遵义转龙庙锰矿地质特征及成矿作用研究

　　摘要：转龙庙锰矿赋存于二叠系茅口组三段（P2m3），根据锰矿层与白泥塘层、城墙式硅质岩的产出关系及锰矿层厚度、品味变化可知，锰矿分布受白泥塘层及城墙式硅质岩体控制明显。城墙式硅质岩体的沉积、改造，形成“岛屿”，为锰矿的沉积提供了充足的锰质来源。锰成矿作用经历了锰质准备、有利古地理环境形成及锰质沉积成矿三个阶段。
　　关键词：矿床地质；沉积环境；物质来源；成矿作用；转龙庙锰矿
　　锰是国家经济发展的重要战略资源，广泛应用于冶金工业（脱氧剂、脱硫剂、锰系合金制造等）、陶瓷工业、环保材料、轻工业（电池、印漆等）等领域（付勇等，2014；阴江宁等，2014）。中国锰矿资源丰富，储量规模位居世界前五，含锰地层从中—新元古界、南华系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和三叠系均锰矿床产出，矿石为高磷高铁锰矿石，以贫矿为主，常见中小型锰矿床（杨瑞东等，2002；2007）。
　　贵州锰矿产出层位有南华系和二叠系，南华系锰矿有松桃道坨超大型锰矿床、杨立掌、西溪堡、杨家湾大型锰矿床，二叠系大型锰矿有遵义锰矿床，其他以中小型锰矿床（点）为主（杨瑞东等，2009；2010）。本次研究对象为遵义转龙庙锰矿床，其位于遵义市以南直距约8km，锰矿层赋存于二叠系茅口组三段（P2m3），根据锰矿层产出特征，其分布区域受白泥塘层及城墙式硅质岩体控制明显（刘平等，2005；刘志臣等，2013）。本次拟从岩性岩相分布及厚度变化特征、矿石组成、结构构造等方面入手，讨论遵义转龙庙锰矿床形成环境、物质来源及成矿机理，以期为该区锰矿研究提供有益思路。
　　1.区域地质背景
　　转龙庙锰矿区域大地构造位置位于扬子准地台西段、滇-黔-川古台坳、黔东南北下古褶断束、黔中下古隆褶带与黔西北下古陷褶束三个次级构造单元的交接部位。在遵义锰矿床分布区发育一系列褶皱构造及断裂构造（图1），多定型于燕山期，向斜多开阔，常形成复式向斜，背斜除个别外多较紧密，且背斜北西翼较陡，南东翼较缓，北西翼及近轴部发育一系列高角度逆断层，使锰矿层多次重叠，形成平行的多个锰矿体（层）。铜锣井背斜、两路口背斜及张王坝背斜是区内主要赋锰构造单元，尤其前者最为重要，产出铜锣井大型锰矿床。
　　根据岩性组合特征，研究区茅口组三段相变明显，可分为正常浅海台地灰岩相、岛屿硅质岩相、岛湖相，其中岛湖相为具有工业价值锰矿赋存岩相区。正常浅海台地相主要形成生物灰岩、生物礁灰岩。岛屿硅质岩相是由海底“玄武岩喷发”就近堆积，沉积改造形成“城墙式硅质岩体”，分布长3km～20km不等。下部岩石具火山喷发特征，如流纹构造，气孔构造等，后期中上部、顶部暴露地表接受古风化，形成现今的硅石矿—粉石英（经各地开采了解，埋藏几十至百余米，矿石、矿物结构无大的变化）。“火山岛湖相”是在海底“玄武岩喷发”就近形成的“城墙式硅质岩体”或火山岛围限范围内形成的（“遵義铜锣井岛湖”和“遵义和尚场岛湖”）。在地壳震荡上升过程中，这些岛湖水体变浅，局部火山泥沼化时，湖内锰质浓度升高，沉积形成含锰系（锰矿体）和含锰生物灰岩。
　　“火山岛湖相”又分为滨湖亚相和深湖亚相：滨湖亚相产透镜状锰矿体和含锰岩系，并向“城墙式硅质岩体”方向，整个岩性段尖灭为零，该相区锰矿体（层）分布率仅为20%～40%；深湖亚相为层状、似层状锰矿体（层）含锰岩系、含锰生物灰岩组合，锰矿体（层）的产出只受湖底地形起伏影响，湖底起伏幅度一般0m～3m，个别达6m～8m，这种起伏控制着锰矿体（层）的厚度和品位变化，形成厚富矿带与薄贫矿带相间的地质现象，矿带延伸方向大致于湖岸线平行，延伸长数公里不等，宽几十米至数公里不等（图2），转龙庙锰矿床“厚富矿带上”。
　　2.矿床地质特征
　　2.1含矿岩系特征
　　遵义锰矿含矿岩系锰矿层及其顶底板产出层序及岩性根据区域特征综合由上至下描述如下（图3）：
　　⑨（结构图12层）深灰—灰色中厚层含锰生物碎屑灰岩，为含锰矿系顶板含硅、泥、锰质，其中部分地段含锰可达3%～7%，多由下向上递减。厚度16m～35m。
　　⑧（结构图11层）深灰色长石粉砂质泥岩，含菱铁矿及黄铁矿结核，部分含锰质，具清晰之透镜状层理，虫孔发育。底部常存在一小冲刷面，见下伏地层之扁平砾石或砾石薄层（黏土砾石为主）。厚0m～1.85m。
　　⑦（结构图10层）深灰、黑色炭质泥岩，个别地段（具勘查、开采总结：“厚富矿带”与“薄贫矿带”接触带）夹煤层（厚0m～0.48m），底为根土岩。顶部偶见铁锰矿（或锰铁矿）透镜体，此层常被冲刷。厚0m～2m。
　　⑥（结构图9层）灰白灰色黏土岩，含黄铁矿结核。厚0m～ 0.9m。
　　⑤（结构图8层）灰白色含黄铁矿质黏土岩。上部含黄铁矿较富，多呈密集的微～细晶颗粒；顶部，在部分地段有粒状菱锰矿或含锰菱铁矿产出，局部富集成透镜体，厚0.11m～ 0.94m，俗称‘上矿层’，不具工业价值；底部含少量斑块状及粒状菱锰矿。该层厚0m～5.00m。
　　④锰矿层（结构图3、4、5、6、7层）：灰～深灰夹棕红、褐等色碳酸盐锰矿，中含黄铁矿、黏土岩、绿泥石岩及有机质等。按矿石结构构造，主要矿区（尤其是“厚富矿带”上多可分为三个部分。
　　③（结构图2层）浅灰夹翠绿色斑块水云母黏土岩（岩矿鉴定，有似火岩岩屑，疑为火山灰沉积）。含较多黄铁矿聚晶小团块及星点，间夹扁豆状的结核状锰矿，具微细层理。厚0m～0.7m，本矿区未见该层产出。
　　②（结构图1层）灰色、灰绿黏土岩，含较多细晶黄铁矿，具微细层理，纹层随下伏地层的岩溶凹凸顶面起伏而起伏。“厚富矿带”边缘区，时夹1层～2层厚一般小于0.2m（个别可达0.5m）的劣质煤层（线）及碳质泥岩。厚0m～0.95m。

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