【摘 要】
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南华系大塘坡组锰矿分布于川滇黔成矿带和湘西-鄂西成矿带交汇处,产出一系列大中型锰矿床,俗称“大塘坡式”锰矿。本文以重庆秀山地区小茶园、中茶园和笔架山锰矿床为研究对象,通过野外地质调查、镜下观察、岩（矿）石地球化学分析、扫描电镜-能谱分析、菱锰矿原位测试以及铊的形态分析等研究方法,对含锰岩系地质特征、矿体与围岩特征、矿石组构特征等进行了系统总结,重点研究其地球化学特征,分析探讨锰矿沉积时水体的氧化还
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南华系大塘坡组锰矿分布于川滇黔成矿带和湘西-鄂西成矿带交汇处,产出一系列大中型锰矿床,俗称“大塘坡式”锰矿。本文以重庆秀山地区小茶园、中茶园和笔架山锰矿床为研究对象,通过野外地质调查、镜下观察、岩（矿）石地球化学分析、扫描电镜-能谱分析、菱锰矿原位测试以及铊的形态分析等研究方法,对含锰岩系地质特征、矿体与围岩特征、矿石组构特征等进行了系统总结,重点研究其地球化学特征,分析探讨锰矿沉积时水体的氧化还原环境、物质来源及其成因机制。研究区小茶园和笔架山锰矿床地质特征总体相似,含锰岩系厚度较大,岩性以黑色碳质页岩为主。其中,小茶园锰矿赋存于大塘坡组一段近底部的碳质页岩中,矿体多呈透镜状,Mn O含量平均为32%;笔架山锰矿则直接产出于大塘坡组一段底部位置,矿体呈似层状、透镜状分布,Mn O含量平均为25%。中茶园含锰岩系厚度相对变薄,岩性为粉砂岩、黑色页岩,矿体呈透镜状产出于大塘坡组一段近底部位置,本次野外采样工作未见锰矿体。锰矿石多呈块状、条带状和层纹状构造;矿石矿物以菱锰矿为主,少量锰方解石和锰白云石;菱锰矿多呈显微集晶、粒状结构,次为隐晶、交代结构。地球化学研究显示,锰矿中Mn、Ca、Mg含量相对较高,Al、Ti含量相对较低,黑色页岩则完全相反;微量元素Mo、Sr、Co、Zn、Cu、Ni、V等均有不同程度富集。锰矿∑REY平均为232ppm,与黑色页岩相当;Ce和Eu均为正异常,黑色页岩Ce和Eu无异常。锰矿稀土配分模式图表现为中稀土相对富集的帽型特征,而黑色页岩呈平坦的直线型。菱锰矿面扫描显示,中稀土（MREE）主要赋存在锰碳酸盐矿物中,这与稀土配分模式表现的帽型特征吻合,表明中稀土元素更容易以类质同象形式进入到碳酸盐矿物晶格中。通过Al2O3、TiO2、MnO、MgO、CaO之间的相关性分析,（Fe+Mn）/Ti、Al/（Al+Fe+Mn）、U/Th、Co/Zn、Mn/Fe等比值,显示锰质来源不是以陆源为主,具有热水沉积特征。利用Fe-Mn-（Ni+Cu+Co）、La/Yb-ΣREE、La/Yb-Ce/La、log U-log Th、Fe/Ti-Al/（Al+Fe+Mn）等相关性图解和Eu的显著正异常以及Y/Ho比值,表明研究区锰矿受热水（液）活动影响强烈。根据V/Cr、V/（V+Ni）、Ce/La、Y/Ho比值,有机碳分析以及草莓状黄铁矿,均指示锰矿沉积时水体为缺氧硫化环境。利用Ce/Ce*-La、Ce/Ce*-Pr/Pr*等相关性图解,表明锰矿中的Ce正异常存在假象,指示锰矿形成没有经历氧化物阶段,或与缺氧环境有关。对比研究不同类型锰矿的稀土元素特征,研究区锰矿具有稀土总量较低和Y/Ho比值高的特征,明显区别于现代海底氧化形成的铁锰结核（壳）,进一步暗示研究区锰矿不是以氧化物形式沉淀的。另外,Tl也是一个氧化还原敏感元素,容易被铁锰氧化物吸附沉淀。结果显示,Mn与Tl呈显著的负相关性,且Tl的含量远低于现代海底铁锰结核,结合Tl的形态分析,表明锰矿形成没有经历过氧化阶段,而是直接形成于缺氧的还原环境。综合分析认为,秀山地区大塘坡组锰矿形成受控于古地理、氧化还原环境、物源条件以及生物作用等。新元古代Rodinia超大陆裂解,形成南华裂谷盆地,为锰矿沉积提供了有利的地理空间和封闭的还原环境,深部热水（液）活动提供了大量锰质来源。Sturtian冰期结束,气候温暖潮湿,藻类、细菌等微生物繁盛,死亡后产生大量的CO2,海水中的CO32-达到饱和,与Mn2+直接沉淀为Mn CO3。另外,有部分碳酸盐矿物的Ca2+、Mg2+被Mn2+交代形成菱锰矿。
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