“含锰岩系”与冷泉碳酸盐岩

化学理工学科~

原本co2中碳氧比为一比二，w而甲醇中碳氧比为一比一，co2中的那个氧要生成水

　　理工学科是指理学和工学两大学科。理工，是一个广大的领域包含物理、化学、生物、工程、天文、数学及前面六大类的各种运用与组合。
　　理学
　　理学是中国大学教育中重要的一支学科,是指研究自然物质运动基本规律的科学,大学理科毕业后通常即成为理学士。与文学、工学、教育学、历史学等并列，组成了我国的高等教育学科体系。
　　理学研究的内容广泛，本科专业通常有：数学与应用数学、信息与计算科学、物理学、应用物理学、化学、应用化学、生物科学、生物技术、天文学、地质学、地球化学、地理科学、资源环境与城乡规划管理、地理信息系统、地球物理学、大气科学、应用气象学、海洋科学、海洋技术、理论与应用力学、光学、材料物理、材料化学、环境科学、生态学、心理学、应用心理学、统计学等。

　　工学
　　工学是指工程学科的总称。包含 仪器仪表 能源动力 电气信息 交通运输 海洋工程 轻工纺织 航空航天 力学生物工程 农业工程 林业工程 公安技术 植物生产 地矿 材料 机械 食品 武器 土建 水利测绘 环境与安全 化工与制药 等专业。

“含锰岩系”指大塘坡组第一段(Nh₁d¹)的黑色碳质页岩夹冷泉碳酸盐岩(菱锰矿体及白云岩透镜体)的一套组合，南华纪早期冷泉碳酸盐岩主要产于其中，另外在之下的两界河组冰碛含砾岩屑杂砂岩(相当于Sturtian冰期)也有零星的冷泉碳酸盐岩透镜体分布(主要是白云岩)。黔东及毗邻地区黑色“含锰岩系”(Nhd¹)具有如下组成变化规律:

(一)“含锰岩系”的组成特征

黔东地区“含锰岩系”以黑色富含有机质、黄铁矿，特别是含有多层冷泉碳酸盐岩透镜体(菱锰矿体及白云岩)为基本特征。同时，普遍含有火山凝灰质。现以松桃大塘坡矿区为例，其岩石组成详细叙述如下:

古天然气渗漏与锰矿成矿——以黔东地区南华纪“大塘坡式”锰矿为例

古天然气渗漏与锰矿成矿——以黔东地区南华纪“大塘坡式”锰矿为例

(二)“含锰岩系”的空间变化规律

“含锰岩系”中冷泉碳酸盐岩透镜体(菱锰矿、白云岩)的物质组成、分布位置、规模大小、空间形态等特征，在不同的锰矿区是有差异的，就是同一锰矿区不同的位置，其特征也不完全一致。凝灰岩在不同的锰矿区厚度和含量变化很大。此外，有机质的含量变化也很大。主要具有以下变化规律:

(1)“含锰岩系”在区域上是零星分布在南华纪大塘坡早期地层中，大塘坡组第一段地层在区域上主要是黑色或灰色页岩，不含冷泉碳酸盐岩透镜体，且厚度很小，有时为零。因此，并不是所有大塘坡组第一段地层都含有冷泉碳酸盐岩(主要是菱锰矿)透镜体。含有冷泉碳酸盐岩透镜体的“含锰岩系”一般沿区域性大断裂(主要是古断裂)^{［81～82］}，呈串珠状或大致等间距展布等。如松桃西溪堡与湖南民乐锰矿区就受同一古断裂控制(见图3－11)。

(2)“含锰岩系”中所夹冷泉碳酸盐岩(菱锰矿体)层数、类型在不同的矿区是不相同的，甚至变化很大。如在大塘坡、大屋、杨立掌等锰矿区，大致以含凝灰质砂岩或含黄铁矿的粘土质粉砂岩为界，可分为上下两大含矿层，即下层矿(主矿层)和上层矿(次矿层)，一般块状矿石分布在下层矿，仅局部含白云岩透镜体;上层矿为条带状锰矿，锰品位较低，普遍见白云岩透镜体分布。具有工业价值的上层矿主要分布在大塘坡矿区，而其他矿区上层矿薄而贫，含白云岩透镜体较多，不具有工业价值;但贵州地矿局103地质队近年在松桃新发现的西溪堡锰矿区的“含锰岩系”中含黄铁矿的粘土质粉砂岩是存在的，但没有上层矿分布，这与受同一条古构造控制的湖南花垣民乐锰矿区特征是类似的。

