劉林林，徐 海，高軍波，楊瑞東

(1. 貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽 550025; 2. 教育部喀斯特資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550025)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)西部的茅口晚期，由于地殼不均衡裂陷，自云南宣威，經(jīng)貴州水城、納雍、黔西到遵義的北東向黔中臺(tái)溝[1]，在該臺(tái)溝內(nèi)形成一系列錳礦[2](見圖1)。

圖1 貴州二疊紀(jì)茅口期巖相古地理及錳礦成礦帶

在這個(gè)時(shí)期，康滇古陸一帶發(fā)生峨眉山玄武巖噴發(fā)，玄武巖伴隨東吳運(yùn)動(dòng)沿早已存在的一些深大斷裂噴發(fā)出地表。玄武巖是揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)巖石圈張裂延伸至上地幔，并發(fā)生橫向擴(kuò)張的產(chǎn)物。玄武巖廣布在云南、四川和貴州，玄武巖厚度西厚東薄，貴州主要是玄武巖外帶，以高鈦玄武巖為主。在中二疊世，川滇黔玄武巖分布區(qū)，長(zhǎng)期處于暴露環(huán)境，遭受風(fēng)化剝蝕,玄武巖被強(qiáng)烈風(fēng)化，形成古風(fēng)化殼，風(fēng)化殼中REE,Nb,Co等富集，形成“三稀”礦床[3]。

近年來，峨眉山玄武巖成礦作用研究越來越受到關(guān)注，峨眉山玄武巖不僅與滇黔鉛鋅礦有關(guān)，而且與“三稀”成礦密切關(guān)系[4-5]。

貴州二疊系錳礦的發(fā)現(xiàn)和研究工作最早始于20世紀(jì)40年代初期，通過近年來的勘探和研究，發(fā)現(xiàn)貴州遵義—黔西—納雍—水城—云南格學(xué)一帶二疊系茅口組頂部均產(chǎn)出錳礦床，主要有遵義銅鑼井礦段、沙壩礦段、黃土坎礦段、深溪溝礦段、石榴溝礦段錳礦，黔西泰來錳礦，納雍營(yíng)盤錳礦，水城老鴉營(yíng)錳礦，云南格學(xué)錳礦等。對(duì)該錳礦成礦帶的成礦作用已進(jìn)行大量的研究，提出錳礦成礦兩個(gè)不同觀點(diǎn)，一種認(rèn)為錳礦成礦為玄武巖風(fēng)化成礦[6]，另一種認(rèn)為熱水噴流沉積成因[2,7-9]。雖然，對(duì)二疊系錳礦成礦有較深入的研究，但成礦物質(zhì)來源問題一直存在爭(zhēng)議。

在黔西錳礦野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn)錳礦附近的玄武巖富鐵錳，風(fēng)化強(qiáng)烈，對(duì)其主量元素測(cè)試，發(fā)現(xiàn)玄武巖中MnO含量很高，其與二疊系錳礦成礦可能密切相關(guān)。

2 黔西泰來玄武巖特征

黔西泰來玄武巖僅分布在泰來一隅，厚度約80 m，下部為深灰色、黑色玄武巖為致密塊狀玄武巖(見圖2a)，上部風(fēng)化玄武巖為黃褐色、雜色(見圖2b)，結(jié)構(gòu)較疏松，風(fēng)化強(qiáng)烈，風(fēng)化后表面出現(xiàn)鐵質(zhì)殼體(見圖2c)。富錳的玄武巖風(fēng)化產(chǎn)物為黃褐色、鋼灰色，風(fēng)化后容易染手，斑狀結(jié)構(gòu)(見圖2d)。玄武巖風(fēng)化產(chǎn)物呈球狀風(fēng)化，球體外圍富含鐵質(zhì)(見圖2e,f)。

圖2 黔西泰來玄武巖及風(fēng)化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)特征

3 泰來玄武巖及風(fēng)化產(chǎn)物主量元素特征

通過對(duì)黔西泰來玄武巖及風(fēng)化產(chǎn)物送澳實(shí)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室(廣州)進(jìn)行主量元素測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 黔西泰來玄武巖及風(fēng)化產(chǎn)物主量元素組成 %

本次分析測(cè)試8件玄武巖及其風(fēng)化產(chǎn)物樣品，從分析數(shù)據(jù)看出，TL-2，TL-4，TL-05樣品中，MnO含量很高，分別為3.35%、3.22%、2.59%，其他樣品MnO含量在0.18%～0.61%。一般情況下，玄武巖MnO含量在0.2%左右，表明泰來玄武巖及風(fēng)化產(chǎn)物中錳含量很高。從表1中看到：風(fēng)化產(chǎn)物SiO2明顯低，為22.01%～24.43%，風(fēng)化程度低的玄武巖SiO2為41.74%～49.09%。錳含量高的玄武巖風(fēng)化產(chǎn)物的Al2O3、Fe2O3和TiO2含量也較高，分別為19.02%～21.05%、37.10%～41.12%和2.94%～3.18%，風(fēng)化程度低的玄武巖，TiO2明顯含量高，為4.08%～4.29%，屬于高鈦玄武巖。

