中国前寒武纪锰矿成矿特征 前寒武纪成矿省(Ⅱ级)
\u4e2d\u56fd\u524d\u5bd2\u6b66\u7eaa\u6210\u77ff\u6f14\u5316\u7279\u5f81\u4ece\u53e4\u592a\u53e4\u4ee3\u5230\u9707\u65e6\u7eaa\uff0c\u4e2d\u56fd\u524d\u5bd2\u6b66\u7eaa\u6210\u77ff\u6f14\u5316\u5177\u6709\u4ee5\u4e0b\u7279\u5f81\u3002
1.\u6210\u77ff\u7269\u8d28\u7531\u5355\u4e00\u5230\u591a\u79cd
\u4ece\u53e4\u592a\u53e4\u4ee3\u8d77\u5230\u9707\u65e6\u7eaa\uff0c\u6210\u77ff\u7269\u8d28\u79cd\u7c7b\u5177\u6709\u660e\u663e\u7684\u53d8\u5316\u3002\u5728\u53e4\u592a\u53e4\u4ee3\u5230\u4e2d\u592a\u53e4\u4ee3\u6210\u77ff\u5143\u7d20\u4e3b\u8981\u662f\u94c1\uff0c\u5728\u534e\u5317\u9646\u5757\u5317\u7f18\u4e2d\u6bb5\u5f62\u6210\u674f\u5c71\u3001\u6c34\u5382\u7b49\u6761\u5e26\u72b6\u94c1\u5efa\u9020\u94c1\u77ff\u5e8a\u3002\u65b0\u592a\u53e4\u4ee3\u9664\u5728\u978d\u5c71\u672c\u6eaa\u7b49\u5730\u533a\u5e7f\u6cdb\u53d1\u80b2\u6761\u5e26\u72b6\u94c1\u5efa\u9020\u94c1\u77ff\u5e8a\u5916\uff0c\u5728\u8fbd\u5b81\u6e05\u539f\u5730\u533a\u8fd8\u5f62\u6210\u7ea2\u900f\u5c71\u5f0f\u7684\u5757\u72b6\u94dc\u950c\u77ff\u5e8a\u548c\u5927\u8352\u6c9f\u7b49\u5730\u7684\u9ec4\u94c1\u77ff\u5e8a\u548c\u91d1\u5382\u5cea\u7b49\u91d1\u77ff\u5e8a\u4ee5\u53ca\u5185\u8499\u53e4\u897f\u90e8\u4ec0\u62a5\u6c14\u77f3\u58a8\u77ff\u5e8a\u3002\u53e4\u5143\u53e4\u4ee3\u662f\u524d\u5bd2\u6b66\u7eaa\u5341\u5206\u91cd\u8981\u7684\u5730\u58f3\u53d8\u52a8\u671f\uff0c\u6784\u9020\u4f53\u5236\u53d1\u751f\u4e86\u660e\u663e\u7684\u5206\u5f02\uff0c\u7ebf\u6027\u6784\u9020\u5e26\u548c\u521a\u6027\u9646\u5757\u5e76\u5b58\uff0c\u6210\u77ff\u5143\u7d20\u9664\u94c1\u3001\u94dc\u950c\u3001\u9ec4\u94c1\u77ff\u3001\u91d1\u7b49\u77ff\u5e8a\u7ee7\u7eed\u6709\u6240\u53d1\u5c55\u5916\uff0c\u8fd8\u9996\u6b21\u51fa\u73b0\u94c5\u3001\u94dc\u3001\u94dc\u954d\u3001\u94c1\u94dc\u3001\u94c0\u3001\u94b4\u3001\u787c\u3001\u83f1\u9541\u77