我国锰矿化学成因及分布综述

包雄峰，闫百泉，董毅明，王 旭，杨 威，孙 扬

(东北石油大学，黑龙江 大庆 163000)

我国锰矿化学成因及分布综述

包雄峰，闫百泉，董毅明，王 旭，杨 威，孙 扬

(东北石油大学，黑龙江 大庆 163000)

基于我国各省锰矿查明储量与基础储量数据，分析了我国锰矿资源的行政分布情况，并对我国锰矿贫富区分布进行了划分；同时对我国主要锰矿形成年代与成因类型及其分布进行了分析。对我国锰矿自晚元古代以来化学成因史作了简要探讨，为我国锰矿资源地化勘探与开发，及锰矿能源可持续发展提供参考。

锰矿；化学成因；分布

锰矿作为我国重要的战略性矿产资源，也是我国紧缺型矿种之一，对我国能源战略储备具有重要意义。同时，当前我国经济发展处于新常态，国家面临产能过剩现象，而锰矿恰主要用于冶金[1]。因此对我国锰矿化学成因环境与地球化学成因史的研究，对我国优质锰矿的形成机理与地质勘探研究具有重要意义。同时对我国锰矿的化学成因的研究，也可以为锰矿冶金行业的原料选取提供重要参考。

1 我国锰矿化学成因类型

我国锰矿按化学成因类型可分为氧化型、碳酸盐型及其他类型。其中最常见的是前两类(见图1)[2]。

图1 我国锰矿各化学成因类型分布情况

氧化型锰矿，即在氧化环境中，锰元素发生氧化反应，由低价锰转为高价锰。这种类型的锰矿往往是由于含锰的岩层，经过地壳抬升，露出地表，遭受风化，处于氧化环境，使得原来处于还原环境的沉积低价锰矿床，转为高价锰矿床。氧化型锰矿在地质上又称为次生风化型锰矿。碳酸型锰矿是由于处于溶液—电解质环境中的海水不断溶解CO2，使得碳酸钙饱和，碳酸根离子与海水中的Ca2+、Ma2+、Mn2+等离子发生反应，使得这些金属与非金属离子以碳酸盐的形式沉淀。碳酸型锰矿正是在这种环境中形成。其他化学成因类型形成的锰矿较少，如交代化学反应形成的锰矿，这种较多的是由于海底环境中火上喷发或地层中的岩浆侵入使得岩石发生变质作用，深海中或岩浆中锰离子交代碳酸盐中的钙离子等形成锰矿[3]。

2 我国锰矿化学成矿史

晚元古代，全球发生第一次大冰期，并伴随几次间冰期。全球海洋被冰层覆盖，同时吕梁—晋宁运动，使得全球火山处于大爆发时期，增加大气圈CO2浓度，进而引起温室效应，冰川消融，大气层中的CO2溶解在海水中，使得全球大洋海水CO2饱和，形成碳酸盐岩，而我国正处于这样的大背景下。

震旦纪时期，火山活动使得大气层中的CO2溶解在海水中，与 Ca2+、Mn2+离子反应，使得碳酸锰析出，形成菱锰矿层，即沉积型锰矿。此后间冰期没有形成我国没有形成特丰富菱锰矿床可能因为富锰环境有限，只有局地才有二价锰离子的富集。

元古代碳出现负异常，有学者认为可能是由于间冰期全球变暖后，海平面上升，水下植物处于还原环境，浮游生物大量死亡，因此 C出现负异常。另外，有学者研究 C的负异常很可能与海洋生物的生产力有关。前寒武纪—寒武纪有强烈的 C负异常，说明当时海洋原始生产力的突变。我国澄江动物群的发现能证明这一点。在泥盆—石炭纪界线时期，有生物大灭绝事件， C出现明显的负异常。此后二叠—三叠纪界线以及白垩—三叠界线处，都出现类似现象，其他时期 C较为正常[4]。

对于C出现负异常的原因，研究表明我国地质历史时期的火山活动引起甲烷的释放导致的。因此，我国各个地质历史时期形成的锰矿床尤其明显的地球化学特征。

3 我国锰矿成矿地质背景

我国锰矿各个时代均有分布，从晚元古代到第四纪都有锰矿形成与分布，其中晚元古代的震旦纪、中生代泥盆纪为我国锰矿两次高峰期(图2)。

图2 我国锰矿各地质年代储量分布情况

震旦纪是我国成锰的最高峰时期，根据最新数据该时期储量约占全国储量的27%[5-6]，主要产于下扬子地台。寒武奥陶系扬子地区处于广海环境，但是主要为滨浅海沉积相，锰离子含量较少，不利于锰矿形成，因此该时期锰矿形成较少，仅在南方四川、湖南形成零星的优质锰矿[7]。泥盆纪是我国第2次成锰高峰期，依然主要分布在南方，以广西地区最为丰富，形成时期主要分布在华南地槽西南缘深海相沉积区，海水中有大量锰离子，有富锰的电解质环境，使得该地区形成的碳酸型锰矿床沉积[5]。