根據(jù)毛德明等[10]研究，峨眉山玄武巖的MnO含量在0.2%左右，SiO2、Al2O3、Fe2O3和TiO2含量分別約為48%、13%、5%和4%。但本研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)化玄武巖產(chǎn)物MnO含量高達(dá)3.35%，說明玄武巖風(fēng)化導(dǎo)致錳富集。由此證明，峨眉山玄武巖對(duì)二疊系錳礦成礦物源具有很大貢獻(xiàn)。

4 二疊系錳礦成礦分析

二疊系錳礦的物質(zhì)來源及其成礦機(jī)理一直處于爭(zhēng)議之中，一種認(rèn)為是通過熱水噴流沉積成礦，另一種則認(rèn)為是由峨眉山玄武巖風(fēng)化提供錳質(zhì)在二疊紀(jì)臺(tái)溝沉淀形成錳礦。泰來富錳玄武巖的發(fā)現(xiàn)說明二疊系錳礦成礦物質(zhì)與峨眉山玄武巖關(guān)系密切，錳礦成礦與峨眉山地幔柱活動(dòng)有關(guān)。

由富錳玄武巖的發(fā)現(xiàn)可推測(cè)峨眉山地幔柱活動(dòng)與錳礦成礦關(guān)系密切，其在錳礦成礦中提供了成礦物質(zhì)，成礦物質(zhì)供給可能有以下兩種方式。

1)貴州畢節(jié)—水城—納雍一帶玄武巖屬于高鈦玄武巖，其富含錳，富錳玄武巖風(fēng)化淋漓，玄武巖中的錳質(zhì)被風(fēng)化淋漓出來，搬運(yùn)到水體較深的臺(tái)溝內(nèi)沉積，形成含錳灰?guī)r、含錳硅質(zhì)巖和含錳泥頁巖等。

2)富錳玄武巖的發(fā)現(xiàn)說明峨眉山地幔柱巖漿具有很高的錳，不僅噴發(fā)的玄武巖富錳，而且在玄武巖噴出地表(海底)前，巖漿前端大量的富錳熱液沿著深大斷裂在海底噴出，以熱水噴流方式成礦。

上述兩種成礦作用均有可能存在，這需要進(jìn)一步深入研究。目前已經(jīng)開展了大量的礦床地球化學(xué)研究，結(jié)果表明熱水噴流沉積特征明顯[8-9]，而且錳礦中含有黃銅礦、黃鐵礦和閃鋅礦等熱液成因礦物可作為依據(jù)。但是，在水城—納雍等地，錳礦以含錳灰?guī)r為主，熱水噴流沉積成礦又不好解釋成因。

富錳玄武巖的發(fā)現(xiàn)，支持玄武巖風(fēng)化可以提供大量的錳礦成礦物質(zhì)，結(jié)合水城—納雍一帶發(fā)育含錳灰?guī)r，錳礦成礦很可能是玄武巖風(fēng)化提供錳礦成礦物質(zhì)，風(fēng)化出來的錳質(zhì)在水體相對(duì)較深的臺(tái)溝中沉積成礦(臺(tái)溝處于氧化—還原環(huán)境，最適合錳礦沉淀)。

5 結(jié) 論

黔西泰來玄武巖富含錳質(zhì)，風(fēng)化玄武巖產(chǎn)物錳含量高達(dá)3.35%，說明峨眉山地幔柱活動(dòng)與錳礦成礦關(guān)系密切，錳礦成礦物質(zhì)可能是玄武巖風(fēng)化提供大量的錳質(zhì)，并在臺(tái)溝沉淀成礦，也可能是巖漿侵入時(shí)，形成富含錳質(zhì)的氣水熱液，其沿著大斷裂噴流出來，形成熱水噴流沉積成礦。

富錳玄武巖的發(fā)現(xiàn)證明二疊系錳礦成礦與峨眉山地幔柱活動(dòng)關(guān)系密切，但成礦物質(zhì)來源途徑還需進(jìn)一步研究，是玄武巖風(fēng)化提供錳質(zhì)在臺(tái)溝沉積成礦，還是熱水噴流成礦，還需進(jìn)一步研究。因此，今后需要加強(qiáng)錳礦礦物學(xué)研究，風(fēng)化成礦和熱水噴流成礦的礦物學(xué)應(yīng)該有區(qū)別。