納米比亞奧喬宗蒂約巴地區鐵錳礦地質特征

廖芝華，張祖飛

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納米比亞奧喬宗蒂約巴地區鐵錳礦地質特征

廖芝華1，張祖飛2

（1．成都理工大學，成都，610059；2.四川省地質礦產勘查開發局化探隊，德陽，618000）

納米比亞奧喬宗蒂約巴地區鐵錳礦，位于晚元古宙達馬拉造山帶內陸支帶的東部中央南帶。鐵錳礦體呈層狀或似層狀產出于達馬拉系第二巖性段石英巖地層中，礦石多呈黑色、灰黑色，中—細粒變晶結構，塊狀、條帶狀構造。礦石礦物主要有硬錳礦、針鐵礦、磁鐵礦、少量赤鐵礦，脈石礦物主要為石英、斜長石、石膏和少量石榴子石、黑云母、鋯石等。對比研究表明納米比亞奧喬宗蒂約巴地區鐵錳礦與奧喬松杜地區錳礦床的成因模式及成礦作用方式相似，鐵、錳的沉積作用與海進-海退旋回有關。

鐵錳礦；地質特征；成礦模型；奧喬宗蒂約巴

1 成礦地質背景

非洲錳礦儲量占世界總儲量的54.4%，儲量基礎為40億噸，在世界最多；高品位錳礦占全球總量的80%以上（鮑榮華等，2011；董驍方，2012）。其中，南非的北開普省和西北省有著名的大型錳礦田，如Kalahari 錳礦田、Postmasburg 錳礦田及Transvaal錳礦床等。20世紀以來，隨著全球錳礦需求量的增加，掀起了一股對錳礦床開發的熱潮，南非錳礦床（田）類型和成因的報導和研究成果不斷涌現。其中就有大量對Postmasburg 地區錳礦床的研究文獻（高仙坪，1988；Nel，1929；Boardman，1940；Boardman， 1964;Truswell et al.，1973；Beukes，1993；Eriksson et al.，1995；Plehwe- leisen et al.，1995），充分顯示了該地區錳礦床的重要性。

圖1 納米比亞奧喬宗蒂約巴地區鐵錳礦區域地質礦產圖

海相沉積型錳礦，一般認為屬化學成因，錳物質主要來源于大陸的風化（趙東旭，1990；鄭光夏等，1987）。隨著物理化學及生物條件的變化，從海岸向盆地深處分別出現軟錳礦、水錳礦和碳酸鹽礦物相等3個相帶。上世紀八十年代以來，諸多學者從不同角度提出了“大塘坡式”錳礦的成因模式：有熱水成因（陳多福等，1992），生物成因（劉巽鋒，1983；鄭光夏等，1987）、海底火山噴發-沉積成因（劉巽鋒等，1989）等觀點。以上認識與奧喬宗蒂約巴地區錳礦床的特征不盡相符，一是該區不存在軟錳礦、水錳礦等礦物相，二是礦體嚴格受地層層位控制，即礦床形成時間一致。同時，國內外學者曾對納米比亞奧喬松杜地區錳礦床的成因模式及成礦作用方式進行過研究，認為鐵、錳的沉積作用與海進-海退旋回有關（B.Bnhneta et al.，1985）。筆者在研究該類型錳礦床的基礎上，結合對區內與錳礦相伴生的沉積記錄進行詳細的相分析和典型礦床特征綜合研究，運用成礦系統理論（翟裕生等，2010）和區域成礦（陳毓川，2007；毛景文等，1999）作用，推斷沉積錳礦床古環境位置和形成模式，認為該區錳礦的形成與海進-海退旋回有關，并探索建立了成礦作用與成礦模式。

納米比亞奧喬宗蒂約巴地區鐵錳礦位于晚元古宙達馬拉造山帶內陸支帶的東部中央南帶，緊靠奧卡漢賈線性構造北側，屬馬切斯特銅多金屬成礦帶。存在奧喬松杜錳礦床北東側和南西側兩個礦區。出露地層除第四系、第三系外，主要為達馬拉系地層（圖1）。區內構造不發育，主要有性質不明的斷層和褶皺。巖漿巖活動較強烈而期次少，種類單一，主要為達馬拉花崗巖。

圖2 測區地層柱狀圖

達馬拉巖系（NDA）：巖性主要為石英巖、含鐵石英巖、鈣質礫巖，泥晶結晶灰巖、大理巖、石墨片巖、云母片巖，少量含鐵條帶狀、片麻巖（圖2）。達馬拉巖系第一巖性段（NDA1）：巖性以灰白色泥質結晶灰巖為主，其次是大理巖、鈣質礫巖、云母片巖、石墨片巖。地表普遍見褐鐵礦化發育。達馬拉巖系第二巖性段（NDA2）：巖性以石英巖為主，其次是含鐵石英巖，偶見少量條帶狀片巖、片麻巖、大理巖。該段為該區含礦層，詳細特征如下：該段上部為灰白色粗粒石英巖，一般呈正地貌，礦化和蝕變現象少見；中部為含鐵石英巖（圖3a，b），夾石英巖化條帶狀片巖、片麻巖，局部石英巖表面及裂隙中見錳膜發育（圖3c），普遍黃鐵礦化、褐鐵礦化發育，局部見磁鐵礦化、針鐵礦化、赤鐵礦、硬錳礦化；下部為細-中粒石英巖，黃鐵礦化、褐鐵礦化發育。第三系（TWr）: 褐紅色、灰色鈣質礫巖、砂質礫巖，局部可見黑色條帶狀鐵質浸染；地表見次生的豆狀赤鐵礦發育（圖3d）。第四系（Qel）:殘積層，主要成分為淺黃色、紅色及灰色砂、砂礫、巖屑等；地表廣泛分布，厚度較大，結構松散。

