重慶修齊錳礦床地質特征及成因淺析

■韓旭淵 李余生 周維貴 申華梁 郭昱宏 徐健銘 楊徑舟

（成都理工大學地球科學學院 四川成都 610059）

重慶修齊錳礦床地質特征及成因淺析

■韓旭淵 李余生 周維貴 申華梁 郭昱宏 徐健銘 楊徑舟

（成都理工大學地球科學學院 四川成都 610059）

重慶修齊錳礦床是典型的沉積型礦床，位于上揚子陸塊的城巴磷錳礦帶中。礦床產出于震旦系下統(tǒng)陡山沱組地層，礦體處在其上段的含錳白云巖中。錳礦石組構主要為粒狀結構、條帶狀構造，主要成分是菱錳礦、白云石等。通過對礦床的地質特征分析總結，初步認為礦床的成因是以原生沉積為主，加之生物沉積作用，二者相結合形成的產物。

修齊錳礦地質特征礦床成因

錳礦是我國的戰(zhàn)略礦種之一。為了滿足我國鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展的要求，建國以來，我國地質工作者開展了一系列的錳礦地質研究[1]。

在我國，錳礦床主要產出于西南諸省[2]，而重慶作為我國錳礦五大產區(qū)之一，是一個天然的理想研究場所。本文所研究的修齊錳礦床也是城口地區(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南東方向，直線距離約15km左右，處于揚子陸塊區(qū)上揚子陸塊與秦祁昆造山系的結合部位。

區(qū)內出露地層主要有寒武系下統(tǒng)的水井沱組（∈1s），震旦系上統(tǒng)燈影組（Z2d）、下統(tǒng)的陡山沱組（Z1ds）、觀音崖組(Z1g)及南華系上統(tǒng)明月組（Nh2my）。含錳巖系主要為陡山沱組的白云巖、灰?guī)r。

地質構造以向斜為主體構造，整體呈北西—南東方向延展。其北側為著名的城巴斷裂帶，南側為烏坪斷裂帶。斷層及其次級構造的發(fā)育對地層產生破壞作用，造成部分地段錳礦的缺失。

2 錳礦礦床地質特征

2.1 地層

（1）第四系（Q4）：殘坡積物主要為粘土質粉砂巖、硅質巖等。洪沖積物主要為砂卵石，含有部分泥和有機質成分。

（2）寒武系下統(tǒng)水井沱組（∈1s）：上部為淺灰色中厚層狀鮞狀灰?guī)r，結晶灰?guī)r夾鈣質頁巖；下部為紫紅色粉砂質頁巖，其底部為炭質頁巖夾灰?guī)r透鏡體，灰?guī)r中含量點狀或團塊狀黃鐵礦。

（3）震旦系上統(tǒng)燈影組（Z2d）：根據(jù)巖性差異，該組地層可細分成三段。第三段（Z2d3）為黑色薄層—中厚層狀硅質巖，第二段（Z2d2）為灰色中層致密狀微晶灰?guī)r，第一段（Z2d1）為淺灰色泥質白云巖，黑色中層狀白云巖。

（4）震旦系下統(tǒng)陡山沱組（Z1ds）：該段巖性主要黑色、深灰色炭質頁巖和泥質頁巖層與白云巖互層，偶夾薄層狀硅質巖，該段頂部為錳礦賦存層位。

2.2 構造

礦區(qū)位于城巴斷裂帶南側，區(qū)內構造極其復雜，總體構造線呈北西-南東向展布。礦區(qū)內褶皺主要為復式背斜，次級小褶皺發(fā)育，以斜歪，倒轉褶皺為主，層間小揉褶皺頻繁出現(xiàn)。背斜核部為上震旦統(tǒng)陡山沱組，兩翼次為上震旦燈影組、下寒武統(tǒng)水井沱組。同時礦區(qū)內斷裂構造非常發(fā)育，斷層常具分枝現(xiàn)象，常見同一斷層在地表斷續(xù)出露，以壓扭性逆斷層為主，張性正斷層少見，常形成傾向北東和南西向的一組同期剪切斷裂，將地層或礦層切割呈大小不等的塊體。該組斷層的形成及其活動，不同程度地破壞了各時代地層的完整性，致使陡山沱組地層地表出露厚度不大，礦體受斷層影響大。

