錳礦床類型、特征及資源評(píng)價(jià)課件

第三章

錳礦床類型、特征及資源評(píng)價(jià)第一節(jié)錳礦資源概述第二節(jié)錳礦床主要類型及其特點(diǎn)第三節(jié)我國(guó)錳礦床地質(zhì)及找礦問(wèn)題第三章

錳礦床類型、特征及資源評(píng)價(jià)第一節(jié)錳礦資源概述第一節(jié)錳礦資源概述一、錳礦資源概況二、錳的成礦地質(zhì)作用第一節(jié)錳礦資源概述第一節(jié)錳礦資源概述

一、錳礦資源概況1.世界錳礦資源錳是鋼鐵工業(yè)的重要輔助原料，可以說(shuō)“無(wú)錳不成鋼”；全球錳礦石約36.30億噸（海洋錳結(jié)核除外），錳金屬量9.07億噸；地區(qū)分布不均衡，南非、前蘇聯(lián)占世界總儲(chǔ)量的80%。2.我國(guó)錳礦資源

1990年止，礦產(chǎn)地209處，探明礦石量6.48億噸，保有5.66億；主要分布于中南、西南地區(qū)，占國(guó)內(nèi)總儲(chǔ)量的86.4%。我國(guó)錳礦以中、小型居多，礦石質(zhì)量普遍差。其中：碳酸錳礦石3.94億噸；氧化錳礦石1.44億噸；金屬錳1.187億噸，居世界第五位。第一節(jié)錳礦資源概述一、錳礦資源概況二、錳的成礦地質(zhì)作用

風(fēng)化、沉積作用過(guò)程和火山作用過(guò)程可形成錳礦，內(nèi)生巖漿及熱液作用過(guò)程中一般不形成錳的獨(dú)立礦物，也不能形成錳礦化。沉積錳礦的規(guī)模大小不等，富集程度不同，一般海相沉積的錳礦規(guī)模大、且富集程度高二、錳的成礦地質(zhì)作用風(fēng)化、沉積作用過(guò)程和火山作用過(guò)程第二節(jié)錳礦床主要類型及其特點(diǎn)一、古海相沉積型錳礦床二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床三、風(fēng)化型錳礦床四、火山噴發(fā)—沉積型錳礦床

第二節(jié)錳礦床主要類型及其特點(diǎn)一、古海相沉積型錳礦床

海相沉積型錳礦床是當(dāng)前錳礦中已知的最重要成因類型。如：世界著名的前蘇聯(lián)尼科波爾（Nikopol）錳礦床、奇阿圖拉（Chiaturi）、墨西哥等地的錳礦床等均屬于此類。成礦時(shí)代：震旦紀(jì)、泥盆紀(jì)、三疊紀(jì)等我國(guó)著名的有遼寧瓦房子（震旦系）、湖南湘潭（震旦系）、廣西木圭（上泥盆統(tǒng)）、廣西下雷（泥盆統(tǒng)）、貴州遵義（二疊系）等礦床也屬于此類；成礦時(shí)代：主要在震旦紀(jì)、泥盆紀(jì)。一、古海相沉積型錳礦床海相沉積型錳礦床是當(dāng)前錳礦中已知的最重要成因1、礦床地質(zhì)特征（1）大地構(gòu)造環(huán)境這類礦床沿古陸邊緣呈帶狀分布，形成于海灣淺海陸棚地帶。（2）含礦巖系常由粉砂巖、粘土巖、硅質(zhì)巖或硅質(zhì)灰?guī)r組成，一般位于沉積間斷面之上的海侵層序下部或底部，層位較穩(wěn)定。（3）礦體特征礦體呈層狀或透鏡狀（4）礦石構(gòu)造礦石具有鮞狀、餅狀、塊狀構(gòu)造等。一、古海相沉積型錳礦床1、礦床地質(zhì)特征一、古海相沉積型錳礦床（4）礦石礦物特征原生碳酸錳礦：以菱錳礦和錳方解石為主；原生氧化錳礦：以軟錳礦、硬錳礦為主；原生－次生過(guò)渡型錳礦：水錳礦、硬錳礦、錳方解石及菱錳礦；上述，以氧化錳礦石質(zhì)量最佳，碳酸鹽錳礦石含S、P、Si等雜質(zhì)較多，但經(jīng)氧化后可變?yōu)橘|(zhì)量較好的次生氧化礦石。（4）礦床規(guī)模一般為中型、超大型，是當(dāng)前錳礦中已知最重要成因類型一、古海相沉積型錳礦床（4）礦石礦物特征一、古海相沉積型錳礦床2、海相沉積錳礦床亞類

