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贵州东部及邻区的南华纪“大塘坡式”海相沉积锰矿是我国最重要的锰矿资源之一,具有显著的成矿潜力,但其矿床成因一直存在争论。本文根据矿床的地球化学特征,分析其形成环境和成矿过程,并结合锰的元素地球化学性质、地层沉积环境演化、新元古代冰川活动以及区域地质演化特征等,综合分析锰矿的成矿机制和成矿物质来源,进而提出“大塘坡式”锰矿的成矿模式。基于杨立掌、民乐、溶溪、道砣、西溪堡、白石溪等多个“大塘坡式”锰矿的地球化学分析表明,锰矿石具有相对较高的P2O5、MnO、CaO、MgO含量和锰铁分离程度,氧化还原敏感元素Mo、U、V的富集与亏损特征不明显,REE配分模式具有典型的“帽状”特征、显著的正Ce异常和正Eu异常。分析认为锰矿石形成于氧化环境中,以氢氧化合物形式沉淀成矿,并在早期成岩过程中转化为菱锰矿。此外,与现代大洋中Fe-Mn(氢)氧化物沉积物的地球化学对比表明,锰矿石的沉积过程类似于海水沉积成因的锰铁结壳-结核,而其差异性分析也表明:在锰矿沉积前海水经历了较为彻底的锰铁分离,沉积过程中沉积速率较快,而在沉积后则经历了显著的早期成岩作用。沉积剖面的地球化学研究表明,大塘坡早期的沉积环境经历了一个由缺氧还原向氧化演变的过程,那么在成矿环境与成岩环境之间存在强烈的不协调性。研究认为锰矿石和黑色页岩是两种不同沉积环境条件下的产物,前者代表了较强水动力条件下的快速沉积,后者则代表了静水条件下的缓慢沉积。这种差异可能与海侵活动造成的沉积环境的周期性变化密切相关:海侵间歇期,局限盆地中水体出现分层,上下水体分别富含溶解氧和可溶性锰,间歇性海侵活动使盆地中上下水体发生循环和物质交换,最终造成锰的氧化沉淀。更多的地球化学证据表明,成矿物质并不来源于同时期的海底热水活动,很可能来自于新元古代早期南华裂谷发育阶段的海底热水活动。长安冰期阶段,热水活动释放的锰铁以可溶形式被保存在冰层下的缺氧环境中,冰期后海水中含氧量逐渐升高,使海水中溶解的低价锰铁逐步被氧化,分别在富禄组底部和大塘坡组底部形成含铁沉积和含锰沉积。在以上分析地基础上,综合地提出了“大塘坡式”沉积锰矿的成矿模式。