甘肅省瓜州縣3340錳及多金屬礦礦床地質特征

董國祥，張銀定，張 旭

(甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000)

甘肅省瓜州縣3340錳及多金屬礦位于瓜州縣柳園鎮北東方向，隸屬瓜州縣柳園鎮管轄。1966年甘肅地質局第一區域地質測量隊在本區進行了1：20萬《星星峽》幅區域地質及礦產地質調查，基本查明了區內的地層、構造、巖漿巖及礦產分布特征，并對區內礦產和物化探異常特征進行了闡述，為3340錳及多金屬礦普查提供了詳實的基礎資料。1965年甘肅省地質局第二地質隊在本區北部對甘肅省安西縣玉石山錳礦進行了詳細普查，為礦區普查工作提供了可以借鑒的實例[1]。

1 區域成礦地質背景

礦區位于天山-興蒙造山系，額濟南-北山弧盆系，公婆泉島弧。區域上構造運動復雜，巖漿活動強烈頻繁。區內地層區劃隸屬塔里木—南疆地層大區，中、南天山—北山地層區，中天山—北山地層分區，馬鬃山地層小區。出露地層主要有上元古界震旦系洗腸井群、下古生界寒武系破城山組、奧陶系下統羅雅楚山組、志留系碎石山組及第四系全新統。

其中震旦系洗腸井群為賦礦地層，下段為塊狀灰質白云巖、硅化白云質灰巖、條帶狀結晶灰巖。中段為塊狀灰質白云巖夾碎屑巖，有時二者呈相變關系。上段為深灰色薄層含白云質灰巖、大理巖夾灰質板巖、泥質板巖。頂部見有薄的錳礦層。

區域上侵入巖相對發育，分布于炭山子南東部及玉石山西部，多呈巖墻狀，走向大致與地層走向一致。主要為加里東期及華力西期侵入巖，巖性從超基性到酸性均有分布。從早到晚主要有輝長巖、輝綠巖、超基性巖、花崗巖等。

區域上處于天山內蒙褶皺帶北山褶皺系玉石山向斜。區內構造以褶皺、斷裂為主，因多次構造作用和巖漿活動，而使構造變形復雜，所見各類構造應為多期構造運動產物。其中炭山子南的向斜，呈東西走向，主要地層為洗腸井群。有侵入巖分布于炭山子南向斜褶皺北翼。3340錳礦位于該向斜。

區域上地處天山－內蒙褶皺系北山褶皺帶中部。區域上已發現的礦產有鐵、錳、磷塊巖等礦種。主要礦產有玉石山南鐵錳礦、大泉北西磷塊巖等。

2 礦區地質特征

2.1 地質概況

礦區出露地層主要為新元古界震旦系洗腸井群上組（ZX2）和第四系全新統。

其中洗腸井群上組為礦區主要地質單元，分布于整個礦區，呈條帶狀近東西展布，在礦區南北部多被加里東期侵入巖侵入，中部沿地層走向有大量巖脈侵入。該地層巖性具有明顯的分帶性，南部為深灰色薄層含白云質灰巖、結晶灰巖、大理巖夾灰質板巖、泥質板巖、硅質巖、硅質板巖，板巖沿走向相變為泥質板巖、變質細砂巖及含礫泥鈣質板巖等。礦區北部主要為塊狀灰質白云巖、硅化白云質灰巖、條帶狀結晶灰巖夾硅質巖。上部灰巖為礦區主要的含礦層位。

礦區內構造較為簡單，褶皺以層間褶皺為主。在豎井、斜井等工程中發現有一條隱伏斷裂，由于第四系覆蓋，斷層在地表無明顯的特征，隱伏斷裂走向近東西，破碎帶中發育斷層角礫巖和斷層泥，斷層性質尚不明確。破碎帶中發育角礫狀錳礦石。

礦區內加里東期、華力西期侵入巖均有出露。巖體侵入于上元古界震旦系洗腸井群上組中，主要的侵入巖有加里東期輝綠巖，華力西晚期花崗巖及大量分布的輝綠巖脈、閃長玢巖脈、石英閃長巖脈、花崗巖脈及石英脈。脈巖多呈近東西走向展布的。