按含錳巖系特征、錳礦石類型不同，有學(xué)者將海相沉積錳礦床分為四個(gè)亞類：⑴硅質(zhì)巖－泥質(zhì)巖－灰?guī)r型碳酸錳礦床⑵黑色頁(yè)巖型碳酸錳礦床⑶細(xì)碎屑巖氧化錳、碳酸錳礦床⑷白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r型氧化錳、碳酸錳礦床一、古海相沉積型錳礦床2、海相沉積錳礦床亞類一、古海相沉積型錳礦床

⑴硅質(zhì)巖－泥質(zhì)巖－灰?guī)r型碳酸錳礦床分布：大陸邊緣深海環(huán)境含礦巖系：以硅質(zhì)巖、泥質(zhì)巖及不純碳酸鹽巖類為主礦體：產(chǎn)于含礦巖系的泥質(zhì)或硅質(zhì)灰?guī)r段內(nèi)，呈多層產(chǎn)出；礦石礦物：主要為碳酸錳礦，規(guī)模以大、中型居多，礦例：廣西下雷錳礦床

⑵黑色頁(yè)巖型碳酸錳礦床分布：于地臺(tái)邊緣長(zhǎng)期凹陷區(qū)，屬近海淺水半封閉海灣或滯留盆地環(huán)境沉積；含礦巖系：黑色炭質(zhì)頁(yè)巖、粘土巖夾灰?guī)r、白云巖透鏡體，有時(shí)夾劣質(zhì)煤或雞窩狀石煤；礦體：呈層狀、扁豆?fàn)睿V石類型為碳酸錳型，常伴生有星散狀黃鐵礦，規(guī)模中型居多；礦例：湖南湘潭錳礦床一、古海相沉積型錳礦床⑴硅質(zhì)巖－泥質(zhì)巖－灰?guī)r型碳酸錳礦床一、古海相沉積型錳礦床⑶細(xì)碎屑巖氧化錳、碳酸錳礦床形成環(huán)境：古陸邊緣淺海環(huán)境含礦巖系：為雜色粉砂巖或粉沙質(zhì)頁(yè)巖、夾泥灰?guī)r、灰?guī)r；錳礦層：產(chǎn)于碎屑巖和碳酸鹽巖過(guò)渡帶礦體：呈透鏡體狀原生礦石：為氧化錳＋碳酸錳兩種構(gòu)造：條帶、塊狀、鮞狀及球狀構(gòu)造等；礦例：遼寧瓦房子錳礦床⑷白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r型氧化錳、碳酸錳礦床－含礦巖系為白云巖、粉砂質(zhì)白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r；－礦體呈層狀，礦石以菱錳礦為主；－礦石組構(gòu)為條帶狀、塊狀構(gòu)造，豆?fàn)睢Ⅴb狀結(jié)構(gòu)；礦例：云南白顯錳礦床一、古海相沉積型錳礦床⑶細(xì)碎屑巖氧化錳、碳酸錳礦床一、古海相沉積型錳礦床尼科波爾（Nikopol）錳礦床剖面圖（據(jù)Stanton等，1972）1.氧化錳礦石；2.氧化錳、碳酸錳混合礦石；3.碳酸錳礦石；4.砂；5.粉砂；6.粘土；7.泥灰?guī)r；8.煤；9.結(jié)晶基底實(shí)例：前蘇聯(lián)尼科波爾（Nikopol）錳礦床尼科波爾（Nikopol）錳礦床剖面圖（據(jù)Stanton等，形成環(huán)境：第三紀(jì)內(nèi)陸的凹陷或?yàn)I海的盆地和瀉湖中；沉積間斷面之上的海侵層序下部或底部。礦體形態(tài)：簡(jiǎn)單，很薄的透鏡狀，與圍巖整合接觸；含錳巖系：是砂巖、粉砂巖、粘土巖、海綠石層、泥灰?guī)r和灰?guī)r；礦石：氧化錳礦石為主，其次是碳酸錳礦石和氧化錳-碳酸錳混合礦石實(shí)例：前蘇聯(lián)尼科波爾（Nikopol）錳礦床形成環(huán)境：第三紀(jì)內(nèi)陸的凹陷或?yàn)I海的盆地和瀉湖中；沉積間斷面之實(shí)例：遼寧瓦房子錳礦床遼寧瓦房子錳礦床剖面圖（轉(zhuǎn)引自姚鳳良等，1983）1.震旦紀(jì)石灰?guī)r、頁(yè)巖、白云巖；2.震旦紀(jì)含錳巖系；3.下寒武統(tǒng)頁(yè)巖；4.中寒武統(tǒng)灰?guī)r、頁(yè)巖；5.上寒武統(tǒng)石灰?guī)r實(shí)例：遼寧瓦房子錳礦床遼寧瓦房子錳礦床剖面圖（轉(zhuǎn)引自姚鳳良等(1)含錳巖系屬于震旦系，層位相當(dāng)穩(wěn)定，其中含有三層錳礦層：上層：情況更差，礦餅小而零星；中層：礦多由較小的礦餅群組成；下層：礦由較大的礦餅群組成，質(zhì)量也較好；上述礦體實(shí)際上是由眾多的大小不等、斷斷續(xù)續(xù)和重疊分布的透鏡體，俗稱為“礦餅群“組成；單個(gè)礦餅長(zhǎng)度一般在五米以內(nèi)，厚度在0.5米以內(nèi)。（2）礦石原生礦石：分氧化錳礦石和碳酸錳礦石兩種。實(shí)例：遼寧瓦房子錳礦床(1)含錳巖系實(shí)例：遼寧瓦房子錳礦床A、氧化錳礦石：以水錳礦為主，呈鮞狀、塊狀等構(gòu)造，含錳高；B、碳酸錳礦石：以菱錳礦和錳方解石為主，含錳低，呈塊狀、竹葉狀、云霧狀等構(gòu)造。次生氧化礦石

