对于国家而言锰矿是能够直接关系到国民经济发展好坏的一种紧缺的金属矿产,其主要用途是作为脱氧剂以及脱硫剂还有就是制造锰系合金然后广泛的应用在冶金工业当中,除此之外还在电池工业以及陶瓷工业还有化学工业领域当中有着广泛的用途。早在2015年底我国就已经对锰矿石资源的储量进行了调查且已经查明储量有13.8亿吨,但是分布极不均匀,大部分的锰矿石资源集中在西南以及中南地区占比为百分之八十二。由于锰矿石资源是一项战略性资源并且还是特别优质的资源,所以一直都是我国勘查与研究的重点,并引起了广大学者的关注与重视,但是经研究近期我们才发现,关于其成矿机制的研究程度较低,所以存在一定难度。
一、区域成矿地质背景概述
由于马尔坎苏一带的新疆西昆仑奥尔托喀纳什锰矿大地构造位置处在西昆仑山造山带且与塔里木陆块相结合的位置。并且以乌赤别离山口与阿克彻依断裂为界将区域地层分成南侧昆仑地层区西昆仑地层分区,和北侧塔里木地层区。另外 奥尔托喀纳什锰矿区域成矿地质背景离不开区域断裂构造和褶皱发育,其中断裂构造主要是由东西方向发展分布,其中存在大断裂区域有阿克彻依断裂至乌赤别离山口以及木扎令至空贝利断裂等等。除此之外区域上岩浆岩的分布主要是在西昆仑造山带中,并且受构造控制,呈现出一种西北至东南方向带状发展分布。
二、矿床地质特征分析
(一)矿区地质
精确来讲奥尔托喀讷什锰矿具体位置谓语马尔坎苏锰矿带的西段。而此矿区出露地层为早二叠世玛尔坎雀库塞山组以及未见早石炭世乌鲁阿特组等等,其中主要包含的矿地层是晚石炭世喀拉阿特河组。由于矿区构造较为复杂,并且矿区褶皱部分主要分布在马尔坎土山复背斜的西延方向,并且呈现给矿区的表现是一种单一的背斜构造,此背斜部分位置处在矿区的南部,并且背斜走向整体呈现出从东向西的走向蔓延趋势,并且在整个矿区中形态表现出中部微向北凸。另外由于背斜北翼产状比较陡峭,倾斜角度大约在75度至88度,相比于北翼南翼产状较缓和,倾斜角度在65度至70度之间,而锰矿体赋存于背斜北翼并与此层产状基本一致。矿区地质具有矿区构造复杂、矿区侵入岩未见出露的地质特征。
(二)含锰岩系特征
新疆西昆仑埃尔托喀纳什锰矿中包含的锰层位主要是喀拉阿特河组中的第三岩性段其特征主要是砂屑灰岩主要分布在第三岩性段下部呈厚层状,碎屑状结构由方解石粉屑和砂屑组成,其中含量大约为百分之九十,另外砂屑灰岩性层顶部炭质含量呈上涨增加的趋势,并且其中总有机碳含量大约在百分之0.45左右。除此之外含锰岩还包含炭质生物碎屑灰岩,主要分布在第三岩性段的中上部,并且含炭质生物碎屑灰岩主要的富矿层位呈厚层状,并且呈块状构造与生物碎屑的结构,其中碎屑的组成主要由生物碎屑以及灰岩砂屑组成,其中炭质含量较丰富,整体总有机碳含量达到百分之1.56。并且生物碎屑的种类较多,常见的有海百合还有头足类和介形虫等等;另外关于锰矿体,其主要分布在第三岩性段中上部,呈厚层状,呈块状构造,结构呈碎屑状,组成部分主要有菱锰矿组成,含量大于百分之90,其形状呈棱角状且不规则,少数次圆状。整体来讲含锰岩系特征主要为砂屑灰岩、含炭质生物碎屑灰岩、锰矿体、含砂钙质泥岩、含藻屑粉屑灰岩。
三、地球化学特征
样品采集及测试方法。通常情况下样品采集与3760平硐,并且从锰矿层底板一直到顶板逐一进行样品采集,其中锰矿层底板围岩主要是采集物件砂屑灰岩及钙质砂岩,然后锰矿层采集了十五件锰矿石,不同的是顶板围岩采集了三件砂屑灰岩,以及钙质砂岩,主要是用在地球化学,以及C-O进行同位素分析,并且还从蒙层矿石中挑选出菱锰矿用来与C-O进行同位素分析。其中包含的主量元素与稀土元素还有微量元素分许均在我国地质调查局调查分析中心进行试验测试直到完成。其中需要注意的是在进行元素分析时,主量元素采用的则是X荧光光谱也就是XRF来进行元素分析,需要注意的是分析的精度必须要优于百分之一;而稀土元素与微量元素进行元素分析测验时要利用SX-2型的电感耦合等离子质谱仪也就是ICP-MS来进行原色分析测定,这里需要注意的是原色分析的精度必须要由于百分之5至百分之十之间才可以。
C-O的元素同位素测试当下我国地质科学院研究所与国土资源部成矿作用还有资源评价重点实验室共同完成的,元素测量过程中采用的则是连续流法,在用的质谱仪为MAT253。使用此质谱仪进行元素测试需要称量100微克的样品加入到12毫升的反应瓶当中,需要注意的是每次进行测量样品数最多可为88个,其中有18个为标准的样品,可以采用高纯氦气进行600秒的排空处理。并且在排空处理完成后向里滴入5滴百分之百纯的无水磷酸将其后置于72度的熔硅毛细管柱中,此举目的是为了让其与其他的杂质气体进行有效分离,最终在进入到MAT253质谱仪中进行检测。最终的检测结果测试精度定要高于百分之0.1。由此可见新疆西昆仑埃尔托喀纳什富锰矿形成的过程中,有机质的还原作用极为重要且强烈,并且也是矿床形成的重要因素。
结束语:
含锰岩系晚石炭世喀拉阿拉特河组大致可划分为内浅滩和潮坪还有开阔台以及局限台地四个相类型。而新疆西昆仑奥尔托喀纳什锰矿属海相沉积性锰矿,并且具有内源外生的特点,因此想要实现锰矿县城锰氧化物或者是氢氧化物最后再被还原转化成为菱锰矿,想要实现与完成这一过程必须要有强烈的机制来作为还原,因此形成重要的富锰矿还原作用机制至关重要。了解与掌握新疆西昆仑奥尔托喀纳什锰矿地质特征、地球化学及成因十分重要,是发展含锰矿的重要支撑。
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