西昆侖瑪爾坎蘇錳礦帶找礦模型

金川 謝月橋 李玉飛 張陽(yáng)

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)大隊(duì)喀什 844000）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

瑪爾坎蘇錳礦帶大地構(gòu)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?。á蟆?-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(jié)合部位。地層發(fā)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(qū)一帶地層系列分別屬塔里木地層區(qū)、昆侖地層區(qū)和喀喇昆侖地層區(qū)。錳礦含礦地層主要為上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組，次為下二疊統(tǒng)瑪爾坎雀庫(kù)塞山組。

2 控礦地質(zhì)要素

2.1 巖相古地理?xiàng)l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?guī)r、灰黑色薄層狀含（黃鐵礦、泥質(zhì)、炭質(zhì)）（粉晶、微晶、泥晶）灰?guī)r、灰黑色泥晶生物碎屑灰?guī)r中，說(shuō)明錳礦體處于相對(duì)低洼地段，大量炭-泥質(zhì)成分表明含錳巖系形成于相對(duì)靜止的堿性還原環(huán)境，沉積時(shí)間長(zhǎng)，形成了一套厚度穩(wěn)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(zhì)灰?guī)r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(tǒng)喀拉阿特河組，次為下二疊統(tǒng)瑪爾坎雀庫(kù)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?guī)r、灰黑色薄層狀含（黃鐵礦、泥質(zhì)、炭質(zhì)）（粉晶、微晶、泥晶）灰?guī)r、灰黑色泥晶生物碎屑灰?guī)r建造，層位穩(wěn)定。

2.3 控礦構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，受后期構(gòu)造影響，西昆侖造山帶受強(qiáng)烈擠壓，調(diào)查區(qū)一帶整體發(fā)生推覆構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使得晚石炭世含錳巖系發(fā)生大規(guī)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(gòu)造十分發(fā)育，致使地層及礦體形態(tài)非常復(fù)雜；礦體受后期逆沖推覆構(gòu)造影響，致使礦體與兩側(cè)圍巖發(fā)生明顯滑脫，沿滑脫面發(fā)育大量方解石脈，強(qiáng)烈的后期構(gòu)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(qū)內(nèi)含錳巖系中火山巖發(fā)育（以中性為主），有多層凝灰?guī)r夾層，其下伏下石炭統(tǒng)烏魯阿特組（C1w）為火山-沉積巖系建造，說(shuō)明石炭紀(jì)地殼活動(dòng)頻繁，海底火山作用強(qiáng)烈，區(qū)域熱場(chǎng)較強(qiáng)。區(qū)內(nèi)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(shù)量眾多，中間以凝灰?guī)r、碳質(zhì)泥巖、灰?guī)r為界，說(shuō)明熱水活動(dòng)提供錳質(zhì)不連續(xù)，表現(xiàn)多次活動(dòng)斷續(xù)供給和強(qiáng)烈分異的特征。區(qū)內(nèi)含錳巖系中粉晶-細(xì)晶灰?guī)r中可見到自形長(zhǎng)石，應(yīng)該是海相火山噴發(fā)熱水沉積的產(chǎn)物。綜合分析認(rèn)為，區(qū)內(nèi)錳質(zhì)來(lái)源和火山活動(dòng)、熱水噴流有關(guān)。

2.5 生物作用

礦石中存在鮞粒結(jié)構(gòu)，圍巖中發(fā)現(xiàn)的草莓狀黃鐵礦，說(shuō)明生物活動(dòng)參與了成礦，尤其是海洋藻類。海洋生物的作用首先表現(xiàn)在它們可以大量吸附錳質(zhì)，達(dá)到富集成礦物質(zhì)的效果。另外，其呼吸作用產(chǎn)生的CO2也有利于菱錳礦的形成。

2.6 疊加改造作用

石炭紀(jì)以后的構(gòu)造作用使含錳巖系褶皺上升地表，發(fā)生強(qiáng)烈的變形，同生的錳礦被風(fēng)化、淋濾、遷移，后期的熱液活動(dòng)對(duì)含錳巖系起到了一定的改造作用，形成了與含硅質(zhì)流體有關(guān)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(jī)制

結(jié)合前人研究資料分析，瑪爾坎蘇錳礦帶具有“內(nèi)源外生”特點(diǎn)，經(jīng)歷了先成錳氧化物或氫氧化物被還原轉(zhuǎn)化成菱錳礦的過(guò)程。有機(jī)質(zhì)更為強(qiáng)烈的還原作用是富錳礦形成的重要機(jī)制。

4 找礦標(biāo)志

巖相古地理標(biāo)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(tái)地相，海侵階段的相對(duì)靜止堿性還原環(huán)境有利于成礦。

層位及巖石標(biāo)志：上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組是錳礦產(chǎn)出的主要層位，直接頂?shù)装寰鶠楹寄嗑Щ規(guī)r，黃鐵礦的出現(xiàn)也是重要的找礦標(biāo)志。錳礦體受風(fēng)化作用在地表呈黑色條帶，可作為重要的露頭標(biāo)志；間接標(biāo)志為上盤二疊系的灰綠色蝕變安山巖。

構(gòu)造標(biāo)志：受南北向逆沖推覆構(gòu)造影響，瑪爾坎蘇地區(qū)形成背斜等構(gòu)造，錳礦體分布于背斜的南北兩翼，但由于擠壓強(qiáng)烈，兩翼尤其是南翼會(huì)形成倒轉(zhuǎn)向斜等。另外，區(qū)域東西向?yàn)醭鄤e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(biāo)志。

遙感標(biāo)志：SPOT7 等高分遙感數(shù)據(jù)對(duì)于該區(qū)域灰?guī)r、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(gòu)造解譯均具有較好的效果，可作為重要的間接找礦標(biāo)志。對(duì)Landsat8 等數(shù)據(jù)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(biāo)志。

物探標(biāo)志：錳礦體反應(yīng)為“中低阻高極化、局部高重弱磁”組合異常特征。錳礦體頂?shù)装逄假|(zhì)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(biāo)志。電磁測(cè)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(biāo)志。

地球化學(xué)標(biāo)志：瑪爾坎蘇一帶水系沉積物中Mn元素含量相對(duì)于我國(guó)高寒山區(qū)富集系數(shù)為1.58，變異系數(shù)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(diǎn)易于出露地表，西昆侖地區(qū)物理風(fēng)化強(qiáng)烈，水系沉積物中含Mn礦物可持續(xù)接受補(bǔ)給，形成規(guī)模大、強(qiáng)度高的Mn異常，是尋找錳礦床的直接找礦標(biāo)志。

5 找礦模型

通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)錳礦地質(zhì)特征、控礦因素、成礦機(jī)制、找礦標(biāo)志等方面的充分發(fā)掘和綜合分析，并確定了找礦標(biāo)志和找礦方法的最佳組合，最終總結(jié)找礦要素（表1），建立了區(qū)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