重慶修齊錳礦床地質(zhì)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(xué)地球科學(xué)學(xué)院 四川成都 610059）

重慶修齊錳礦床地質(zhì)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(xué)地球科學(xué)學(xué)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(yáng)子陸塊的城巴磷錳礦帶中。礦床產(chǎn)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(gòu)主要為粒狀結(jié)構(gòu)、條帶狀構(gòu)造，主要成分是菱錳礦、白云石等。通過(guò)對(duì)礦床的地質(zhì)特征分析總結(jié)，初步認(rèn)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(jié)合形成的產(chǎn)物。

修齊錳礦地質(zhì)特征礦床成因

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

在我國(guó)，錳礦床主要產(chǎn)出于西南諸省[2]，而重慶作為我國(guó)錳礦五大產(chǎn)區(qū)之一，是一個(gè)天然的理想研究場(chǎng)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(zhì)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(yáng)子陸塊區(qū)上揚(yáng)子陸塊與秦祁昆造山系的結(jié)合部位。

區(qū)內(nèi)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(zhì)構(gòu)造以向斜為主體構(gòu)造，整體呈北西—南東方向延展。其北側(cè)為著名的城巴斷裂帶，南側(cè)為烏坪斷裂帶。斷層及其次級(jí)構(gòu)造的發(fā)育對(duì)地層產(chǎn)生破壞作用，造成部分地段錳礦的缺失。

2 錳礦礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

（1）第四系（Q4）：殘坡積物主要為粘土質(zhì)粉砂巖、硅質(zhì)巖等。洪沖積物主要為砂卵石，含有部分泥和有機(jī)質(zhì)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(jié)晶灰?guī)r夾鈣質(zhì)頁(yè)巖；下部為紫紅色粉砂質(zhì)頁(yè)巖，其底部為炭質(zhì)頁(yè)巖夾灰?guī)r透鏡體，灰?guī)r中含量點(diǎn)狀或團(tuán)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(xì)分成三段。第三段（Z2d3）為黑色薄層—中厚層狀硅質(zhì)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(zhì)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(zhì)頁(yè)巖和泥質(zhì)頁(yè)巖層與白云巖互層，偶夾薄層狀硅質(zhì)巖，該段頂部為錳礦賦存層位。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于城巴斷裂帶南側(cè)，區(qū)內(nèi)構(gòu)造極其復(fù)雜，總體構(gòu)造線呈北西-南東向展布。礦區(qū)內(nèi)褶皺主要為復(fù)式背斜，次級(jí)小褶皺發(fā)育，以斜歪，倒轉(zhuǎn)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(shí)礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造非常發(fā)育，斷層常具分枝現(xiàn)象，常見(jiàn)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(jiàn)，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(dòng)，不同程度地破壞了各時(shí)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(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖，局部形成劣質(zhì)煤；下部為黑色水云母頁(yè)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(zhì)白云巖，泥晶結(jié)構(gòu)，局部見(jiàn)硅質(zhì)條帶；風(fēng)化后呈褐紅色，是間接找礦標(biāo)志。底板為陡山沱組上段（Z1ds2）中部的黑色炭質(zhì)頁(yè)巖，局部有白云巖及硅質(zhì)條帶，與礦接觸部位可見(jiàn)膠菱礦團(tuán)塊、細(xì)脈。

3.2 分布與結(jié)構(gòu)

錳礦層均賦存在陡山沱組頂部地層中，即碎屑沉積向化學(xué)沉積的過(guò)渡地帶；礦層呈層狀、似層狀，局部呈透鏡狀產(chǎn)出，礦層產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，局部受褶皺或斷層影響，傾向上產(chǎn)狀發(fā)生倒轉(zhuǎn)或走向上重復(fù)，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(yè)巖組成（復(fù)韻律），次礦層由若干層錳礦條帶與頁(yè)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(jié)構(gòu)主要以細(xì)—中粒和球粒結(jié)構(gòu)為主，鮞狀和膠體結(jié)構(gòu)為次，礦石構(gòu)造以條帶和條紋狀構(gòu)造為主，塊狀構(gòu)造次之。氧化錳礦的礦石結(jié)構(gòu)主要為殘余鮞粒、殘余細(xì)粒、膠狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要有蜂窩狀、土狀、塊狀、薄至中層狀構(gòu)造。

礦石礦物成分主要為菱錳礦、泥質(zhì)、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(guò)組合分析和多項(xiàng)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(jié)果，表明區(qū)內(nèi)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(yáng)子陸塊與華北陸塊從震旦系開(kāi)始[4]，產(chǎn)生了離散作用。下震旦統(tǒng)，裂谷作用開(kāi)始，巴山地區(qū)明顯形成了海盆，其沉積環(huán)境為濱海過(guò)渡至淺海到次深海環(huán)境，由于澄江運(yùn)動(dòng)使整個(gè)揚(yáng)子地臺(tái)整體抬升，加之冰期的開(kāi)始，形成了覆蓋整個(gè)揚(yáng)子板塊的冰川沉積，揚(yáng)子地臺(tái)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(zhì)外，還有大量海底火山噴發(fā)物質(zhì)，為陡山沱期含錳建造提供了物源基礎(chǔ)。與此同時(shí)，由于海水中藻類(lèi)的生長(zhǎng)，通過(guò)吸附、粘結(jié)海洋中的錳元素，造成了初步富集。隨著沉積作用的進(jìn)一步發(fā)生，缺氧盆地出現(xiàn)短暫的充氧，微生物通過(guò)需氧呼吸作用釋放出HCO3-，PH值增加，菱錳礦可直接沉淀；同時(shí)在微生物的作用下，硫酸鹽發(fā)生還原作用，進(jìn)一步釋放出HCO3-，促使菱錳礦繼續(xù)沉淀。隨著沉積作用進(jìn)入成巖作用階段，生物死亡后在有氧條件下形成對(duì)錳的吸附和絡(luò)合能力極強(qiáng)的不溶性腐植質(zhì)，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(yīng)為原生沉積與生物沉積二者結(jié)合的產(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(guó)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(zhǎng)國(guó)，等.揚(yáng)子地臺(tái)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(zhì)地球化學(xué)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(guó)的黑色巖系及其有關(guān)礦床 [M]北京：科學(xué)出版社. 200.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-10-63-1

韓旭淵（1988～），男，在讀碩士，研究方向?yàn)榈V物學(xué)、巖石學(xué)及礦床學(xué)。

簡(jiǎn)介]李余生（1956～），男，教授，博士，研究方向?yàn)槌练e學(xué)、地質(zhì)勘探及資源評(píng)價(jià)。