深部地层、构造及含矿岩系的展布特征,并部署钻探验证,所揭露的岩矿层位、构造特征和音频大地电磁法解译吻合程度较高。该方法可推广到研究区及其同类型区域的锰矿找矿勘查中,是锰矿找矿预测的有效方法之一。     

贵州水城二叠系茅口组含锰岩系地质地球化学特征与锰矿成因分析

贵州水城二叠系茅口组内发现新锰矿。通过对含锰岩系的地质地球化学研究,其富集Zn,Ni,As,Sb,Sr,Ba,Ga,Ag,V,U元素;锰含量较高层位,Th/U比值小于1,锰含量较低层位,Th/U比值往往高达4～5。Co/Ni比值小于1。含锰岩石的(Fe+Mn)/Ti均大于47,高于20,特别是含锰高的岩石,其(Fe+Mn)/Ti值在300以上。含锰岩石的Al/(Al+Fe+Mn)均远远低于0.35,一般为小于0.02。稀土配分模式与峨眉山玄武岩相似,∑REE较高,LREE/HREE值偏低等特征。根据锰岩系地球化学和区域构造特征分析,水城二叠系茅口组含锰岩系属于热水喷流沉积的产物。     

Rare Earth Elements in Manganese Nodules from the Central Pacific Ocean

Manganese nodules in areas CP and CC of the central Pacific are rich in REE. Comparatively speaking,the REE contents of nodules in area CP are hihger than those in area CC; and the REE contents of nodulesfrom seamounts are higher than those of nodules from sea-floor plains and hills. Within the nodules, the REEshow a zonal distribution. The REE distribution patterns of the nodules are similar to those of the sedimentsand have a mirror image relationship with those of the sea water. Trivalent REE were not obviously differenti-ated when they entered into the nodules from the sea water.A major factor causing the difference of REE abundances between nodules and sediments is the redoxconditions. The redox intensity of the ocean floor of the Pacific is controlled mainly by Antarctic Bottom Wat-er(AABW), The iron-bearing facies in the nodules is the main carrier of REE.     

贵州省从江县高增锰矿矿床地质特征及成因浅析

从江县高增锰矿严格受控于地层层位和古构造,矿体呈层状、似层状产于南华系大塘坡组底部灰色、浅黑灰色含炭粉砂质粘土岩中,本文总结分析了高增锰矿床矿床地质及矿石质量特征、分析研究成锰期沉积环境,认为该矿床属浅海海湾相沉积型碳酸锰矿床,为黔东及邻区又一典型南华纪“大塘坡式”锰矿床。     

铜陵狮子山矿田金矿床和铜矿床矿石稀土元素地球化学

在全面收集前人有关安徽铜陵狮子山矿田主要矿床矿石和蚀变岩石稀土元素分析结果的基础上,对比研究了矿田内金矿床和铜矿床的稀土元素地球化学特征。研究表明,金矿床和铜矿床矿石和蚀变岩石的稀土元素组成、轻重稀土比值和(La/Yb)N 值等特征参数承袭了矿区岩浆岩的特征,显示成矿物质的来源以岩浆来源为主,富集地壳组分,反映在成矿过程中深部热液对已固结岩浆岩的淋滤萃取作用和对沉积围岩的叠加改造作用,成矿作用与岩浆作用密切相关;不同成矿阶段和不同类型矿石或蚀变岩石的REE 特征反映REE 的来源和演化可能与成矿金属元素的来源及其富集成矿机制相一致。此外,金矿床和铜矿床矿石稀土元素地球化学行为亦显示出明显的差异性,铜矿床矽卡岩阶段矿石比石英硫化物阶段矿石相对低的REE 含量,以及部分矽卡岩矿石具有La,Ce 明显亏损的富集LREE 折线型配分模式,反映铜矿床这部分矽卡岩具有岩浆成因的特征;而金矿床和部分铜矿床中的矽卡岩及矽卡岩型矿石则以热液交代成因为主;金矿床和铜矿床Eu异常特征则反映了其成矿热液流体起源压力的差异及流体性质的阶段性演化。     