礦區內礦體圍巖遭受不同程度的蝕變。圍巖蝕變主要有有硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化、碳酸鹽化等。

1-第四系沖洪積物；2-震旦系洗腸井群上組；3-灰巖，結晶灰巖；4-板巖；5-大理巖；6-華力西晚期花崗巖；7-加里東期輝綠巖；8-加里東期閃長玢巖；9-輝綠巖脈；10-閃長玢巖脈；11-石英閃長巖脈；12-花崗巖脈；13-石英脈；14-錳礦體；15-錳礦化體；16-隱伏斷裂；17-產狀。

2.2 地球物理特征

礦區淺部灰巖、板巖等引起的視極化率較低，一般為2%~4%，視電阻變化較大，一般為100Ω·m~200Ω·m，局部高達500Ω·m以上；測區深部可能存在炭質巖石，其引起的視極化率較高，一般為8%~16%，最高可達25%以上，視電阻率較穩定，一般為20Ω·m~100Ω·m 。含錳多金屬硫化物破碎蝕變帶的視電阻率值一般為50Ω·m~150Ω·m左右，視極化率較高，一般為6%~9%，其疊加于深部高背景值巖性引起的視化率異常之上，呈鋸齒狀。相比較含錳多金屬硫化物破碎蝕變帶與圍巖有明顯的電性差異，在錳礦上利用物探激電測量有較好的地球物理前提。

2.3 礦床地質特征

礦區礦(化)體主要分布在礦區的南部震旦系洗腸井群上組中，礦化帶走向約為70°，南北寬約0.7Km，走向上斷續長度約4.8km。礦化帶沿巖層走向展布，礦體呈脈狀、層狀、似層狀沿灰巖和板巖接觸帶及裂隙產出，礦化體多表現為斷續出露。

礦區共圈出礦體6個，礦化體2個。礦體分布在9線-12線及22線-60線，多呈似層狀、層狀及透鏡狀等。礦體產狀總體走向約為70°，走向與灰巖走向一致，傾向340°~10°，傾角70°~86°，部分地段近直立。礦體長度200m~1276m，最長1276m，平均厚度 0.50m~1.15m，最厚6.97m。礦體平均品位一般Mn：11.37%~33.49%，最高44.57%。全區Mn平均品位24.35，0線附近的礦體品位較好，主要為氧化錳礦石，物相分析顯示，含有少量的菱錳礦、硬錳礦等。據工程揭露，隱伏破碎帶中礦化較好。其中Mn1-2、Mn2、Mn6為主礦體。

（1）Mn1-2號礦體，礦體長約1276m，呈似層狀，局部見收縮和膨大，走向70°，傾向340°~10°，傾角70°~86°，部分地段近直立；礦體厚度0.5m~1.1m，平均厚度0.75m；品位8.17%~23.25%，平均品位16.47%；礦體東側出露于地表，西側呈隱伏狀態。礦體由4個工程控制，控制深度18m。礦石類型為氧化錳礦石，含礦巖性為白云質灰巖，礦體在走向和傾向上的品位變化較大，不穩定。礦體圍巖為白云質灰巖、灰巖及大理巖。

（2）Mn2號礦體呈似層狀，部分地段呈破碎帶產出。長約1000m，走向約70°，傾向340°~15°，傾角70°~90°，礦體厚度0.7m~0.8m，平均厚度0.70m；平均品位10.36%~16.35%，平均品位12.87%。礦體東側出露于地表，西側呈隱伏狀態。由3個工程控制，控制深度20m。礦石類型為角礫狀氧化錳礦石，含礦巖性為灰巖、白云質灰巖礦體圍巖為白云質灰巖、灰巖。

（3）Mn6號礦體呈透鏡狀產出，局部見分叉、復合及膨大。長約310m，礦體厚度0.7m~10m，平均厚度6.97m；品位9.60%~45.97%，平均品位33.49%。礦體由6個工程控制，控制深度84m。礦石類型為角礫狀氧化錳礦石，含礦巖性為灰巖及少量板巖，多成角礫狀。圍巖為灰巖、白云質灰巖及泥質板巖等。

