新疆東天山錳礦分布特征及找礦潛力分析

劉 勇

（新疆維吾爾自治區地質調查院，新疆 烏魯木齊 830000）

1 地質背景

研究區大地構造位置上處于塔里木古板塊塔北陸緣活動帶紅柳河裂陷槽內，北側與南側分別以紅柳河斷裂玉石山斷裂為界，在西部區域上兩斷裂收斂，在平面上表現為西合東張扇形特點中震旦統、下寒武統、志留系及二疊系是區內的主要地層出露。碳酸鹽巖和硅質巖組成的淺海相建造是中震旦統的主要特征，片理化粉砂巖以及片巖泥至白云巖和灰巖是其重要組成，在該帶當中有磷礦化以及錳礦化存在。碳酸鹽、泥巖以及黑色硅質巖建造特征是下寒武統的主要地層特點，有一侵蝕面存在于下伏中震旦統之間，是該區錳礦的重要成礦位置，在紅柳河斷裂南部分部阿爾特梅什布拉克群（志留系），斷層接觸下寒武統，建造特點為前海濱海相碎屑巖。在紅柳溝河斷裂北側區域分布二疊系，碎屑沉積巖是其主要特征，而且有中基性火山巖噴發相互伴生，沉積特點為海陸交互項特點，斷裂帶周圍分布的花崗巖體主要為華力西中、晚期。震旦紀以來，構造運動在區內歷經多次，由于南北方向擠壓作用，構造應力場，促進東西向為主的斷裂構造體系形成。紅柳河斷裂在該區展布方向為北東東向，主要表現為逆斷層，形成次級構造單元分界線，非常發育褶皺構造，屬于近東西向排列的復向斜以及復背斜[1]。

2 含錳巖系特征

該區有8處錳礦床點被發現，主要在陣單系以及寒武系地層當中分布，水溝子錳礦以及塔水錳礦、還有白川錳礦和黃山錳礦等，均在震旦系地層當中產出，苦泉錳礦、花坪錳礦、大水錳礦主要在寒武系中產出。（圖1）。

圖1 東天山錳礦帶地質略圖

2.1 震旦系含錳巖系

中震旦統的砂頁巖系以及灰巖是產出礦體的主要部位，白川錳礦是該區當中中震旦統出露最為齊全的錳礦，自下而上中震旦統巖系包括：

（1）夾細礫巖透鏡體的灰色變砂巖，千枚狀頁巖分布于頂部。

（2）條帶狀的硅質灰巖以及白云質灰巖，是主要的含錳鹽系，達到80m的厚度，扁豆狀特征的猛礦體分布于上部，殘積淋濾型錳礦化在地表能夠見到。

（3）薄層狀灰色白云巖約為40m厚。

（4）該層是重要的含錳鹽系，達到56.77m的總厚度，具有復雜的巖性特征，粉砂巖、頁巖以及硅質白云巖主要在下部分布，扁豆狀錳礦體主要產出在最下側頁巖部位，夾灰巖的頁巖分布于上部，錳礦化在灰巖當中可見。

（5）夾千枚狀紅色頁巖的深灰色千枚巖，達到190m的厚度。

（6）夾碳質頁巖以及頁巖和硅質巖的白云巖和白云質灰巖等透鏡體，錳礦化在該層硅質巖中可見，菱錳礦在頁巖當中有1.2m的厚度[2-4]。

2.2 寒武系含錳巖系

西大山組（下寒武統）是主要的賦礦層位，通過對比分析苦泉、花坪以及大水等幾個礦區地層特點，這一地層巖性自上而下表現為：

（1）條帶狀含硅質出來的大理巖以及白云質灰巖和青灰色的薄層灰巖，含錳結核大理巖透鏡體以及粘土質灰巖。猛礦體（殘積淋濾型）分布于地表達到25m的厚度。

（2）泥巖以及粘土質粉砂巖和硅質泥質頁巖，薄層的含錳硅質巖（含錳灰巖），淋積錳礦產出，鐵礦為局部的相變，達到30m～90m的厚厚。

（3）鈣質砂巖以及頁巖粘土質，錳礦體見于地表，達到30m～110m的厚度。

（4）粉砂巖，炭質，硅質巖以及硅質巖互層，灰巖透鏡體在中間加深達到20m的厚度。

3 錳礦成因類型及礦化特征

3.1 錳礦成因類型劃分

（1）近代風化堆積型錳礦。花坪錳礦28號礦體是重要的代表性礦體，礦體達到85m長，約為15m寬和8m的延伸，平面上礦體主要表現為扁豆狀，分布斷裂破碎帶周圍，后面上呈現鍋底狀的形態，巖土碎屑以及沙土堆積于礦體下部，和礦體保持一致的產狀特征，在粉砂巖以及灰巖之上不整合覆蓋。

