关于秀山大塘坡式锰矿风化淋滤作用的探讨

摘 要：地壳表面的岩石和矿石，在大气、水、生物等营力的机械和化学作用影响下，发生物理的、化学的以及生物化学的变化，原岩中活动性较大的物质，经过风化淋滤被地下水带至邻近的岩石中富集，这种地质作用称为风化淋滤作用。风化淋滤作用除由成矿元素的地球化学性质决定外，还需要有明显的地球化学屏障，主要是潜水运动的阻滞和物理化学环境的急剧改变。

关键词：秀山大塘坡式；锰矿；风化淋滤

中图分类号：TD861.2 文献标识码：A

1 秀山大塘坡式锰矿地质特征

重庆“大塘坡式”锰矿主要分布在七曜山断裂以东地区，上扬子陆块南部被动边缘褶冲带秀山穹褶束内。从南华纪开始，经历晋宁运动统一后罗迪尼亚超大陆开始裂解，扬子古大陆和华南古大陆间缝合处再次破裂，并保留了古华南洋残盆，裂解后扬子古陆自东向西发生大规模海侵，在还原环境的条件下，古陆边缘沉积了一套以含炭质水云母页岩为主的黑色含锰岩系地层，大塘坡锰矿即产于含锰岩系地层之底部。

在还原环境的条件下，其形成原生矿石属沉积菱锰矿石，原生菱锰矿石按其结构构造又可分为块状菱锰矿石、纹层状菱锰矿石；其地表亦见硬锰矿、软锰矿等次生氧化矿石。原生菱锰矿石和次生氧化矿石特征如下：

原生碳酸锰矿的矿石矿物，主要为菱锰矿（MnCO3），少量锰方解石；脉石矿物主要为水云母（少量绢云母）、有机质，次为方解石、绿泥石、黄铁矿、陆源的石英、长石等。

2 碳酸锰矿的风化淋滤作用

在热带和亚热带地区，由于气候炎热，雨量充沛，生物繁殖极快，因而化学风化作用和生物风化作用进行得十分强烈并不断向深部发展，岩石和矿物破坏和分解迅速，元素可发生大量迁移和富集，为锰矿的风化淋滤作用创造了条件。

自然大气中含有大量的二氧化碳，二氧化碳在常温时溶解与雨水中并达到气液相平衡后，雨水之PH值约为5.6，再加上大自然中其他酸性物质的影响，导致大自然的雨水是酸的。重庆是酸雨比较严重的地区。

碳酸锰生成后，受区内地壳运动的影响，曾先后数次被抬升进入渗透带，使当时沉积物的上部受到风化淋滤，天水为含氧的弱酸性介质，在弱酸性介质中碳酸锰发生部分溶解：

MnCO3+CO2+H2O= Mn（HCO3）2

锰质被溶解成Mn（HCO3）2后大量向下渗透。在沉积物又返回潜流带变为弱碱性环境时，一部分Mn（HCO3）2就沿被溶解的空隙充填及向粘土质胶结碎屑层中扩散、交代，形成栉壳状及似角砾状构造等；另一部分渗透到矿层下部，与含锰的CaCO3 进行交代和置换，生成含钙高的菱锰矿-钙菱锰矿：

Mn（HCO3）2+CaCO3=MnCO3+Ca（HCO3）2

3 菱锰矿风化淋滤在找矿中的应用

由于锰矿的风化淋滤作用，在渗透带地表原生菱锰矿氧化成软锰矿、硬锰矿等次生氧化矿石；同时，在酸雨的作用下发生部分溶解，Mn（HCO3）2呈溶液状态随地表水下渗到潜水面附近，潜流带为弱碱性还原环境，Mn（HCO3）2与含锰的CaCO3 进行交代和置换，重新生成菱锰矿。这样就形成锰矿地表原地贫化，而深部潜流带异地富集的锰矿风化淋滤地质现象。

在秀山大塘坡式锰矿分布的小茶园矿区平溪锰矿北段普查、笔架山矿区大坳坡锰矿普查过程中，见到地表部分槽探工程不见矿或单工程品位达不到最低工业指标要求的现象，但其深部钻探工程揭示均见到工业矿体，此乃风化淋滤作用造成地表锰矿原地贫化、深部异地富集的结果。

按照矿产勘查的基本原则，一般遵循由已知到未知、由浅到深、由稀到密的原则。由已知到未知、由浅到深就是说地表工程见矿情况下，以此为依据，再布置施工深部钻孔，以降低勘查风险。但在大塘坡式锰矿勘查过程中，如果简单的依据勘查原则，地表工程见矿不理想，就对工作区找矿前景加以否定，则往往造成漏矿。

综上所述，对于秀山大塘坡式锰矿的勘查，要因地制宜、全面研究工作区的古地理环境、沉积相、沉积建造、含锰岩系的岩性、厚度、Mn/Cr比值以及底板小冰碛层的地层结构、厚度等等，综合预测工作区的找矿前景，尤其是在地表工程部分见矿不理想情况下，综合研究尤其重要，否则造成实地有矿而勘查结果无矿的结局。

参考文献

[1]郭亮，等.重庆市秀山县平溪锰矿普查地质报告[R].重庆市地勘局607地质队，2008.

[2]高培德，等.重庆市秀山县大坳坡锰矿普查地质报告[R].重庆市地勘局607地质队，2010.

[3]王庆生，等.贵州锰矿地质[R].贵州人民出版社，1989.