新疆哈密市大水錳礦礦床成因及找礦模型探討

張 振

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆 烏魯木齊 830001）

大水錳礦所屬的紅柳河-大水錳礦帶位于塔里木陸塊東北緣北山古生代裂谷系內，現階段在該錳礦帶上已經陸續發現了多個中小型錳礦床。

大水錳礦為區內最重要的錳礦床，其成礦環境佳，礦石品位較高，是典型的海相沉積型錳礦床。這種類型的礦床被認為是中國最具找礦潛力的錳礦類型之一[1]。所以，通過對大水錳礦的系統研究，將對區域內的錳礦勘察工作提供可靠的理論支撐。

1 礦區地質特征

北山裂谷系內出露地層主要為青白口系、寒武系、奧陶系、志留系和第四系，侵入巖主要為華力西中晚期二長花崗巖、石英閃長巖。斷裂、褶皺構造發育呈北東東向展布。有學者認為橫貫全區的紅柳河大斷裂是塔里木板塊與準格爾板塊的分界線[2]。

礦區內的侵入巖主要為華力西期酸性侵入巖，形態以巖脈為主，走向與本區的構造線一致以近東西向為主，巖性主要為黑云母花崗巖及鉀長花崗巖。

2 礦床地質

2.1 礦體特征

礦體產于薊縣系灰巖頂部與下寒武系雙鷹山組硅質巖、炭質頁巖之間的沖刷面上。礦區共發現7個礦體，其中較大的為1號、3號、4號、6號礦體。這些礦體呈透鏡狀、似層狀、層狀，分布較零亂。除與熱液有關的礦脈外，均受一定層位控制，底板為灰巖；頂板為炭質頁巖或炭質硅質巖，與含錳硅質巖為漸變關系，其它礦體規模小，品位低，形狀不規則，一般長10m～30m，寬0.5m～2m，賦礦地層以硅質巖為主，在地表常風化為蜂窩狀，其他蝕變還有硅化、綠泥石化、碳酸鹽化、絹云母化、黃鐵礦化及石墨化等。

2.2 礦石特征

礦石具角礫狀、網脈狀、環帶狀、塊狀構造。角礫狀者為硬錳礦膠結，角礫為石英、絹云母、方解石、硅質巖塊；脈狀構造為硬錳礦細脈充填圍巖裂隙形成；環帶構造為硬錳礦表面一層風化呈皮殼狀軟錳礦形成，塊狀為富礦石構造，具一定孔隙，有時呈結核狀集合體。礦石結構一般為膠結結構，僅少量后生硬錳礦呈細小晶體出現。礦石中主要為硬錳礦，軟錳礦呈皮殼狀包于其外。

2.3 礦床成因

大水沉積型錳礦床的形成必需有足夠的物質來源，以一定的方式搬運成礦到達沉積地點和成礦物質發生沉淀而形成的。

在長期的沉積間斷期間，由于風化及營力作用巖、礦石中的錳等成礦物質釋放出來，由流水搬運到湖、海盆地沉積成礦。礦質的富集主要是在沉積作用階段完成，其沉積并被埋藏后的成巖過程中由于構造運動和其熱液活動礦質還會發生成礦物質再分配，形成一些新的礦物組合和礦石組構，導致礦質不同程度的再富集。

由于厭氧細菌活動和有機質的降解等作用，沉積物中的孔隙水的PH值增大，Eh值降低，介質呈堿性還原條件，在此物理化學條件下，隨著沉積物與孔隙水之間反應進行，水中富集了Fe+、Mn、SiO2、有機質、磷和少量其他元素，這些組分在沉積物內遷移或擴散，化合或交代形成以菱錳礦、錳菱鐵礦、組成的錳結核。

3 控礦因素分析

3.1 地層控礦

寒武系雙鷹山組地層是本區的重要賦礦層位，錳礦化明顯受層位控制，1號、3號、4號、6號礦體產于灰巖與硅質巖的接觸帶內，賦礦巖石為黑色含錳炭質硅質巖，礦體的走向與地層的走向一致，嚴格受硅質巖層位控制。礦區巖石地球化學特征表明，寒武系雙鷹山組中的Co、Mn、Ni、Mo等元素含量相對較高，尤其是含礦的硅質巖，為克拉克值的5.6倍，說明它能為成礦礦化富集提供豐富的礦質來源。

3.2 構造控礦

構造及構造動力作用，引起巖層壓力增加、溫度升高，礦源層發生韌性-脆性變形和破裂，成礦元素活化遷移進入溶液而成礦液，在構造力驅動下，礦液向斷裂破碎帶、裂隙帶的相對低壓、張裂等部位充填、聚集，隨著溫度、壓力等降低，礦質沉淀、聚集成礦。本區內礦區均產于褶皺構造帶、層間破碎帶及層間裂隙帶內，直接控制礦體的形態、產狀等。

4 找礦標志

4.1 地層標志

錳礦層有規律的產出在薄層大理巖的底板下，因此，雙鷹山組的薄層大理巖是最重要的地層找礦標志。

4.2 構造標志

受后期構造運動及風化剝蝕作用，含錳礦層分布于大水復式背斜的雙鷹山組地層中，這是找礦的構造標志。

4.3 直接找礦標志

賦礦地層以含炭質硅質巖為主，在地表常風化為黑色粉末，這是最為顯著的直接找礦標志。

4.4 間接找礦標志

其他蝕變還有硅化、綠泥石化、碳酸鹽化、絹云母化、黃鐵礦化及石墨化等，可作為該區找礦的蝕變標志。

5 綜合信息找礦模型

建立如下綜合信息找礦模型。

表1 找礦的綜合信息表