新疆玛尔坎苏锰矿带成矿地质特征及找矿方向

刘晓文

（新疆广汇锰业有限公司，新疆 阿克陶 845550）

1 区域地质特征

玛尔坎苏锰矿带位于帕米尔高原的东北缘，处于南天山造山带、西昆仑造山带与塔里木地块三大构造单元的结合部位（图1），区内经历过多次构造运动，形成复杂的构造带，被近东西向的乌赤别里山口-穆呼-江布布拉克断裂和昆果依托尔沟-吾依如麻吉勒尕-科克吉勒嘎断裂将本区分成3个构造带，即北部（中）新生界构造带、中部晚古生界构造带和南部晚古生界构造带，并分别处于塔里木地层区、西昆仑地层区和喀喇昆仑低层区。北带发育陆相碎屑岩建造，地层产状陡，其东段构成复背斜，西段由多条走向断层切割成迭瓦状板片组合。中带发育石炭系、二叠系两大火山-沉积旋回，呈被断裂破坏的玛尔坎苏河复式背斜，并伴有复杂的断裂构造。南带主要发育晚古生代的碎屑岩建造，经受强烈的构造运动，形成以韧性变形为特征的构造系统。区域岩浆作用不强，仅有少量晚三叠世的中酸性小侵入体和岩墙。区域变质作用大都为低绿片岩相。除了锰矿床以外还有少量金、铜矿点。

2 典型矿床地质特征

研究区已知的锰矿床有奥尔托喀讷什大型矿床和穆呼-玛尔坎土中型矿床，以及若干锰矿点。下面以奥尔托喀讷什锰矿床为例对其矿床地质特征进行分析：矿区内出露的主要地层有上石炭统喀拉阿特河组、二叠系下统玛尔坎雀库塞山组、上白垩统库克拜组和第四系冲洪积。矿区出露地层的主要岩性为：下石炭统乌鲁阿特组紫红色和灰绿色蚀变安山岩，上石炭统喀拉阿特河组泥质灰岩夹薄层灰岩、岩屑砂岩、生物碎屑灰岩等，下二叠统玛尔坎雀库塞山组蚀变安山岩，上白垩统库克拜组安山质凝灰岩、砂岩，其接触关系都呈不整合接触。

矿区内构造复杂，其中褶皱为区域玛尔坎土山复背斜的西延部分，在矿区表现为单一的倒转向斜构造，向斜核部位于矿区南部，背斜轴向总体呈近东西向，在矿区中部微向北凸。背斜的核部为石炭系，两翼均为二叠系。背斜北翼产状较陡，倾角为75°～88°，南翼稍缓，倾角为65°～70°，锰矿体赋存于该背斜北翼，与地层产状基本一致。矿区断裂构造主要为近东西向区域断裂构造和北东向次级断裂。区域性大断裂主要为乌赤别里山口断裂(F1)的西延部分，总体呈近东西向展布，断层面产状倾向5°～20°，倾角65°～78°；次级断裂以北东向为主，并有错段矿体的现象[1]。

含矿层位于上石炭统喀拉阿特河组第三岩性段，又可细分为三个岩性层∶ 第一岩性层为泥质灰岩夹薄层泥质岩，泥质灰岩呈灰色，泥-微晶结构，中-厚层构造，主要由微晶方解石及微细粒泥质成分构成，两者近等量，但粒度难以区分；泥质岩呈薄层状(10～20mm左右)与泥质灰岩互层；层厚约150 m，产状350°～10°∠65°～88°。第二岩性层为锰矿体，呈灰黑色，泥-微晶结构，块状构造，整体产状340°～15°∠65°～88°。第三岩性层为含碳泥质灰岩夹凝灰岩薄层，层厚约30 m，产状350°22°∠64°～88°；其中，含碳泥质灰岩呈黑色，微-泥晶结构，层状构造，主要由微晶方解石及炭泥质纹层构成，黄铁矿亦呈浸染状发育；凝灰岩夹层一般顺层产出，厚度几十厘米到几米不等，主要由结晶细小的长石及隐晶石英组成，可见灰岩岩屑。此外，紧挨矿体下盘，发育厚1～3 m的碳质泥岩，主要由微细粒炭泥质成分组成，且发育大量草莓状黄铁矿，亦可见黄铁矿交代炭泥质颗粒。

