白石灘錳礦床地質(zhì)特征及成因分析

李文杰 賈國(guó)章 竇小亮

（中國(guó)冶金地質(zhì)總局新疆地質(zhì)勘查院，新疆烏魯木齊 830000）

0 引言

若羌縣白石灘錳礦區(qū)域位于北山裂谷帶，該帶東西長(zhǎng)750 千米，南北寬80～100 千米，白石灘以南、羅布泊以北的廣大地區(qū)，南北兩側(cè)受深斷裂控制，包括依格孜塔格、因尼卡拉塔格斷裂，在西南端。

1 區(qū)域地質(zhì)及成礦地質(zhì)條件

1.1 區(qū)域地質(zhì)

1.1.1 地層

工作區(qū)內(nèi)位于塔里木陸殼板塊內(nèi)的北山陸內(nèi)裂谷帶，地層除中生界白堊系、三疊系缺失外，中元古界到新生界的地層均有出露。從出露面積上看：分布最廣的是以石炭系為主體的上古生界，其次是中上元古界和新生界，下古生界及中生界在區(qū)內(nèi)分布相對(duì)較少。

1.1.2 構(gòu)造

本區(qū)內(nèi)大地構(gòu)造位置區(qū)域位于塔里木板塊與準(zhǔn)噶爾板塊結(jié)合部靠近塔里木板塊一側(cè)，北山優(yōu)地槽褶皺帶西部，區(qū)域內(nèi)進(jìn)一步劃分為：中坡山陸塊、石炭紀(jì)克孜勒塔格斷坳、二疊紀(jì)印尼喀拉斷坳三個(gè)Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要形成于加里東運(yùn)動(dòng)早期和華力西運(yùn)動(dòng)的晚期。早古生代早期該區(qū)處于相對(duì)隆起階段，加里東運(yùn)動(dòng)使奧陶紀(jì)以前的地層褶皺隆起，組成了下構(gòu)造層，區(qū)內(nèi)東西向的基底斷裂是這一時(shí)期形成的。二疊紀(jì)早期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以斷裂為主產(chǎn)生了北東東向的深大斷裂帶，同時(shí)沿?cái)嗔褞Мa(chǎn)生了大規(guī)模的巖漿噴發(fā)和侵入活動(dòng)。

1.1.3 巖漿巖

區(qū)域歷經(jīng)多次構(gòu)造活動(dòng)，巖漿活動(dòng)頻繁，因而導(dǎo)致侵入巖體的廣泛分布。在區(qū)內(nèi)基性巖、中性巖及中酸性巖均有出露。侵入時(shí)期有元古代、加里東和華力西期，但前兩者在區(qū)內(nèi)侵入作用微弱，尤以華力西期巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈。

華力西早期中-基性侵入巖，閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖；斜長(zhǎng)花崗巖；華力西中期侵入巖在區(qū)內(nèi)分布規(guī)模最大，活動(dòng)最為強(qiáng)烈。主要為超基性巖、橄欖巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、閃長(zhǎng)巖、混合花崗巖、斜長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖和石英閃長(zhǎng)巖等。

華力西晚期主要侵入的有基性-中酸性侵入巖。主要巖性有閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、橄欖巖、輝綠巖、斜長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖等。

1.2 區(qū)域地球物理特征

1.2.1 區(qū)域布格重力場(chǎng)特征

北山南緣屬低重力場(chǎng)區(qū)，以白洼地?cái)嗔褳榻?，分南北兩個(gè)重力布格異常帶。北帶為大片相對(duì)平緩的高布格重力異常區(qū)，布格重力值為：（-170—-130）×10-5m/s2；南帶為一個(gè)呈北東東向展布的重力布格異常梯級(jí)帶，該梯級(jí)帶長(zhǎng)250 千米以上，寬30-45 千米。兩側(cè)布格重力異常值分別為-230×10-5m／s2和-180×10-5m／s2，水平梯度值為2.2×10-5m/s2/km，坡北含銅鎳基性——超基性巖體位于梯級(jí)帶的北部邊緣，筆架山巖帶位于高布格重力異常區(qū)。

1.2.2 區(qū)域磁場(chǎng)特征

北山區(qū)航磁異常的特征是白地洼斷裂西北一側(cè)分布大面積強(qiáng)正磁異常區(qū)，東南側(cè)則為負(fù)磁異常區(qū)。坡北含銅鎳基性——超基性巖體位于負(fù)磁異常區(qū)的西北邊緣，表現(xiàn)為兩個(gè)異常值達(dá)-150—-250nT 的北東向的負(fù)異常帶，筆架山巖帶位于正磁異常區(qū)。

1.3 區(qū)域地球化學(xué)特征

從元素的濃集、富集、專屬性和分異程度上看，侵入巖地球化學(xué)特征呈現(xiàn)由超基性——中基性——基性逐漸減弱，閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖和花崗巖中，由老到新是增強(qiáng)的。

從區(qū)域構(gòu)造地球化學(xué)特征來(lái)看，近東西向構(gòu)造控制加里東期及以前的元素區(qū)域背景場(chǎng)和礦帶異常，依格孜塔格大斷裂上的鐵族元素異常，基本追蹤了沿?cái)嗔逊植嫉幕浴詭r體的展布。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體規(guī)模