(3)而在同一锰矿区中，黑色“含锰岩系”中所夹冷泉碳酸盐岩(菱锰矿)透镜体的层数、厚度、锰的含量在“含锰岩系”最厚的盆地中心区域是最多、最厚和最高的，二者之间是正相关的。“含锰岩系”沿盆地走向和两侧厚度逐渐变薄，因而冷泉碳酸盐岩(菱锰矿)透镜体的层数、厚度、锰的含量也随之减少，且冷泉碳酸盐岩中的菱锰矿透镜体逐渐相变为白云岩透镜体，但白云岩透镜体中锰的含量较普通白云岩高得多，一般可达1%～5%;再向外白云岩透镜体逐渐尖灭，尖灭后仅为黑色含碳质页岩。此时，已不具有“含锰岩系”的内涵，不能再称“含锰岩系”，为大塘坡组第一段的黑色页岩;大塘坡组第一段黑色页岩在盆地边缘也逐步相变为浅色粘土岩，从而在平面上形成对称的岩性组合分带^{［82，83］}。

(三)冷泉碳酸盐岩在“含锰岩系”中的分布

前已述及，“含锰岩系”中冷泉碳酸盐岩具体有菱锰矿和白云岩，二者均呈透镜状存在，但互为消长。剖面上，白云岩透镜体在“含锰岩系”中从底到顶均有分布。值得说明的是:在民乐锰矿区大塘坡组第二段底部的深灰色页岩中(之下为“含锰岩系”顶部的碳质页岩)，较稳定夹一层厚约0.06～0.45m的细晶白云岩透镜体。之上的深灰色层纹状含粉砂质页岩(厚9.45m)的上部，仍然夹两层厚0.05～0.20m的白云岩透镜体。这一现象，在松桃杨立掌锰矿区的Zk1701孔中同样存在，在距“含锰岩系”顶部的42～103m的大塘坡组第二段(Nh₁d²)灰色粉砂质页岩中也偶夹白云岩透镜体，其位置更高，白云岩主要由铁白云石、方解石和粘土矿物的显微鳞片组成，白云石可见粉晶、细晶或泥晶结构，方解石则成细晶或中晶的他形晶粒。

(四)火山碎屑物质———凝灰岩在“含锰岩系”中的分布

火山碎屑物质———凝灰岩在黔东及毗邻锰矿区的“含锰岩系”中普遍存在，呈透镜状多层分布。一般以凝灰质砂岩出现较多，其次为凝灰岩。厚度从几厘米至几十厘米不等，在松桃黑水溪的向家坡，凝灰岩厚度最大，达3.65m，为深灰色—黑灰色厚层微密块状凝灰岩。岩石由粘土矿物、霏细石英及碳质等组成，粘土矿物呈显微鳞片状，霏细石英组成弓状、眉毛状、枝丫状等火山灰的残迹，少量石英晶屑具尖锐棱角状、港湾状，碳质呈污染状、线条状与之相伴。

杨绍祥、劳可通对湖南花垣民乐锰矿中的火山碎屑物质研究后认为^［84］:火山碎屑主要为晶屑和火山灰或火山尘，岩屑较少，其晶屑周围为菱锰矿球粒所围绕。石英晶屑以d＜0.18mm为主，大多数晶屑的表面比较明亮，外形奇特，具尖棱角状，有刀把状等奇特形状。斜长石晶屑大小与石英相当，表面比较明净，最大的特点是普遍具有阶梯状断口，斜长石式双晶发育，由斜长石垂直于(010)面的晶带消光角法经测定，An为22～26。钾长石晶屑为棱角状及次棱角状，外形奇特，碎屑大小为0.05～0.12mm，表面有粘土质麻点(泥化)，没有双晶，裂缝发育，云母晶屑晶片常弯曲或裂开。熔岩碎屑(主要见于含矿层)为酸性斑岩屑，棱角尖锐。火山碎屑物质主要赋存在“含锰岩系”中菱锰矿矿层的底板和“含锰岩系”下部，往上则大大减少，到矿层顶板页岩中则无火山碎屑物存在，这可能与火山喷发处于尾声而渐渐静止的过程有关。具体在锰矿体中，镜下清楚可见火山物质条纹与锰矿条纹相互构成叠复层理，或互相混合堆积成条带状，火山物质主要赋存在锰矿体的底板岩石中或矿体底部的条带状菱锰矿矿石中，即从矿体的下部至上部，火山物质含量由多到少，锰质的含量则从低至高，火山物质与锰质之间表现为负相关关系。而在平面上，火山物质的富集地段恰好是矿床之中心地带和Mn、P含量的高值区，说明在平面上火山物质、锰质、磷质分布区域是重合的。火山物质与锰质之间垂向上的负相关关系，但在平面分布又相互重合，反映了它们之间的成生联系。

松桃大塘坡锰矿区火山碎屑物质的分布同样具有上述规律。火山碎屑肯定是在火山喷发期喷出的，而锰则是在火山喷发间歇期或末期溢出。即火山喷发在先，锰质溢出在其后，故二者同源不同时，导致在同一区域沉积成岩和成矿。由于出现多层凝灰岩，说明火山是多次喷发，因而锰质的溢出也是多期的，导致多层菱锰矿体的出现。火山喷发的强度越强，所带来锰质的溢出就越多，形成的菱锰矿体就越厚、品位就越高。至于火山所提供的锰质是如何以冷泉碳酸盐岩的形成方式沉积成矿将在后面章节中论述。

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