对南丹—宜山地区“龙头式”锰矿成因的新认识

“龙头式”锰矿产于下石炭统大塘阶中上部。锰矿床的分布受早石炭世大塘期南丹－宜山成锰盆地及同沉积断裂控制。成矿物质来源与海底热水活动关系密切。锰矿是热水沉积的产物。     

浅论贵州铜仁松桃锰矿区大塘坡组地层与锰矿成矿的关系

贵州铜仁松桃锰矿区位于扬子陆块与华南陆块的过渡区,跨越上扬子地块和江南造山带。通过对本区7个较大成锰沉积盆地中大塘坡组地层进行对比分析,总结出本区大塘坡组地层厚度与锰矿品位及矿体厚度呈正相关性,即大塘坡组地层厚度越厚,锰矿品位越高、矿体厚度越厚,其中,锰矿品位与大塘坡组第二、三段地层厚度呈较强正相关性,锰矿体厚度与大塘坡组第一段呈较强正相关性。同时大塘坡组及锰矿体的厚度变化表明松桃道坨-冷水成锰沉积盆地和杨立掌-李家湾成锰沉积盆地为同一个成锰沉积盆地,深部找矿潜力较大。     

黔东地区“大塘坡式”锰矿研究现状及进展综述

"大塘坡式"锰矿指产于黔东及毗邻地区南华系下统大塘坡组第一段黑色炭质页岩岩系中的沉积碳酸锰矿床。该区位于上扬子陆块东南部,跨越上扬子褶皱带与华南复合陆内造山带。锰矿床所处盆地属于Rodinia超大陆裂解作用后形成的被动陆缘裂谷成锰沉积盆地,而这些成锰沉积盆地受一系列北东向古断裂控制。本文对锰矿成因及锰质来源进行了阐述及总结,提出了"大塘坡式"锰矿找矿标志。     

贵州松桃千公坪锰矿地质地球化学特征

"大塘坡式"锰矿是南方重要的锰矿床类型之一,对其成因认识尚有较大分歧。在野外地质调查的基础上,分析了大塘坡组底部菱锰矿沉积及顶底板围岩的地质、地球化学特征,指出矿石的内碎屑结构及条带状构造、块状构造的配置规律是热水沉积的典型结构构造,是热水喷发旋回的产物。含锰岩系微量元素Sr/Ba值反映锰矿发育于滞留浅海环境,U-Th相关图、Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)三角图、Co/Zn-(Co+Ni+Cu)相关关系图上显示其明显的热水沉积特征。球粒陨石标准化的稀土配分模式显示重稀土亏损、中等Eu负异常、弱Ce正异常的特点。矿区样品在北美页岩标准化稀土元素配分模式中,曲线呈基本平滑型,具弱的Ce正异常,反映还原的沉积环境。结论:千公坪锰矿属于海底热水沉积产物,区内找矿应沿北东向断裂及热水沉积盆地展开。     

贵州省黔东南地区锰矿成矿地球化学特征及找矿方向分析

通过对黔东南地区大地构造演化及南华纪大塘坡期含锰岩系进行研究,结合研究区内主要矿区外围锰矿岩(矿)石、矿物和常量元素、微量元素、稀土元素等地球化学特征分析,确立区内锰矿床所具备的热水沉积成矿的特征。并通过对该地区含锰岩系和锰矿床的构造、控矿规律以及分布规律分析,总结"大塘坡式"锰矿的找矿标志,确定找矿方向。     

湘中南华系大塘坡组锰矿地球化学特征及其意义

湘中湘潭盆地大塘坡组锰矿是湖南重要的锰矿基地。盆地内发育一组NNE向同沉积断裂,形成了一系列凹陷带（断陷槽）,控制了沉积岩相的分布,锰矿主要产于盆地凹陷带的黑色页岩夹碳酸锰矿微相内。矿石中Co、Zn、Pb、Mo和Ba等元素丰度较高,Co/Ni、SiO2/Al2O3、(Fe+Mn)/Ti、Al/(Fe+Mn+Al)比值以及Co/Zn-(Cu+Ni+Co)和Fe-Mn-(Cu+Ni+Co)图解都揭示锰矿成矿过程中有海底热水的参与;稀土元素分布模式、Ce、Eu异常表示锰矿形成于被动大陆边缘环境,并具有热水沉积特征;碳同位素结果显示出富集碳的轻同位素的特征,反映了湘中地区锰矿中碳同位素热水沉积的特征;氧同位素计算古温度为湘中地区锰矿的低温热水沉积成因提供了有利的佐证。     

