和景陽，肖加飛

(1.中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州　貴陽　550002；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京　100083)

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貴州東部南華紀(jì)大塘坡早期古地理環(huán)境控錳作用探討

和景陽1，2，肖加飛1

(1.中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽550002；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083)

貴州東部及鄰區(qū)的南華紀(jì)沉積錳礦是我國重要的錳礦資源之一，具有較大的找礦潛力，但其成礦作用至今仍存在爭議。本文在前人研究基礎(chǔ)上，從古地理、古環(huán)境兩方向分別介紹了貴州東部及鄰區(qū)大塘坡早期古地理環(huán)境及其控礦作用的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了古地理環(huán)境在錳礦成礦過程中的控礦作用，認(rèn)為古地理環(huán)境控制著錳礦的成礦物質(zhì)來源、遷移富集、沉淀成礦成巖等過程。分析認(rèn)為現(xiàn)階段南華紀(jì)大塘坡早期古地理、古環(huán)境及其控礦作用研究的系統(tǒng)性、綜合性仍顯不足。在系統(tǒng)研究古地理、古環(huán)境的基礎(chǔ)上，將古地理環(huán)境各因素置于統(tǒng)一的成礦環(huán)境體系中，綜合考慮南華紀(jì)大塘坡早期古地理、古海洋環(huán)境、古生物、海平面變化、海底同生斷裂及火山活動(dòng)等因素的耦合作用，來探討錳礦的古地理環(huán)境綜合控礦作用，不失為一種可行的研究思路。

古地理環(huán)境；控礦作用；海相沉積錳礦；大塘坡早期；貴州東部

南華紀(jì)海相沉積錳礦是我國最重要的錳礦資源之一[1，2]，主要分布在貴州東部、湖南中西部、重慶東南部以及湖北的長陽古城等地區(qū)。在貴州東部及鄰區(qū)，錳礦主要賦存在南華系大塘坡組第一段的黑色炭質(zhì)頁巖中，又稱為“大塘坡式”錳礦。目前已發(fā)現(xiàn)楊立掌、大屋、大塘坡、道坨、西溪堡、民樂等大中型錳礦床(圖1B)，其中道坨錳礦為2010年新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)全隱伏超大型碳酸錳礦床[3，4]，顯示出較大的找礦潛力。但由于其成礦作用較為復(fù)雜，先后形成了多種成因認(rèn)識(shí)，如生物成因[5，6]、熱水沉積[7]、重力流沉積[8]、多源、生物-濁流沉積[9]、蓋帽碳酸鹽巖沉積[10]、海底火山噴發(fā)-沉積[11]、冷泉碳酸鹽巖沉積[12，13]等。然而，無論如何，海相沉積礦床中礦質(zhì)的沉淀和富集“很大程度上都決定于盆地的構(gòu)造背景、盆地演化、古地理環(huán)境以及元素地球化學(xué)性質(zhì)等”[14]，南華紀(jì)沉積錳礦的古地理環(huán)境控礦作用也得到較多學(xué)者的關(guān)注[5-6，14-20]。本文從古地理環(huán)境角度出發(fā)，總結(jié)南華紀(jì)沉積錳礦古地理環(huán)境及其控礦作用的研究現(xiàn)狀，分析存在問題及爭論焦點(diǎn)，為錳礦的礦床成因研究提供新的思路。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