ff\u3001\u6ed1\u77f3\u3001\u78f7\u7b49\u77ff\u5e8a\u3002\u4e2d\u5143\u53e4\u4ee3\u2014\u65b0\u5143\u53e4\u4ee3\u9752\u767d\u53e3\u7eaa\u7684\u6210\u77ff\u5143\u7d20\u9664\u90e8\u5206\u7ee7\u627f\u53e4\u5143\u53e4\u4ee3\u7684\u6210\u77ff\u5143\u7d20\u5916\uff0c\u8fd8\u65b0\u751f\u4e00\u4e9b\u5177\u6709\u4f18\u52bf\u7684\u6210\u77ff\u5143\u7d20\uff0c\u5728\u4e2d\u56fd\u9996\u6b21\u51fa\u73b0\u7684\u6210\u77ff\u5143\u7d20\u6709\u7a00\u571f\u3001\u94cc\u3001\u9530\u3001\u9492\u949b\u94c1\u7b49\u3002\u8be5\u65f6\u671f\u4e3b\u8981\u7684\u6210\u77ff\u5143\u7d20\u6709\u7a00\u571f\u3001\u94cc\u3001\u94dc\u954d\u3001\u94dc\u3001\u94c5\u950c\u3001\u9ec4\u94c1\u77ff\u3001\u9530\u3001\u94c1\u3001\u91d1\u7b49\u3002\u65b0\u5143\u53e4\u4ee3\u5357\u534e\u7eaa-\u9707\u65e6\u7eaa\u662f\u6211\u56fd\u78f7\u5757\u5ca9\u3001\u9530\u3001\u94c5\u950c\u3001\u94c1\u3001\u91d1\u7ea2\u77f3\u7b49\u6210\u77ff\u5143\u7d20(\u7269\u8d28)\u7684\u91cd\u8981\u6210\u77ff\u671f\uff0c\u4e3b\u8981\u53d1\u751f\u5728\u4e2d\u56fd\u5357\u90e8\u626c\u5b50\u9646\u5757\u548c\u534e\u590f\u9646\u5757\u5185\u3002
2.\u6210\u77ff\u89c4\u6a21\u3001\u5f3a\u5ea6\u7531\u5f31\u5230\u5f3a
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3.\u6210\u77ff\u533a\u57df\u7531\u5c40\u90e8\u5230\u5168\u9762
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4.\u77ff\u5e8a\u7c7b\u578b\u7531\u7b80\u5355\u5230\u590d\u6742\u518d\u7b80\u5355
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5.\u524d\u5bd2\u6b66\u7eaa\u77ff\u5e8a\u7684\u5206\u5e03\u9891\u7387
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1.\u534e\u5317\u9646\u5757\u524d\u5bd2\u6b66\u7eaa\u6210\u77ff\u7701
\u56fe3-3 \u534e\u5317\u9646\u5757\u6784\u9020\u7565\u56fe
(\u636e\u88f4\u8363\u5bcc\u7b49\uff0c1998b)