圖3 納米比亞奧喬宗蒂約巴地區鐵錳礦野外照片

圖4 納米比亞奧喬宗蒂約巴地區鐵錳礦礦石照片

2 礦床地質特征

測區內發現錳礦體1條（Mn-1），呈層狀或似層狀產出于達馬拉系第二巖性段石英巖地層中。圍巖為石英巖，含礦巖石主要為石英巖、石英片麻巖，受層位和巖性控制。施工有TC01、TC03、TC06三條探槽控制，控制礦體長度440m，推測長度達1 140m，厚6.49～8.96m，平均7.73m。礦體產狀135°∠52°。礦化較均勻，品位變化不大，以錳礦為主，單工程平均品位：Mn26.82%～28.73%、平均27.62%，TFe12.62%～13.39%，平均12.94%。因地表覆蓋太厚，礦體在地表僅有零星露頭（圖4a，b）。據目前觀察的情況，錳礦體的圍巖為灰色粗粒石英巖，賦礦巖石為細粒含鐵石英巖夾石英片麻巖，礦體與圍巖的界線較清楚。

礦石多呈黑色、灰黑色，中—細粒變晶結構、風化殘余結構，塊狀、條帶狀構造，地表風化后呈皮殼狀構造。礦石礦物主要有硬錳礦、針鐵礦、磁鐵礦、少量赤鐵礦，脈石礦物主要為石英、斜長石、石膏和少量石榴子石、黑云母、鋯石（圖4c，d）。黑色致密塊狀礦石品位較富，TFe品位一般15%～20%，Mn品位一般>40%；條帶狀礦石品位較低，TFe品位一般5%～15%，Mn品位一般15%～20%。礦石類型：按礦石中氧化程度分，主要為氧化錳礦石；按礦石結構構造分類型有致密塊狀礦石（圖4e）、條帶狀礦石（圖4f）、皮殼狀礦石；工業類型：按工業用途劃分類型，為冶金用中磷高錳礦石，P/Mn比值0.003～0.006，Mn/Fe比值1～3。

3 討論及結論

上世紀80年代，國內外學者曾對奧喬松杜地區錳礦床的成因模式及成礦作用方式進行過研究，認為該區鐵、錳的沉積作用與海進-海退旋回有關；胡奧斯組（達馬拉系第二巖性段）含礦層的沉積層序代表一個完整的海侵旋回，錳礦層既可出現在海進層序中（下礦層），也可出現在海退層序中（上礦層）（圖5），錳、鐵沉積是分異沉淀的結果。沉積的鐵、錳礦后期受巖漿和洋殼演化產生的熱液的改造，同時受上覆沉積物的壓溶淋慮作用疊加，形成沉積變質型錳礦床。礦床的成礦物資來源于與洋殼演化有關的熱液活動和上覆沉積物發生的壓溶淋濾作用有關。區域上錳礦床的含礦建造為含鐵錳石英巖建造。錳礦體賦存在達馬拉系胡奧斯組（石英巖段）中，與含鐵條帶狀片巖呈互層狀產出，嚴格受層位和巖性控制。

圖5 奧喬宗蒂約巴地區錳礦床的成因模式圖(據B.Bnhneta修改,1985）

錳礦床的成因模式和成礦作用是：①區域上沉積錳礦是在陸架淺水環境中同條帶狀含鐵層一起沉積，含礦巖段在前達馬拉基底不整合面之上的成熟度極高的石英巖層中，晚元古宙的石英巖代表前達馬拉基底巖層之上的一次海進；②錳礦與霍馬斯海的洋殼擴張所引起的一次主海進有關，洋殼擴張開始截斷了大量陸源物質供給，形成外陸架深水環境?；赳R斯海開始截斷了主要的陸源供給．含Mn的溶液估計來自這個伴生盆地較深的部位，演化中的拉斑玄武質洋殼和與之相伴的熱液活動為含錳溶液提供了來源（圖5）。③鐵與錳的分離是在火山口附近通過含鐵賤金屬硫化物和含黃鐵礦頁巖的沉淀而實現的，可能存在側向遷移，發生了富含Mn和Fe的海水上升。這兩種金屬在海進和海退作用期間，在外陸架的氧化還原界面附近發生分異沉淀（圖5）；④冰期—間冰期的長短和由此而引起的海平面升降幅度是控制進入深水環境中陸源物質量多少的主要因素，影響氧化還原界面位置和沉積層序中Mn和Fe含量的變化。

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Geological Features of the Otjozondjupa Fe-Mn Deposit, Namibia

LIAO Zhi-hua ZHANG Zu-fei

(1-Chengdu University of Technology, Chengdu, 610059; 2-Geochemical Exploration Team, SBGEEMR, Deyang, Sichuan 618000)

The Otjozondjupa Fe-Mn deposit in Namibia lies in central southern zone of inland branch tape of the Late Proterozoic Damara Orogen. The Fe-Mn orebodies occur in stratified and stratoid form in quartzite of the Second Member of the Damara System. Black or grayish black ores have medium- and fine-grained metacrystal texture and massive and banded structures. Main ore minerals are goethite, magnetite, hematite and psilomelane. Vein minerals are quartz, plagioclase, gypsum and a small amount of garnet, biotite, and zircon. The study indicates that Fe-Mn sedimentation was related to transgression-regressive cycles.

Fe-Mn deposit; geological feature; Otjozondjupa, Namibia

P618.31、32

A

1006-0995（2017）02-0214-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.009

2016-07-13

廖芝華（1983-），男，貴州人，工程師，長期從事地質調查與礦產勘查開發工作