貴州東部及鄰區(qū)跨越上揚(yáng)子地塊和江南造山帶(圖1A)，其新元古代地層屬于揚(yáng)子區(qū)的湘桂次級(jí)盆地沉積[21]。在構(gòu)造演化上，該區(qū)是一個(gè)以中、新元古界淺變質(zhì)巖系為基底的復(fù)雜褶皺帶，伴隨著揚(yáng)子古陸、華夏古陸的匯聚碰撞形成華南板塊，以及華南板塊內(nèi)部的裂解和匯聚，該區(qū)經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[14，22]。新元古代早期，武陵運(yùn)動(dòng)使揚(yáng)子板塊與華夏板塊匯聚碰撞，形成了區(qū)內(nèi)的第一個(gè)構(gòu)造不整合界面[22]。隨著Rodinia超大陸的裂解，使華南新元古代裂谷系在約820Ma開始開啟，并在華南新元古代裂谷的湘桂次級(jí)盆地內(nèi)沉積了以青白口系板溪群/下江群/丹洲群為代表的裂谷系楔狀地層，代表了漸變拉張、快速充填的裂谷發(fā)育階段[21，23]。雪峰運(yùn)動(dòng)后，研究區(qū)部分抬升為陸，大致以沿河、石阡、都勻連線為界，西部為強(qiáng)烈切割的山區(qū)，東部為湘黔桂海，海水由東南侵入[24]，研究區(qū)進(jìn)入穩(wěn)定拉張的被動(dòng)大陸邊緣階段。江紹縫合帶的左行走滑，使得該區(qū)發(fā)育一系列北東向同生轉(zhuǎn)換拉張斷裂及地塹-地壘構(gòu)造[14，25]。長安冰期結(jié)束后，海平面逐漸上升，在大塘坡間冰期，沿北東向斷裂控制的沉積盆地內(nèi)沉積了一套黑色炭質(zhì)頁巖建造[26]。

圖1貴州東部及鄰區(qū)構(gòu)造位置[27](A)及主要南華紀(jì)錳礦分布圖[19，28-29，4](B)

Fig.1Tectonic setting of eastern Guizhou and its adjacent areas (A) (modified from Shu Liangshu, 2012) and distribution of the Nanhuan manganese deposits (B) (after Qin Ying et al., 2005; Yang Ruidong et al., 2010; Fu Shengyun et al., 2011; Zhu Xiangkun et al., 2013)

2　大塘坡組第一段地質(zhì)特征

南華系大塘坡組通常據(jù)巖性劃分為兩段，其中第一段為黑色炭質(zhì)頁巖巖系，對(duì)應(yīng)于大塘坡早期沉積，因其有錳礦層產(chǎn)出又被稱為“含錳巖系”，屬含錳黑色頁巖系[1]。巖性主要為黑色炭質(zhì)頁巖、含錳炭質(zhì)頁巖及凝灰?guī)r夾層，局部夾有白云巖透鏡體，含有藻類、菌類和凝源類化石，富含有機(jī)碳和黃鐵礦[15]。多位學(xué)者從底部的凝灰?guī)r中獲得的鋯石U-Pb年齡介于660～670Ma之間[30-32]，初步限定了南華系大塘坡組的下限年齡。此外，在含錳巖系底部常夾有1～3層菱錳礦礦體，呈層狀、似層狀和透鏡狀，厚度變化較大，一般為0.5～12m；品位為10%～30%，平均為21%，礦層的厚度、品位與含錳巖系的厚度存在著較強(qiáng)的正相關(guān)性，表現(xiàn)出顯著的地層控礦性[33]。

3　古地理環(huán)境控礦作用研究現(xiàn)狀

對(duì)于研究區(qū)內(nèi)南華紀(jì)大塘坡早期的古地理環(huán)境及其控礦作用研究，許多學(xué)者做了大量的工作。總的來看，主要有兩個(gè)研究方向：第一個(gè)是通過沉積相研究，分析巖相組合及橫向變化規(guī)律，恢復(fù)大塘坡早期的沉積環(huán)境和古地理格局；另一個(gè)是根據(jù)地球化學(xué)特征，利用巖石地球化學(xué)方法分析大塘坡早期的海洋古環(huán)境條件，包括古氣候、古溫度、古鹽度、氧化還原條件以及生物有機(jī)質(zhì)作用、海底熱水活動(dòng)等?，F(xiàn)將兩方面的研究現(xiàn)狀分別介紹如下。