（2）受構造裂隙控制的風化淋濾型錳礦。錳礦在大水地區產出的這種類型比較普遍，每個礦區均可看到，大水25號礦體是典型代表，礦體約有42.7m長，達到21m的寬度以及10m的延伸。Mn品位在25.89%的平均水平，礦體產出特點為巢狀，在殘積層與基巖之間產出，夾結晶灰巖的泥質粉砂巖是其主要的圍巖特點，巖石在地表呈現強烈的風化破碎特征，發育裂隙，在構造裂隙帶內產出猛礦體，礦體在地表部位具有較大的面積分布，向深部區域呈現不斷變小的范圍特點。

這種類型的礦體具有的特征主要表現為：在產狀方面礦體和含礦巖性層位呈現不一致的產狀特征，構造裂隙對其起著明顯的控制作用，一些礦體和巖層斜交，有的隨著層間裂隙進行充填。在規模上礦體較小，主要表現為不規則的形態特征，有的為透鏡狀，有的為扁豆狀，還有的為巢狀。在品味方面礦體都不是很高，呈現不均勻的分布特點。礦石多呈現變膠狀特征、同時還有葡萄狀、角粒狀等構造特點。軟錳礦以及應錳礦，是高價態氧化錳礦物主要礦石礦物，于其分布形態充分結合，顯示氧化錳礦為次生特征。

（3）細碎屑巖中的沉積型錳礦。在白川，花坪，大水等錳礦區能夠見到這一類礦體，花坪35號礦體是重要的代表性礦體，該礦體是在下寒武統產出的塊狀、扁豆狀礦體，粉砂質泥巖以及泥質粉砂巖（下寒武統）是礦體主要產出部位，扁豆狀是地表的主要形態，有似層狀空間形態特征，產狀和圍巖非常類似，地表有約40m的長度，達到3m寬。

與其他類型礦體相比，這種類型的礦體具有的特征主要為：①在產狀方面，礦體和圍巖具有一致性的特征，地表存在脈狀以及扁豆狀的特征，空間上的形態多表現為似層狀，具有非常大的延伸，在品位方面比較富，礦體在品位以及厚度上呈現穩定的變化特征。白泉，苦泉、水溝子等錳礦點，風化的地表礦體，延伸向下轉變成薄層狀的含錳巖石，可能也是此類沉積型錳礦。②夾灰巖透鏡體的粉砂巖、頁巖（下寒武統）主要分布在白川錳礦點，氧化錳礦以及灰巖構成條帶，錳礦具有似層狀的特點。褐鐵礦、赤鐵礦以及硬錳礦是花瓶錳礦22號礦體的主要特征，構造特點主要表現為揉皺，研究分析原生錳礦在區內有極大的尋找可能性。

（4）熱接觸變質型錳礦在花崗巖接觸帶中產出。這種錳礦在區內具有較少的分布，只在花坪錳礦以及沿灘錳礦一些礦體當中能夠見到，黑云母花崗巖（華力西期）與震旦系接觸帶中產出礦體，在花崗巖體當中個別產出，礦體在規模上相對較小，沒有規則的形態，很多都表現為巢狀，主要處于10m～20m的長度范圍，寬在2m～3m范圍，礦體有著較為富的品位特點，最富的能夠達到60%以上，礦石表現為致密塊狀，具有十分堅硬的特征，軟錳礦以及硬錳礦，是主要的含錳礦物，具有很好的結晶程度。石膏以及石英是其主要的脈石礦物。

3.2 礦石結構構造特征及礦石質量

錳礦石在區內具有比較簡單的結構類型，有的表現為粉末狀，有的表現為細粒狀，還有的為變膠狀和自行粒狀，同時還有葉片狀、乳濁狀等結構。礦石具有比較多樣的構造特點有的為煙灰狀，有的為土狀還有的為同心環帶狀，角礫狀，蜂窩狀，多孔狀。磁鐵礦、水針鐵礦、軟錳礦、硬錳礦是其主要的礦石礦物，磁黃鐵礦以及黃鐵礦相對較少，絹云母、方解石、石英等是其主要的脈石礦物。

