重庆修齐锰矿床地质特征及成因浅析

■韩旭渊 李余生 周维贵 申华梁 郭昱宏 徐健铭 杨径舟

（成都理工大学地球科学学院 四川成都 610059）

重庆修齐锰矿床地质特征及成因浅析

■韩旭渊 李余生 周维贵 申华梁 郭昱宏 徐健铭 杨径舟

（成都理工大学地球科学学院 四川成都 610059）

重庆修齐锰矿床是典型的沉积型矿床，位于上扬子陆块的城巴磷锰矿带中。矿床产出于震旦系下统陡山沱组地层，矿体处在其上段的含锰白云岩中。锰矿石组构主要为粒状结构、条带状构造，主要成分是菱锰矿、白云石等。通过对矿床的地质特征分析总结，初步认为矿床的成因是以原生沉积为主，加之生物沉积作用，二者相结合形成的产物。

修齐锰矿地质特征矿床成因

锰矿是我国的战略矿种之一。为了满足我国钢铁工业迅猛发展的要求，建国以来，我国地质工作者开展了一系列的锰矿地质研究[1]。

在我国，锰矿床主要产出于西南诸省[2]，而重庆作为我国锰矿五大产区之一，是一个天然的理想研究场所。本文所研究的修齐锰矿床也是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南东方向，直线距离约15km左右，处于扬子陆块区上扬子陆块与秦祁昆造山系的结合部位。

区内出露地层主要有寒武系下统的水井沱组（∈1s），震旦系上统灯影组（Z2d）、下统的陡山沱组（Z1ds）、观音崖组(Z1g)及南华系上统明月组（Nh2my）。含锰岩系主要为陡山沱组的白云岩、灰岩。

地质构造以向斜为主体构造，整体呈北西—南东方向延展。其北侧为著名的城巴断裂带，南侧为乌坪断裂带。断层及其次级构造的发育对地层产生破坏作用，造成部分地段锰矿的缺失。

2 锰矿矿床地质特征

2.1 地层

（1）第四系（Q4）：残坡积物主要为粘土质粉砂岩、硅质岩等。洪冲积物主要为砂卵石，含有部分泥和有机质成分。

（2）寒武系下统水井沱组（∈1s）：上部为浅灰色中厚层状鲕状灰岩，结晶灰岩夹钙质页岩；下部为紫红色粉砂质页岩，其底部为炭质页岩夹灰岩透镜体，灰岩中含量点状或团块状黄铁矿。

（3）震旦系上统灯影组（Z2d）：根据岩性差异，该组地层可细分成三段。第三段（Z2d3）为黑色薄层—中厚层状硅质岩，第二段（Z2d2）为灰色中层致密状微晶灰岩，第一段（Z2d1）为浅灰色泥质白云岩，黑色中层状白云岩。

（4）震旦系下统陡山沱组（Z1ds）：该段岩性主要黑色、深灰色炭质页岩和泥质页岩层与白云岩互层，偶夹薄层状硅质岩，该段顶部为锰矿赋存层位。

2.2 构造

矿区位于城巴断裂带南侧，区内构造极其复杂，总体构造线呈北西-南东向展布。矿区内褶皱主要为复式背斜，次级小褶皱发育，以斜歪，倒转褶皱为主，层间小揉褶皱频繁出现。背斜核部为上震旦统陡山沱组，两翼次为上震旦灯影组、下寒武统水井沱组。同时矿区内断裂构造非常发育，断层常具分枝现象，常见同一断层在地表断续出露，以压扭性逆断层为主，张性正断层少见，常形成倾向北东和南西向的一组同期剪切断裂，将地层或矿层切割呈大小不等的块体。该组断层的形成及其活动，不同程度地破坏了各时代地层的完整性，致使陡山沱组地层地表出露厚度不大，矿体受断层影响大。