3.1古地理

關(guān)于研究區(qū)大塘坡早期的古地理研究，比較有代表性的是上世紀(jì)八十年代王硯耕等[15]、劉巽鋒等[5-6]的工作。前者將大塘坡早期的海相沉積環(huán)境劃分為濱岸相和斜坡相，斜坡相又劃分為脊內(nèi)坡上局限盆地、構(gòu)造脊、脊外斜坡相和深水盆地相(圖2A)，認(rèn)為受北東向構(gòu)造脊圍限的脊內(nèi)局限盆地是主要的聚錳環(huán)境；后者將大塘坡早期的濱-淺海相帶劃分為腐泥-藻席坪相、近岸局限淺海相、近岸開闊淺海相和陸棚淺海相(圖2B)，認(rèn)為主要聚錳環(huán)境是受若干古島障壁作用形成的近岸局限淺海環(huán)境，其中以藻類生長的潮坪環(huán)境為最宜，其次為藻類繁殖的濱岸海灣或淡化潟湖環(huán)境。雖然兩者的巖相古地理研究明顯結(jié)果不同，但均認(rèn)為貴州東北部松桃縣境內(nèi)及鄰區(qū)的沉積環(huán)境較為局限，是有利的聚錳環(huán)境。劉寶珺等[14]也對(duì)研究區(qū)內(nèi)南華紀(jì)大塘坡期的巖相古地理格局進(jìn)行了研究。

圖2貴州東部及鄰區(qū)南華紀(jì)大塘坡早期的古地理格局(圖A據(jù)王硯耕等[15]，1985，有改動(dòng)；圖B據(jù)劉巽鋒等[5-6]，1983，1989，有改動(dòng))

Fig.2Palaeogeographic framework of eastern Guizhou and its adjacent areas during the early Datangpoan (A: modified from Wang Yangeng et al., 1985; B: Liu Xuanfeng et al., 1983,1989)

隨后，該區(qū)域特別是黔湘渝“錳三角”所在的貴州東北及鄰區(qū)的古地理環(huán)境研究受到更多學(xué)者的關(guān)注。何惠中和劉金山[34]在研究湖南民樂錳礦時(shí)，指出成礦期的古地理環(huán)境是一個(gè)靠近古陸邊緣的海灣潟湖，屬于有障壁島的海濱濁水沉積。夏文杰和雷建喜[35]則認(rèn)為大塘坡組錳礦形成于受一系列北東向障壁島圍限的潮坪-潟湖環(huán)境，并指出錳的富集成礦成巖與沉積環(huán)境的封閉性及藻類的生命活動(dòng)密切相關(guān)。

進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代后，何明華[17-18]認(rèn)為菱錳礦為海相自生碳酸鹽巖，橫向上與白云巖屬過渡關(guān)系，因此，根據(jù)海相碳酸鹽巖沉積模式建立起貴州東北及鄰區(qū)大塘坡早期的古地理格局(圖3A)。自北西向東南依次為潮間潟湖、灘后潮坪、臺(tái)緣淺灘、臺(tái)緣斜坡、局限淺海陸棚及潮下陸棚隆起帶、開闊陸棚、局限深水陸棚環(huán)境，呈北東向有序分布。在這些沉積環(huán)境中，局限淺海陸棚的沉積基面位于碳酸鹽溶解界面之上，潛在容納空間大，受潮下陸棚隆起帶阻滯，底層水介質(zhì)穩(wěn)定，有利于碳酸錳的穩(wěn)定淀出和聚集，是尋找大中型錳礦床的最佳相帶；而較淺的潟湖臺(tái)地、臺(tái)緣淺灘、臺(tái)緣斜坡環(huán)境和較深的局限深水陸棚，則不利于成礦，前者水體動(dòng)蕩，不利于錳的聚集，后者深度較大，不利于碳酸錳的沉淀。覃英等[19]、向文勤等[20]也提出了類似的觀點(diǎn)。而黃道光等[36]、牟軍等[37]則認(rèn)為大塘坡早期整體為一半局限淺海陸架盆地環(huán)境，并進(jìn)一步劃分出3種沉積微相環(huán)境，即盆地中心微相、盆地外圍微相和水下隆起帶微相(圖3B)，錳礦幾乎全部分布在陸架盆地的中心及其附近。