2.4 礦石質量

礦區礦石的礦石礦物主要有軟錳礦、碳酸錳類礦物、水錳礦及赤褐鐵礦等，礦石礦物含量約在10~50%之間。主要脈石礦物有石英、方解石、白云石等，脈石礦物含量約在50%~90%之間。軟錳礦：黑色、灰黑色，手標本多呈塊狀，少數可見葡萄狀、腎狀，鏡下呈細小晶粒的致密不規則狀、蟲狀集合體，整體顯示光性，分布于巖石裂隙之中。物相化學分析顯示，礦石含有一定量的菱錳礦和硬錳礦。礦石的結構主要有碎裂結構、顯微—細粒粒狀鑲嵌變晶結構、它形晶粒狀—微隱晶質結構。

礦石的構造主要有星散浸染狀構造、脈狀—細條帶狀構造、塊狀構造、葡萄狀構造、鮞狀及腎狀構造等。

3 控礦因素及找礦標志

3.1 控礦因素

礦區基巖光譜樣分析結果顯示，礦區內圍巖中Mn、Co、Ni、Cu含量低于或近于地殼豐度，Pb、Zn含量高于地殼豐度，多為2~3倍。而礦區含礦巖性中，Mn強富集，達地殼豐度的2倍，Co、Ni元素也強富集，其它元素和圍巖一致。根據化學分析和野外地質情況判斷，推測最初的錳礦富集應該主要是淺海或湖泊的錳元素在合適的環境下發生的沉積作用，但未富集成礦，受后期熱液作用富集成礦。

通過對礦床地質特征的分析，認為礦床成因類型是熱液型錳礦床。

依據如下：

（1）內因：礦石具典型的膠體沉積的結構構造，如膠狀、塊狀、粉末狀，多孔狀、葡萄狀、鮞狀等構造，礦物成分簡單，鮞狀構造多形成于原生沉積礦床，礦石主要為硬錳礦、軟錳礦、水錳礦、褐錳礦等，系氧化錳礦石。

（2）外因：礦體分布較多，但規模較小，形態多為透鏡狀、脈狀、小扁豆狀等，在剖面上尚顯示鍋底狀。部分夾層殘留碎塊內具熱液蝕變，如透閃石化、絹云母化、綠泥石化等。礦體延深淺，部分礦體產于坡殘積層與基巖之間，兩者呈不整合接觸，礦體內偶見方解石、石英細脈穿插，脈內有時見錳的薄膜及硬錳礦細脈。在礦體周圍分布有大量的石英脈及花崗巖等巖脈。以上特征為后期熱液改造后所具有的典型特征，因此，礦床沉積后發生了熱液改造，并經歷了風化淋濾過程。

3340錳礦區錳礦體的賦礦圍巖為震旦洗腸井群的白云質灰巖，礦體中見明顯的角礫狀及碎裂狀礦石，部分地段礦體下部表現為明顯的隱伏斷裂構造，而礦體產于隱伏斷裂構造中。以上證據表明，構造對成礦有顯著的影響。

綜上所述，3340錳礦為熱液型錳礦床。

3.2 找礦標志及找礦方向

產于東西向斷裂中的灰黑色、黑色含錳層為最明顯的直接找礦標志。此外，物探激電剖面是有效的間接找礦標志。礦區東部近東西向的隱伏斷裂是錳礦化富集的場所，因此礦區東部近東西向的隱伏斷裂是尋找錳礦的間接標志。

3340錳礦區礦體賦存在礦區東部近東西向隱伏斷裂中，礦體的形成與巖漿熱液有關，斷裂提供熱液通道，因此礦區南邊巖體附近的斷裂及內、外接觸帶是尋找礦體的有利地段[2,3]。

4 結論

3340錳礦區礦體賦存在震旦系洗腸井群上組，含礦巖性主要為灰巖，白云巖，主要為氧化錳礦石和角礫狀氧化錳礦石。賦存于東西向隱伏斷裂控制中，與沿斷裂上升的熱液關系密切，為熱液型錳礦床。