第三章 锰矿床类型、特征及资源评价

四、我国锰矿资源评价
– 锰矿床时、空分布规律 – 锰矿资源特点 – 锰矿资源保证程度及找矿方向
一、锰矿资源概述
锰是钢铁工业的重要辅助原料，“无锰不成钢”。 世界锰矿资源：36.30亿吨锰矿石（海洋锰结核除 世界锰矿资源：36.30亿吨锰矿石（海洋锰结核除 外），锰金属量9.07亿吨；地区分布不均衡，南非、 外），锰金属量9.07亿吨；地区分布不均衡，南非、 前苏联占世界总储量的80%。 前苏联占世界总储量的80%。 我国锰矿资源：1990年止，矿产地209处，探明矿 我国锰矿资源：1990年止，矿产地209处，探明矿 石量6.48亿吨，保有5.66亿；其中碳酸锰矿石3.94 石量6.48亿吨，保有5.66亿；其中碳酸锰矿石3.94 亿吨，氧化锰矿石1.44亿吨，金属锰1.187亿吨，居 亿吨，氧化锰矿石1.44亿吨，金属锰1.187亿吨，居 世界第五位。主要分布于中南、西南地区，占国内 总储量的86.4%。我国锰矿以中、小型居多，矿石 总储量的86.4%。我国锰矿以中、小型居多，矿石 质量普遍差。
二、锰的成矿地质作用
内生岩浆及热液作用过程中一般不能形成锰 的独立矿物，也不能形成锰矿化； 风化、沉积等外生作用过程中可形成不同规 模的锰的工业富集；
– 沉积锰矿 – 大洋锰结核
火山作用过程，可形成火山喷发火山作用过程，可形成火山喷发-沉积型锰矿 床
三、锰矿床主要类型及其特点
1.海相沉积型锰矿床 1.海相沉积型锰矿床 2.风化型锰矿床 2.风化型锰矿床 3.火山喷发——沉积型锰矿床 3.火山喷发——沉积型锰矿床 4.现代深海沉积锰结核矿床 4.现代深海沉积锰结核矿床
大洋锰结核的化学成分
大洋锰结核的物质组成特点是化学成分和矿物复杂，结核中含 有70多种元素，40多种矿物。锰结核的化学成分见表9-1。 70多种元素，40多种矿物。锰结核的化学成分见表9
表 9-1 锰结核的主要组成（wt%） 最大 63.2 42.0 29.1 14.2 7.0 最小 11.4 6.5 6.0 0.6 2.2 平均 31.7 24.3 19.2 3.8 4.1 氧化物 CaSO4 Ca3PO4 MgCO3 H2O 酸不溶组分 最大 1.3 1.4 5.1 24.8 38.9 最小 0.3 痕迹 0.1 8.7 16.l 平均 0.8 0.3 2.7 13.0 26.8
氧化物 MnO2 Fe2O3 SiO2 Al2O3 CaCO3
大洋锰结核的矿物组成
组成结核的矿物粒度极其微细（微米级、亚微米级 和纳米级）；矿物的结晶程度差，许多元素是以类 和纳米级）；矿物的结晶程度差，许多元素是以类 质同象或隐晶质的形式存在的。结核中主要的锰矿 质同象或隐晶质的形式存在的。结核中主要的锰矿 物有钡镁锰矿、水羟锰矿和钠水锰矿3 物有钡镁锰矿、水羟锰矿和钠水锰矿3种，以钡镁 锰矿为主，另有报道还有硬锰矿、软锰矿、纤锌矿、 钾锰矿、水黑锰矿、复水锰矿、褐锰矿等。铁矿物 主要是针铁矿和赤铁矿，此外还有纤铁矿、磁赤铁 矿等。脉石矿物主要是石英、钙十字沸石、伊利石、 蒙脱石、高岭石等，另有报道还含有长石、辉石、 角闪石、金红石、重晶石、榍石等。
第三章 锰矿床类型、特征及资源评价
一、锰矿资源概述
– 世界锰矿资源 – 我国锰矿资源
二、锰的成矿地质作用 三、锰矿床主要类型及其特点
