韓旭淵 李余生 楊徑舟 郭 宇 李 波

(成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)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(chǎn)品的需求非常大，直接導(dǎo)致對錳礦的地質(zhì)研究一直是我國地質(zhì)學(xué)家的研究熱點之一［1］。

在我國，錳礦床主要產(chǎn)出地是西南諸?。?］，重慶地區(qū)是我國錳礦重要的產(chǎn)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(zhì)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(yáng)子陸塊南部的被動大陸邊緣的結(jié)合部位。區(qū)內(nèi)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(xiàn)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主體構(gòu)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(chǎn)，還有硫等非金屬礦床以及白云巖等建材礦產(chǎn)。

2.錳礦礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

由于礦床處在上揚(yáng)子陸塊的邊緣，受到多期次的構(gòu)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(jù)巖性可以分成三部分:上部為灰色粉砂質(zhì)頁巖和硅質(zhì)巖;中部為灰色含錳白云巖;下部為灰黑色炭質(zhì)、粉砂質(zhì)頁巖和砂質(zhì)巖等。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于城巴斷裂的南側(cè)，小埡—麻園子復(fù)式向斜的南西翼，向斜呈北西—南東走向，西段揚(yáng)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(nèi)斷裂構(gòu)造總體呈現(xiàn)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(chǎn)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(nèi)錳礦層間互層產(chǎn)出，礦層產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(zhì)粉砂質(zhì)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(gòu)造發(fā)育。礦床呈層狀或似層狀產(chǎn)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(jù)礦層產(chǎn)出的構(gòu)造特征和其產(chǎn)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(chǎn)出，為單一礦層，由菱錳礦夾少量薄層狀炭質(zhì)錳質(zhì)頁巖組成。礦層產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)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(chǎn)于沙鍋寨向斜的南西翼陡山沱組中，礦層產(chǎn)狀變化較小，礦層呈似層狀，透鏡狀產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)、炭質(zhì)、錳方解石為主。

礦石結(jié)構(gòu)主要為細(xì)球粒的半自形晶結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要呈現(xiàn)出條帶狀、條紋狀構(gòu)造，地表的氧化礦石呈土狀、皮殼狀構(gòu)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(shù)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(yùn)動時，揚(yáng)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(yáng)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(xiàn)，海盆接受了冰川等提供的陸源沉積物質(zhì)，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(chǔ)。

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(jìn)行，缺氧盆地出現(xiàn)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(luò)合能力較強(qiáng)的不溶性腐殖質(zhì)，使錳的含量大量增加。［3］

礦區(qū)內(nèi)不同組構(gòu)及含錳白云巖的δ13CPDB負(fù)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(shù)量大，同時還含有各種各樣的礦化細(xì)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(yīng)的δ13CPDB負(fù)值應(yīng)較大，但礦石中的δ13CPDB負(fù)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(dǎo)致明月錳礦床的碳酸錳礦石同位素較小的負(fù)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(jié)合形成的產(chǎn)物。

［1］地質(zhì)礦產(chǎn)部區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)地質(zhì)司.中國錳礦地質(zhì)文集［M］.北京:地質(zhì)出版社.1985.

［2］姚敬劬，王六明，蘇長國，等.揚(yáng)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(jī)質(zhì)成礦作用 ［M］.北京:海洋出版社.1996.