重庆明月锰矿床地质特征及成矿模式初探

韩旭渊 李余生 杨径舟 郭 宇 李 波

(成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059)

锰矿是我国重要的战略矿种之一。随着我国钢铁工业迅猛发展，对大宗矿产品的需求非常大，直接导致对锰矿的地质研究一直是我国地质学家的研究热点之一［1］。

在我国，锰矿床主要产出地是西南诸省［2］，重庆地区是我国锰矿重要的产出地，是一个天然的理想研究场所。本文所研究的明月锰矿床也是重庆城口地区具有代表性的主要锰矿床之一。

1.区域地质概况

修齐锰矿床位于城口县城北西方向，处于秦祁昆造山系与上扬子陆块南部的被动大陆边缘的结合部位。区内出露地层从寒武系下统至震旦系上、下统到南华系上统均有出现。区内构造以断裂为主体构造，特别是城巴断裂、乌坪断裂。由于处在著名的城巴磷锰矿带上，区域上除了常见的锰、铁等金属矿产，还有硫等非金属矿床以及白云岩等建材矿产。

2.锰矿矿床地质特征

2.1 地层

由于矿床处在上扬子陆块的边缘，受到多期次的构造叠加影响，地层厚度变化较大，主要的地层为南华系上统明月组(Nh2my)，震旦系上统灯影组 (Z2d)、下统陡山沱组 (Z1ds)及观音崖组 (Z1g)和寒武系下统水井沱组 (∈1s)等。

矿区的含矿地层为震旦系下统的陡山沱组，根据岩性可以分成三部分:上部为灰色粉砂质页岩和硅质岩;中部为灰色含锰白云岩;下部为灰黑色炭质、粉砂质页岩和砂质岩等。

2.2 构造

矿区位于城巴断裂的南侧，小垭—麻园子复式向斜的南西翼，向斜呈北西—南东走向，西段扬起，两翼及轴部发生多次褶皱。受断层影响，各次级褶皱的背斜基本被破坏，仅有部分向斜基本保留。区内断裂构造总体呈现出倾向北东，走向北东向北西收敛，往南东散开，剖面上成叠瓦状产出，各逆冲断层的断层面倾角基本在60°以上。

2.3 含矿层

矿区内锰矿层间互层产出，矿层产于陡山沱组中部，含锰岩系厚约3～8m，锰矿层厚约1.0～1.34m，矿层结构为单锰矿层。顶板为灰褐色中层含锰白云岩或黑色薄层状炭质粉砂质页岩，与锰矿层整合接触，界线明显。锰矿石呈浅灰—灰色，层纹状、条带状构造发育。矿床呈层状或似层状产出，与下伏底板岩层界线分明。

3.矿体特征

3.1 主要矿段特征

根据矿层产出的构造特征和其产出层位不同的特性，全矿区分为:田湾锰矿段、亮垭子锰矿段、麻园子磷锰矿段。

田湾锰矿段:矿层呈似层状产出，为单一矿层，由菱锰矿夹少量薄层状炭质锰质页岩组成。矿层产状与围岩产状一致。矿体厚度一般为一米。矿体含Mn一般为18.28%，属于贫锰矿石，总的情况是，随矿体厚度增加，其品位也增高，北西变为菱铁矿。

亮垭子锰矿段:产于沙锅寨向斜的南西翼陡山沱组中，矿层产状变化较小，矿层呈似层状，透镜状产出，为单一矿层。矿体厚度变化大，在南东端渐变成褐铁矿化白云岩。矿体含Mn一般为23～30%。

麻园子菱锰矿段:呈近东西向延伸，延伸长1千米。矿层产状稳定，局部受次级小褶皱、小断层的影响。矿层呈似层状、透镜状产出，厚度变化大，一般厚约0.20～2.73m，锰平均品位为12.78%。

3.2 矿石特征

矿石矿物成分较简单，碳酸锰矿石以菱锰矿为主，次为锰白云石、硬锰矿、软锰矿。矿石中脉石矿物以粘土、硅质、炭质、锰方解石为主。

矿石结构主要为细球粒的半自形晶结构，构造主要呈现出条带状、条纹状构造，地表的氧化矿石呈土状、皮壳状构造。

矿区的锰矿石主要为原生的碳酸锰矿石，即菱锰矿。按照工业类型划分，可分为低磷低铁贫锰矿石、高磷低铁贫锰矿石和磷锰矿石。

本矿区的锰矿氧化程度较浅，绝大多数为原生的碳酸锰，仅局部地表可见氧化型锰矿，一般不超过20m。

4.矿床成矿模式探讨

在晋宁运动时，扬子陆块与华北路块发生汇集，从震旦系开始，两大陆块发生离散作用，在扬子陆块北缘的重庆北形成大巴山地堑和米仓山地垒。由于裂谷作用的，巴山地区形成滨海过渡至浅海到次深海环境的海盆。随着冰期和间冰期的相继出现，海盆接受了冰川等提供的陆源沉积物质，还有大量的海底火山喷流物，为陡山沱组地层的含锰建造提供了大量基础。

由于海水中藻类的大量生长，不断的吸附海水中的锰元素，形成了初步富集。随着沉积作用的进行，缺氧盆地出现了短暂的充氧。大量的微生物通过呼吸作用释放出HCO3—，促使菱锰矿大量的沉淀。与此同时，大量生物在死亡后，在有氧的条件下形成对锰吸附和络合能力较强的不溶性腐殖质，使锰的含量大量增加。［3］

矿区内不同组构及含锰白云岩的δ13CPDB负值平均－4.9‰。可以归于海水碳为主的类型;矿石中微生物种类多，数量大，同时还含有各种各样的矿化细菌，与这些微生物遗体共生的是粒度较粗菱锰矿，说明这类矿石的硫酸盐还原作用十分发育，相应的δ13CPDB负值应较大，但矿石中的δ13CPDB负值却很小。只有海水碳和硫酸盐还原作用及生物发酵作用提供的生物碳的综合才能导致明月锰矿床的碳酸锰矿石同位素较小的负值。

综上所述，明月地区锰矿床是以原生沉积为主，加之生物沉积作用影响同时受到硫酸盐还原作用三者相结合形成的产物。

［1］地质矿产部区域地质矿产地质司.中国锰矿地质文集［M］.北京:地质出版社.1985.

［2］姚敬劬，王六明，苏长国，等.扬子地台南缘及其邻区锰矿研究［M］.北京:冶金工业出版社.1995.

［3］叶连俊主编.生物有机质成矿作用 ［M］.北京:海洋出版社.1996.