文献类型： 中文期刊

作者： 刘莉萍 ¹ ; 吴文昌 ² ; 江祖州 ³ ; 贾永刚 ¹ ; 宋国学 ⁴ ; 孙治雷 ⁵ ;

作者机构： 1.中国海洋大学环境科学与工程学院

2.贵州同微测试科技有限公司

3.桂中治旱乐滩水库引水灌区建设管理局

4.中国科学院大学

5.青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室

关键词： “湘潭式”锰矿;大塘坡组;地球化学特征;沉积环境;Fe-Mn结壳、结核;成矿机制

期刊名称： 地球化学

ISSN： 0379-1726

年卷期： 2022 年 006 期

页码： 696-715

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 湖南“湘潭式”锰矿是华南扬子地块东南缘南华纪沉积型锰矿的重要组成部分。含锰岩系赋存于大塘坡组底部碳酸锰层中,矿石类型主要为致密块状、条带状和互层状碳酸锰矿石。菱锰矿呈显微“球粒”状,多具3层圈层构造,类似“薄皮鲕”的特征。锰矿石Mn O含量为12.08%～40.02%,平均28.93%,具有较低的Fe/Mn值（0.01～0.32）和较高的P含量（0.058%～0.190%）,从工业用途的角度,属低Fe高P型锰矿。“湘潭式”锰矿石微量元素相对PAAS具有明显的Co、Mo、Sr富集和V、Cr、Ni、U等亏损,中稀土元素相对轻、重稀土元素富集,呈“帽式”配分模式。“湘潭式”锰矿与黔东“大塘坡式”锰矿具有相似的微量元素富集亏损特征和稀土元素配分模式,反映了它们可能存在相似的成矿背景。“湘潭式”锰矿石较低的Al/Mn（0.02～0.35）、Al/（Al+Fe+Mn）值（＜0.35）和较高的（Fe+Mn）/Ti值（＞25）,表明锰质主要来源于海底热液活动,但锰矿石Ce正异常及弱的Eu负异常表明其并非典型的海相热水沉积,且Al₂O₃-SiO₂图解显示锰矿石为正常海水沉积。综合认为,“湘潭式”锰矿的锰质来源于非成矿期的海底热液活动。锰矿石Fe、Mn分离显著,U、V亏损和Mo富集的特征表明Mn沉淀时水体环境可能较为氧化。锰矿石具有明显的Ce正异常,且Ce/Ce^*值与Mn含量之间表现为显著正相关关系,表明Mn是在氧化环境中,以氧化物或氢氧化物的形式沉淀富集,具有与现代海底水成Fe-Mn结核类似的沉淀成因机制。与“大塘坡式”锰矿床类似,“湘潭式”锰矿具有负的δ¹³C_carb值（-9.9‰～-4.3‰）,锰矿石中Mn含量和δ¹³C_carb值具有显著相关性,同时考虑到锰矿石S元素的陆源特征、黄铁矿的缺乏和新元古代海水中较低的SO₄^2-含量,有机质早期成岩阶段,锰氧化物作为主要电子受体氧化有机质为锰碳酸盐岩沉淀提供了HCO₃^-。但锰矿石δ¹³C_carb明显高于其有机碳库δ¹³C_org（-34.4‰～-32.58‰）,且比地质历史时期重要碳酸锰矿床的δ¹³C_carb值更为集中,说明海水可能提供了更多的碳源,锰碳酸盐岩沉淀可能发生在靠近海水–沉积物界面的位置。