礦區(qū)內(nèi)共圈出多條錳礦化體，礦體呈透鏡狀、脈狀。含錳主礦體在地表斷續(xù)分布，不連續(xù)，出露長(zhǎng)度從幾十米到上千米不等，寬一般在0.50～3.00米左右，局部最寬處可達(dá)5～6 米，呈雁列式分布。礦石品位10.14～33.97%。錳礦化體走向基本與區(qū)域構(gòu)造線一致，礦體總體走向?yàn)楸睎|-北東東向60°～70°，傾向南東，傾角80°±。即Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體。Ⅰ號(hào)錳礦體：呈透鏡狀、脈狀，地表斷續(xù)出露長(zhǎng)度約1100 米，走向70°，傾向160°，傾角一般在85°～88°。錳品位21.04-32%，平均19.52%，錳礦體厚度一般在0.73～2.4米。Ⅱ號(hào)錳礦體：呈透鏡狀、脈狀，地表斷續(xù)出露長(zhǎng)度約1900米，走向一般在80°，傾向170°，傾角一般在86°～88°，局部近于直立。錳品位從15.88-26.50%，平均21.52%，錳礦化體厚度0.50～1.50米，平均厚度約1.03米。

2.2 礦石質(zhì)量

2.2.1 礦石化學(xué)成分

礦石化學(xué)成份由CaO、MgO、Al2O3、K2O、Na2O、SiO2、TiO2、Mn、Cu、Co、Ni、Fe、P等元素組成。

2.2.2 礦石礦物成分

礦石礦物：硬錳礦、褐錳礦、軟錳礦、水褐錳礦等。經(jīng)物相分析，礦石礦物成分含量一般為：硬錳礦50～60%、褐錳礦10%左右，軟錳礦5～10%，鐵錳質(zhì)1～7%。

脈石礦物：石英、長(zhǎng)石、絹云母、方解石、黑云母、薔薇輝石、巖屑等。

2.2.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

（1）礦石結(jié)構(gòu)

礦石結(jié)構(gòu)主要以它形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu)和放射狀變晶結(jié)構(gòu)為主。

它形粒狀結(jié)構(gòu)：錳礦物主要呈它形，少數(shù)為半自形，粒徑一般小于0.02mm，交代巖石，局部膠結(jié)物完全被其替代。

半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu)：主要金屬錳礦物一般為0.01-0.05mm 的半自形-自形晶，硬錳礦、軟錳礦呈微小它形粒狀沿褐錳礦邊緣及裂隙交代褐錳礦。

放射狀變晶結(jié)構(gòu)：錳礦物顆粒一般為小于0.05mm 的它形-半自形晶，其邊緣及裂隙被硬錳礦、軟錳礦交代，局部呈同心環(huán)狀變晶，完全被硬錳礦、軟錳礦交代。

（2）礦石構(gòu)造

礦石構(gòu)造主要有角礫狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、膠狀構(gòu)造和細(xì)脈狀構(gòu)造等。

角礫狀構(gòu)造：角礫狀金屬礦物膠結(jié)非金屬礦物，金屬礦物主要為錳、鐵。

塊狀構(gòu)造：硬錳礦、褐錳礦、軟錳礦等金屬礦物占75%以上。

膠狀構(gòu)造：金屬礦物呈膠結(jié)物膠結(jié)脈石礦物。

細(xì)脈狀構(gòu)造：金屬礦物呈細(xì)脈及網(wǎng)脈狀沿巖石裂隙充填。

2.2.4 主要礦物特征

硬錳礦：灰黑色-黑色，呈它形粒狀集合體，粒徑0.05mm，或與脈石礦物構(gòu)成構(gòu)造交代-充填結(jié)構(gòu)，或呈放射狀變晶結(jié)構(gòu)和半自形粒狀結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造，硬度較大。

石英：呈半自形-它形粒狀產(chǎn)出，粒經(jīng)0.01～1.0mm，石英含量10～15%。

方解石：呈半自形-它形粒狀產(chǎn)出，粒徑0.1mm，含量一般在5-10%。

3 礦床成因

礦區(qū)位于東天山南緣、北山成礦帶的西部，該帶橫跨區(qū)內(nèi)的大部分區(qū)域，呈北東東向帶狀展布，1∶20萬(wàn)區(qū)化異常顯示，帶內(nèi)化探異常值高而普遍，主要有Au、Mn、Fe、Cu、Hg 等，以形成火山熱液型、變質(zhì)巖型金礦床為主。區(qū)內(nèi)錳礦（床）點(diǎn)，區(qū)域呈串珠狀分布特征，與區(qū)域構(gòu)造方向大體一致，并且錳礦（床）點(diǎn)主要分布在克孜勒塔格斷裂和紅十井?dāng)嗔阎g，錳礦化帶受該斷裂構(gòu)造控制明顯。錳礦化體呈脈狀、透鏡體狀、面上呈串珠狀、雁形狀排列。礦化體圍巖蝕變普遍表現(xiàn)為硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化，局部高嶺土化等蝕變現(xiàn)象，這主要是中低溫蝕變產(chǎn)物。綜合上述初步認(rèn)為本區(qū)錳礦成礦類型為熱液充填型錳礦床。