贵州东部及邻区南华纪锰矿铁锰分离机制

<正>贵州东部及邻区南华纪锰矿赋存在南华系大塘坡组(Nh1d)底部的黑色岩系中,属海相沉积型锰矿床(刘巽峰等,1989)。已发现的矿床包括贵州松桃杨立掌锰矿、大屋锰矿、大塘坡锰矿、道坨锰矿、西溪堡锰矿、重庆秀山锰矿、湖南民乐锰矿、湘潭锰矿、古丈锰矿和湖北古城锰矿等。研究区锰资源     

贵州遵义锰矿床地球化学特征及成因分析

遵义锰矿为我国南方重要的沉积型锰矿之一,其矿石自然类型为碳酸盐岩型锰矿石,工业类型为高硫、中-高铁、低磷和低硅贫锰矿石。本文在选取典型钻孔所揭露含锰岩系详细观察的基础上,对锰矿石及其顶、底板岩石,进行了较为系统的主-微量和稀土元素以及碳-氧同位素组成分析。本区锰矿石主量元素中Fe/Ti为12.35~140.5,平均59.35(20),(Fe+Mn)/Ti为153.88~520.5,平均271.05(25),Al/(Al+Fe+Mn)为0.05~0.20,平均0.12(0.3),表明锰矿石的形成与海底热液活动密切相关。锰矿石的U和Th平均含量分别为6.37×10-6和2.79×10-6,U/Th均值为2.52(1),Ni和Co平均含量分别为191.9×10-6和93.03×10-6,Ni/Co均值为2.16(3.6),具有热水沉积特征,∑REE变化为123.54×10-6~424.08×10-6,普遍小于200×10-6,总量较低,配分型式表现为右倾型,∑LREE/∑HREE比值变化为2.23~119.22,明显大于1,(La/Yb)N比值4.58~18.83,负Ce异常(δCe=0.45~0.72),与热水沉积锰矿稀土特征相似。综合矿床地质、地球化学特征,认为锰矿石及其底板硅质岩为海底热水沉积成因,并混有少量化学沉积物,而其顶板岩石属非热水沉积成因。     

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。     

贵州东部及邻区南华纪锰矿中黄铁矿硫同位素高异常及地质意义

贵州东部及邻区南华纪锰矿层中的黄铁矿产出形态多样,为了研究它们的成因标志,通过野外和镜下观察发现黄铁矿主要呈浸染状、条带状和结核状产出,并以草莓状和自形-半自形粒状结构为主。硫同位素测试结果显示含锰岩系中黄铁矿具有异常高δ34S值的特征,介于+37.9‰~+62.6‰之间(平均52.7‰),呈塔式分布,峰值在+46‰~+59‰之间,沿同一矿体剖面从下到上逐渐减小,不同矿床间差异大。结果表明沉积盆地的封闭性和冰川事件使海水硫酸盐浓度降低并富集重硫同位素,随后形成的硫酸盐最低带进一步减小了硫同位素的分馏,使黄铁矿的δ34S达到异常高值。随着沉积盆地逐渐变开放,矿层由下而上黄铁矿的δ34S值逐渐减小,而不同矿床黄铁矿的δ34S值差异则是因为沉积盆地封闭性的差异。因此,封闭的局限沉积盆地是锰矿床形成的重要地质背景条件,而渗流热卤水或火山锰源可能是矿床的主要锰质来源。     

桂西荣华锰矿床地球化学特征与成因

为探讨桂西荣华锰矿床成因和成矿物理化学环境等问题,对其主(微)量元素特征进行了研究。结果显示,岩石不同元素的地球化学特征表明氧化矿石和地层沉积物质主要为陆源,Mn主要来自陆地。研究认为,矿区在中三叠世早期右江海盆自东向西萎缩过程中,沉积环境浅水环境转入深水环境,由氧化环境转换为还原环境,在氧化还原界面及其附近经过水成作用形成碳酸锰初步富集,表层风化临滤作用导致Mn元素再次富集成矿。     

