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(qū)地質(zhì)調(diào)查院，新疆 烏魯木齊 830000）

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位置上處于塔里木古板塊塔北陸緣活動(dòng)帶紅柳河裂陷槽內(nèi)，北側(cè)與南側(cè)分別以紅柳河斷裂玉石山斷裂為界，在西部區(qū)域上兩斷裂收斂，在平面上表現(xiàn)為西合東張扇形特點(diǎn)中震旦統(tǒng)、下寒武統(tǒng)、志留系及二疊系是區(qū)內(nèi)的主要地層出露。碳酸鹽巖和硅質(zhì)巖組成的淺海相建造是中震旦統(tǒng)的主要特征，片理化粉砂巖以及片巖泥至白云巖和灰?guī)r是其重要組成，在該帶當(dāng)中有磷礦化以及錳礦化存在。碳酸鹽、泥巖以及黑色硅質(zhì)巖建造特征是下寒武統(tǒng)的主要地層特點(diǎn)，有一侵蝕面存在于下伏中震旦統(tǒng)之間，是該區(qū)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(tǒng)，建造特點(diǎn)為前海濱海相碎屑巖。在紅柳溝河斷裂北側(cè)區(qū)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(fā)相互伴生，沉積特點(diǎn)為海陸交互項(xiàng)特點(diǎn)，斷裂帶周圍分布的花崗巖體主要為華力西中、晚期。震旦紀(jì)以來，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在區(qū)內(nèi)歷經(jīng)多次，由于南北方向擠壓作用，構(gòu)造應(yīng)力場，促進(jìn)東西向?yàn)橹鞯臄嗔褬?gòu)造體系形成。紅柳河斷裂在該區(qū)展布方向?yàn)楸睎|東向，主要表現(xiàn)為逆斷層，形成次級構(gòu)造單元分界線，非常發(fā)育褶皺構(gòu)造，屬于近東西向排列的復(fù)向斜以及復(fù)背斜[1]。

2 含錳巖系特征

該區(qū)有8處錳礦床點(diǎn)被發(fā)現(xiàn)，主要在陣單系以及寒武系地層當(dāng)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(dāng)中產(chǎn)出，苦泉錳礦、花坪錳礦、大水錳礦主要在寒武系中產(chǎn)出。（圖1）。

圖1 東天山錳礦帶地質(zhì)略圖

2.1 震旦系含錳巖系

中震旦統(tǒng)的砂頁巖系以及灰?guī)r是產(chǎn)出礦體的主要部位，白川錳礦是該區(qū)當(dāng)中中震旦統(tǒng)出露最為齊全的錳礦，自下而上中震旦統(tǒng)巖系包括：

（1）夾細(xì)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(zhì)灰?guī)r以及白云質(zhì)灰?guī)r，是主要的含錳鹽系，達(dá)到80m的厚度，扁豆?fàn)钐卣鞯拿偷V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(dá)到56.77m的總厚度，具有復(fù)雜的巖性特征，粉砂巖、頁巖以及硅質(zhì)白云巖主要在下部分布，扁豆?fàn)铄i礦體主要產(chǎn)出在最下側(cè)頁巖部位，夾灰?guī)r的頁巖分布于上部，錳礦化在灰?guī)r當(dāng)中可見。

（5）夾千枚狀紅色頁巖的深灰色千枚巖，達(dá)到190m的厚度。

（6）夾碳質(zhì)頁巖以及頁巖和硅質(zhì)巖的白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r等透鏡體，錳礦化在該層硅質(zhì)巖中可見，菱錳礦在頁巖當(dāng)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(tǒng)）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(gè)礦區(qū)地層特點(diǎn)，這一地層巖性自上而下表現(xiàn)為：

（1）條帶狀含硅質(zhì)出來的大理巖以及白云質(zhì)灰?guī)r和青灰色的薄層灰?guī)r，含錳結(jié)核大理巖透鏡體以及粘土質(zhì)灰?guī)r。猛礦體（殘積淋濾型）分布于地表達(dá)到25m的厚度。

（2）泥巖以及粘土質(zhì)粉砂巖和硅質(zhì)泥質(zhì)頁巖，薄層的含錳硅質(zhì)巖（含錳灰?guī)r），淋積錳礦產(chǎn)出，鐵礦為局部的相變，達(dá)到30m～90m的厚厚。