至石炭纪，我国南北方均形成一些碳酸盐有关的锰矿床，但该时期形成的锰矿也较少。二叠纪南方处于海陆交替期，早期的原生锰矿床在海陆交替的过程中，形成次生分化型锰矿。三叠纪时期西南地槽进一步扩大，是我国比较重要的成锰时期，三叠系也是我国重要惟一的大型低磷、低铁原生氧化锰矿床。第四纪南方广泛发育红层地貌，形成第四纪堆积而成的风化型锰矿床[8]。

4 不同化学成因锰矿分布情况

截止2016年底，我国锰矿基础储量达到27 627.9万t[2]。在我国省级行政区分布上，呈现极不平衡的状态。主要分布在广西、贵州、湖南、重庆、辽宁以及云南，其基础储量分别为：14 019.5，4 841.1，2 056，1 410.6，1 414.8，1 196.8万t。仅这6省的基础储量总和约占全国锰矿基础储量的90%(图3)。

图3 中国锰矿资源储量行政分布情况

利用现有资料对我国各省主要锰矿石化学成因类型分类(图4)。

图4 我国各化学成因类型锰矿行政分布

对我国主要产锰省份的主要锰矿石化学成因类型，进行空间分布分析、得出，碳酸盐锰矿极其丰富的省份除辽宁外其他均分布在南方尤其是西南地区如广西、贵州、重庆、湖南及海南。这样的分布特征可能是因为地质历史时期西南地区位于扬子地台海槽部位，处于温暖的海洋环境，有利于锰离子与碳酸根离子结合，生成碳酸型锰矿。而蒙古地区处于天山新蒙褶皱带上，成锰时期多数处于剥蚀环境，形成次生风化型，即氧化型锰矿床。

5 结 语

我国锰矿地区分布及不平衡，主要分布在南方地区，行政分布上广西贵州两省最为丰富；我国锰矿类型丰富，按化学成因分类氧化型、碳酸型以及其他类型但主要以氧化型与碳酸型为主。我国锰矿在各个地质时期均有分布，但在地质历史时期年代分布上也极不平衡，其中成矿时代有两次高峰期形成的锰矿床主要分布在南方。另外，我国锰矿床的形成具有一定的地球化学背景。研究表明我国锰矿勘探潜力巨大，锰矿战略储备应着眼于南方各省，特别是优质锰矿勘探与开发。

[1] 中华人民共和国国家统计局. 中国统计年鉴[M]. 北京: 中国统计出版社, 2016.

[2] 中华人民共和国国土资源部. 中国矿产资源报告[M]. 北京: 地质出版社, 2016.

[3] 朱志刚. 中国锰矿资源开发利用现状[J]. 中国锰业, 2016,34(2): 1-3.

[4] 刘陟娜, 张新元, 许虹, 等. 境外锰矿资源分布现状与中资企业勘查开发建议[J]. 中国矿业, 2015(8): 8-15.

[5] 杨胜堂, 禚喜准, 陈骁帅, 等. 黔东北大塘坡组菱锰矿矿床控矿因素研究[J].矿床地质, 2016(5): 1062-1072.

[6] 马武良. 湖南省邵阳盆地锰矿层特征及矿床富集规律探讨[J]. 矿产与地质, 2016(4): 578-581.

[7] 张燕, 朱明忠, 陈翠华, 等. 重庆城口高燕锰矿区地质特征研究[J]. 矿床地质, 2014(S1): 843-844.

[8] 杨瑞东, 欧阳自远, 朱立军, 等. 早震旦世大塘坡期锰矿成因新认识[J]. 矿物学报, 2002(4): 329-334.

Chemical Formation and Distribution Summarize of Manganese Ore in China

BAO Xiongfeng, YAN Baiquan, DONG Yiming, WANG Xu, YANG Wei, SUN Yang

(NortheastPetroleumUniversity,Daqing,Heilongjiang163000,China)

Manganese ore geological data about every province are analyzed according to chemical formation mechanism of manganese ore. Manganese ore in our country was divided into oxidized Mn-ore, carbonate Mn-ore and other types. At the same time, the administrative distribution of manganese ore in our country as well as the metallogenic geology in various geologic age. Geochemical environment was analyzed to provide a reference for the geochemical exploration, including exploitation of manganese ore resources and the sustainable development of manganese ore energy in our country.

Mn-ore; Chemical causes；Distribution

2017-02-26

安徽高校人文社科重点研究基地项目(SK2015A176)

包雄峰(1990-)，男，安徽池州人，硕士研究生，研究方向：矿产普查与勘探方向，手机：18045838237，E-mail：2465405512@qq.com；通讯作者：闫百泉(1971-)，男，黑龙江阿城人，博士，教授，研究方向：矿产普查与勘探方向，手机：13836713968，E-mail：ybqhht@163.com.

P618.32

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.008