祁零盆地位于湖南省永州市的北西部,具有丰富的锰矿资源,但是区内锰矿的成因复杂。因此本文以区内水埠头矿床为主要研究对象,本文通过X射线衍射、扫描电镜和地球化学分析等手段系统研究其矿床地质特征及其化学组成特征,分析其成矿物质来源、控矿因素等,揭示其成矿模式。本文主要取得如下成果与认识:水埠头矿床主要赋存于孤峰组,其中页岩段和含锰石灰岩段为主要赋矿层位。锰矿床主要受到褶皱构造的控制,即锰矿床产于向斜构造内,背斜构造内没有锰矿床产出。锰矿石主要结构有不等粒砂屑生物屑结构、球粒结构、泥状粒屑结构、泥质鲕粒结构等,构造主要有显微层状构造、细纹—条带状构造和浸染状构造等。矿石的矿物分析结果表明其矿物组成主要为锰方解石,其次为钙菱锰矿、锰白云石及少量或微量的菱锰矿。矿石样品的地球化学分析测试结果显示,主量元素中Mn、Si O₂和Ca O的含量较高,均高于20%,P、K₂O、Na₂O含量较少,均低于1%;微量元素中Cr、Sr、Ni和V的含量较高,分别为1836μg/g、466.40μg/g、323.40μg/g和308.00μg/g,其次为Zn、As和Ba,分别为154.64μg/g、150.20μg/g和111.16μg/g,In、Ta和Bi含量较低,均小于1μg/g;富集因子分析结果表明,As、Mo、Cr、Sb和Ni元素的富集因子较高,均大于10,Tl、In、Bi、Sr、Rb、Zr等元素富集因子较低,均小于1,即亲铁元素和部分亲铜元素富集,亲石元素明显不富集;矿石中稀土元素总量为221.33μg/g,其中轻、重稀土元素含量分别为198.73μg/g和22.59μg/g。矿石中Al/(Al+Fe+Mn)、Si O₂/Al₂O₃、Nb/Ta和Y/Ho的比值均表明锰矿在成矿过程中受热水作用强烈,且Fe-Mn-(Ni+Cu+Co)×10和Log Th-Log U图解也同样说明这一点。V/(V+Ni)、V/Cr、La/Ce和δU的比值关系以及Ce具有明显的负异常则表明锰矿主要形成于缺氧的还原环境中。对比分析沉积构造背景、矿石矿体特征以及地球化学特征等因素,研究区碳酸锰矿床为典型的沉积-热液矿床,其形成经历三个阶段:氧化阶段、还原阶段和后期改造阶段。