碳酸錳礦石在地表和近地表處往往被氧化成多孔狀次生氧化礦石，當(dāng)?shù)胤Q之為“花礦”，經(jīng)風(fēng)化后生成的“花礦”的Mn含量，要比原生碳酸錳礦石的Mn的含量大為提高；礦物成分主要是軟錳礦和硬錳礦，伴生礦物為碳酸鹽、蛋白石、玉髓等。實(shí)例：遼寧瓦房子錳礦床A、氧化錳礦石：以水錳礦為主，呈鮞狀、塊狀等構(gòu)造，含錳高；實(shí)二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床

自1870年挑戰(zhàn)者探險(xiǎn)隊(duì)首次于海底發(fā)現(xiàn)錳質(zhì)結(jié)核以來(lái)，許多學(xué)者對(duì)其成因、分布進(jìn)行過(guò)大量的研究工作。錳結(jié)核中除了Cu、Co、NI、Mn可供利用外，還含有Fe、Ba、Zn和Mo等20余種有用金屬，還濃集了10余種稀有元素及放射性元素（如鈾、鈰、鈮等）。估計(jì)錳資源量超過(guò)3萬(wàn)億噸；大洋錳結(jié)核是世界上潛在的巨大金屬寶庫(kù)，錳結(jié)核儲(chǔ)量估計(jì)就有16000多億噸，約含有Mn＝2000億噸、Co＝30億噸、Ni＝90億噸、Cu＝50億噸；它相當(dāng)于陸地礦山中儲(chǔ)有量的200、3000、600、50倍（Mero，1965）。太平洋的克拉里昂和克里伯頓斷裂帶之間的區(qū)域，錳結(jié)核遠(yuǎn)景儲(chǔ)量達(dá)150億噸，而且仍以每年1000多萬(wàn)噸的速度增長(zhǎng)。二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床自1870世界洋底錳結(jié)核分布圖（據(jù)Glasby等，1976簡(jiǎn)化）×為巖芯取樣位置，●為挖泥船取樣位置