3 礦體特征

3.1 含礦層

陡山沱組上段（Z1ds2）為礦區(qū)錳礦含礦層位，分布于坪壩—修齊壓扭沖性斷裂北部，為一套潮坪相—滯留海灣相沉積。其頂部通常為錳礦層；中部為黑色頁巖、炭質頁巖，局部形成劣質煤；下部為黑色水云母頁巖，夾薄層粉砂巖；底部為不穩(wěn)定的白云巖。其頂板為燈影組第一段（Z2d1）底部的含錳鐵泥質白云巖，泥晶結構，局部見硅質條帶；風化后呈褐紅色，是間接找礦標志。底板為陡山沱組上段（Z1ds2）中部的黑色炭質頁巖，局部有白云巖及硅質條帶，與礦接觸部位可見膠菱礦團塊、細脈。

3.2 分布與結構

錳礦層均賦存在陡山沱組頂部地層中，即碎屑沉積向化學沉積的過渡地帶；礦層呈層狀、似層狀，局部呈透鏡狀產出，礦層產狀與地層產狀基本一致，局部受褶皺或斷層影響，傾向上產狀發(fā)生倒轉或走向上重復，因此礦體厚度在走向上和傾向上不規(guī)則的變厚變薄。根據(jù)礦層厚度的穩(wěn)定程度將礦層分為主次礦層，主礦層由單韻律（一層）錳礦或之間夾不穩(wěn)定頁巖組成（復韻律），次礦層由若干層錳礦條帶與頁巖互層組成，走向延展不連續(xù)。

3.3 礦石特征

原生錳礦的礦石結構主要以細—中粒和球粒結構為主，鮞狀和膠體結構為次，礦石構造以條帶和條紋狀構造為主，塊狀構造次之。氧化錳礦的礦石結構主要為殘余鮞粒、殘余細粒、膠狀結構，礦石構造主要有蜂窩狀、土狀、塊狀、薄至中層狀構造。

礦石礦物成分主要為菱錳礦、泥質、石英、含錳白云石、黃鐵礦、膠磷礦等，脈石礦物成分主要有高嶺石、白云石、方解石、石英、玉髓、綠泥石等。

礦石通過組合分析和多項分析（W%）得知[3]：Mn含量21.31%，F(xiàn)e含量1.36，P含量0.27，SiO2含量13.84，TiO2含量0.18，Al2O3含量1.94，CaO含量11.62，MgO含量5.46，燒失量含量27.80，H2O含量0.23，礦石特征值：P/Mn=0.014，Mn/Fe=19.03。由上述礦石分析結果，表明區(qū)內地表氧化帶錳礦石主要為硬錳礦（富錳礦石），深部錳礦石主要為碳酸錳礦（貧錳礦石）。

4 礦床成因淺析

揚子陸塊與華北陸塊從震旦系開始[4]，產生了離散作用。下震旦統(tǒng)，裂谷作用開始，巴山地區(qū)明顯形成了海盆，其沉積環(huán)境為濱海過渡至淺海到次深海環(huán)境，由于澄江運動使整個揚子地臺整體抬升，加之冰期的開始，形成了覆蓋整個揚子板塊的冰川沉積，揚子地臺北緣的南秦嶺海受城口—房縣同沉積斷裂控制，成為南深北淺的箕狀海盆，除了冰川提供的陸源物質外，還有大量海底火山噴發(fā)物質，為陡山沱期含錳建造提供了物源基礎。與此同時，由于海水中藻類的生長，通過吸附、粘結海洋中的錳元素，造成了初步富集。隨著沉積作用的進一步發(fā)生，缺氧盆地出現(xiàn)短暫的充氧，微生物通過需氧呼吸作用釋放出HCO3-，PH值增加，菱錳礦可直接沉淀；同時在微生物的作用下，硫酸鹽發(fā)生還原作用，進一步釋放出HCO3-，促使菱錳礦繼續(xù)沉淀。隨著沉積作用進入成巖作用階段，生物死亡后在有氧條件下形成對錳的吸附和絡合能力極強的不溶性腐植質，能使錳含量迅速提高至30%，形成富錳的碳酸鹽礦物。

綜上所述，我們初步判斷修齊地區(qū)錳礦床的成因應為原生沉積與生物沉積二者結合的產物。

[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]張俊、朱明忠、李余生，等.重慶高燕含錳巖系地質地球化學特征及意義 [J].金屬礦山.2015（1）：86-89.

[4]范德廉、張燾、葉杰，等.中國的黑色巖系及其有關礦床 [M]北京：科學出版社. 200.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-63-1

韓旭淵（1988～），男，在讀碩士，研究方向為礦物學、巖石學及礦床學。

簡介]李余生（1956～），男，教授，博士，研究方向為沉積學、地質勘探及資源評價。