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48Ma\u7684K-Ar\u6cd5\u540c\u4f4d\u7d20\u5e74\u9f84\u3002\u5927\u89c4\u6a21\u5ca9\u5899\u7fa4\u7684\u51fa\u73b0\uff0c\u6807\u5fd7\u7740\u5730\u58f3\u5e94\u529b\u3001\u5e94\u53d8\u72b6\u6001\u53d1\u751f\u4e86\u91cd\u5927\u53d8\u5316\uff0c\u4e5f\u4ee3\u8868\u975e\u9020\u5c71\u73af\u5883\u4e0b\u7684\u4e00\u6b21\u91cd\u8981\u5730\u8d28\u4e8b\u4ef6\uff0c\u5b83\u53ef\u80fd\u4e0e\u9ad8\u70ed\u6d41\u503c\u7684\u5730\u5e54\u7269\u8d28\u4e0a\u6d8c\uff0c\u4fc3\u4f7f\u51b7\u5374\u7684\u521a\u6027\u5730\u58f3\u6a2a\u5411\u6269\u5c55\uff0c\u800c\u5f62\u6210\u7684\u88c2\u9699\u7cfb\u7edf\u6709\u5173\u3002\u5728\u57fa\u6027\u5ca9\u5899\u7fa4\u4fb5\u4f4d\u540c\u65f6\u6216\u4e4b\u540e\uff0c\u5728\u5317\u7f18\u5f62\u6210\u767d\u4e91\u9102\u535a-\u72fc\u5c71\u88c2\u8c37\u7cfb\u548c\u71d5\u8fbd\u88c2\u9677\u69fd\uff0c\u5357\u7f18\u4ea7\u51fa\u718a\u8033\u6c49\u9ad8\u88c2\u9677\u69fd(\u6216\u88c2\u8c37)\u3002\u5728\u4f38\u5c55\u6784\u9020\u4f5c\u7528\u4e0b\uff0c\u88c2\u8c37\u76c6\u5730\u5f3a\u70c8\u65ad\u9677\u6c89\u79ef\uff0c\u540c\u65f6\u975e\u9020\u5c71\u7684\u88c2\u8c37\u706b\u5c71-\u4fb5\u5165\u5ca9\u6d3b\u52a8\u4e5f\u5f3a\u70c8\u6d3b\u52a8\u3002\u5728\u767d\u4e91\u9102\u535a\u5c16\u5c71\u7ec4\u9876\u90e8\u62c9\u6591\u7384\u6b66\u8d28\u706b\u5c71\u5ca9\u4e2d\u83b7\u5f97TIMS\u6cd5\u9506\u77f3\u5e74\u9f841728\u00b15Ma(\u738b\u696b\u7b49\uff0c1995)\u3002\u84df\u53bf\u4e2d-\u65b0\u5143\u53e4\u4ee3\u5256\u9762\u4e2d\uff0c\u5927\u7ea2\u5cea\u7ec4\u94be\u8d28\u706b\u5c71\u5ca9TIMS\u6cd5\u9506\u77f3\u5e74\u9f841625.3\u00b16.2Ma(\u9646\u677e\u5e74\u7b49\uff0c1991)\uff0c\u56e2\u5c71\u5b50\u7ec4\u94be\u8d28\u706b\u5c71\u5ca9TIMS\u6cd5\u9506\u77f3\u5e74\u9f841683.3\u00b167Ma(\u674e\u6000\u5764\u7b49\uff0c1995)\u3002\u5927\u5e99\u542b\u9492\u949b\u78c1\u94c1\u77ff\u7684\u659c\u957f\u5ca9\u7684Sm-Nd\u7b49\u65f6\u7ebf\u5e74\u9f84\u4e3a1735\u00