重庆高燕锰矿床矿石特征研究

(成都理工大学 四川 成都 610059)

我国锰矿资源丰富，资源量位居世界第五。锰及化合物广泛应用于国民经济的各个领域，尤其是钢铁工业，占90%～95%，主要用于炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂。城口锰矿是我国西南地区的大型碳酸盐型锰矿床，位于大巴山深大断裂南侧，扬子地台与秦岭地槽接合部位，扬子准地台北缘巨大坳陷带内[1]。高燕锰矿床位于城口县西偏南方向，前人对其矿床地质特征、矿物学特征、地球化学特征进行了研究，但对于矿石特征尚未进行系统的研究。本文在矿床地质研究基础上，结合显微镜下鉴定特征，对高燕锰矿矿石特征进行系统的研究，从而为矿床成因作出一定的贡献。

一、矿床地质特征

高燕锰矿床位于城巴断裂带南侧，乌坪断裂带与城口-高燕-修齐复式向斜之间，距城口县城约11km，面积约0.936km2。矿区出露地层主要为震旦系灯影组、陡山沱组、观音崖组以及寒武系地层。区域整体构造线呈NW-SE向，断层、褶皱发育，研究区内无岩浆岩出露。含矿岩系为震旦系陡山沱组二段顶部，岩性为黑色粉砂质页岩、炭质页岩夹菱锰矿条带。矿体受地层、构造的控制，呈层状、似层状、条带状等顺层产出。

二、矿石特征研究

(一)矿石类型

矿石自然类型为原生碳酸锰矿石和氧化锰矿石，氧化锰矿石已全部开采完。Mn/Fe=5.765,P/Mn=0.0138，ω(CaO+MgO)/ω(SiO2+Al2O3)=0.469，矿石属高磷中铁偏酸性锰矿石。

(二)矿物特征

矿石矿物主要为菱锰矿、锰白云石及少量硫锰矿，脉石矿物以白云石、石英、伊利石为主，石膏、方解石及斜长石次之，见少量黄铁矿、闪锌矿、白铁矿、石墨等。菱锰矿多呈它形粒状、鲕粒、球粒状及不规则团块状产出，含量大约占矿物总量的11%左右，矿物颗粒结晶粒度较细，粒度在2.00mm以下，主要以集合体形式产出；锰白云石多以不规则集合体、鲕粒状、球粒状等形式产出，也可见隐晶质白云石与粘土矿物构成的同心环状鲕粒，含量大约占矿物总量的17%，整体结晶粒度细，晶体粒度一般在0.1mm以下；硫锰矿主要呈它形粒状和集合体状两种产出形式，占矿物总量的2%左右,以它形粒状产出的晶体粒度为0.1mm-2mm,以镶嵌状产出的晶体粒度较细，基本在0.1mm以下；黄铁矿发育于隐晶质碳酸盐矿物裂隙及表面，镜下可见其多以沉积成因的莓球状、胶状结构分布，也偶见热液成因的五角十二面体,占矿物总量的的2-3%；白铁矿偶见于碳酸盐矿物裂隙中，也可见其与黄铁矿紧密伴生，多呈放射状集合体发育,含量相对黄铁矿较低，不到矿物总量的1%；镜下偶见闪锌矿交代黄铁矿呈交代残余结构，可能为后期热液成因产物,含量不足1%；白云石大多含有少量锰，较纯的白云石较少，且多沿石英脉边部分布,含量约占矿物总量的16%左右；方解石多分布于石英脉两侧，经重结晶作用形成，占2%左右；石英主要以石英脉和粒状两种形式产出，其中多以石英脉的形式分布，呈粗细不等的脉状、网脉状穿插于碳酸盐矿物中，该种状态产出的石英为后期形成的；呈粒状分散分布于碳酸盐矿物中的石英多为不规则的它形，应是原生的，石英含量约占矿物总量的的20%；玉髓常呈隐晶质集合体产出于碳酸盐矿物(多为白云石)裂隙中，可见其纤维状、放射状结构发育,含量约占矿物总量的2%；伊利石为本区的主要粘土矿物，与石英、斜长石共生，含量较多，能达到矿物总量的18%；石膏为本区中主要的硫酸盐矿物，含量较低，约占矿物总量的4%；斜长石与石英紧密共生,含量约占矿物总量的3-4%；石墨呈半自形-它形板、粒状与石英脉或低锰-不含锰的碳酸盐矿物紧密伴生，分布广泛，含量约占矿物总量的1%。

(三)矿石组构

矿石构造以层状、似层状为主，浸染状、细脉状与块状构造次之，含少量纹层状构造、条纹状构造和压碎构造。矿石结构以鲕粒结构、晶粒结构为主，草莓结构、隐晶质结构和胶状结构次之，含少量重结晶结构、次生加大边结构和包含结构。块状构造：含锰碳酸盐矿物致密结合形成，矿物排列无定向性；层状构造：碳酸盐矿物集合体平行层理方向分布，并与泥质矿物及硅质粒屑等组成交错层理；脉状、网脉状构造：矿石裂隙中见有晚期粗细不等的白色石英脉充填。同时，在部分矿石表面上还可见黄铁矿呈稀疏浸染状分布；鲕状构造：含锰碳酸盐矿物形成大小均一的鲕粒，粒径约0.5mm-1mm，分布较为密集，呈稠密浸染状分布。它形晶粒状结构：镜下常见碳酸盐矿物菱锰矿、含锰白云石呈它形晶粒状产出形成它形晶粒状结构；鲕粒结构：镜下见菱锰矿、锰白云石、石英及少量粘土矿物呈同心环状形成鲕状结构；球粒结构：镜下可见碳酸盐矿物呈独立球粒状分布，形成球粒结构；草莓状结构：镜下可见沉积作用形成的草莓状黄铁矿发育于碳酸盐矿物裂隙中；交代残余结构：镜下见少量后期形成的闪锌矿交代早期的黄铁矿形成交代残余结构；重结晶结构：镜下见由重结晶作用形成的方解石，主要发育在石英脉的两侧，由于后期有轻微的热液活动，在石英脉形成的过程中，由于温度较高，使其周围的碳酸盐发生重结晶，形成方解石；放射状结构：镜下可见白铁矿、玉髓呈柱状、放射状结构产出；胶状结构：镜下可见部分黄铁矿在石英等脉石裂隙中呈胶状结构产出。

三、结论

重庆高燕锰矿床矿石主要为高磷中铁偏酸性锰矿石。矿石矿物主要为菱锰矿、锰白云石及少量硫锰矿；脉石矿物以白云石、石英、伊利石为主。矿石构造以层状、似层状为主；矿石结构以鲕粒结构、晶粒结构为主。镜下可见热液成因的五角十二面体黄铁矿；后期热液产物闪锌矿交代黄铁矿呈交代残余结构，显示了锰矿沉积过程中有热水(液)的参与。