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2024年4月18日选矿知识

锰矿床类型与地质特征:资源分布与成矿规律解析

泽鑫技术团队
锰矿床类型与地质特征:资源分布与成矿规律解析

锰矿作为冶金、化工和电池制造的重要原料,其资源禀赋和矿床类型直接影响开采和选矿策略。全球锰矿床类型多样,主要包括沉积型、火山沉积型、沉积变质型、热液型、风化型和海底结核-节壳型等。本文将详细介绍这些矿床类型的地质特征、成矿规律及其工业价值。

海相沉积锰矿床

海相沉积锰矿床是全球最重要的锰矿床类型,在地质历史上形成于多个时期,包括中元古界长城系高于庄组、蓟县系铁岭组,新元古界震旦系,奥陶系,泥盆系,石炭系,二叠系及三叠系等多个地质年代。根据含矿岩系和锰矿层特征,可细分为五个亚类:

1. 硅质岩-泥质灰岩-硅质灰岩中的碳酸锰矿床

这类矿床主要分布于台盆或台槽区,含矿岩系以富含硅质、泥质成分为特征。锰矿层呈层状、似层状或透镜状,延伸可达数百米至数千米,厚度一般为一至数米。矿石多具泥晶结构,常见结核状、豆状、微层状构造。主要矿石类型包括菱锰矿型、钙菱锰矿-锰方解石型和锰方解石型。脉石矿物主要为石英、玉髓和方解石,大多属于酸性矿石。这类矿床在浅部常发育次生氧化带,规模多为中、大型。

2. 黑色岩系中的碳酸锰矿床

含矿岩系为黑色含炭页岩和粘土岩,常具水平层理或线理。矿体呈层状、似层状或透镜状,延伸长度可达数百至数千米,厚度一至数米。矿石具泥晶结构、球粒结构及少量鲕状结构,常见块状、条带状构造。最常见的矿石类型是菱锰矿型,其次为钙菱锰矿-锰方解石型和锰方解石型。脉石矿物主要为石英、方解石及粘土矿物,常伴有星散状的黄铁矿。近地表部分常发育不同程度的次生氧化带。这类矿床规模以大中型为主。

3. 细碎屑岩中的氧化锰、碳酸锰矿床

含矿岩系为杂色粉砂质页岩和粉砂岩,常夹有泥质灰岩和灰岩。矿体多呈透镜状,可形成多层矿体。矿石具细粒集合体及鲕状、球粒状结构,呈条带状或块状构造。原生矿石有氧化锰类型和碳酸锰类型,前者主要为水锰矿型,后者包括菱锰矿型和钙菱锰矿-锰方解石型。脉石矿物以石英、玉髓或方解石为主。矿石多属酸性,但也有自熔性或碱性矿石。近地表常有不同程度的氧化矿石发育。这类矿床规模一般较大。

4. 白云岩-白云质灰岩中的氧化锰、碳酸锰矿床

含矿岩系为白云岩、粉砂质白云岩或白云质灰岩。矿体呈层状、似层状或透镜状。矿石类型包括菱锰矿型和锰方解石-菱锰矿型,具晶粒或隐晶结构,常见鲕状、豆状、块状或条带状构造。脉石矿物有石英、白云石和方解石,属酸性矿石。次生氧化带以软锰矿和水羟锰矿型矿石为主。这类矿床规模大、中、小型均有。

5. 火山-沉积岩系中的氧化锰、碳酸锰矿床

含矿岩系属火山喷发期后或火山喷发间歇期的正常海相沉积碎屑岩与碳酸盐岩。矿层多产于碎屑岩中或碎屑岩向碳酸盐岩过渡处。矿体呈层状或似层状,厚度可达数米,延伸长度可达数千米。矿石具晶粒状、球粒状结构,呈块状、条带状或网脉状构造。主要为菱锰矿型矿石,含褐锰矿和锰的硅酸盐,并有微弱的方铅矿、闪锌矿化。脉石矿物多为硅质矿物,属酸性矿石。这类矿床规模多为中型。