b139Ma\u3002\u5bc6\u4e91\u6c99\u5382\u9ed1\u4e91\u89d2\u95ea\u73af\u6591\u82b1\u5c97\u5ca9\u7684\u9506\u77f3U-Pb\u5e74\u9f841715\uff5e1683Ma(\u90c1\u5efa\u534e\u7b49\uff0c1996)\u3002\u4e0e\u6b64\u540c\u65f6\uff0c\u5728\u5357\u7f18\u8c6b\u3001\u9655\u3001\u664b\u4e09\u7701\u4ea4\u754c\u5904\uff0c\u5f62\u6210\u718a\u8033-\u6c49\u9ad8\u4e09\u53c9\u88c2\u8c37\u7cfb\uff0c\u4e5f\u79f0\u718a\u8033-\u6c49\u9ad8\u88c2\u9677\u69fd\uff0c\u5176\u4e2d\u5206\u5e03\u7740\u7384\u6b66\u5b89\u5c71\u73a2\u5ca9\u3001\u7384\u6b66\u7c97\u5b89\u5ca9\u3001\u5b89\u5c71\u73a2\u5ca9\u3001\u82f1\u5b89\u73a2\u5ca9\u7b49\u7194\u5ca9\u4e3a\u4e3b\uff0c\u706b\u5c71\u788e\u5c51\u5ca9\u5176\u6b21\uff0c\u5177\u6709\u9ad8\u94be\u3001\u5bcc\u94c1\u3001\u4f4e\u94dd\u3001\u5c11\u9499\u548c\u53cc\u5cf0\u5f0f\u706b\u5c71\u5ca9\u7684\u7279\u70b9\uff0c\u88c2\u8c37\u5f62\u6210\u5e74\u9f84\u57281650\uff5e1850Ma\u3002\u53ef\u4ee5\u8bf4\u534e\u5317\u9646\u5757\u524d\u5bd2\u6b66\u7eaa\u6210\u77ff\u7701\u5728\u4e2d\u5143\u53e4\u4ee3\u65e9\u671f\u7684\u7b2c\u4e00\u6b21\u4f38\u5c55\u7684\u5730\u8d28\u4e8b\u4ef6\u662f\u8303\u56f4\u5e7f\u3001\u89c4\u6a21\u5927\u3001\u4e0e\u6210\u77ff\u5173\u7cfb\u5bc6\u5207\u3002\u7b2c\u4e8c\u6b21\u4f38\u5c55\u4e8b\u4ef6\u7684\u5730\u8d28\u5e74\u9f84\u5927\u81f4\u57281.3\uff5e1.2Ga\u3002\u5f20\u5b97\u6e05\u7b49(1994)\u5bf9\u767d\u4e91\u9102\u535a\u4e3b\u3001\u4e1c\u77ff11\u4e2a\u7a00\u571f\u77ff\u77f3Sm-Nd\u7b49\u65f6\u7ebf\u5e74\u9f84\u7814\u7a76\u83b7\u5f97\u4e861286\u00b191Ma\uff0c\u4efb\u82f1\u5ff1\u7b49(1994)\u5bf9\u4e3b\u77ff\u3001\u4e1c\u77ff\u72ec\u5c45\u77f3\u548c\u6c1f\u78b3\u94c8\u77ff\u83b7\u5f97Sm-Nd\u7b49\u65f6\u7ebf\u5e74\u9f84\u4e3a1313\u00b141Ma\uff0c\u53cd\u6620\u767d\u4e91\u9102\u535a\u6709\u7b2c\u4e8c\u671f\u88c2\u8c37\u4f5c\u7528\uff0c\u4e14\u4e0e\u7a00\u571f\u77ff\u5316\u6709\u5173\u7684