4 成礦條件分析

（1）控礦地層。有8處礦床點在該區當中被發現，主要在寒武系以及震旦系當中分布，賦存的巖石層位具有特定性，對成礦元素背景值進行分析研究，硅質巖以及碳酸鹽巖（震旦統、下寒武統）錳背景值具有較高的特點。錳含量在含錳灰巖當中達到0.5%～2%，最高的在5.78%，不僅有含錳灰巖存在之外，剩下的碳酸鹽巖，含錳量在1～3倍克拉克值的達到30%左右，3～10倍克拉克值的約為29.73%。區內其他的沉積巖系也有錳質。所以砂頁巖以及砂質巖和碳酸鹽巖震旦系與下寒武統，為錳礦成礦提供了豐富的物質來源，是該區當中，最為重要的含礦層位。

（2）控礦構造，構造活動在后期階段十分的強烈，發育斷裂構造以及褶皺構造，地表出露含錳地層，發育破碎帶，裂隙，節理等，巖石十分的破碎，具有很強的滲透性，地形有利于風化，同時利于水文地質條件和構造的形成，紅柳河斷裂在的南部邊界區域是礦化帶的主要分布地帶，在一定地層當中賦存礦體，裂隙、節理、斷裂控制著形態，較大的礦體主要形成在構造交匯膨大位置上，次級斷裂在斷裂帶中非常發育，特別是東西向一組非常的突出。

（3）表生作用。錳質富集富集過程當中受表生風化淋濾作用非常突出，二疊紀之后，不是風化對地表造成嚴重影響，逐漸的夷平地形，潮濕的氣候逐漸轉變成干燥氣候，出現了非常強烈的化學風化以及物理風化因素影響，創造的條件有利于風化淋濾型錳礦的形成。

（4）巖相古地理條件。結合前人研究基礎，并對各個礦床點地質資料進行分析研究，分析該區的巖相古地理特征，至震旦紀到早寒武世階段。處于拉張條件下的塔里木板塊北陸緣，淺海沉積環境非常的穩定，對沉積分異作用起到了非常好的效果，具有較長的沉積時間，而且具有非常大的沉積物厚度，淺海相的硅質巖沉積碎屑巖以及碳酸鹽建造表現為穩定的厚度特征，由于地史當中，垂向運動的地殼長期存在，導致海平面出現不斷升降，巨厚的沉積物在中震旦世海侵階段逐漸的形成。海退階段主要發生在晚震旦，同時遭受強烈的剝蝕作用，有沉積間斷形成，顯示中震旦世與早寒武世接觸關系主要表現為不整合的特征。大的海侵在早寒武世階段又一次形成，沉積序列十分的穩定，沉積型錳礦在這一階段形成于不整合面上。地殼活動在二疊紀之后非常的活躍，進入到改造階段，由于后期改造因素影響，造成這套巖系褶皺向地表部位上升，由于部里化學等風化作用強烈影響，童聲錳礦，逐漸的被淋濾，風化與遷移，風化淋濾型錳礦以及堆積錳礦形成在構造裂隙以及地表洼地地帶，熱液活動在后期階段，又一次的改造含錳巖系，對其起到了很好的富集作用。綜合研究分析的錳礦主要以殘積淋濾錳礦為主，同時還有沉積型錳礦以及堆積錳礦。

5 找礦方向探討

淺海環境是該區當中的主要成礦古地理環境，震旦紀、寒武紀是該區當中主要的成礦時代，也是我國錳礦形成的重要時期，不純碳酸鹽巖以及黑色硅質砂頁巖具有非常多的含礦層位，而且具有穩定的厚度與延伸，深部具有非常大的找礦潛力，很多錳礦床點主要分布在成礦帶周圍，能夠共同組成一個大的礦田，找礦前景十分的優越，通過深入的開展地質研究工作。還能使資源儲量不斷擴大，有新礦產地被發現的可能。

通過分析礦區當中的地質條件與礦化特征，沉積型錳礦在深部區域上具有很大的可能性，花坪地區以及大水地區沉積特征的錳礦體有著非常穩定的延伸與厚度，所以其深度具有非常大的找礦潛力，今后在找礦工作當中，應當把花坪礦區作為重要的突破口，以沉積型錳礦為主攻目標，在含錳巖系深部進行找礦。