1、錳結(jié)核分類①陸源碎屑沉積物型（北冰洋、波羅的海、白海、巴倫支海、卡拉海等）；②陸源碎屑－火山物質(zhì)型：產(chǎn)在大型海盆地（大西洋、印度洋和太平洋）③海底熱液型：產(chǎn)在局限海或開闊海，東太平洋山脈附近的海底，錳結(jié)核的分布明顯地與海底熱梯度較大的地帶有關(guān)。世界洋底錳結(jié)核分布圖（據(jù)Glasby等，1976簡(jiǎn)化）1、錳1、形態(tài)大小

外形呈球狀、渾圓狀，半球狀、板狀、皮殼狀、餅狀及不規(guī)則狀，表面呈黑色至黃褐色，含鐵高者呈紅褐色，孔隙度很高，比重只有2~3；大小不一，一般直徑在0.5~0.25cm左右者為多，個(gè)別大者可達(dá)1m以上；二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床1、形態(tài)大小二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床2、組成主要由核心碎屑物和含礦外殼組成。核心碎屑物——主要為熔巖及火山碎屑巖的碎屑，尤其以晶屑、玻屑和玄武質(zhì)凝灰?guī)r的巖屑占優(yōu)勢(shì)，有時(shí)還見有浮巖、火山彈，以及各種生物殘骸，如魚類牙齒、小骨、有孔蟲、貝殼等，含礦外殼成分——很不均勻，不同成分的層圍繞碎屑核心組成薄薄的同心圓或同心圓球狀構(gòu)造，個(gè)別的含礦外殼發(fā)育有復(fù)雜的膠狀、樹枝狀和溶蝕狀結(jié)構(gòu)。二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床2、組成二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床3、化學(xué)成分

大洋錳結(jié)核的物質(zhì)組成特點(diǎn)是化學(xué)成分和礦物復(fù)雜，結(jié)核中含有70多種元素，40多種礦物。錳結(jié)核的化學(xué)成分見表9-1。二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床3、化學(xué)成分二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床4、礦物組成和形態(tài)結(jié)核中主要的錳礦物有鋇鎂錳礦、水羥錳礦和鈉水錳礦3種，以鋇鎂錳礦為主，另有報(bào)道還有硬錳礦、軟錳礦、纖鋅礦、鉀錳礦、水黑錳礦、復(fù)水錳礦、褐錳礦等。鐵礦物主要是針鐵礦和赤鐵礦，此外還有纖鐵礦、磁赤鐵礦等。脈石礦物主要是石英、鈣十字沸石、伊利石、蒙脫石、高嶺石等，另有報(bào)道還含有長(zhǎng)石、輝石、角閃石、金紅石、重晶石、榍石等。礦物粒度極其微細(xì)（微米級(jí)、亞微米級(jí)和納米級(jí)）；礦物的結(jié)晶程度差，許多元素是以類質(zhì)同象或隱晶質(zhì)的形式存在的。二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床4、礦物組成和形態(tài)二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床錳結(jié)核的開發(fā)利用問(wèn)題從20世紀(jì)80年代以來(lái)，美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)、日本、德國(guó)、比利時(shí)、意大利、瑞典、荷蘭、挪威、印度、加拿大、澳大利亞、韓國(guó)等國(guó)家紛紛卷入錳結(jié)核的勘探活動(dòng)。美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)礦產(chǎn)企業(yè)組成的跨國(guó)公司，取得日產(chǎn)錳結(jié)核300一500噸的開采成績(jī)。在冶煉技術(shù)方面，美、法、德等國(guó)也都建成了日處理錳結(jié)核80噸以上的試驗(yàn)工廠?？傊i結(jié)核的開采、冶煉，在技術(shù)上已不成問(wèn)題，一旦經(jīng)濟(jì)上有利，便可形成新的產(chǎn)業(yè)，進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)。

