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扬子地台西北缘马公锰矿床成因研究

蔡姬敏 吴春章 程文斌 郎兴海 冉波 陈浩 周科宇 彭建华 万平益 王川 许文丽 宋子行 金山 李梦林 钟燕菲

蔡姬敏, 吴春章, 程文斌, 郎兴海, 冉波, 陈浩, 周科宇, 彭建华, 万平益, 王川, 许文丽, 宋子行, 金山, 李梦林, 钟燕菲. 扬子地台西北缘马公锰矿床成因研究[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.047
引用本文: 蔡姬敏, 吴春章, 程文斌, 郎兴海, 冉波, 陈浩, 周科宇, 彭建华, 万平益, 王川, 许文丽, 宋子行, 金山, 李梦林, 钟燕菲. 扬子地台西北缘马公锰矿床成因研究[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.047
Study on the Genesis of the Magong Manganese Deposit on the Northwestern Margin of the Yangtze Platform[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.047
Citation: Study on the Genesis of the Magong Manganese Deposit on the Northwestern Margin of the Yangtze Platform[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.047

扬子地台西北缘马公锰矿床成因研究

doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.047
基金项目: 省部级-四川省地质矿产勘查开发局2025年度科技项目(SCDZ-KJXM202503)

Study on the Genesis of the Magong Manganese Deposit on the Northwestern Margin of the Yangtze Platform

  • 摘要: 【目的】早寒武世龙门山构造带发育了一系列沉积型锰矿床,然而其成矿物质来源、沉积环境及沉淀机制尚存争议。本研究以马公锰矿床为例,旨在深入探讨该成矿区的成矿模式与沉淀机制,为该构造带中沉积型锰矿床的研究提供理论依据。【方法】采用电子显微镜和电子探针技术,对矿物组合特征及草莓状黄铁矿的粒径分布进行分析,并利用ICP-OES与ICP-MS对全岩主量元素和微量元素含量进行测定。基于上述分析结果,系统研究了位于龙门山构造带北缘早寒武世马公锰矿床的成矿物质来源、沉积环境、锰沉淀机制及成矿过程。【结果】岩相学与矿物学研究表明,马公锰矿床中碳酸锰矿层、黄铁矿层与硅质岩呈韵律性交互产出。主要含锰矿物为具有微生物组构的锰白云石和硫锰矿,次为硬锰矿和软锰矿;脉石矿物为草莓状黄铁矿、有机质、石英和白云石等。主微量元素分析显示,MnO与Al2O3无显著正相关关系,样品在SiO2-Al2O3、(Co+Cu+Ni)×10-Fe-Mn及(Zr+Y+Ce)×100-(Cu+Ni)×15-(Fe+Mn)/4等判别图中均落入热液端元。大部分样品的Fe/Ti>20和Al/(Al+Fe+Mn)<0.35进一步指示成矿物质主要来源于海底热液作用。EFU、EFMo值富集程度较高以及EFMo/EFU>1指示了弱限制至限制的古水文环境。形成硫锰矿的苛刻条件,同沉积阶段形成的草莓状黄铁矿(<6 μm),以及V/Mo-Mo、V/Cr、Ni/Co、V/(V+Ni)等多种地球化学指标共同反应,马公锰矿床的沉积环境为较为动荡的次氧化-缺氧-硫化环境。自形-半自形的有机质和极高的EFMo、EFP、EFCd指示了较高的古生产力条件。【结论】地球化学特征表明,马公锰矿床的成矿物质主要来自海底热液活动。碳酸锰矿石富集于水体较为动荡的陆棚斜坡环境,处于次氧化-缺氧-硫化条件。较高的古生产力为“硫化楔”模式下的海水分层成矿作用提供了物质基础。具有微生物组构的锰白云石及大量有机质与草莓状黄铁矿的存在表明,锰的沉淀过程显著受细菌硫酸盐还原(BSR)和胞外聚合物(EPS)作用的影响:BSR过程为碳酸锰的形成提供了HCO3-,同时为黄铁矿和硫锰矿的生成提供H2S;细菌分泌的EPS则为Mn2+、Mg2+和Ca2+提供了吸附位点,促使锰白云石沉淀。在成矿过程中,铁和锰因地球化学行为差异而发生分离。本研究为认识龙门山构造带沉积型锰矿床的成因提供了新依据,进一步完善了该成矿带中沉积型锰矿的沉淀机制。
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    [7] 张万良, 阙足双, 高梦奇, 吕川, 黄超, 黄迪, 谢智聪.  赣西北下寒武统观音堂组碳硅泥岩地球化学特征及其沉积环境演化 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.108
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    [12] 杨瑞东, 毛家仁, 张位华, 姜立君, 高慧.  贵州早寒武世早期黑色页岩中生物化石保存及生态学研究 . 沉积学报,
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-06-05
  • 网络出版日期:  2025-11-18