锰矿层严格受含锰岩系层位控制，为层状或透镜状碳酸锰矿体，产状与围岩的产状基本一致，总体走向东西90°～100°，倾向南北350°～12°，倾角较陡65°～80°。矿区共发育两层矿，均位于玛尔坎苏复式背斜北翼。I号矿体为主矿体，由地表剥土、深部坑道及钻探工程控制，呈层状产出，连续性好，未见分枝复合现象，长度约为5200m，整体走向95°，倾向为355°～10°，倾角为75°～88°。矿体赋存于背斜北翼，整体北倾。单工程控制矿体真厚度介于0.36～22.32 m，平均为4.14m，单工程矿体品位为10.1%～4.69%，平均为35.2%。II号矿体位于I号矿体北20～50 m处，呈层状断续产出，断续长度约为2500 m，倾向为5°，倾角为75°～85°，单工程控制矿体真厚度介于0.57～8.41 m，平均为2.08 m，单工程矿体品位为11.3%～42.5%，平均为29.1%。矿石类型：按组成矿石的主要锰矿物种类可将矿石的自然类型分为碳酸锰矿石和氧化锰矿石。前者为原生矿石，发育在深部，约占矿石总量的95%，是主要开采类型。后者为次生矿石，仅发育于地表，约占矿石总量的5%，是最富、最易开采类型。原生矿石主要呈致密块状构造、层纹-条纹状构造，泥-微晶结构。氧化矿石由原生矿石遭受风化氧化而来，主要呈土状构造，松散结构、胶状结构。矿石中含锰矿物以锰碳酸盐矿物(菱锰矿、含钙菱锰矿)为主，其次为肾硅锰矿，少量硫锰矿和红钛锰矿。脉石矿物多为细脉状石英和方解石，仅见于方解石-石英脉发育的矿石中，而块状矿石或纹层状矿石主要为粘土矿物。

3 控矿地质条件及找矿方向

（1）控矿地质条件。①大地构造背景因素。玛尔坎苏锰矿成矿带石炭系下统带状分布的火山熔岩、角砾岩、凝灰岩等火山（沉积建造）东西向延伸超过100km，向西进入塔吉克斯坦境内还有很大的延伸，而且出露宽度更大。这套火山建造岩性上从早到晚大体上表现为从基性到中性再到酸性的演化趋势，以安山岩类为主体，具有岛弧火山岩的岩性组合特征。我们的观察发现，这套火山岩建造中少有陆源碎屑岩，更难见到磨圆度和成熟度高的远源沉积岩，似乎也支持该火山建造带属于年轻岛弧的大地构造环境，而这样的大地构造环境决定了该锰矿带的物质来源和成矿作用的基本特征。②成矿层位因素。玛尔坎苏锰矿带上目前仅有的2个工业矿床都发育在上石炭统喀拉阿特河组中，根据我们本次对于玛尔坎土矿区附近的地层和构造的研究，前人认为属于中二叠统的坦迭尔锰矿点实际上也产于上石炭统的喀拉阿特河组中，这样一来，该锰矿带的成矿时代就集中在一个层位，即下石炭统乌鲁阿特组火山岩之上的上石炭统喀拉阿特河组碳酸盐岩。③沉积盆地因素。玛尔坎苏锰矿带含矿岩系沉积时的盆地性质对于Mn元素的聚集和沉淀具有重要的影响。奥尔托喀讷什矿区和穆呼-玛尔坎土矿区矿层都产于一套深色的平行纹层发育的灰岩中，矿层上盘或下盘伴有生物碎屑灰岩，这表明锰沉积于较深水的洼地，水深应该在暴风浪基面以下，这可能与Mn的来源与早石炭世的火山作用相关有联系。局限性的深水洼地阻碍Mn深部水体中的扩散倾向，有利于Mn的集聚。早石炭世火山喷发的晚期，在喀拉当格沟一带和穆呼一带发育厚度较大的熔岩和火山集块岩、火山角砾岩，代表两个火山喷发强烈的中心地带，而在火山丘隆之间的洼地接受火山喷发间歇期以中低温热液形式注入海底的Mn元素，在扩散受限的条件下蓄聚，最后沉积成矿。奥尔托喀讷什矿区应该具有类似的盆地条件，只是石炭系被严重断失了，当前不易恢复。④构造因素。本区构造活动强烈，受后期构造影响，西昆仑造山带受强烈挤压，玛尔坎苏地区整体发生推覆，使得晚石炭世含锰岩系发生大规模褶皱，形成背斜以及倒转向斜为主的构造。西段奥尔托喀讷什已发现的锰矿层赋存于背斜北翼，南翼具进一步找矿潜力；东段玛尔坎土，穆呼锰矿层赋存于背斜南翼，矿体形态受南翼次级向斜控制，背斜北翼被中、新生代地层逆掩。矿体受后期逆冲推覆构造影响，与顶、底板含碳灰岩的接触带多发生滑脱、碎裂。本区强烈的后期构造使含锰地层局部出露地表，矿体也受到一定的破坏。

（2）找矿靶区。综合玛尔坎苏锰矿带成矿地质特征及控矿因素，划分了3个Ⅰ级找矿靶区和1个Ⅱ级找矿靶区。