\u706b\u6210\u78b3\u9178\u5ca9\u5ca9\u6d46\u6d3b\u52a8\u3002\u540c\u65f6\u5728\u8fd9\u671f\u95f4\u5728\u664b\u3001\u5180\u3001\u5185\u8499\u53e4\u4e09\u7701\u4ea4\u754c\u5904\u5206\u5e03\u4e00\u5957\u5448NW\u8d70\u5411\u7684\u8f89\u7eff\u5ca9\u5899\u7fa4\uff0c\u9648\u5b5d\u5fb7\u7b49(1992)\u6d4b\u5b9a40Ar-39Ar\u5e74\u9f84\u4e3a1235\uff5e1169Ma\u3002\u5728\u8fd9\u671f\u95f4\uff0c\u5728\u767d\u4e43\u5e99\u5730\u533a\u51fa\u73b0\u53cd\u6620\u8fdb\u4e00\u6b65\u88c2\u89e3\u7684\u3001\u4ee5\u57fa\u6027\u4e3a\u4e3b\u7684\u6d77\u76f8\u706b\u5c71\u5ca9\u7cfb\uff0c\u5176Sm-Nd 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(\u636e\u82ae\u884c\u5065\u7b49\uff0c1998)
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地球上锰的沉积作用在时间和空间上是有选择的。锰矿床的发育与地壳演化的历史有关，一般来说，与地壳成熟度有关，包括地壳的发育、稳定性及大气圈、水圈的pH、Eh值的变化(沈承珩等，1995)。中国前寒武纪锰矿成矿作用发生的时间、空间，具有与世界上其它地区与众不同的特征。
1.成矿时代
中国前寒武纪锰矿主要形成于新元古代(南华纪)，其次是中元古代(蓟县纪)。与世界上主要产锰国不同，比南非-西非、巴西、印度的古-中元古代(2300～1700Ma)晚。
地球历史上最早出现的具有经济意义的锰矿床产于印度铁矿群岩系内(3200～2950Ma)。而在中国相应的层系中，至今未发现成锰的线索。进入元古宙成锰期，南非等地从古元古代就开始大规模成锰作用，如南非卡拉哈里锰矿田，储量巨大，是陆地上最大的单个锰矿床，形成于古元古代。
2.含锰建造、矿床类型特征
中国前寒武纪锰矿床类型比较单一，以海相沉积型陆源锰矿床为主，火山沉积成因类型很少，且不具经济意义。海相沉积型锰矿床分别赋存在含锰黑色泥岩建造(南华纪大塘坡组/湘锰组)、含锰磷质岩建造(震旦纪陡山沱组)、含锰杂色泥质岩建造(中元古代蓟县纪铁岭组、中元古代昆阳群美党组、震旦纪陡山沱组)、含锰蒸发白云岩建造(中元古代长城纪高于庄组)。
与世界其他地区前寒武纪锰矿床类型及其含锰建造相对比，世界上新元古代锰矿床常与铁建造共生，如巴西的乌鲁库姆、纳米比亚的达马拉超群和俄罗斯的小兴安岭、亚洲许多地区典型的新元古代铁建造都有锰矿产出。而在中国未发现与铁建造共生的锰矿床。而中国新元古代锰矿床常与冰川建造共生，如中国南华纪湘潭式含叠层石锰碳酸盐即产在两个冰碛层中间-间冰期。世界上元古宙成矿期火山沉积成因的锰矿床规模很大，如南非的卡拉姆哈里锰矿田、加纳、象牙海岸、瑞典的朗斑等均为火山沉积成因(沈承珩等，1995)，而中国很少见。
与显生宙锰矿床相比，在显生宙时期形成了大量各种不同成因类型的锰矿床，分别赋存在不同的地质背景下。而中国前寒武纪锰矿床类型比较单一。
3.锰矿床形成的构造背景
据目前研究成果认识来看，从总的趋势看前寒武纪锰矿床，太古宙锰矿床为数较少，随着进入元古宙，由于构造背景的转变，大气圈、水圈的演化，锰的沉积作用增强，开始出现了大型、超大型锰矿床。它们都出现在稳定的陆棚区内浅水中，与盆地的发育、大气圈、水圈的氧化度有密切关系。其中盆地的发育，取决于构造背景。从中国前寒武纪大、中型锰矿床产出的构造背景来分析，它们大多处在稳定地块边缘，与拉张构造背景有密切关系。