此外，在成錳盆地構(gòu)造演化方面，多數(shù)學(xué)者均認(rèn)為南華紀(jì)成錳盆地的形成與新元古代Rodinia超大陸的裂解作用密切相關(guān)，區(qū)域上礦床多分布在由北東、北東東向同生斷裂控制的地塹或半地塹盆地中[14，21，25，38](圖4A)。研究區(qū)內(nèi)錳礦的分布受北東-北東東向的古構(gòu)造控制，表現(xiàn)出較明顯的等距性和方向性[19-20](圖4B)。

圖3貴州東北及鄰區(qū)南華紀(jì)大塘坡早期古地理格局(A)及松桃-印江地區(qū)大塘坡早期沉積微相環(huán)境劃分(B)(古地理格局據(jù)何明華[17-18]，1993，2001，有改動(dòng)；沉積微相環(huán)境劃分據(jù)牟軍等[37]，2014)

Fig.3Palaeogeographic framework of northeastern Guizhou and its adjacent areas during the early Datangpoan (A) and division of the sedimentary microfacies in the Songtao-Yinjiang region during the early Datangpoan (A: modified from He Minghua, 1993, 2001; B: after Mou Jun et al., 2014)

圖4貴州東部及鄰區(qū)南華紀(jì)沉積錳礦構(gòu)造背景(A)及早南華世古斷裂與成錳盆地分布圖(B)(構(gòu)造背景圖據(jù)侯宗林等[25]，1996，有改動(dòng)；分布圖據(jù)覃英等[19]，2005；向文勤等[20]，2013；朱祥坤等[4]，2013)

Fig.4Tectonic setting of the Nanhuan sedimentary manganese deposits (A) and distribution of early Nanhuan faults and manganese-forming basins (B) in eastern Guizhou and its adjacent areas (A: modified from Hou Zonglin et al., 1996; B: after Qin Ying et al., 2005; Xiang Wenqin et al., 2013; Zhu Xiangkun et al., 2013)

3.2古環(huán)境

南華系大塘坡組是華南新元古代長安冰期和南沱冰期之間的地層單位，代表溫暖氣候下的間冰期沉積[31]。南華紀(jì)地層的古地磁資料[15，24，34，39]和巖石的CIA指數(shù)[40-42]表明，大塘坡期研究區(qū)處于較低緯度，巖石化學(xué)風(fēng)化程度相對(duì)較高，古氣候條件為熱帶—亞熱帶濕潤氣候[34]，這也與含錳巖系中富含有機(jī)碳和藻菌類化石的特征相吻合[5-6，15，34-35，43-44]。

關(guān)于海水的古溫度、古鹽度也有一定的研究[6，15-16，34，44-47]，其中對(duì)于古溫度關(guān)注較多，總體上前后存在兩種認(rèn)識(shí)。二十世紀(jì)八十年代，持生物成因觀點(diǎn)的學(xué)者認(rèn)為成礦環(huán)境為生物較發(fā)育的潮坪-潟湖環(huán)境，溫度接近或稍高于常溫[6，34，44]，主要取決于氣候條件。進(jìn)入九十年代后，隨著熱水成因觀點(diǎn)的興起，較多的研究資料發(fā)現(xiàn)古海水溫度和成礦溫度均較高，受熱水活動(dòng)的影響較大。根據(jù)碳、氧穩(wěn)定同位素?fù)Q算出的古海水溫度在50～60℃左右[7，47]，而據(jù)原生石英包裹體、瀝青反射率以及生物標(biāo)志物獲得的成礦環(huán)境溫度在200℃左右[7，45-46]，表明成礦環(huán)境中存在明顯的熱水活動(dòng)。