– – – – 1.海相沉积型锰矿床 1.海相沉积型锰矿床 2.风化型锰矿床 2.风化型锰矿床 3.火山喷发——沉积型锰矿床 3.火山喷发——沉积型锰矿床 4.现代深海沉积锰结核矿床 4.现代深海沉积锰结核矿床
辽宁瓦房子锰矿床
含锰岩系属于震旦系，含锰岩系层位相当稳定，其中含有三层锰矿层，下层矿由较大的矿 饼群组成，质量也较好，中层矿多由较小的矿饼群组成，上层情况更差，矿饼小而零星。 锰矿层实际上是由众多的大小不等、断断续续和重叠分布的透镜体，俗称为“矿饼群“组 成。单个矿饼长度一般在五米以内，厚度在半米以内。
3.3现代深海沉积锰结核矿床 3.3现代深海沉积锰结核矿床
自1870年挑战者探险队首次于海底发现锰质结核 1870年挑战者探险队首次于海底发现锰质结核 以来，许多学者对其成因、分布进行过大量的研究 工作。 锰结核中除了铜、钴、镍、锰可供利用外，还含有 铁、钡、锌和钼等20余种有用金属，同时还浓集了 铁、钡、锌和钼等20余种有用金属，同时还浓集了 10余种稀有元素及放射性元素，如铀、铈、铌等。 10余种稀有元素及放射性元素，如铀、铈、铌等。 – 据估计锰资源量超过3万亿吨。仅太平洋的锰结核 据估计锰资源量超过3 储量根据Mero（1965）估计就有16000多亿吨， 储量根据Mero（1965）估计就有16000多亿吨， 约含有Mn2000亿吨、Co30亿吨、Ni90亿吨、 约含有Mn2000亿吨、Co30亿吨、Ni90亿吨、 Cu50亿吨，它相当于陆地矿山中储有Mn的200倍、 Cu50亿吨，它相当于陆地矿山中储有Mn的200倍、 Co的3000倍、Ni的600倍、Cu的50倍。 Co的3000倍、Ni的600倍、Cu的50倍。 – 最具有开采价值的富矿区为太平洋的克拉里昂和克 里伯顿断裂带之间的区域，锰结核远景储量达150 里伯顿断裂带之间的区域，锰结核远景储量达150 亿吨，而且仍以每年1000多万吨的速度增长。因 亿吨，而且仍以每年1000多万吨的速度增长。因 此，大洋锰结核是世界上潜在的巨大金属宝库。
3.1海相沉积锰矿床亚类 3.1海相沉积锰矿床亚类
按含锰岩系特征及锰矿石类型不同，又有学 者将海相沉积锰矿床分为四个亚类： ⑶细碎屑岩氧化锰、碳酸锰矿床：形成于古陆 边缘浅海环境，含矿岩系为杂色粉砂岩或粉沙 质页岩、夹泥灰岩、灰岩；锰矿层产于碎屑岩 和碳酸盐岩过渡带，矿体呈透镜体状，原生矿 石为氧化锰、碳酸锰两种，条带或块状构造， 鲕状及球状结构，如辽宁瓦房子锰矿。 ⑷白云岩、白云质灰岩型氧化锰、碳酸锰矿床： 含矿岩系为白云岩、粉砂质白云岩及白云质灰 岩，矿体呈层状，矿石以菱锰矿为主，条带状、 块状构造，豆状、鲕状结构，如云南白显锰矿。
3.1海相沉积型锰矿床 3.1海相沉积型锰矿床
大地构造位置：这类矿床沿古陆边缘呈带状分布， 形成于海湾浅海陆棚地带。 含矿岩系：常由粉砂岩、粘土岩、硅质岩或硅质灰 岩组成，从剖面上看，一般位于沉积间断面之上的 海侵层序下部或底部，层位稳定。 矿体特征：矿体呈层状或透镜状，矿石具有鲕状、 饼状、块状构造等。 矿石特征：矿石分为原生碳酸锰矿（以菱锰矿和锰 方解石为主）、原生氧化锰矿（以软锰矿、硬锰矿 为主）、以及过渡型锰矿（水锰矿、硬锰矿、锰方 解石及菱锰矿）三种，其中以氧化锰矿石质量最佳， 碳酸盐锰矿石含硫、磷、硅等杂质较多，但经氧化 后可变为质量较好的次生氧化矿石。