中国前寒武纪锰矿床的两个主要成矿带(湘黔川鄂成矿带、冀北、津北-辽西成矿带)的成矿构造背景略有不同。一是稳定陆块边缘的拉张构造盆地，另一种是陆块边缘古岛弧内侧盆地，但都是拉张构造背景。
(1)津北-辽西成矿带内瓦房子式、蓟县式锰矿沿燕辽裂陷槽分布产出
吕梁运动(1800Ma)形成了统一的早前寒武纪中国古陆，进入中元古代发生大规模破裂而分开形成的华北陆块、扬子陆块、华夏古陆，其中在华北陆块的北缘，开裂形成近东西向的燕辽裂陷槽。裂陷槽的发育经历了发生发展、过渡和克拉通盆地三个阶段(白瑾等，1996)。在裂陷槽发展的过渡阶段和克拉通盆地阶段分别出现两个成锰期。
在中元古代早期，燕山地区受兴隆-宽城-凌源断裂控制，形成一北东向槽地，裂陷中开始堆积的常州沟组下部是河流相沉积，主要岩石为巨砾岩 长石杂砂岩和细砾岩-石英杂砂岩。自常州沟中期开始，海水入侵，逐渐变为浅海环境，形成较为平坦的席状沙滩和潮坪沉积。在裂陷作用中后期出现了火山活动(串岭沟期-大红峪期)，至大红峪中期，火山喷发和裂陷作用达到高峰。随之裂陷作用减弱，进入向克拉通挠曲盆地转化的过渡阶段，盆地及其沉积物表现出稳定性。从高于庄期(1600～1400Ma)开始广泛的海浸，至高于庄中期达到极盛。高于庄中后期，在槽地内发育了黑色页岩-泥晶碳酸盐岩及瘤状灰岩等台盆相沉积，表现出在小范围内深水碳酸盐与槽地两侧浅水潮汐带共存的情况。高于庄期是中国最早的成锰期，形成了高于庄组第二岩段的含锰层位，是一套海湾潟湖相潮下潮间带的镁质碳酸盐灰泥碎屑沉积物。主要由深灰-黑色纹层状、含黄铁矿和有机质的页岩、白云质页岩、泥质粉砂质白云岩、藻泥晶白云岩夹含硼碳酸锰或含锰白云岩组成。分布于燕山-太行山及辽西地区，在京津冀交界一带形成了以蓟县下营-兴隆前干涧为中心的非常独特的小型锰硼酸盐-锰碳酸盐型矿床。从洪水庄组开始(约1200Ma)，裂陷槽转入克拉通盆地阶段，表现出整体升降的特点，这期间形成了中国前寒武纪第二个含锰层位，它位于蓟县系铁岭组，是一套浅海相砂泥质碎屑岩和钙镁质碳酸盐岩组合，普遍含锰或铁锰，分布于辽西-冀北和燕山地区。锰矿的沉积中心在辽西朝阳-建昌一带，形成以瓦房子矿田为中心的我国华北地区唯一的大型海相锰矿带。
(2)湘黔川鄂锰成矿带分为城口锰矿带和松桃-湘潭锰矿带
图2-37 中国南华纪—震旦纪锰矿床分布示意图
(据朱恺军等，2001)
Ⅰ—扬子板块：Ⅰ1—扬子克拉通，Ⅰ2—南秦岭大陆边缘，Ⅰ3—扬子东南大陆边缘，Ⅰ4—湘西前陆盆地，Ⅰ5—沪浙前陆盆地，Ⅰ6—大别地块，Ⅰ7—攀西裂谷；Ⅱ华夏地块：Ⅱ1—华夏克拉通，Ⅱ2—华夏西北大陆边缘，Ⅱ3—华南转换拉张盆地，Ⅱ4—加里东晚期走滑离散盆地
它们分别沿扬子陆块北侧和东南侧晋宁期古岛弧带分布(图2-37)。在晋宁期，华南洋和秦岭洋分别从南、北两侧向扬子陆块俯冲，并发育有对应的沟弧盆体系，东南侧古岛弧沿九岭-雪峰山一带分布(杨巍然等，1986；王自强等，1986；刘宝珺等，1993)，北侧古岛弧沿宁强-西乡一带分布(陶洪祥等，1993)。晋宁运动后，由于大洋的消失，扬子陆块分别与华夏古陆和华北陆块发生拼贴碰撞，雪峰古岛弧和宁强-西乡古岛弧与扬子陆块连成一体，成为扬子大陆边缘带。作为刚刚固结陆壳，在南华纪-震旦纪，古岛弧带地壳厚度小，呈现出过渡地壳的特征，位于古岛弧内侧的盆地，构造性质相对稳定，为锰矿质的沉淀富集提供了场所。位于古岛弧外侧盆地，构造性质相对活动，海底火山活动，热水活动频繁，为锰矿的形成提供了物质基础。因此扬子陆块南北两侧的晋宁期古岛弧带是形成南华纪锰矿床有利的构造环境(朱恺军等，2001)。在南华纪的间冰期，海平面上升，晋宁期古岛弧带基本位于海平面以下，水下古岛弧具有一定的障壁作用，形成了许多局限-半局限还原海盆地。古岛弧带靠近大陆一侧为富氧的浅水盆地，另一侧为缺氧的深水海盆，因而岛弧带是一个海水化学性质剧变带，极有利于锰质在化学屏障带中发生沉淀富集。
目前可解释为，这种具有相对构造稳定性的拉张构造盆地，既能够从盆地海域周围汲取陆源或海解物质，又能通过断裂系统接受从深部向盆地和周围海域提供的成矿物质；同时拉张构造盆地，容易造成有利于锰在海水中高浓度富集。这种含锰沉积物多产在非火山沉积序列中，形成诸如黑色页岩类、泥质-粉砂级碎屑岩类和碳酸盐岩类等含锰建造岩石组合。
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