pH、Eh是影響錳質(zhì)沉淀的重要因素。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，菱錳礦的形成需要一個(gè)堿性的還原環(huán)境[5-6，16，35，43]，菱錳礦以碳酸鹽形式直接沉淀，即菱錳礦屬自生碳酸鹽巖[5-6，8，10，12-13，34-35，43]。近幾年來，一些學(xué)者提出了一種新的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為成礦階段水體較為氧化，錳以氧化物或氫氧化物的形式沉淀，然后在水巖界面之下的缺氧環(huán)境中經(jīng)細(xì)菌的硫酸鹽還原作用轉(zhuǎn)化為菱錳礦，即菱錳礦石在早期成巖過程中轉(zhuǎn)化而來[4，48-51]。

生物有機(jī)質(zhì)和海底熱水活動(dòng)在與黑色頁巖相關(guān)的沉積礦床中具有重要作用[52-54]，對(duì)于南華紀(jì)沉積錳礦亦是如此，分別形成生物成因和熱水沉積成因理論。生物成因理論強(qiáng)調(diào)生物有機(jī)質(zhì)在成礦中的作用，認(rèn)為南華紀(jì)的大氣圈具有富CO2貧O2的特征，海水中含較多CO2而偏酸性，錳進(jìn)入藻席坪環(huán)境后便以可溶性的Mn(HCO3)2存在。藻類一方面通過吸附作用使錳質(zhì)一定程度的富集[6]，另一方面通過光合作用以及成巖過程中的有機(jī)質(zhì)降解，改變沉積環(huán)境，促進(jìn)菱錳礦的沉淀[5-6，16，35，43]。同時(shí)，一些學(xué)者也認(rèn)為細(xì)菌等微生物在促使錳的氧化沉淀方面具有重要作用[15]。熱水沉積成因則較注重海底熱水活動(dòng)對(duì)成礦物質(zhì)來源的貢獻(xiàn)作用，認(rèn)為海底熱水?dāng)y帶了大量的錳質(zhì)進(jìn)入到較局限的水體中，經(jīng)藻菌類等微生物的生物和生物化學(xué)作用，促使錳的沉淀成礦[7]。而且，錳質(zhì)的熱水來源也得到大量的礦床地質(zhì)、地球化學(xué)資料的驗(yàn)證[28，45-47，55-57]。而海底火山活動(dòng)也可能提供了部分成礦物質(zhì)[11]。此外，周琦等[12-13]認(rèn)為在成錳盆地中心存在古天然氣滲流系統(tǒng)，并繁殖以甲烷為生的微生物，使?jié)B流出的甲烷發(fā)生厭氧氧化，產(chǎn)生的HCO3-與滲漏溢出的富錳氣液中的Mn2+結(jié)合形成菱錳礦，與海水中的Mg2+結(jié)合形成白云巖，即含錳巖系中的菱錳礦和白云巖均為冷泉碳酸鹽巖[13]。

4　控礦作用認(rèn)識(shí)

古地理環(huán)境在南華紀(jì)沉積錳礦的成礦過程中具有重要的控制作用，主要表現(xiàn)在錳的成礦物質(zhì)來源、遷移富集、沉淀成礦成巖等方面。

(1)大塘坡早期的古地理格局控制著錳質(zhì)的遷移富集，具有一定局限性、水動(dòng)力條件較弱的沉積環(huán)境是有利的聚錳環(huán)境，而較開闊的沉積環(huán)境，由于水動(dòng)力較強(qiáng)，不利于錳質(zhì)的遷移富集。貴州東北部及鄰區(qū)由于受構(gòu)造脊[15]或障壁古島[5-6]的圍限，沉積環(huán)境較為局限，為研究區(qū)內(nèi)最重要的成錳區(qū)域(圖1B)。而貴州東南部的沉積環(huán)境較為開闊，聚錳條件差，僅有少量的錳礦床產(chǎn)出(圖1B)。同時(shí)，在主要的成錳區(qū)域中，還由于沉積微相的差異而表現(xiàn)出不同的控礦特征，錳礦多分布在特定的沉積微相中[17-19，36-37]。總而言之，沉積環(huán)境的局限性是形成錳礦的古地理前提條件。