贵州遵义二叠纪锰矿地球化学特征与沉积环境分析：以遵义谢家坝富锰矿床为例

为分析贵州遵义二叠纪锰矿的沉积环境,对谢家坝锰矿床进行常量元素、微量和稀土元素地球化学研究。研究认为：谢家坝锰矿赋存于茅口组顶部含锰岩系中,可分为下矿层豆状、角砾状菱锰矿、似层状菱锰矿,以及上矿层碎屑状、块状菱锰矿的二元结构矿石类型组合,可广泛代表遵义锰矿的矿石特征。谢家坝锰矿上下矿层之间主量元素和稀土元素含量差异较大,常量元素SiO2、TiO2、S、Fe2O3含量上矿层均大于下矿层,MnO、MgO与 Al2O3之间均呈负相关关系;上矿层Fe/Mn值较高,属高Fe低P型锰矿,而下矿层Fe/Mn值较低,属中低Fe低P型锰矿。上矿层稀土元素PAAS标准化配分后呈现较明显的重稀土亏损、弱的轻稀土富集、右倾配分的特征,具有弱的Ce正异常,类似海底铁锰结核稀土元素特征;下矿层呈现弱的中稀土富集,轻、重稀土亏损,弱的帽式分配特征,具明显的Ce负异常,类似典型深部海水沉积稀土元素特征。微量元素Th/U、Ni/Co、V/Cr、V/（V+Ni）、AU等沉积环境古氧相分析指标和稀土元素PAAS标准化配分模式指示,谢家坝锰矿下矿层是在贫氧-厌氧条件下Mn2+与CO32-直接形成菱锰矿,上矿层在常氧-贫氧环境下Mn3+、Mn4+以氧化物或氢氧化物形式沉淀。     

遵义下寒武统富硒黑色岩系地球化学:成因和硒富集机理

利用XRF、ICP-MS和氢化物原子荧光光谱测试方法系统分析了贵州遵义下寒武统富硒黑色岩系中钾质斑脱岩、磷块岩、黑色页岩、硅质岩和Ni-Mo金属层样品中的主元素、微量元素、稀土元素及分散元素Se的组成.地球化学研究表明: 该套黑色岩系在成因上主要表现为热水沉积特征, 同时存在火山活动的影响.另外, 各层位样品都具有分散元素硒的富集异常特征.综合研究表明, 研究区分散元素硒的富集可能与大量硫化物的存在、热水沉积作用和火山作用有关.      

贵州西北部泥盆系镁菱铁矿床成因研究

贵州西北部地区(主要包括水城地区和赫章地区)位于扬子地块东南缘,产出有多个大型、中型镁菱铁矿床和菱铁矿床。赫章和水城地区是贵州省最重要的两大铁矿富集区,矿床赋存于泥盆系和石炭系碳酸盐岩地层中。本文报道了贵州赫章水塘、雄飞和铁矿山矿段泥盆系镁菱铁矿床岩石学、矿物学及矿床地球化学结果:矿体呈层状、似层状和脉状产出,矿石类型以米黄色和灰色镁菱铁矿为主,其构造类型有块状、条带状及米粒状构造。与镁菱铁矿共生产出有白云石、长石、黄铁矿及石英等矿物。与长石紧密共生的白云石具有典型的鞍状结构,表明其遭受了明显的热液叠加改造作用。水塘和雄飞镁菱铁矿床的钍(0.4×10-6~2.3×10-6,平均1.1×10-6;0.2×10-6~3.2×10-6,平均1.3×10-6)、锆(2.7×10-6~20.6×10-6,平均8.1×10-6;1.3×10-6~17.8×10-6,平均7.5×10-6)和钪(0.5×10-6~3.9×10-6,平均1.3×10-6;0.1×10-6~3.6×10-6,平均1.4×10-6)及Al2O3(0.24%~1.78%,平均0.85%;0.06%~2.77%,平均1.18%)含量较铁矿山铁矿(Th含量为0.2×10-6~0.8×10-6,平均0.4×10-6,Zr含量为0.6×10-6~9×10-6,平均4×10-6,Sc含量为0.1×10-6~1.7×10-6,平均0.5×10-6,Al2O3含量为0.01%~1%,平均0.38%)偏高,表明水塘和雄飞铁矿成矿过程中有较强的陆源风化物质参与。铁矿山铁矿具有较高Eu/Eu*值(6.73~8.94,平均7.68)和低Y/Ho值(26.67~33.33,平均30.01),暗示热液作用对铁矿山铁矿成矿贡献更大。结合矿床硫同位素及有机碳分析结果,认为区内镁菱铁矿床属于沉积——改造成因。