海底火山-热水沉积锰矿矿床讨论会在广西下雷召开

1990年1月6～9日,国际地质对比计划226项目(锰矿床与古沉积环境的关系)中国组,在广西大新县下雷锰矿就中国部分锰矿床的成因,举行了“海底火山-热水沉积锰矿矿床讨论会”.来自中国科学院地质研究所、地质矿产部、冶金工业部的30余名代表出席了会议.会上交流了下雷锰矿、湘黔地区早震旦世的大塘坡锰矿、云南鹤庆锰矿、陕南及滇东南锰矿、桃江锰矿等大、中型锰矿的研究成果.     

黔东松桃地区李家湾锰矿床地质、地球化学特征及成因信息

李家湾锰矿床是黔东松桃地区较为典型的"大塘坡式"锰矿床之一,也是近年来在该地区新发现的一个大型隐伏锰矿床,是杨立掌锰矿体在外围的深部延伸。笔者在野外地质调查的基础上,重点对该矿床的锰矿石及其围岩开展系统的地质和地球化学特征研究,探讨锰矿床的成矿物质来源、成因和成矿环境。该矿床主要的矿石形态有块状、条带状、花斑状3种,主要锰矿物为菱锰矿和钙菱锰矿。锰矿层中MnO、CaO、MgO含量较高,TiO_2、Al_2O_3、K_2O、Na_2O含量较低,含锰岩系富集Rb、Ba、Th、Cs、Zr、Ga等元素;SiO_2/Al_2O_3值显示其物质来源并非正常的陆源,通过Al/(Al+Fe+Mn)、(Fe+Mn)/Ti、Fe/Ti、Y/Ho、Nb/Ta、U/Th值,Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)×10图解表明,锰矿具有热水沉积特征;Mn/Fe、Sr/Ba、V/(V+Ni)值揭示锰矿沉积环境为浅海、还原环境。稀土元素总量较高,轻稀土富集,含锰岩系Eu、Ce的异常、La/Ce值、ΣREE和ΣHREE总量反映锰矿沉积过程受热水活动影响,大地构造环境处于被动大陆边缘。由此表明,李家湾锰矿形成于较强的还原环境,锰矿形成是由热水沉积和正常沉积的混合作用形成,属于热水沉积成因。     

贵州省松桃大塘坡组含锰岩系的形成环境分析

贵州黔东断裂坳陷带是我国重要的锰矿成矿区,发育了新元古代大塘坡早期富锰黑色页岩。一般认为,锰矿是氧化环境下沉积的MnO2在早成岩过程中与有机质之间发生氧化—还原反应形成的;但最近研究显示,也有可能直接从缺氧海水中沉淀而成。本文对贵州省松桃县西溪堡锰矿区大塘坡组一段含锰岩系和大塘坡锰矿区铁矿坪锰矿床的大塘坡组一段含锰岩系中的样品,采用总有机碳、总硫、显微镜薄片鉴定、扫描电镜、电感耦合等离子体质谱等研究方法,探讨了大塘坡组一段的沉积环境,为锰矿成因提供新的线索。本研究分别提取和测试了碳酸盐矿物和残余物(主要为粘土矿物)微量元素、稀土元素的含量后发现,去除碳酸盐矿物后余样Sr/Ba比值为0.06～0.19、B/Ga比值为1.44～5.01,碳酸盐矿物成分中Y/Ho比值为16.18～29.78,均指示锰矿层沉积于Sturtian冰期后冰川消融而成的淡水—半咸水的环境。锰矿的稀土总量高,类似于大洋铁锰氧化壳的“帽型”稀土元素配分模式,具有Ce/Ce^*正异常;氧化还原敏感元素双原子比U/Th比值为0.16～0.35、V/Cr比值主要为0.35～5.84、Ni/Co比值介于0....     