贵州二叠纪与南华纪锰矿主要矿床地质特征对比及意义

贵州南华纪古天然气渗漏沉积型锰矿通过成矿理论和找矿预测方法的创新,近年来不断取得巨大的找矿成果,在国内外产生重要影响,已成为国内最重要的锰矿床类型。本文通过对贵州二叠纪锰矿与南华纪锰矿矿床地质特征的对比研究发现:二者在成矿构造背景、同沉积断层(控矿构造)、成矿物质来源、矿石与地球化学特征、锰矿成矿系统特征等方面十分相似,在结构构造特征、沥青球特征、盖帽白云岩和冷泉碳酸盐岩等方面也存在一些差别。在此基础上,贵州二叠纪锰矿通过借鉴和运用贵州南华纪古天然气渗漏沉积成矿理论和找矿预测方法,已在遵义锰矿国家整装勘查区取得重大进展。说明"内生外成"的古天然气渗漏沉积型锰矿成矿理论和找矿预测方法,在相似的成矿地质背景条件下,具有普适性和推广意义。     

滇东南老乌锰矿床地球化学特征及其成因制约

为查明滇东南老乌锰矿的成矿环境、锰质来源及矿床成因,本文对该矿床开展了系统的矿物学、元素地球化学和同位素地球化学研究。结果表明,矿石品位为12.18%~41.24%;锰矿物组合特征为氧化锰矿与碳酸锰矿混生,其中氧化锰矿以褐锰矿为主,碳酸锰矿主要为钙菱锰矿、锰方解石、锰白云石等,可见少量含锰硅酸盐矿物;成矿环境为陆缘与盆缘接壤的边缘斜坡相的中低盐度浅海沉积环境,成矿物理化学条件主要为在弱氧化-弱还原之间起伏变化;主要成矿方式为陆源沉积成矿基础上叠加热液和生物作用成矿。     

贵州松桃大塘坡地区南华纪早期冷泉碳酸盐岩地质地球化学特征

贵州松桃大塘坡地区的南华系是研究古代天然气渗漏及冷泉碳酸盐岩的理想地区之一.该区冷泉碳酸盐岩由两类岩石组成: 一是两界河组含砾砂岩中(Sturtian冰期早期) 的白云岩丘或透镜体; 二是之上的大塘坡组第一段黑色含锰岩系中的似层状或透镜状菱锰矿矿体及少量白云岩透镜体.该地区冷泉碳酸盐岩的碳同位素具明显的负偏特征, 充填在菱锰矿矿石气孔中的沥青碳同位素为-30.98‰, 并具有异常高的硫同位素正值.结合冷泉碳酸盐岩的空间分布、古天然气渗漏构造、菱锰矿的沉积有机质等特征分析, 认为其与现代冷泉碳酸盐岩的特征十分相近.两界河组的白云岩丘是目前所发现的最古老的冷泉碳酸盐岩, 与在它之上的菱锰矿矿体是同一个古天然气渗漏系统中不同时期的冷泉碳酸盐沉积.天然气泄漏形成的冷泉与大塘坡组烃源岩的形成关系密切.      

黔东地区南华纪主要锰矿床发现史

锰矿是国家战略紧缺矿产之一。黔湘渝地区南华纪锰矿(即“大塘坡式” 锰矿),自1958年贵州省地矿局103地质大队在贵州省松桃县大塘坡村铁矿坪发现以来,至今已有60年历史。通过省地矿局103地质队为主体的几代地质人的艰苦努力和科技创新,黔东地区南华纪锰矿地质找矿实现了我国有史以来的最大突破,新增锰矿资源量超过了2011年全国保有资源量的总和。改变了国家锰矿勘查开发格局和世界超大型锰矿床主要分布在南半球的格局,使黔东地区成为我国唯一的世界级锰矿资源富集区,维护了国家资源安全。值“大塘坡式”锰矿床发现60周年之际,本文特收集整理该地区主要锰矿床的勘查发现史,以不忘历史,激励后学。     

