新疆瑪爾坎蘇錳礦帶成礦地質特征及找礦方向

劉曉文

（新疆廣匯錳業有限公司，新疆 阿克陶 845550）

1 區域地質特征

瑪爾坎蘇錳礦帶位于帕米爾高原的東北緣，處于南天山造山帶、西昆侖造山帶與塔里木地塊三大構造單元的結合部位（圖1），區內經歷過多次構造運動，形成復雜的構造帶，被近東西向的烏赤別里山口-穆呼-江布布拉克斷裂和昆果依托爾溝-吾依如麻吉勒尕-科克吉勒嘎斷裂將本區分成3個構造帶，即北部（中）新生界構造帶、中部晚古生界構造帶和南部晚古生界構造帶，并分別處于塔里木地層區、西昆侖地層區和喀喇昆侖低層區。北帶發育陸相碎屑巖建造，地層產狀陡，其東段構成復背斜，西段由多條走向斷層切割成迭瓦狀板片組合。中帶發育石炭系、二疊系兩大火山-沉積旋回，呈被斷裂破壞的瑪爾坎蘇河復式背斜，并伴有復雜的斷裂構造。南帶主要發育晚古生代的碎屑巖建造，經受強烈的構造運動，形成以韌性變形為特征的構造系統。區域巖漿作用不強，僅有少量晚三疊世的中酸性小侵入體和巖墻。區域變質作用大都為低綠片巖相。除了錳礦床以外還有少量金、銅礦點。

2 典型礦床地質特征

研究區已知的錳礦床有奧爾托喀訥什大型礦床和穆呼-瑪爾坎土中型礦床，以及若干錳礦點。下面以奧爾托喀訥什錳礦床為例對其礦床地質特征進行分析：礦區內出露的主要地層有上石炭統喀拉阿特河組、二疊系下統瑪爾坎雀庫塞山組、上白堊統庫克拜組和第四系沖洪積。礦區出露地層的主要巖性為：下石炭統烏魯阿特組紫紅色和灰綠色蝕變安山巖，上石炭統喀拉阿特河組泥質灰巖夾薄層灰巖、巖屑砂巖、生物碎屑灰巖等，下二疊統瑪爾坎雀庫塞山組蝕變安山巖，上白堊統庫克拜組安山質凝灰巖、砂巖，其接觸關系都呈不整合接觸。

礦區內構造復雜，其中褶皺為區域瑪爾坎土山復背斜的西延部分，在礦區表現為單一的倒轉向斜構造，向斜核部位于礦區南部，背斜軸向總體呈近東西向，在礦區中部微向北凸。背斜的核部為石炭系，兩翼均為二疊系。背斜北翼產狀較陡，傾角為75°～88°，南翼稍緩，傾角為65°～70°，錳礦體賦存于該背斜北翼，與地層產狀基本一致。礦區斷裂構造主要為近東西向區域斷裂構造和北東向次級斷裂。區域性大斷裂主要為烏赤別里山口斷裂(F1)的西延部分，總體呈近東西向展布，斷層面產狀傾向5°～20°，傾角65°～78°；次級斷裂以北東向為主，并有錯段礦體的現象[1]。

含礦層位于上石炭統喀拉阿特河組第三巖性段，又可細分為三個巖性層∶ 第一巖性層為泥質灰巖夾薄層泥質巖，泥質灰巖呈灰色，泥-微晶結構，中-厚層構造，主要由微晶方解石及微細粒泥質成分構成，兩者近等量，但粒度難以區分；泥質巖呈薄層狀(10～20mm左右)與泥質灰巖互層；層厚約150 m，產狀350°～10°∠65°～88°。第二巖性層為錳礦體，呈灰黑色，泥-微晶結構，塊狀構造，整體產狀340°～15°∠65°～88°。第三巖性層為含碳泥質灰巖夾凝灰巖薄層，層厚約30 m，產狀350°22°∠64°～88°；其中，含碳泥質灰巖呈黑色，微-泥晶結構，層狀構造，主要由微晶方解石及炭泥質紋層構成，黃鐵礦亦呈浸染狀發育；凝灰巖夾層一般順層產出，厚度幾十厘米到幾米不等，主要由結晶細小的長石及隱晶石英組成，可見灰巖巖屑。此外，緊挨礦體下盤，發育厚1～3 m的碳質泥巖，主要由微細粒炭泥質成分組成，且發育大量草莓狀黃鐵礦，亦可見黃鐵礦交代炭泥質顆粒。