二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床錳結(jié)核的開發(fā)利用問(wèn)題二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床

我國(guó)大洋錳結(jié)核資源開發(fā)狀況自上個(gè)世紀(jì)70年代以來(lái)，相繼開展了大洋海底資源的勘查活動(dòng)，制定了大洋多金屬結(jié)核資源調(diào)查開發(fā)研究計(jì)劃。海洋調(diào)查船“向陽(yáng)紅5”號(hào)、“海洋4”號(hào)、“大洋1”號(hào)、“向陽(yáng)紅16”號(hào)、“向陽(yáng)紅9”號(hào)等先后在太平洋赤道水域、中太平洋海盆和東太平洋海盆進(jìn)行了數(shù)十個(gè)航次的科學(xué)考察；調(diào)查面積達(dá)200萬(wàn)平方千米，采用地質(zhì)取樣、海底照相、多頻探測(cè)、單道地震測(cè)量、重力測(cè)量、磁力測(cè)量、CTD測(cè)量等方法，在北緯7°～13°，西經(jīng)138°～157°的范圍內(nèi)圈出了有足夠的商業(yè)價(jià)值的30萬(wàn)平方千米的申請(qǐng)區(qū)。其中：15萬(wàn)Km2的區(qū)域作為國(guó)際海底管理局的保留區(qū)，15萬(wàn)Km2的區(qū)域?yàn)槲覈?guó)的開辟區(qū)。二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核礦床我國(guó)大洋錳結(jié)核資源開發(fā)狀況二、現(xiàn)代深海沉積錳結(jié)核三、風(fēng)化型錳礦床1、風(fēng)化型錳礦床風(fēng)化型錳礦床是各種原生錳礦或含錳巖石經(jīng)地表氧化和淋濾等表生作用形成的，在我國(guó)錳礦總量中占15.65%，居第二位。按形成方式和鏟除部位的不同分為：錳帽型淋積型殘積型其中，以錳帽型礦床的工業(yè)價(jià)值最大。三、風(fēng)化型錳礦床1、風(fēng)化型錳礦床

該類礦床成礦發(fā)生于淺海盆地中火山噴發(fā)氣后或火山噴發(fā)間歇期，成礦物質(zhì)來(lái)自火山噴發(fā)的噴氣或熱液，然后經(jīng)沉積作用形成，有中酸性和基性兩類。含礦巖系：粗面-流紋巖、海相沉積碎屑巖和碳酸鹽巖，常見硅質(zhì)巖-碧玉組分。礦體：呈層狀，多產(chǎn)于碎屑巖或碎屑巖向碳酸鹽過(guò)渡帶，礦石礦物為氧化錳或碳酸錳；典型礦例：陜西黎家營(yíng)。四、火山噴發(fā)—沉積型錳礦床

該類礦床成礦發(fā)生于淺海盆地中火山噴發(fā)氣后或火第三節(jié)我國(guó)錳礦地質(zhì)、資源評(píng)價(jià)和找礦問(wèn)題一、錳礦床時(shí)、空分布規(guī)律二、錳礦資源特點(diǎn)三、錳礦資源保證程度及找礦方向第三節(jié)我國(guó)錳礦地質(zhì)、資源評(píng)價(jià)和找礦問(wèn)題一、錳礦床時(shí)、空分一、錳礦床時(shí)、空分布規(guī)律1、成礦時(shí)代：從元古代至新生代均有，主要有中-晚元古代；泥盆紀(jì)；二疊紀(jì)；三疊紀(jì)及第四紀(jì)。2、重要成礦區(qū)：空間上五個(gè)區(qū)①燕遼區(qū)：華北地臺(tái)北緣裂陷帶，屬海相沉積型，占6.5%；②湘黔川鄂成礦區(qū)：揚(yáng)子地臺(tái)南緣，屬海相沉積型，占33%；③桂西南成礦區(qū)：左江褶皺帶，屬海相沉積型、風(fēng)化型，占37%；④湘桂粵閩成礦區(qū)：表生風(fēng)化型為主，占16%；⑤黔中-滇東南