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。     

贵州水城 - 纳雍锰矿地球化学特征

贵州水城 - 纳雍锰矿属表生氧化锰类的锰帽型矿床.通过对锰矿石和矿胚层岩石中常量元素、微量元素及稀土元素等地球化学的研究,均具有热水沉积的特征,硅质灰岩、含硅质灰岩和生物碎屑灰岩是锰帽型矿石最主要的矿胚层.它们是在茅口晚期黔中台沟相带内中 - 低温热水中沉积的,锰质主要来自茅口期玄武岩.纯硅质岩仅见于地表,是含硅质的矿胚层岩石,在地表经强烈氧化作用形成氧化锰矿石同时产生的"副产品".     

贵州东南部地热水地球化学特征及成因

为探讨贵州东南部地热水的地球化学特征、控制因素及补给来源和补给年龄,采集了7组地热水样进行离子特征、~(87)Sr/~(86)Sr、~3H和~(14)C,δD与δ~(18)O稳定同位素分析。结果表明,贵州东南部地热水温度为23.5～50℃,溶解性总固体(TDS)为192.38～1 103.21 mg/L,~(87)Sr/~(86)Sr值为0.717 9～0.731 6,δD和δ~(18)O分别为-69.8‰～-54.3‰与-10.49‰～-8.19‰。区内水化学类型均为HCO_3-Na型,并含有一定量的F、H_2SiO_3。~(87)Sr/~(86)Sr值表明硅酸盐矿物的溶解是控制区内水化学组分的主要因素,富含CO_2的大气降水与钠长石的溶解为Na~+和HCO~-_3的主要来源,F主要来源于萤石的溶解,石英的溶解为H_2SiO_3的主要来源。H、O同位素组成指示地热水的补给来源为大气降水,H2、H3有明显的氧漂移,主要是水-岩作用程度较低与高程效应的影响。~3H和~(14)C测年结果表明,区内地热水为1952年前入渗补给的"古水",校正的~(14)C年龄为10 975～33 263 a,表明地热水经过长时间、远距离的径流。     

湖润锰矿床的元素地球化学特征

湖润锰矿床锰矿石包括两种类型：原生碳酸锰矿石和次生富集的氧化锰矿石。本文主要结合该矿床的分布与地质特征,研究了微量元素和稀土元素的地球化学特征。研究结果表明,从原生带到氧化带,随着氧化程度的升高,与Ｍｎ成类质同像的Ｃｏ,Ｎｉ,Ｐｂ和Ｚｎ等微量元素的含量都随着锰含量的增加而增加,其富集系数也相应地增大;同时,稀土元素的总量也呈增加趋势而且氧化带比原生带更富轻稀土元素。     

贵州东部及邻区铁丝坳组层序及沉积环境成因

一、前言分布在贵州东部及邻区的铁丝坳组,大致相当于早震旦世古城期沉积,1978年以来,曾有“小冰”之称。王砚耕和马国干在创建本组时,认为是一种特殊的“冰海相”沉积（1981）;后经我们近三年来的工作所见,大量事实与冰川成因不符。为促进这方面的研究,笔者在本文中主要讨论该组的相环境和成因问题。二、铁丝坳组的地层序列本文所涉及的范围是贵州省东部及其毗邻的四川东南隅和湖南西部。铁丝坳组分布较广,出露良好（图1）。限于以往研究程度较低,对其层序和横向延伸情况的认识尚存在问     

印尼西帝汶岛锰矿地球化学特征及成因浅析

印尼西帝汶岛锰矿处于欧亚大陆板块与太平洋板块、印度洋—澳大利亚板块三大巨型板块结合部,锰矿体产出和分布严格受新近系和白垩系下统的含锰岩系控制,围岩以碎屑岩和泥岩为主,锰矿呈层状、似层状、透镜状,整合产出并与地层同步褶皱,矿石具块状构造和条带状构造,沉积特征明显.通过对矿石和围岩的稀土元素特征进行分析对比,认为西帝汶岛锰矿床为半深海—深海沉积型锰矿.     