3 矿体特征

3.1 含矿层

陡山沱组上段（Z1ds2）为矿区锰矿含矿层位，分布于坪坝—修齐压扭冲性断裂北部，为一套潮坪相—滞留海湾相沉积。其顶部通常为锰矿层；中部为黑色页岩、炭质页岩，局部形成劣质煤；下部为黑色水云母页岩，夹薄层粉砂岩；底部为不稳定的白云岩。其顶板为灯影组第一段（Z2d1）底部的含锰铁泥质白云岩，泥晶结构，局部见硅质条带；风化后呈褐红色，是间接找矿标志。底板为陡山沱组上段（Z1ds2）中部的黑色炭质页岩，局部有白云岩及硅质条带，与矿接触部位可见胶菱矿团块、细脉。

3.2 分布与结构

锰矿层均赋存在陡山沱组顶部地层中，即碎屑沉积向化学沉积的过渡地带；矿层呈层状、似层状，局部呈透镜状产出，矿层产状与地层产状基本一致，局部受褶皱或断层影响，倾向上产状发生倒转或走向上重复，因此矿体厚度在走向上和倾向上不规则的变厚变薄。根据矿层厚度的稳定程度将矿层分为主次矿层，主矿层由单韵律（一层）锰矿或之间夹不稳定页岩组成（复韵律），次矿层由若干层锰矿条带与页岩互层组成，走向延展不连续。

3.3 矿石特征

原生锰矿的矿石结构主要以细—中粒和球粒结构为主，鲕状和胶体结构为次，矿石构造以条带和条纹状构造为主，块状构造次之。氧化锰矿的矿石结构主要为残余鲕粒、残余细粒、胶状结构，矿石构造主要有蜂窝状、土状、块状、薄至中层状构造。

矿石矿物成分主要为菱锰矿、泥质、石英、含锰白云石、黄铁矿、胶磷矿等，脉石矿物成分主要有高岭石、白云石、方解石、石英、玉髓、绿泥石等。

矿石通过组合分析和多项分析（W%）得知[3]：Mn含量21.31%，Fe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，烧失量含量27.80，H2O含量0.23，矿石特征值：P/Mn=0.014，Mn/Fe=19.03。由上述矿石分析结果，表明区内地表氧化带锰矿石主要为硬锰矿（富锰矿石），深部锰矿石主要为碳酸锰矿（贫锰矿石）。

4 矿床成因浅析

扬子陆块与华北陆块从震旦系开始[4]，产生了离散作用。下震旦统，裂谷作用开始，巴山地区明显形成了海盆，其沉积环境为滨海过渡至浅海到次深海环境，由于澄江运动使整个扬子地台整体抬升，加之冰期的开始，形成了覆盖整个扬子板块的冰川沉积，扬子地台北缘的南秦岭海受城口—房县同沉积断裂控制，成为南深北浅的箕状海盆，除了冰川提供的陆源物质外，还有大量海底火山喷发物质，为陡山沱期含锰建造提供了物源基础。与此同时，由于海水中藻类的生长，通过吸附、粘结海洋中的锰元素，造成了初步富集。随着沉积作用的进一步发生，缺氧盆地出现短暂的充氧，微生物通过需氧呼吸作用释放出HCO3-，PH值增加，菱锰矿可直接沉淀；同时在微生物的作用下，硫酸盐发生还原作用，进一步释放出HCO3-，促使菱锰矿继续沉淀。随着沉积作用进入成岩作用阶段，生物死亡后在有氧条件下形成对锰的吸附和络合能力极强的不溶性腐植质，能使锰含量迅速提高至30%，形成富锰的碳酸盐矿物。

综上所述，我们初步判断修齐地区锰矿床的成因应为原生沉积与生物沉积二者结合的产物。

[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]张俊、朱明忠、李余生，等.重庆高燕含锰岩系地质地球化学特征及意义 [J].金属矿山.2015（1）：86-89.

[4]范德廉、张焘、叶杰，等.中国的黑色岩系及其有关矿床 [M]北京：科学出版社. 200.

F407.1[文献码]B

1000-405X（2015）-10-63-1

韩旭渊（1988～），男，在读硕士，研究方向为矿物学、岩石学及矿床学。

简介]李余生（1956～），男，教授，博士，研究方向为沉积学、地质勘探及资源评价。