罗定盆地位于两广交界处的云开隆起区的核部,是一个北东向的中生代陆相断陷盆地,盆地周边有大量的金、银、铅锌、锰等矿产密集分布区,位于盆地南缘的新榕矿床是一个富银铅锌的风化淋滤型次生氧化锰矿,具有重要的工业意义。但是该矿床的地质矿化特征、成矿物质来源及表生矿物年代学研究还不够全面,对新榕氧化锰矿的矿化特征和成矿物质来源研究有利于揭示其矿床成因,根据隐钾锰矿40Ar/39Ar、针铁矿(U-Th)/He年代学数据能够揭示出氧化锰矿的成矿时代,有助于理解氧化锰矿的次生富集过程和古气候意义。新榕矿区风化壳发育广泛,地形地貌主要以100~350 m的地山丘陵为主。根据野外观察,矿体主要有三种产出形式:岩溶空洞中的矿体、风化壳腐岩带中的矿体和地表堆积矿体。根据氧化矿石化学组成及铁、锰氧化物含量,氧化矿石可分为氧化锰矿石、氧化铁锰矿石和氧化铁矿石。氧化矿石中金属矿物主要包括隐钾锰矿、软锰矿、锂锰矿、铅锰矿、钡锰矿、针铁矿和赤铁矿等,非金属矿物主要是石英、云母及一些粘土矿物。氧化矿石主要呈块状、葡萄状、网脉状、皮壳状等构造形态。铁、锰氧化物在显微镜下具有复杂的结构形态,隐钾锰矿与锂锰矿、软锰矿、铅锰矿、钡锰矿和针铁矿等紧密共生,表现出胶状、同心环带状、网脉交叉状的结构特征。并存在多个期次的隐钾锰矿和针铁矿,呈细脉状相互穿插或呈生长条带状互层生长,证明了表生矿物在开放体系下的溶解、再沉淀过程。通过对矿石、矿物地球化学研究表明,氧化锰矿石中TiO2与TFe2O3、SiO2、Al2O3呈正相关性,与Mn3O4呈负相关性,表明Mn相对Fe、Al、Si元素更容易发生迁移,在风化过程中随风化溶液向下迁移,在合适的地段沉淀,最终形成高品位氧化锰矿石。所以,氧化锰矿的次生富集过程实际上是Mn与Fe、Al、Si、Ca、Mg等元素分离的过程。氧化矿石中不同程度的富集Cu、Pb、Zn、Ag、Co、Ni、Ba、As等微量元素,其中Pb元素最高可达73800 ppm,Ag最高达621 ppm。这些元素容易进入氧化锰矿物晶格中或被氧化锰矿物吸附,导致在氧化锰矿石中富集。其中,Ag元素主要以类质同像的形式赋存在钡锰矿和铅锰矿中,而在软锰矿、隐钾锰矿和锂锰矿中主要以吸附的形式存在。Co主要赋存在钡锰矿族矿物中,Ni主要赋存在锂锰矿中。隐钾锰矿中的Co主要呈离子吸附的形式存在,而钡锰矿和铅锰矿中的Co则可能以类质同象的形式赋存在它们的矿物晶格中;锂锰矿中的Ni主要以离子吸附的形式富集。Pb以铅锰矿独立矿物的形式存在或以类质同像的形式赋存在钡锰矿和隐钾锰矿-钡锰矿固溶体中。Zn主要以离子吸附的形式赋存在锂锰矿中。泥盆系棋梓桥组碳酸盐岩中Mn含量介于0.018~0.047%,平均值只有0.03%,且不含有原生的含锰矿物,不可能是新榕氧化锰矿的锰质成矿来源。而元古宇云开群锰铝榴石片岩中Mn含量介于11.52~16.18 %之间,平均值达14.44%,为形成高品位的氧化锰矿石提供了丰富的物质基础和成矿物质。一般认为氧化锰矿的次生富集系数为2~5,泥盆系桂头组碎屑岩中多个含锰绢云母千枚岩的Mn平均含量虽然仅为1.47%,因此很难提供充足的锰质而形成高品位的氧化锰矿,但华南地区众多的氧化锰矿都主要分布在泥盆系地层中,并受地层走向控制,考虑到粤桂地区具有相似的古气候、构造、地形地貌等条件,因此这套泥盆系地层可能也提供了一部分锰质。因此元古宇云开群锰铝榴石片岩和泥盆系桂头组含锰千枚岩共同提供了锰成矿物质。新榕氧化锰矿中强烈富集Ag、Pb、Zn元素,矿区出露的三套地层中除了有较高的Zn元素外,Ag和Pb元素含量很低。对比广西地区的氧化锰矿中低含量的Ag、Pb元素,说明Ag和Pb元素可能不是来自于含锰地层。新榕氧化矿石中Ag、Pb、Zn元素含量从地表往深部有明显增高趋势,地表矿石Ag含量44.1 ppm,地表深部矿石Ag含量147.9 ppm,且矿区北部F1断裂带上有多处铁帽发育,且在氧化锰矿石中有少量热液硫化物的残余及富银铅锰矿,结合矿区闪长玢岩侵入地段富集Ag、Mn,表明Ag主要来源于矿区的热液硫化物和中酸性岩脉,而Pb、Zn元素来源于热液硫化物。隐钾锰矿40Ar/39Ar和针铁矿(U-Th)/He年龄分别介于8.05±0.08~16.78±0.69 Ma、2.67±0.12~15.14±0.3 Ma之间,表明次生铁、锰氧化物主要在中新世中期至上新世末期形成,结合前人的年代学数据,可以推出新榕氧化锰矿早在中新世初就已经开始次生富集成矿,一直延续到更新世初。本文首次利用针铁矿(U-Th)/He年龄来佐证隐钾锰矿40Ar/39Ar的可靠性,两种表生矿物的年代学数据更加全面系统的揭示出新榕氧化锰矿在整个新近纪的次生富集成矿事件。同时,新近纪氧化锰矿大规模成矿事件所记录的古气候条件与陆相盆地沉积物、海洋沉积物、古植物和古动物化石记录结果一致,证实华南地区在渐新世末中新世初发生了气候的重大转型,古近纪的炎热干旱气候逐渐被新近纪温暖潮湿的气候所代替,表明次生氧化锰矿中表生矿物的年代学研究对古气候演化的重要意义。