沉积变质锰矿床

1. 热变质或区域变质岩系中的氧化锰矿床

这类矿床是海相沉积矿床经受变质作用形成的。矿石具变晶或变鲕结构,呈条带状构造,主要为菱锰矿-褐锰矿型或褐锰矿-黑锰矿型,通常伴有锰的硅酸盐矿物出现。脉石矿物除石英、方解石外,还出现少量钠长石、闪石、辉石、石榴子石和云母等变质矿物。围岩多为千枚岩或绿片岩类。这类矿床规模多属中小型。

2. 热变质或区域变质岩系中的硫锰矿、碳酸锰矿床

为海相沉积矿床受接触变质或其他变质作用形成。矿石变成硫锰矿-菱锰矿型或硫锰矿-锰白云石型,具变晶及球粒状结构,呈条带状构造,也出现少量的锰的硅酸盐矿物。脉石矿物除石英、方解石、白云石外,还有少量变质硅酸盐矿物。围岩属板岩或绿片岩类。这类矿床规模多属中型。

层控铅锌铁锰矿床

这类矿床常产于一些固定的地层层位内,明显受到后期改造作用影响。矿石组分复杂,含铁、铅、锌等多种元素。矿体多呈透镜状产出,产状与围岩不完全整合。围岩蚀变表现为白云石化、铁锰碳酸盐化等。矿石类型包括方铅矿-菱锰矿型、硫锰矿-磁铁矿型和闪锌矿-锰菱铁矿型,具粒状、球粒状结构,呈块状、浸染状或细脉状构造。在次生氧化带中锰显著富集,形成软锰矿-硬锰矿型锰矿石和软锰矿、硬锰矿-褐铁矿型铁锰矿石。铅锌矿物在半氧化带有白铅矿、铅钒矿等,在氧化带有铅硬锰矿、黑锌锰矿等特殊矿物。

风化锰矿床

1. 沉积含锰岩层的锰帽矿床

这类矿床是原生沉积含锰岩层经次生富集形成的具有工业价值的矿床。矿床保持原来含锰岩层的产状,沿走向延续较长,沿倾向延续深度受氧化带发育深度控制,可由数米至数十米,个别可达上百米。当含锰岩层产状平缓且大面积赋存在氧化带内时,矿体才具有较大的延伸范围。矿石主要由各种次生锰的氧化物和氢氧化物组成,具次生结构和构造。这类矿床规模多属中小型。

2. 热液或层控锰矿形成的锰帽矿床

常产于层控矿床所在地层的风化带内,矿体呈透镜状、脉状或囊状。矿石由各种次生的锰的氧化物、氢氧化物组成,常见铅硬锰矿、黑锌锰矿、水锌锰矿和黑银锰矿等特殊矿物,铅锌含量常较高。矿石具次生结构和构造。这类矿床规模多属中、小型。

3. 与热液贵金属、多金属矿床有关的铁锰帽矿床

矿石呈土状或角砾状,含大量粘土或岩屑。虽然其铁、锰含量通常只达到一般指标的边界品位,但由于含有金、银、铅、锌、铜等多种有用金属,且具有一定规模,因此仍具工业开发价值。

4. 淋滤锰矿床

锰矿常产于含锰沉积岩层的构造破碎带、层间剥离带、裂隙或溶洞中,是锰质在地下水运动过程中被溶解、携带至适合部位积聚而生成的。矿体呈脉状、透镜状或囊状。矿石主要由次生氧化锰、氢氧化锰矿物组成,具胶状、网脉状、空洞状或土状构造。这类矿床规模多属中、小型。

5. 第四系中的堆积锰矿

由含锰岩层或锰矿层经次生氧化富集、破碎、短距离搬运、堆积而成。矿石由各种锰的次生氧化物、氢氧化物组成,呈角砾状、次角砾状或豆粒状,堆聚于松散的砂质土壤之中。矿体呈层状或似层状,产状与地面坡度基本一致,受含锰层的出露和地貌形态的控制。这类矿床规模多属中、小型。

结论

锰矿床类型的多样性反映了不同地质环境下锰元素的富集规律。全面了解各类锰矿床的地质特征和成矿规律,对于指导锰矿资源的勘探和开发具有重要意义。随着工业对锰需求的持续增长,特别是在现代电池材料领域的应用扩大,对锰矿床类型的研究将为资源的高效利用提供科学依据。

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