锰是国家战略紧缺关键矿产之一,被广泛用于钢铁工业和新能源汽车、新材料等战略新兴产业。近年来,我国在锰矿资源勘查方面取得了显著进展,例如在城口地区探获了高燕和修齐大型锰矿床。尽管前人对扬子北缘城口碳酸锰矿床进行了系统研究,但在沉积环境和矿床成因等核心问题上仍存在较大争议,导致城口锰矿成矿规律尚未得到充分阐明。为了更全面地了解城口锰矿床的沉积环境,本研究测定了城口典型锰矿床的氮同位素组成(δ¹⁵N)。结果显示,城口锰矿床的N同位素组成(平均值为7.27‰)明显高于同时期海洋(大约5‰),这表明城口次级盆地的氮循环主要以反硝化作用和/或氨的厌氧氧化为主。结合城口锰矿铁化学组分和草莓状黄铁矿粒径的分析,本文认为锰矿是在氧化还原分层的水柱中沉积形成的,在(次)氧化环境下以锰氧化物的形式沉淀并富集,在缺氧底层水中还原为Mn(II),并以菱锰矿的形式保存。最近有学者对城口锰矿石Mo同位素(δ⁹⁸Mo=–1.3‰~0)研究也提出了类似的观点。然而,新的数据并不支持这一观点,强烈正的铊(Tl)同位素组成(ε²⁰⁵Tl=6.2■±0.8■,类似于现代铁锰结壳)表明,锰矿在氧化水体中以锰氧化物的形成沉淀在沉积物-水界面,随后在硫化沉积物中还原和再活化,最终形成锰碳酸盐。总体而言,本研究不仅提出了城口锰矿形成的修正模型,而且也为地史时期锰矿成因探究提供了新的视角。