南华盆地新元古代成冰纪成锰作用及其成矿背景

南华盆地成冰系大塘坡组锰矿是我国最重要的锰矿产地之一,它形成于成冰纪Sturtian冰川事件之后,其成矿背景及形成机理一直是研究的重点。在系统总结Sturtian冰川事件起始与结束时间、南华裂谷盆地结构演化及古气候演变等重大地质事件的最新研究进展的基础上,综合分析了南华盆地大型沉积型锰矿成矿作用过程与这些重大地质事件之间的联系。揭示了南华盆地Sturtian冰期的启动和结束与全球其他地区基本一致,分别发生在~717 Ma和~660 Ma之前。同时,对南华系大塘坡锰矿成矿时代进行了约束,大约形成于~660 Ma之前。在新元古代中期Rodinia超大陆裂解作用的影响下,南华裂谷盆地内部发育一系列由同沉积断层控制的地垒—地堑次级盆地。沿同沉积断层运移的热液流体为大塘坡锰矿的形成提供了大量的成矿物质,并对大塘坡锰矿的发育具有明显的控制作用。化学蚀变指数（CIA）、锂同位素（δ7Li）及锇同位素组成（187Os/188Os）等风化指标显示,南华盆地Sturtian冰期晚期至间冰期大塘坡期早期的气候为寒冷干燥,随后转为温暖湿润并很快变为寒冷干燥。至大塘坡中晚期,气候逐渐由寒冷干燥恢复至温暖湿润,并一直保持至大塘坡晚期。整体来看,Sturtian冰期结束后,南华盆地表层海水逐渐氧化,深部沉积水体出现局部间歇式氧化环境,裂陷阶段热液和陆源输入的Mn2+被氧化为MnO2发生沉淀,并在底部伴随着有机质的埋藏及早期成岩作用而最终形成菱锰矿。     

贵州从江高增新元古代大塘坡组锰矿沉积地球化学特征

贵州新元古代大塘坡期是重要的成锰时期,在贵州东部、湖南西部形成了一系列锰矿床。近年来在贵州东南部从江发现的大塘坡期锰矿,表明大塘坡期成锰范围更广,成锰环境更为复杂。通过对从江高增新元古代大塘坡组锰矿的沉积特征、矿物学和沉积地球化学特征的研究,含锰岩系具有热液(水)沉积、富集Cu、Zn、Ni、Nb、Co、Mo、As、Sb、Sr、Ba、V、Ga、Ag、Th、U等特征,特别是Pb、Co、W均显著富集,显示热液沉积特征。含锰岩系中黑色块状锰矿、深灰色纹层状锰矿和灰白色纹层状含锰凝灰岩在U-Th相关图、Cr-Zr相关图、Co/Zn-(Co+Ni+Cu)相关图上均显示具有热液(水)沉积特征,稀土配分曲线类似碧口群海底火山喷流沉积。含锰岩系为由凝灰岩、硅质岩、碳酸锰互层和黑色碳质泥岩沉积组合,其岩石组合与海底火山喷流沉积类似。因此,认为从江高增锰矿属于海底热液(水)喷流沉积产物,该地区锰矿找矿应该沿同生深大断裂进行。     

黔东南地区南华纪锰矿地质地球化学特征

通过黔东南地区南华纪锰矿成矿地质背景及沉积矿物特征、微量元素及C、O同位素地球化学特征的研究,认为黔东南地区南华系锰矿成矿物质主要来源地壳深部,主要与火山作用及喷气作用有关,沉积成锰盆地受同生深大断裂带的控制,成锰早期构造与热液活动强烈,矿石矿物有热水成矿的痕迹,矿体下部纹层状锰矿有热水成矿的特征,但根据含锰岩系微量元素比值、C、O同位素地球化学特征,分析认为区内锰矿沉积成矿作用以化学及生物化学为主。     

