西昆仑晚古生代恰尔隆弧后盆地演化与锰成矿作用

摘要：

晚古生代,康西瓦洋壳指向西昆仑地块俯冲,在恰尔隆盆地内沉积了下石炭统—上二叠统的一套以海进-海退为特征的旋回序列.新发现的主乌鲁克碳酸锰矿床位于恰尔隆盆地北部,含锰层位为下石炭统他龙群中段细碎屑岩夹碳酸盐岩,锰矿层为黑色泥质碳质页岩夹铁锰质微晶灰岩,显示明显韵律.锰矿石的Mn品位为8.00％～16.59％,Mn/Fe比值为0.36～1.46,铁锰分异不明显.矿石矿物主要为锰碳酸盐矿物,具有典型生物结构.碳酸锰矿石的正Eu异常(δEu=3.46±2.00)显示成矿物质主要为海底热水来源.碳酸锰矿石以及围岩的87Sr/86Sr偏向于大陆地壳组成(0.711925±0.000601),表明成矿物质主要来自西昆仑古老陆壳基底.锰矿石中不明显的Ce异常(δCe=0.96±0.14)和低的(Mo/U)auth(自生矿物的Mo/U摩尔浓度比值,5.36±4.41)显示其主要沉积于局部快速氧化环境;而明显的Mo富集(平均Moauth=99.14±97.04)和纹层状自形黄铁矿表明围岩主要形成于还原环境.碳酸锰矿石的有机碳同位素组成(δ13Corg-PDB=-24.65‰±2.12‰)、无机碳同位素的组成和变化趋势(δ13Ccarb-PDB=-12.67‰±3.86‰)以及总有机碳含量(TOC)与锰品位成负相关,表明锰可能最初以(氢)氧化物形式沉淀,而后在成岩埋藏过程中被有机质还原.总之,在早石炭世的恰尔隆盆地内,海侵过程带来丰富的自由氧和有机质,沉积了一套黑色泥质碳质页岩夹铁锰质微晶灰岩.同生断层活动带来富Mn2+热水;Mn2+在短暂的氧化条件下被氧化为Mn3+/Mn4+的(氢)氧化物.由于含氧量不足,铁和锰未完全分离.随着沉积作用进行,这些(氢)氧化物被表层沉积物覆盖而埋藏.随后在缺氧孔隙水中,Mn3+/Mn4+的(氢)氧化物被有机质还原为Mn2+碳酸盐矿物.晚石炭世,海平面上升,Mn2+的氧化作用逐渐减弱,使得上覆地层缺乏含锰层位.

关键词：晚古生代、西昆仑山、弧后盆地、恰尔隆盆地、锰碳酸盐矿床

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分类号：P61(矿床学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国科学院“西部之光”人才培养引进计划;贵州省科学技术基金;中国冶金地质总局山东局青年科技基金项目;贵州省地质勘查基金项目

在线出版日期：2023-03-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共19页

页码：49-67