錳礦層嚴格受含錳巖系層位控制，為層狀或透鏡狀碳酸錳礦體，產狀與圍巖的產狀基本一致，總體走向東西90°～100°，傾向南北350°～12°，傾角較陡65°～80°。礦區共發育兩層礦，均位于瑪爾坎蘇復式背斜北翼。I號礦體為主礦體，由地表剝土、深部坑道及鉆探工程控制，呈層狀產出，連續性好，未見分枝復合現象，長度約為5200m，整體走向95°，傾向為355°～10°，傾角為75°～88°。礦體賦存于背斜北翼，整體北傾。單工程控制礦體真厚度介于0.36～22.32 m，平均為4.14m，單工程礦體品位為10.1%～4.69%，平均為35.2%。II號礦體位于I號礦體北20～50 m處，呈層狀斷續產出，斷續長度約為2500 m，傾向為5°，傾角為75°～85°，單工程控制礦體真厚度介于0.57～8.41 m，平均為2.08 m，單工程礦體品位為11.3%～42.5%，平均為29.1%。礦石類型：按組成礦石的主要錳礦物種類可將礦石的自然類型分為碳酸錳礦石和氧化錳礦石。前者為原生礦石，發育在深部，約占礦石總量的95%，是主要開采類型。后者為次生礦石，僅發育于地表，約占礦石總量的5%，是最富、最易開采類型。原生礦石主要呈致密塊狀構造、層紋-條紋狀構造，泥-微晶結構。氧化礦石由原生礦石遭受風化氧化而來，主要呈土狀構造，松散結構、膠狀結構。礦石中含錳礦物以錳碳酸鹽礦物(菱錳礦、含鈣菱錳礦)為主，其次為腎硅錳礦，少量硫錳礦和紅鈦錳礦。脈石礦物多為細脈狀石英和方解石，僅見于方解石-石英脈發育的礦石中，而塊狀礦石或紋層狀礦石主要為粘土礦物。

3 控礦地質條件及找礦方向

（1）控礦地質條件。①大地構造背景因素。瑪爾坎蘇錳礦成礦帶石炭系下統帶狀分布的火山熔巖、角礫巖、凝灰巖等火山（沉積建造）東西向延伸超過100km，向西進入塔吉克斯坦境內還有很大的延伸，而且出露寬度更大。這套火山建造巖性上從早到晚大體上表現為從基性到中性再到酸性的演化趨勢，以安山巖類為主體，具有島弧火山巖的巖性組合特征。我們的觀察發現，這套火山巖建造中少有陸源碎屑巖，更難見到磨圓度和成熟度高的遠源沉積巖，似乎也支持該火山建造帶屬于年輕島弧的大地構造環境，而這樣的大地構造環境決定了該錳礦帶的物質來源和成礦作用的基本特征。②成礦層位因素。瑪爾坎蘇錳礦帶上目前僅有的2個工業礦床都發育在上石炭統喀拉阿特河組中，根據我們本次對于瑪爾坎土礦區附近的地層和構造的研究，前人認為屬于中二疊統的坦迭爾錳礦點實際上也產于上石炭統的喀拉阿特河組中，這樣一來，該錳礦帶的成礦時代就集中在一個層位，即下石炭統烏魯阿特組火山巖之上的上石炭統喀拉阿特河組碳酸鹽巖。③沉積盆地因素。瑪爾坎蘇錳礦帶含礦巖系沉積時的盆地性質對于Mn元素的聚集和沉淀具有重要的影響。奧爾托喀訥什礦區和穆呼-瑪爾坎土礦區礦層都產于一套深色的平行紋層發育的灰巖中，礦層上盤或下盤伴有生物碎屑灰巖，這表明錳沉積于較深水的洼地，水深應該在暴風浪基面以下，這可能與Mn的來源與早石炭世的火山作用相關有聯系。局限性的深水洼地阻礙Mn深部水體中的擴散傾向，有利于Mn的集聚。早石炭世火山噴發的晚期，在喀拉當格溝一帶和穆呼一帶發育厚度較大的熔巖和火山集塊巖、火山角礫巖，代表兩個火山噴發強烈的中心地帶，而在火山丘隆之間的洼地接受火山噴發間歇期以中低溫熱液形式注入海底的Mn元素，在擴散受限的條件下蓄聚，最后沉積成礦。奧爾托喀訥什礦區應該具有類似的盆地條件，只是石炭系被嚴重斷失了，當前不易恢復。④構造因素。本區構造活動強烈，受后期構造影響，西昆侖造山帶受強烈擠壓，瑪爾坎蘇地區整體發生推覆，使得晚石炭世含錳巖系發生大規模褶皺，形成背斜以及倒轉向斜為主的構造。西段奧爾托喀訥什已發現的錳礦層賦存于背斜北翼，南翼具進一步找礦潛力；東段瑪爾坎土，穆呼錳礦層賦存于背斜南翼，礦體形態受南翼次級向斜控制，背斜北翼被中、新生代地層逆掩。礦體受后期逆沖推覆構造影響，與頂、底板含碳灰巖的接觸帶多發生滑脫、碎裂。本區強烈的后期構造使含錳地層局部出露地表，礦體也受到一定的破壞。

（2）找礦靶區。綜合瑪爾坎蘇錳礦帶成礦地質特征及控礦因素，劃分了3個Ⅰ級找礦靶區和1個Ⅱ級找礦靶區。