(2)由海底同生斷裂及海底火山噴發(fā)導(dǎo)致的熱水活動(dòng)，可能提供了大量的成礦物質(zhì)[7，11]。而錳礦床本身的地質(zhì)、地球化學(xué)特征以及成錳盆地的構(gòu)造特征也從側(cè)面說明了錳礦的形成與海底的熱水活動(dòng)密切相關(guān)[14，24-25，28，46-47，56-57]。

(3)生物有機(jī)質(zhì)在促進(jìn)錳質(zhì)的沉淀成礦方面具有重要的作用?？赡鼙憩F(xiàn)為3個(gè)方面：通過藻類的吸附作用使錳質(zhì)一定程度地富集[6]；通過藻類的光合作用以及成巖過程中的有機(jī)質(zhì)降解，改變沉積環(huán)境，促使錳質(zhì)沉淀成巖[16，43]；部分細(xì)菌可以使錳質(zhì)發(fā)生氧化沉淀[15]。

(4)海洋古環(huán)境中的各種物化條件，特別是氧化還原條件，是影響錳質(zhì)沉淀及沉淀形式的重要因素[6，49-50]。

5　存在問題與建議

雖然我們得出了一些關(guān)于南華紀(jì)沉積錳礦古地理環(huán)境控礦作用的認(rèn)識(shí)，但這對(duì)于錳礦的成因研究仍略顯不足，現(xiàn)階段錳礦的古地理環(huán)境控礦作用研究仍存在下列一些問題。

(1)研究區(qū)在南華紀(jì)大塘坡早期的沉積環(huán)境和巖相古地理格局仍存在爭論。首先表現(xiàn)為巖相古地理的劃分，雖然古地理界線大致相似，但具體的沉積相類型差別較大。古地理重建并未綜合考慮古生物、構(gòu)造、盆地演化等因素，使古地理研究結(jié)果具有一定的片面性。其次是關(guān)于貴州東北部主要聚錳環(huán)境的局限條件，存在障壁古島圍限與構(gòu)造脊圍限兩種觀點(diǎn)。此外，對(duì)于主要聚錳環(huán)境的沉積微相劃分，分歧頗大，實(shí)際上含錳巖系及上下地層均以陸源碎屑沉積物占絕對(duì)優(yōu)勢，而建立在海相碳酸鹽巖模式之上的古地理格局是否合適，還需要更多探討。