（3）鈣質(zhì)砂巖以及頁巖粘土質(zhì)，錳礦體見于地表，達(dá)到30m～110m的厚度。

（4）粉砂巖，炭質(zhì)，硅質(zhì)巖以及硅質(zhì)巖互層，灰?guī)r透鏡體在中間加深達(dá)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(fēng)化堆積型錳礦?；ㄆ哄i礦28號礦體是重要的代表性礦體，礦體達(dá)到85m長，約為15m寬和8m的延伸，平面上礦體主要表現(xiàn)為扁豆?fàn)?，分布斷裂破碎帶周圍，后面上呈現(xiàn)鍋底狀的形態(tài)，巖土碎屑以及沙土堆積于礦體下部，和礦體保持一致的產(chǎn)狀特征，在粉砂巖以及灰?guī)r之上不整合覆蓋。

（2）受構(gòu)造裂隙控制的風(fēng)化淋濾型錳礦。錳礦在大水地區(qū)產(chǎn)出的這種類型比較普遍，每個(gè)礦區(qū)均可看到，大水25號礦體是典型代表，礦體約有42.7m長，達(dá)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(chǎn)出特點(diǎn)為巢狀，在殘積層與基巖之間產(chǎn)出，夾結(jié)晶灰?guī)r的泥質(zhì)粉砂巖是其主要的圍巖特點(diǎn)，巖石在地表呈現(xiàn)強(qiáng)烈的風(fēng)化破碎特征，發(fā)育裂隙，在構(gòu)造裂隙帶內(nèi)產(chǎn)出猛礦體，礦體在地表部位具有較大的面積分布，向深部區(qū)域呈現(xiàn)不斷變小的范圍特點(diǎn)。

這種類型的礦體具有的特征主要表現(xiàn)為：在產(chǎn)狀方面礦體和含礦巖性層位呈現(xiàn)不一致的產(chǎn)狀特征，構(gòu)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(jìn)行充填。在規(guī)模上礦體較小，主要表現(xiàn)為不規(guī)則的形態(tài)特征，有的為透鏡狀，有的為扁豆?fàn)睿€有的為巢狀。在品味方面礦體都不是很高，呈現(xiàn)不均勻的分布特點(diǎn)。礦石多呈現(xiàn)變膠狀特征、同時(shí)還有葡萄狀、角粒狀等構(gòu)造特點(diǎn)。軟錳礦以及應(yīng)錳礦，是高價(jià)態(tài)氧化錳礦物主要礦石礦物，于其分布形態(tài)充分結(jié)合，顯示氧化錳礦為次生特征。

（3）細(xì)碎屑巖中的沉積型錳礦。在白川，花坪，大水等錳礦區(qū)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(tǒng)產(chǎn)出的塊狀、扁豆?fàn)畹V體，粉砂質(zhì)泥巖以及泥質(zhì)粉砂巖（下寒武統(tǒng)）是礦體主要產(chǎn)出部位，扁豆?fàn)钍堑乇淼闹饕螒B(tài)，有似層狀空間形態(tài)特征，產(chǎn)狀和圍巖非常類似，地表有約40m的長度，達(dá)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(chǎn)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?fàn)畹奶卣鳎臻g上的形態(tài)多表現(xiàn)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(xiàn)穩(wěn)定的變化特征。白泉，苦泉、水溝子等錳礦點(diǎn)，風(fēng)化的地表礦體，延伸向下轉(zhuǎn)變成薄層狀的含錳巖石，可能也是此類沉積型錳礦。②夾灰?guī)r透鏡體的粉砂巖、頁巖（下寒武統(tǒng)）主要分布在白川錳礦點(diǎn)，氧化錳礦以及灰?guī)r構(gòu)成條帶，錳礦具有似層狀的特點(diǎn)。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(gòu)造特點(diǎn)主要表現(xiàn)為揉皺，研究分析原生錳礦在區(qū)內(nèi)有極大的尋找可能性。

（4）熱接觸變質(zhì)型錳礦在花崗巖接觸帶中產(chǎn)出。這種錳礦在區(qū)內(nèi)具有較少的分布，只在花坪錳礦以及沿灘錳礦一些礦體當(dāng)中能夠見到，黑云母花崗巖（華力西期）與震旦系接觸帶中產(chǎn)出礦體，在花崗巖體當(dāng)中個(gè)別產(chǎn)出，礦體在規(guī)模上相對較小，沒有規(guī)則的形態(tài)，很多都表現(xiàn)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(diǎn)，最富的能夠達(dá)到60%以上，礦石表現(xiàn)為致密塊狀，具有十分堅(jiān)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(jié)晶程度。石膏以及石英是其主要的脈石礦物。