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。     

陕西宁强县中坝锰矿床地球化学特征及成矿模式

陕西宁强县中坝锰矿床形成于扬子地块西北缘伸展裂陷沉积环境内,是近年新发现的锰矿床,赋存于下寒武统牛蹄塘组黑色岩系内,含锰岩系岩性主要为含碳粉砂质板岩、含碳泥质板岩、硅质岩,夹有灰岩条带和灰岩透镜体,矿石类型为层状、似层状的含锰硅质岩及条纹条带状的含锰灰岩,含锰矿物主要为硬锰矿,可见极少量的菱锰矿。对中坝一带MnⅠ号锰矿体常量及微量元素地球化学特征分析表明：中坝锰矿体相对围岩亏损Ti和Al元素,SiO₂/Al₂O₃比值较高,Th含量低,Y/Ho比值高,且含锰岩系的PAAS标准化的稀土元素配分模式具有轻稀土元素亏损、重稀土元素富集、Ce负异常、Y正异常的特征,与现代海水稀土元素配分模式一致,说明海水自生沉积作用对含锰岩系中元素的富集具有重要影响,陆源碎屑物质的影响较小;含锰岩系的Al/（Al+Fe+Mn）、Fe/Ti、（Fe+Mn）/Ti、U/Th、Sr/Ba比值、δEu及SiO₂-Al₂O₃图解、Fe/Ti-Al/（Al+Fe+Mn）图解、Lg （U）-Lg （Th）图解、Fe-Mn-（Cu+Co+Ni）×10图解、La/Yb-REE图解、δEu-Mn图解均表明锰矿沉积为热水沉积和正常海水混合作用的结果。含锰岩系的δCe、V/Cr、V/（V+Cr）、Ni/Co比值、富集U、V、Mo等特征表明锰矿形成于还原-硫化的沉积环境。中坝锰矿的形成机制为在弱碱性、还原、富CO₃^2-的条件下,Mn²⁺和CO₃^2-结合形成菱锰矿而沉淀。由此总结出中坝锰矿的成矿模式为：在早古生代,富含Fe、Mn多金属的硅质热水溶液沿着刘家坪古火山通道上涌,上涌的热水与海水混合,在弱碱性、还原、富CO₃^2-的条件下,Mn²⁺和CO₃^2-结合形成菱锰矿而沉淀,形成Fe、Mn硅质岩,且在沉积凹陷处成矿更有利,溶于海水中的Mn同碳酸盐一同沉淀,形成含锰灰岩。     

桂西南下雷锰矿床地球化学特征及沉积环境分析

晚泥盆世五指山组是桂西南地区重要的含锰地层,为一套硅质-泥质-灰质及其过渡相组成的深水台沟相沉积。锰矿体的形态和展布受岩相组合和构造条件的控制。本文分析了含锰岩系的主量及微量元素地球化学:含锰岩系的V/(V+Ni)、V/Cr、U/Th、Ni/Co值,U、V和Mo等氧化还原敏感元素的富集程度显示研究区含锰岩系形成于弱氧化-富氧环境。另外,含锰岩系的Fe/Ti、Al/(Al+Fe+Mn)、Si O2/Al2O3、Ba/Sr及Co/Zn比值及稀土元素Eu正异常特征均显示热水沉积物的特征,在Si O2-Al2O3、Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)、log U-log Th、(Ni+Cu+Co)×10-Fe-Mn关系图解中,样品投影点均落在热水沉积区内,反映锰的富集和成矿过程与热水活动的参与密切相关。含锰岩系的La/CeAl2O3/(Al2O3+Fe2O3)、100×(Fe2O3/Si O2)-100×(Al2O3/Si O2)、Fe2O3/(100-Si O2)-Al2O3/(100-Si O2)、Fe2O3/Ti O2-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)图解及稀土元素特征,均指示含锰岩系形成于被动大陆边缘背景。     

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,TiO2、Al2O3、K2O、Na2O含量较低,含锰岩系富集Rb、Ba、Th、Cs、Zr、Ga等元素;SiO2/Al2O3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、∑REE和∑HREE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。