矿床是第三纪的，矿体形态简单，是与围岩整合的很薄的透镜体，与矿床 伴生的沉积岩有砂岩、粉砂岩、粘土岩、海绿石层、泥灰岩和灰岩。含锰 岩系是在内陆的凹陷地区以及滨海的盆地和泻湖中沉积的。虽然氧化锰矿 石是最主要的，但也有碳酸锰矿石和氧化锰-碳酸锰混合矿石，不同矿石 反映了不同的化学沉积相
尼科波尔（Nikopol）锰矿床 Nikopol）
辽宁瓦房子锰矿床
原生矿石分为氧化锰矿石和碳酸锰矿石2 原生矿石分为氧化锰矿石和碳酸锰矿石2种。
– 氧化锰矿石以水锰矿为主，呈鲕状、块状等构造， 含锰高。碳酸锰矿石以菱锰矿和锰方解石为主， 含锰低，呈块状、竹叶状、云雾状等构造。 – 碳酸锰矿石在地表和近地表处往往被氧化成多孔 状次生氧化矿石，当地称之为“花矿”，经风化 后生成的“花矿”的Mn含量，要比原生碳酸锰矿 后生成的“花矿”的Mn含量，要比原生碳酸锰矿 石的Mn的含量大为提高，矿物成分主要是软锰矿 石的Mn的含量大为提高，矿物成分主要是软锰矿 和硬锰矿。伴生矿物为碳酸盐、蛋白石、玉髓等。
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尼科波尔（Nikopol）锰矿床剖面图（据Stanton等，1972） Nikopol）锰矿床剖面图（据Stanton等，1972） 1. 氧Байду номын сангаас锰矿石；2. 氧化锰、碳酸锰混合矿石；3.碳酸锰矿石；4.砂；5. 粉砂；6. 粘土；7. 泥 氧化锰矿石；2. 氧化锰、碳酸锰混合矿石；3.碳酸锰矿石；4.砂；5. 粉砂；6. 粘土；7. 灰岩；8.煤；9. 灰岩；8.煤；9. 结晶基底
3.2其它类型锰矿床 3.2其它类型锰矿床
风化型锰矿床： 风化型锰矿床：风化型锰矿床是各种原生锰矿或含锰岩石经 地表氧化和淋滤等表生作用形成的，在我国锰矿总量中占 15.65%，居第二位；按形成方式和铲除部位的不同分为锰 15.65%，居第二位；按形成方式和铲除部位的不同分为锰 帽型、淋积型和残积型锰矿床，其中以锰帽型矿床的工业价 值最大。 火山喷发—沉积型锰矿床： 火山喷发—沉积型锰矿床：该类矿床成矿发生于浅海盆地中 火山喷发气后或火山喷发间歇期，成矿物质来自火山喷发的 喷气或热液，然后经沉积作用形成。火山喷发岩有中酸性和 基性两类。含矿岩系有粗面基性两类。含矿岩系有粗面-流纹岩、海相沉积碎屑岩和碳 酸盐岩，常见硅质岩酸盐岩，常见硅质岩-碧玉组分。矿体呈层状，多产于碎屑 岩或碎屑岩向碳酸盐过渡带，矿石矿物为氧化锰或碳酸锰， 典型矿例如陕西黎家营。
锰结核广泛分布于海洋底部的某些海区（图9-17），可有3种情况：①分布于只有陆源碎 屑沉积物的海区，如北冰洋、波罗的海、白海、巴伦支海、卡拉海；②分布于即有陆源碎 屑物质，又有火山物质的大型海盆，如大西洋、印度洋和太平洋；③分布于具有海底热液 活动的局限海或开阔海，东太平洋山脉附近的海底，锰结核的分布明显地与海底热梯度较 大的地带有关。
5
钙质泥质页岩 含锰铁页岩 2
3
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原生碳酸盐
1
原生氧化锰
辽宁瓦房子锰矿床剖面图（转引自姚凤良等，1983） 辽宁瓦房子锰矿床剖面图（转引自姚凤良等，1983） 1. 震旦纪石灰岩、页岩、白云岩；2. 震旦纪含锰岩系；3. 下寒武统页岩；4. 中 震旦纪石灰岩、页岩、白云岩；2. 震旦纪含锰岩系；3. 下寒武统页岩；4. 寒武统灰岩、页岩；5. 上寒武统石灰岩 寒武统灰岩、页岩；5.