(2)在古環(huán)境的研究中，也存在許多問題與爭論。首先，對(duì)研究區(qū)內(nèi)大塘坡早期的古海洋環(huán)境目前還沒有較為系統(tǒng)性的研究，現(xiàn)階段的古環(huán)境研究較為分散，未綜合考慮構(gòu)造背景演化、海平面變化、生物演化等各因素。其次，現(xiàn)階段的古環(huán)境研究程度有待進(jìn)一步的深入。第一，對(duì)于古鹽度、古溫度的研究，主要是基于菱錳礦和白云巖的碳氧同位素或著微量元素比值來判斷，但這是建立在菱錳礦為自生碳酸鹽的基礎(chǔ)之上，而目前關(guān)于菱錳礦的具體成因還未定論。含錳巖系中有機(jī)質(zhì)經(jīng)歷了成巖埋深后的成熟演化，而根據(jù)生物標(biāo)志物、瀝青反射率得到的溫度是否代表沉積時(shí)的環(huán)境溫度，仍值得商榷；第二，古氧化還原條件研究缺乏系統(tǒng)性，未采用微量元素比值、氧化還原敏感元素富集系數(shù)、稀土元素異常、穩(wěn)定同位素特征等多種方法綜合判斷，也沒有進(jìn)一步研究成錳盆地中水體的氧化還原程度和分層性；第三，熱水沉積的判別還需排除陸源碎屑物質(zhì)的影響以及更多的地球化學(xué)證據(jù)。此外，還有一些古環(huán)境問題尚未得到解決。如菱錳礦與上下圍巖的形成環(huán)境是否一致，是否存在“環(huán)境的變化導(dǎo)致錳質(zhì)的沉淀成礦”這一情況[58-59]。大塘坡組形成于海侵階段[14]，海平面的上升是否破壞了局限環(huán)境中水體原有的氧化還原分層特征[60]，是否從而造成藻類生物的大量死亡埋藏[61]，而這又與菱錳礦中碳同位素的強(qiáng)烈負(fù)偏移[12]是否存在內(nèi)在聯(lián)系。有機(jī)質(zhì)的沉降與降解及厭氧細(xì)菌的活動(dòng)對(duì)沉積環(huán)境有何影響，能否改變環(huán)境的物化條件，含錳巖系中黃鐵礦具有別于上下地層異常高的δ34S正值[50，62]，這與沉積環(huán)境及錳礦成因有何關(guān)系。值得注意的是，含錳巖系富含有機(jī)碳和草莓狀黃鐵礦[4，50]，而有機(jī)碳在某些情況下可與其他微量元素指示沉積環(huán)境[63-64]，草莓狀黃鐵礦的粒徑分布特征可以指示黃鐵礦的形成過程，分析古海洋底層水、水巖界面之下沉積物中孔隙水的氧化還原程度[65-67]，但關(guān)于這些方面的研究還未見報(bào)道。最后，關(guān)于某些古環(huán)境條件的爭論，也造成在錳礦的成礦物質(zhì)來源、沉淀成礦形式等方面存在不同的認(rèn)識(shí)。

(3)在以往的古地理環(huán)境控礦作用研究中，往往過于強(qiáng)調(diào)個(gè)別古地理環(huán)境因素的作用，而未將各因素置于一個(gè)統(tǒng)一的成礦環(huán)境體系中來研究錳的沉積成礦過程，這是造成多種成因觀點(diǎn)并存的重要原因。事實(shí)上，錳的成礦很可能與各古地理因素及其在時(shí)間和空間上的耦合作用密切相關(guān)。

針對(duì)以上存在的問題，筆者提出以下3個(gè)方面的建議：

(1)沉積相研究及巖相古地理格局重建。應(yīng)首先注意到南華系大塘坡組第一段及上下地層均以陸源碎屑沉積物為主，僅局部夾有少量的白云巖、菱錳礦、凝灰?guī)r等“內(nèi)源”沉積物，因此大塘坡早期的古地理格局恢復(fù)及古環(huán)境分析都應(yīng)建立在陸源碎屑沉積模式之上。根據(jù)含錳巖系的沉積特征，識(shí)別出不同的沉積類型，采用現(xiàn)代層序地層學(xué)的研究方法，并結(jié)合成錳盆地構(gòu)造演化特征、古生物分布等因素綜合繪制研究區(qū)的巖相古地理圖。

