重慶明月錳礦床地質特征及成礦模式初探

韓旭淵 李余生 楊徑舟 郭 宇 李 波

(成都理工大學地球科學學院，四川 成都 610059)

錳礦是我國重要的戰(zhàn)略礦種之一。隨著我國鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展，對大宗礦產品的需求非常大，直接導致對錳礦的地質研究一直是我國地質學家的研究熱點之一［1］。

在我國，錳礦床主要產出地是西南諸?。?］，重慶地區(qū)是我國錳礦重要的產出地，是一個天然的理想研究場所。本文所研究的明月錳礦床也是重慶城口地區(qū)具有代表性的主要錳礦床之一。

1.區(qū)域地質概況

修齊錳礦床位于城口縣城北西方向，處于秦祁昆造山系與上揚子陸塊南部的被動大陸邊緣的結合部位。區(qū)內出露地層從寒武系下統(tǒng)至震旦系上、下統(tǒng)到南華系上統(tǒng)均有出現。區(qū)內構造以斷裂為主體構造，特別是城巴斷裂、烏坪斷裂。由于處在著名的城巴磷錳礦帶上，區(qū)域上除了常見的錳、鐵等金屬礦產，還有硫等非金屬礦床以及白云巖等建材礦產。

2.錳礦礦床地質特征

2.1 地層

由于礦床處在上揚子陸塊的邊緣，受到多期次的構造疊加影響，地層厚度變化較大，主要的地層為南華系上統(tǒng)明月組(Nh2my)，震旦系上統(tǒng)燈影組 (Z2d)、下統(tǒng)陡山沱組 (Z1ds)及觀音崖組 (Z1g)和寒武系下統(tǒng)水井沱組 (∈1s)等。

礦區(qū)的含礦地層為震旦系下統(tǒng)的陡山沱組，根據巖性可以分成三部分:上部為灰色粉砂質頁巖和硅質巖;中部為灰色含錳白云巖;下部為灰黑色炭質、粉砂質頁巖和砂質巖等。

2.2 構造

礦區(qū)位于城巴斷裂的南側，小埡—麻園子復式向斜的南西翼，向斜呈北西—南東走向，西段揚起，兩翼及軸部發(fā)生多次褶皺。受斷層影響，各次級褶皺的背斜基本被破壞，僅有部分向斜基本保留。區(qū)內斷裂構造總體呈現出傾向北東，走向北東向北西收斂，往南東散開，剖面上成疊瓦狀產出，各逆沖斷層的斷層面傾角基本在60°以上。

2.3 含礦層

礦區(qū)內錳礦層間互層產出，礦層產于陡山沱組中部，含錳巖系厚約3～8m，錳礦層厚約1.0～1.34m，礦層結構為單錳礦層。頂板為灰褐色中層含錳白云巖或黑色薄層狀炭質粉砂質頁巖，與錳礦層整合接觸，界線明顯。錳礦石呈淺灰—灰色，層紋狀、條帶狀構造發(fā)育。礦床呈層狀或似層狀產出，與下伏底板巖層界線分明。

3.礦體特征

3.1 主要礦段特征

根據礦層產出的構造特征和其產出層位不同的特性，全礦區(qū)分為:田灣錳礦段、亮埡子錳礦段、麻園子磷錳礦段。

田灣錳礦段:礦層呈似層狀產出，為單一礦層，由菱錳礦夾少量薄層狀炭質錳質頁巖組成。礦層產狀與圍巖產狀一致。礦體厚度一般為一米。礦體含Mn一般為18.28%，屬于貧錳礦石，總的情況是，隨礦體厚度增加，其品位也增高，北西變?yōu)榱忤F礦。

亮埡子錳礦段:產于沙鍋寨向斜的南西翼陡山沱組中，礦層產狀變化較小，礦層呈似層狀，透鏡狀產出，為單一礦層。礦體厚度變化大，在南東端漸變成褐鐵礦化白云巖。礦體含Mn一般為23～30%。

麻園子菱錳礦段:呈近東西向延伸，延伸長1千米。礦層產狀穩(wěn)定，局部受次級小褶皺、小斷層的影響。礦層呈似層狀、透鏡狀產出，厚度變化大，一般厚約0.20～2.73m，錳平均品位為12.78%。

3.2 礦石特征

礦石礦物成分較簡單，碳酸錳礦石以菱錳礦為主，次為錳白云石、硬錳礦、軟錳礦。礦石中脈石礦物以粘土、硅質、炭質、錳方解石為主。

礦石結構主要為細球粒的半自形晶結構，構造主要呈現出條帶狀、條紋狀構造，地表的氧化礦石呈土狀、皮殼狀構造。

礦區(qū)的錳礦石主要為原生的碳酸錳礦石，即菱錳礦。按照工業(yè)類型劃分，可分為低磷低鐵貧錳礦石、高磷低鐵貧錳礦石和磷錳礦石。

本礦區(qū)的錳礦氧化程度較淺，絕大多數為原生的碳酸錳，僅局部地表可見氧化型錳礦，一般不超過20m。

4.礦床成礦模式探討

在晉寧運動時，揚子陸塊與華北路塊發(fā)生匯集，從震旦系開始，兩大陸塊發(fā)生離散作用，在揚子陸塊北緣的重慶北形成大巴山地塹和米倉山地壘。由于裂谷作用的，巴山地區(qū)形成濱海過渡至淺海到次深海環(huán)境的海盆。隨著冰期和間冰期的相繼出現，海盆接受了冰川等提供的陸源沉積物質，還有大量的海底火山噴流物，為陡山沱組地層的含錳建造提供了大量基礎。

由于海水中藻類的大量生長，不斷的吸附海水中的錳元素，形成了初步富集。隨著沉積作用的進行，缺氧盆地出現了短暫的充氧。大量的微生物通過呼吸作用釋放出HCO3—，促使菱錳礦大量的沉淀。與此同時，大量生物在死亡后，在有氧的條件下形成對錳吸附和絡合能力較強的不溶性腐殖質，使錳的含量大量增加。［3］

礦區(qū)內不同組構及含錳白云巖的δ13CPDB負值平均－4.9‰?？梢詺w于海水碳為主的類型;礦石中微生物種類多，數量大，同時還含有各種各樣的礦化細菌，與這些微生物遺體共生的是粒度較粗菱錳礦，說明這類礦石的硫酸鹽還原作用十分發(fā)育，相應的δ13CPDB負值應較大，但礦石中的δ13CPDB負值卻很小。只有海水碳和硫酸鹽還原作用及生物發(fā)酵作用提供的生物碳的綜合才能導致明月錳礦床的碳酸錳礦石同位素較小的負值。

綜上所述，明月地區(qū)錳礦床是以原生沉積為主，加之生物沉積作用影響同時受到硫酸鹽還原作用三者相結合形成的產物。

［1］地質礦產部區(qū)域地質礦產地質司.中國錳礦地質文集［M］.北京:地質出版社.1985.

［2］姚敬劬，王六明，蘇長國，等.揚子地臺南緣及其鄰區(qū)錳礦研究［M］.北京:冶金工業(yè)出版社.1995.

［3］葉連俊主編.生物有機質成礦作用 ［M］.北京:海洋出版社.1996.