3.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征及礦石質(zhì)量

錳礦石在區(qū)內(nèi)具有比較簡單的結(jié)構(gòu)類型，有的表現(xiàn)為粉末狀，有的表現(xiàn)為細(xì)粒狀，還有的為變膠狀和自行粒狀，同時(shí)還有葉片狀、乳濁狀等結(jié)構(gòu)。礦石具有比較多樣的構(gòu)造特點(diǎn)有的為煙灰狀，有的為土狀還有的為同心環(huán)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(diǎn)在該區(qū)當(dāng)中被發(fā)現(xiàn)，主要在寒武系以及震旦系當(dāng)中分布，賦存的巖石層位具有特定性，對成礦元素背景值進(jìn)行分析研究，硅質(zhì)巖以及碳酸鹽巖（震旦統(tǒng)、下寒武統(tǒng)）錳背景值具有較高的特點(diǎn)。錳含量在含錳灰?guī)r當(dāng)中達(dá)到0.5%～2%，最高的在5.78%，不僅有含錳灰?guī)r存在之外，剩下的碳酸鹽巖，含錳量在1～3倍克拉克值的達(dá)到30%左右，3～10倍克拉克值的約為29.73%。區(qū)內(nèi)其他的沉積巖系也有錳質(zhì)。所以砂頁巖以及砂質(zhì)巖和碳酸鹽巖震旦系與下寒武統(tǒng)，為錳礦成礦提供了豐富的物質(zhì)來源，是該區(qū)當(dāng)中，最為重要的含礦層位。

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

（3）表生作用。錳質(zhì)富集富集過程當(dāng)中受表生風(fēng)化淋濾作用非常突出，二疊紀(jì)之后，不是風(fēng)化對地表造成嚴(yán)重影響，逐漸的夷平地形，潮濕的氣候逐漸轉(zhuǎn)變成干燥氣候，出現(xiàn)了非常強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化以及物理風(fēng)化因素影響，創(chuàng)造的條件有利于風(fēng)化淋濾型錳礦的形成。

（4）巖相古地理?xiàng)l件。結(jié)合前人研究基礎(chǔ)，并對各個(gè)礦床點(diǎn)地質(zhì)資料進(jìn)行分析研究，分析該區(qū)的巖相古地理特征，至震旦紀(jì)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(huán)境非常的穩(wěn)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(shí)間，而且具有非常大的沉積物厚度，淺海相的硅質(zhì)巖沉積碎屑巖以及碳酸鹽建造表現(xiàn)為穩(wěn)定的厚度特征，由于地史當(dāng)中，垂向運(yùn)動(dòng)的地殼長期存在，導(dǎo)致海平面出現(xiàn)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(fā)生在晚震旦，同時(shí)遭受強(qiáng)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(guān)系主要表現(xiàn)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(wěn)定，沉積型錳礦在這一階段形成于不整合面上。地殼活動(dòng)在二疊紀(jì)之后非常的活躍，進(jìn)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(xué)等風(fēng)化作用強(qiáng)烈影響，童聲錳礦，逐漸的被淋濾，風(fēng)化與遷移，風(fēng)化淋濾型錳礦以及堆積錳礦形成在構(gòu)造裂隙以及地表洼地地帶，熱液活動(dòng)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(shí)還有沉積型錳礦以及堆積錳礦。

5 找礦方向探討

淺海環(huán)境是該區(qū)當(dāng)中的主要成礦古地理環(huán)境，震旦紀(jì)、寒武紀(jì)是該區(qū)當(dāng)中主要的成礦時(shí)代，也是我國錳礦形成的重要時(shí)期，不純碳酸鹽巖以及黑色硅質(zhì)砂頁巖具有非常多的含礦層位，而且具有穩(wěn)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(diǎn)主要分布在成礦帶周圍，能夠共同組成一個(gè)大的礦田，找礦前景十分的優(yōu)越，通過深入的開展地質(zhì)研究工作。還能使資源儲(chǔ)量不斷擴(kuò)大，有新礦產(chǎn)地被發(fā)現(xiàn)的可能。

通過分析礦區(qū)當(dāng)中的地質(zhì)條件與礦化特征，沉積型錳礦在深部區(qū)域上具有很大的可能性，花坪地區(qū)以及大水地區(qū)沉積特征的錳礦體有著非常穩(wěn)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(dāng)中，應(yīng)當(dāng)把花坪礦區(qū)作為重要的突破口，以沉積型錳礦為主攻目標(biāo)，在含錳巖系深部進(jìn)行找礦。