(2)古環(huán)境研究中應(yīng)首先重點(diǎn)解決沉積環(huán)境中水體的氧化還原條件及錳的沉淀形式，利用多種地球化學(xué)方法，包括微量元素比值、氧化還原敏感元素富集系數(shù)、稀土元素異常特征、草莓狀黃鐵礦粒徑分布特征等[65-66，68-71]，綜合研究分析含錳巖系形成時(shí)的氧化還原條件以及在縱向上的變化特征。同時(shí)，根據(jù)菱錳礦的地球化學(xué)特征，與其它已知沉積物，如研究區(qū)內(nèi)同時(shí)期的自生白云巖、南非古元古代Kalahari錳碳酸巖[4，72]、現(xiàn)代深海含錳沉積物[58]、現(xiàn)代海底鐵錳結(jié)核[73]等采用地球化學(xué)對(duì)比的方法，并結(jié)合含錳巖系形成的氧化還原條件綜合判斷菱錳礦的形成環(huán)境和沉淀形式。但在對(duì)比時(shí)，須注意采用提純或換算的方法盡可能排除菱錳礦中陸源碎屑物的影響。其次，對(duì)于海底熱水活動(dòng)研究可通過主量元素相關(guān)性分析、相關(guān)微量元素的圖解等方法判斷。但須注意微量元素圖解是否適用于陸源碎屑沉積物，是否需要排除陸源碎屑的影響。

(3)控礦作用研究應(yīng)將各古地理環(huán)境因素置于一個(gè)統(tǒng)一的成礦環(huán)境體系中來綜合研究錳的沉積成礦過程。在掌握含錳巖系及菱錳礦的地質(zhì)、地球化學(xué)特征基礎(chǔ)上，綜合考慮南華紀(jì)大塘坡早期的古地理、古海洋環(huán)境、古生物、海平面變化、海底同生斷裂活動(dòng)及海底火山活動(dòng)等因素，分析各因素在時(shí)-空上的耦合作用以及對(duì)錳礦的控制作用，進(jìn)而提出古地理環(huán)境的綜合控礦模式。

6　結(jié)論

(1)古地理環(huán)境在南華紀(jì)沉積錳礦的成礦過程中，主要控制著錳的成礦物質(zhì)來源、遷移富集、沉淀成礦成巖等方面。

(2)現(xiàn)階段南華紀(jì)沉積錳礦的古地理、古環(huán)境及控礦作用的研究在系統(tǒng)性、綜合性方面尚存不足。

(3)在系統(tǒng)研究古地理、古環(huán)境的基礎(chǔ)上，將各古地理環(huán)境因素置于一個(gè)統(tǒng)一的成礦環(huán)境體系中，綜合考慮南華紀(jì)大塘坡早期古地理、古海洋環(huán)境、古生物、海平面變化、海底同生斷裂活動(dòng)及火山活動(dòng)等因素的耦合作用，來探討古地理環(huán)境的綜合控礦作用不失為一種可行的研究思路。

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The controls of the palaeogeographic environments on manganese deposits in eastern Guizhou during the early Datangpoan (Nanhuan)

HE Jing-yang1，2， XIAO Jia-fei1

(1.StateKeyLaboratoryofOreDepositGeochemistry,InstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofSciences,Guiyang550002,Guizhou,China; 2.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing, 100083,China)

The Nanhuan sedimentary manganese deposits in eastern Guizhou and its adjacent areas are most important manganese resources of great exploration potential in China. Referenced to the previous results of research, the present paper gives a detailed overview of current states of research concerning the palaeogeographic environments and their controls on the manganese deposits in eastern Guizhou and its adjacent areas during the early Datangpoan (Nanhuan). The controls of the palaeogeographic environments on the manganese deposits are manifested in origin, migration and enrichment, precipitation, mineralization and diagenesis of the ore-forming matter, with the emphasis on palaeogeography, palaeo-oceanography, palaeontology, sea-level changes, submarine contemporaneous faults and volcanic activities in the study areas during the early Datangpoan.

palaeogeographic environment; ore control; marine sedimentary manganese deposit; early Datangpoan; eastern Guizhou

1009-3850(2016)01-0014-09

2015-01-04； 改回日期： 2015-11-02

和景陽(1989-)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)槌练e地球化學(xué)。E-mail：hejingyang1989@163.com

肖加飛(1961-)，男，研究員，主要從事沉積學(xué)和地球化學(xué)研究。E-mail：xiaojiafei5@163.com

礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“十二五”項(xiàng)目(SKLODG-ZY125-08)

P611

A