目录

    扬子地台西北缘马公锰矿床成因研究

    doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.047
      基金项目:  省部级-四川省地质矿产勘查开发局2025年度科技项目(SCDZ-KJXM202503)

    摘要: 【目的】早寒武世龙门山构造带发育了一系列沉积型锰矿床,然而其成矿物质来源、沉积环境及沉淀机制尚存争议。本研究以马公锰矿床为例,旨在深入探讨该成矿区的成矿模式与沉淀机制,为该构造带中沉积型锰矿床的研究提供理论依据。【方法】采用电子显微镜和电子探针技术,对矿物组合特征及草莓状黄铁矿的粒径分布进行分析,并利用ICP-OES与ICP-MS对全岩主量元素和微量元素含量进行测定。基于上述分析结果,系统研究了位于龙门山构造带北缘早寒武世马公锰矿床的成矿物质来源、沉积环境、锰沉淀机制及成矿过程。【结果】岩相学与矿物学研究表明,马公锰矿床中碳酸锰矿层、黄铁矿层与硅质岩呈韵律性交互产出。主要含锰矿物为具有微生物组构的锰白云石和硫锰矿,次为硬锰矿和软锰矿;脉石矿物为草莓状黄铁矿、有机质、石英和白云石等。主微量元素分析显示,MnO与Al2O3无显著正相关关系,样品在SiO2-Al2O3、(Co+Cu+Ni)×10-Fe-Mn及(Zr+Y+Ce)×100-(Cu+Ni)×15-(Fe+Mn)/4等判别图中均落入热液端元。大部分样品的Fe/Ti>20和Al/(Al+Fe+Mn)<0.35进一步指示成矿物质主要来源于海底热液作用。EFU、EFMo值富集程度较高以及EFMo/EFU>1指示了弱限制至限制的古水文环境。形成硫锰矿的苛刻条件,同沉积阶段形成的草莓状黄铁矿(<6 μm),以及V/Mo-Mo、V/Cr、Ni/Co、V/(V+Ni)等多种地球化学指标共同反应,马公锰矿床的沉积环境为较为动荡的次氧化-缺氧-硫化环境。自形-半自形的有机质和极高的EFMo、EFP、EFCd指示了较高的古生产力条件。【结论】地球化学特征表明,马公锰矿床的成矿物质主要来自海底热液活动。碳酸锰矿石富集于水体较为动荡的陆棚斜坡环境,处于次氧化-缺氧-硫化条件。较高的古生产力为“硫化楔”模式下的海水分层成矿作用提供了物质基础。具有微生物组构的锰白云石及大量有机质与草莓状黄铁矿的存在表明,锰的沉淀过程显著受细菌硫酸盐还原(BSR)和胞外聚合物(EPS)作用的影响:BSR过程为碳酸锰的形成提供了HCO3-,同时为黄铁矿和硫锰矿的生成提供H2S;细菌分泌的EPS则为Mn2+、Mg2+和Ca2+提供了吸附位点,促使锰白云石沉淀。在成矿过程中,铁和锰因地球化学行为差异而发生分离。本研究为认识龙门山构造带沉积型锰矿床的成因提供了新依据,进一步完善了该成矿带中沉积型锰矿的沉淀机制。

    English Abstract

    蔡姬敏, 吴春章, 程文斌, 郎兴海, 冉波, 陈浩, 周科宇, 彭建华, 万平益, 王川, 许文丽, 宋子行, 金山, 李梦林, 钟燕菲. 扬子地台西北缘马公锰矿床成因研究[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.047
    引用本文: 蔡姬敏, 吴春章, 程文斌, 郎兴海, 冉波, 陈浩, 周科宇, 彭建华, 万平益, 王川, 许文丽, 宋子行, 金山, 李梦林, 钟燕菲. 扬子地台西北缘马公锰矿床成因研究[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.047
    Study on the Genesis of the Magong Manganese Deposit on the Northwestern Margin of the Yangtze Platform[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.047
    Citation: Study on the Genesis of the Magong Manganese Deposit on the Northwestern Margin of the Yangtze Platform[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.047

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