西昆侖瑪爾坎蘇錳礦帶找礦模型

金川 謝月橋 李玉飛 張陽

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第二地質大隊喀什 844000）

1 區域地質背景

瑪爾坎蘇錳礦帶大地構造位置處于秦祁昆造山系之西昆侖弧盆系的昆蓋山晚古生代島弧（Ⅲ—2-1）中，位于塔里木成礦省-西南坳陷石油-天然氣-煤-鹽類（鉀鹽）-Pb-Zn帶和昆侖成礦省-北昆侖（裂谷帶）Fe-Cu-Au-硫鐵礦礦帶結合部位。地層發育較齊全，從元古宇到古生界、中生界、新生界均見，以古生界、新生界為主，中生界地層出露較少。整裝勘查區一帶地層系列分別屬塔里木地層區、昆侖地層區和喀喇昆侖地層區。錳礦含礦地層主要為上石炭統喀拉阿特河組，次為下二疊統瑪爾坎雀庫塞山組。

2 控礦地質要素

2.1 巖相古地理條件

在晚石炭世為弧后裂谷盆地，其邊緣相、淺海陸棚相主體為低能帶，水體較深，錳礦層賦存于灰黑色含（黃鐵礦、泥晶、微晶、亮晶）砂屑灰巖、灰黑色薄層狀含（黃鐵礦、泥質、炭質）（粉晶、微晶、泥晶）灰巖、灰黑色泥晶生物碎屑灰巖中，說明錳礦體處于相對低洼地段，大量炭-泥質成分表明含錳巖系形成于相對靜止的堿性還原環境，沉積時間長，形成了一套厚度穩定的淺海相碳酸鹽巖－碎屑巖沉積建造，其海侵階段有利于在沉積層序中含碳泥質灰巖段形成沉積型錳礦。

2.2 控礦地層

含礦地層主要為上石炭統喀拉阿特河組，次為下二疊統瑪爾坎雀庫塞山組，含錳巖系為一套淺海相沉積的灰黑色含（黃鐵礦、泥晶、微晶、亮晶）砂屑灰巖、灰黑色薄層狀含（黃鐵礦、泥質、炭質）（粉晶、微晶、泥晶）灰巖、灰黑色泥晶生物碎屑灰巖建造，層位穩定。

2.3 控礦構造

區內構造活動強烈，受后期構造影響，西昆侖造山帶受強烈擠壓，調查區一帶整體發生推覆構造運動，使得晚石炭世含錳巖系發生大規模褶皺。西段奧爾托喀納什錳礦床錳礦層賦存于背斜北翼；東段瑪爾坎土錳礦床褶皺構造十分發育，致使地層及礦體形態非常復雜；礦體受后期逆沖推覆構造影響，致使礦體與兩側圍巖發生明顯滑脫，沿滑脫面發育大量方解石脈，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。

2.4 火山作用

區內含錳巖系中火山巖發育（以中性為主），有多層凝灰巖夾層，其下伏下石炭統烏魯阿特組（C1w）為火山-沉積巖系建造，說明石炭紀地殼活動頻繁，海底火山作用強烈，區域熱場較強。區內含錳巖系中見有多層菱錳礦層，尤以穆呼礦床和瑪爾坎土礦床為甚，且透鏡狀小礦體數量眾多，中間以凝灰巖、碳質泥巖、灰巖為界，說明熱水活動提供錳質不連續，表現多次活動斷續供給和強烈分異的特征。區內含錳巖系中粉晶-細晶灰巖中可見到自形長石，應該是海相火山噴發熱水沉積的產物。綜合分析認為，區內錳質來源和火山活動、熱水噴流有關。

2.5 生物作用

礦石中存在鮞粒結構，圍巖中發現的草莓狀黃鐵礦，說明生物活動參與了成礦，尤其是海洋藻類。海洋生物的作用首先表現在它們可以大量吸附錳質，達到富集成礦物質的效果。另外，其呼吸作用產生的CO2也有利于菱錳礦的形成。

2.6 疊加改造作用

石炭紀以后的構造作用使含錳巖系褶皺上升地表，發生強烈的變形，同生的錳礦被風化、淋濾、遷移，后期的熱液活動對含錳巖系起到了一定的改造作用，形成了與含硅質流體有關的水硅錳鎂礦、紅錳鐵礦、水錳礦、硫錳礦、錳方解石（脈）及薔薇輝石等。另外，菱錳礦遭受后期熱液作用影響形成軟錳礦。

3 成礦機制

結合前人研究資料分析，瑪爾坎蘇錳礦帶具有“內源外生”特點，經歷了先成錳氧化物或氫氧化物被還原轉化成菱錳礦的過程。有機質更為強烈的還原作用是富錳礦形成的重要機制。

4 找礦標志

巖相古地理標志：錳礦床多形成于晚石炭世弧后裂谷盆地淺海碳酸鹽巖臺地相，海侵階段的相對靜止堿性還原環境有利于成礦。

層位及巖石標志：上石炭統喀拉阿特河組是錳礦產出的主要層位，直接頂底板均為含碳泥晶灰巖，黃鐵礦的出現也是重要的找礦標志。錳礦體受風化作用在地表呈黑色條帶，可作為重要的露頭標志；間接標志為上盤二疊系的灰綠色蝕變安山巖。

構造標志：受南北向逆沖推覆構造影響，瑪爾坎蘇地區形成背斜等構造，錳礦體分布于背斜的南北兩翼，但由于擠壓強烈，兩翼尤其是南翼會形成倒轉向斜等。另外，區域東西向烏赤別里山口等斷裂與礦體展布方向基本一致，在空間上控制著錳礦床的分布，是尋找錳礦床的重要標志。

遙感標志：SPOT7 等高分遙感數據對于該區域灰巖、砂巖、礫巖、火山碎屑巖、沖積物等巖性解譯，以及斷裂等線性構造解譯均具有較好的效果，可作為重要的間接找礦標志。對Landsat8 等數據采用主成分法提取的羥基異常、鐵染異常信息，以及采用光譜角法使用菱錳礦、軟錳礦光譜提取的錳礦蝕變異常也可作為間接標志。

物探標志：錳礦體反應為“中低阻高極化、局部高重弱磁”組合異常特征。錳礦體頂底板碳質明顯富集，激電中梯視極化率異常是尋找錳礦床的直接找礦標志。電磁測深（CSAMT）可定性使用ρ=3000Ω·m等值線劃分C2k地層分布范圍，圈定成礦有利部位，也可作為間接找礦標志。

地球化學標志：瑪爾坎蘇一帶水系沉積物中Mn元素含量相對于我國高寒山區富集系數為1.58，變異系數為3.57，空間分布極不均勻，有利于Mn 富集成礦。礦帶處于西昆侖逆沖推覆前沖帶，剝蝕程度高，先成錳礦床、礦點易于出露地表，西昆侖地區物理風化強烈，水系沉積物中含Mn礦物可持續接受補給，形成規模大、強度高的Mn異常，是尋找錳礦床的直接找礦標志。

5 找礦模型

通過對區內錳礦地質特征、控礦因素、成礦機制、找礦標志等方面的充分發掘和綜合分析，并確定了找礦標志和找礦方法的最佳組合，最終總結找礦要素（表1），建立了區域錳礦找礦模型（圖1）。

圖1 沉積型錳礦找礦模型圖

表1 海相沉積型錳礦找礦要素表