黔东北地区大塘坡组早期含锰沉积充填、岩相古地理与锰矿的关系

黔东北地区是中国南华纪"大塘坡式"锰矿重要富集区,而岩相古地理是沉积型锰矿最重要的控矿因素。笔者根据松桃—江口地区南华系各组岩性及碎屑锆石年龄特征对清水江组、两界河组、铁丝坳组及大塘坡组进行细致的地层划分,在建立了本区南华纪大塘坡早期沉积充填序列的同时,将本区沉积盆地划分为4个Ⅱ级盆地、12个Ⅲ级盆地以及11个次级(Ⅳ)聚锰盆地。在不同盆地内的大塘坡一段中识别出14种岩相类型,划分出2类沉积系、10类主要的岩相古地理单元,进而编绘了本区南华纪大塘坡早期岩相古地理图。提出在大陆边缘裂谷盆地的背景下,研究区南华纪大塘坡早期沉积环境应属大陆边缘障壁海岸体系,属于典型的"大塘坡式"锰矿,与障壁后侧迅速沉降的深水局限盆地密切相关。     

南华盆地新元古代成冰纪成锰作用及其成矿背景

南华盆地成冰系大塘坡组锰矿是我国最重要的锰矿产出层位之一,它形成于成冰纪Sturtian冰川事件之后,其成矿背景及形成机理一直是研究的重点。在系统总结Sturtian冰川事件起始与结束时间、南华裂谷盆地结构演化及古气候演变等重大地质事件的最新研究进展的基础上,综合分析了南华盆地大型沉积型锰矿成矿作用过程与这些重大地质事件之间的联系。揭示了南华盆地Sturtian冰期的启动和结束与全球其他地区基本一致,分别发生在～717 Ma和～660 Ma之前。同时,对南华系大塘坡锰矿成矿时代进行了约束,大约形成于～660 Ma之前。在新元古代中期Rodinia超大陆裂解作用的影响下,南华裂谷盆地内部发育一系列由同沉积断层控制的地垒—地堑次级盆地。沿同沉积断层运移的热液流体为大塘坡锰矿的形成提供了大量的成矿物质,并控制着大塘坡锰矿的发育分布。化学蚀变指数(CIA)、锂同位素(δ~7Li)及锇同位素组成[n(~(187)Os)/n(~(188)Os)]等风化指标显示,南华盆地Sturtian冰期晚期至间冰期大塘坡期早期的气候为寒冷干燥,随后转为温暖湿润并很快变为寒冷干燥。至大塘坡中晚期,气候逐渐由寒冷干燥恢复至温暖湿润,并一直保持至大塘坡晚期。整体来看,Sturtian冰期结束后,南华盆地表层海水逐渐氧化,深部沉积水体出现局部间歇式氧化环境,裂陷阶段热液和陆源输入的Mn~(2+)被氧化为MnO_2发生沉淀,并在底部伴随着有机质的埋藏及早期成岩作用而最终形成菱锰矿。     

湖南省花垣县民乐锰矿地质特征及找矿方向分析

花垣县民乐锰矿属于典型的“大塘坡式”锰矿,位于松桃成锰沉积盆地中部,是我国南华系锰矿的集中分布区。锰矿赋存于南华系下统大塘坡组第一段炭质页岩下部,矿体呈层状、似层状产出,受地层、岩性、含锰岩系厚度、古构造、岩相古地理环境控制。本次通过对民乐锰矿地质特征、矿区锰富集规律分析,进一步从岩相古地理、古构造、后期断裂构造对矿体影响进行了综合研究,再结合物探音频大地电磁测深初步推测锰矿层埋藏深度,最后与毗邻松桃地区锰矿进行类比,提出了下一步找矿方向。     

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。     

早震旦世大塘坡期锰矿成因新认识

中国南方早震旦世大塘坡期锰矿的形成一直存在热水成因、生物成因或化学成因的争议。通过对贵州松桃早震旦世大塘坡期锰矿的碳、硫同位素和藻类化石的研究，认为早震旦世大塘坡期锰矿是在700－695Ma全球性Sturtian冰期后形成，由于大气中含有很高的CO2与海洋中的Ca^2 、Mn^2 反应，造成大量CaCO3和MnCO3快速沉淀，形成“碳酸盐岩帽”（碳酸锰）所致。对大塘坡组藻类化石研究还表明，在含锰矿的层次，藻类化石很少，而锰矿层上下，微体藻类化石都很丰富，这说明锰矿成矿与藻类关系并不那么密切。     

湖南省沉积型锰矿床地球化学特征

湖南省锰矿资源丰富,类型多样,沉积型锰矿是最重要的类型,主要沉积成锰期集中在早南华世大塘坡期、中奥陶世烟溪期及晚二叠世孤峰期。通过对三个主要成锰期代表性锰矿石电子探针分析显示,三个主要成锰期所成锰矿床,矿石组分类似,组成矿石的锰矿物主要为锰的碳酸盐,包括菱锰矿、钙菱锰矿、镁菱锰矿、锰白云石、锰方解石等。三个主要成锰期代表性锰矿石及地层稀土元素地球化学标准化参数与配分模式显示,各成矿期含锰地层与锰矿石之间无显著差异,暗示了它们是相似的沉积环境下形成的产物,为正常沉积与热水沉积的复合。一方面,各成矿期岩、矿石稀土元素总量中等偏高,表现为正常沉积物的稀土元素特征。另一方面,在北美页岩标准化配分曲线上,呈现出水平或重稀土相对富集的左倾配分曲线,Ce的负异常,又是典型热水沉积成因呈现出的稀土元素地球化学特征。δCe异常特征,指示了成锰作用处于波动的缺氧还原/氧化沉积环境。     

贵州松桃西溪堡锰矿沉积地球化学特征

贵州黔东断裂坳陷带是贵州重要的锰矿成矿带,并发育新元古代大塘坡期的一套完整“黑色岩系”,锰矿主要赋存于该黑色岩系中。本文以松桃西溪堡锰矿床为例,通过岩石学、矿物学、地球化学等研究方法,探讨这类锰矿床的成矿物质来源及成因。研究表明矿石中的矿物组分复杂,结构构造类型多样,富集As、Sb、Ag、Co、Mo、W、Cs和Ba等元素,Fe／Ti、（Fe＋Mn）／Ti、A1／（AI＋Fe＋Mn）、Y／Ho、Nb／Ta比值,以及Cr．zr和Th．u图解均揭示成矿过程中有热水物质参与;V／（V＋Ni）、V／Cr比值表明锰矿形成于缺氧环境;稀土元素分布模式、Ce、Eu异常及La．Ce、La／Yb．EREE图解显示锰矿形成于被动大陆边缘环境,并具有热水沉积特征。因此,古被动大陆边缘是锰矿富集的理想场所,热水（液）活动为其提供了丰富的物质来源。这为锰矿的找矿拓展了新的思路。     

贵州松桃杨家湾大型锰矿床地质特征与勘查实践

松桃杨家湾大型锰矿床是典型的"大塘坡式"锰矿床。该矿床是在上世纪80年代103队松桃黑水溪锰矿床外围找矿预测的基础上,历经5年(2006—2011年)的勘查实践,提交锰矿资源储量逾2 000万吨,结束了黔东地区当时没有大型锰矿床的历史。在对该矿床的矿床特征和构造古地理等特征分析研究的基础上,认为杨家湾锰矿床位于南华纪大塘坡早期北东65°70°方向展布的黑水溪-杨家湾狭长带状的Ⅳ级地堑盆地中。结合该矿床矮河溪一带发现有被沥青充填的气泡状构造和渗漏管构造等古天然气渗漏沉积构造分布特征,该矿床的成因类型与松桃大塘坡锰矿床一样,属典型的古天然气渗漏沉积型锰矿床。