四川姑俄夸錳礦地質(zhì)特征及成礦遠(yuǎn)景分析

周清樹(shù)，萬(wàn)平益，李俊鋒，林 龍，文美玲

(四川省冶金地質(zhì)勘查院，四川 成都 610051)

四川省黑水地區(qū)位于松潘—甘孜地槽褶皺系(Ⅰ3)巴顏喀拉冒地槽褶皺帶(Ⅱ8)茂縣—丹巴地背斜(Ⅲ21)中，礦區(qū)位于石大關(guān)弧形構(gòu)造帶西段之瓦布梁子—四美溝倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜南西部?jī)A末端，三疊系菠茨溝組含錳巖系廣布，是錳礦成礦有利地段，具有良好的成礦地質(zhì)條件，本區(qū)是我國(guó)重要錳成礦帶之一，是進(jìn)一步開(kāi)展錳礦找礦的前景區(qū)[1]。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 礦體產(chǎn)出層位

本礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)錳礦(化)層長(zhǎng)度>1 000 m，錳礦(化)層賦存于中三疊統(tǒng)菠茨溝組(T1b上段地層)中(見(jiàn)圖1)，在礦區(qū)圈定的8個(gè)礦體中，Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體產(chǎn)于下含礦層上部；Ⅲ號(hào)礦體產(chǎn)于下含礦層底部；Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ號(hào)礦體產(chǎn)于上含礦層底部；Ⅴ號(hào)礦體產(chǎn)于上含礦層頂部。

圖1 四川省黑水縣姑俄夸錳礦地質(zhì)平面

1.2 含礦地層特征

礦區(qū)含錳巖系菠茨溝組(T1b)為淺海相淺變質(zhì)細(xì)碎屑巖，主要為淺海相泥質(zhì)—碳酸鹽類的混合沉積，為淺灰色薄層大理巖化灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r、灰紅色薄—中層狀灰?guī)r與薄層千枚巖互層。含錳巖系總厚35.4～553.34 m，以上覆雜谷腦組底部變質(zhì)長(zhǎng)石石英細(xì)砂巖與其分界，底部以下二疊統(tǒng)頂部黑色炭質(zhì)千枚巖、炭質(zhì)板巖與其為界。分上下2段，上段進(jìn)一步可劃分為8個(gè)巖性層。

上覆地層：雜谷腦組(T2z)底部變質(zhì)長(zhǎng)石石英細(xì)砂巖(標(biāo)志層B1)。

菠茨溝組上段(T1b2)：

T1b2-8淺灰色、灰白色薄層大理巖化灰?guī)r夾薄層淺灰色、灰綠色千枚巖，局部夾灰綠色粉砂質(zhì)千枚巖，厚度27.32 m。

T1b2-7錳礦(化)層(上含礦層頂部)：風(fēng)化后呈灰黑色、深灰色，新鮮面呈灰紅色、淺肉紅色白云質(zhì)、硅質(zhì)錳礦層，呈條帶狀、層狀、塊狀構(gòu)造。夾石主要為淺灰綠色粉砂質(zhì)千枚巖及薄層粉砂質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r，頂?shù)装鍑鷰r為淺灰綠色千枚巖、粉砂質(zhì)鈣質(zhì)千枚巖，厚度5.23 m。

T1b2-6淺灰色、灰白色薄層大理巖化灰?guī)r夾薄層灰綠色鈣質(zhì)千枚巖，局部夾有灰紅色粉砂質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r，以頂部灰紅色薄—中層狀粉砂白云質(zhì)灰?guī)r(標(biāo)志層B3)與T1b2-2區(qū)分，厚度217.96 m。

T1b2-5錳礦(化)層(上含礦層底部)，風(fēng)化面呈灰黑色、黑色，新鮮面呈淺肉紅色、米黃色碳酸錳礦層，硅質(zhì)錳礦層、含錳白云巖，呈條帶狀、層狀、塊狀構(gòu)造。夾石主要為淺灰綠色鈣質(zhì)千枚巖及薄層灰紅色粉砂質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r；頂?shù)装鍑鷰r主要為淺灰色、灰綠色鈣質(zhì)千枚巖，厚9.65 m。

T1b2-4淺灰色、灰白色薄層大理巖化灰?guī)r夾薄層淺灰色、灰綠色千枚巖等，厚度4.97 m。

T1b2-3錳礦(化)層(下含礦層上部)，深灰色、暗灰綠色粉砂質(zhì)硅質(zhì)錳礦層，粉砂質(zhì)含錳白云巖夾灰綠色薄層千枚巖，底板巖性為淺綠色綠泥千枚巖，頂板巖性為淺灰色薄層大理巖化灰?guī)r(大理巖)，厚3.83 m。

T1b2-2底部為淺灰色、灰白色薄層細(xì)晶大理巖化灰?guī)r，中間為中層狀灰紅色粉砂白云質(zhì)灰?guī)r，上部巖性主要為淺灰色、灰白色薄層細(xì)晶大理巖化灰?guī)r，厚41.83 m。

T1b2-1錳礦化層(下含礦層底部)，深灰—灰黑色、鋼灰色硅質(zhì)錳礦層，含錳白云巖，呈條帶狀、層狀、塊狀構(gòu)造。夾石主要為淺灰綠色鈣質(zhì)千枚巖及薄層灰紅色粉砂質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r；頂?shù)装鍑鷰r主要為淺灰色、灰綠色千枚巖、綠泥千枚巖，厚6.01 m。

菠茨溝組下段(T1b1)：底部為薄層淺灰色細(xì)晶灰?guī)r夾薄層淺灰色、灰綠色千枚巖；中部為灰紅色含白云質(zhì)粉砂質(zhì)灰?guī)r夾少量薄層千枚巖、鈣質(zhì)千枚巖等；上部分2個(gè)巖性層，上部下巖性層主要為薄層大理巖化細(xì)晶灰?guī)r夾薄層千枚巖；上部巖性層為淺灰色粉砂質(zhì)泥灰?guī)r，灰紅色粉砂質(zhì)灰?guī)r夾薄層淺灰色、灰綠色千枚巖，厚度152.64 m。

下伏地層：二疊系下統(tǒng)(P1)頂部為淺灰色薄層細(xì)晶灰?guī)r與灰黑色薄層碳質(zhì)千枚巖、千枚狀板巖互層產(chǎn)出，碳質(zhì)千枚巖、千枚狀板巖中常見(jiàn)有黃鐵礦顆粒呈星散狀分布，以含黃鐵礦顆粒炭質(zhì)千枚巖為主要標(biāo)志。

1.3 礦體特征

1.3.1 礦體形態(tài)、規(guī)模及產(chǎn)狀

通過(guò)地表槽探控制，在礦區(qū)共圈定8個(gè)礦體，其中主要礦體為Ⅰ、Ⅲ和Ⅷ號(hào)礦體，其中單礦體出露長(zhǎng)度160～950 m，工程控制長(zhǎng)度146～776 m。礦體總體呈弧形向南凸出，礦層呈似層狀、透鏡狀或扁豆?fàn)町a(chǎn)出，產(chǎn)狀與圍巖一致，礦層厚度0.72～6.01 m，平均2.55 m。

1.3.2 礦石特征

1) 礦物成分

礦石礦物主要由淺黃色、肉紅色條帶狀、條紋狀菱錳礦，玫瑰色錳鋁榴石，鈣菱錳礦，含錳方解石，錳白云石等組成，有少量氧化錳礦物，主要為硬錳礦、軟錳礦、水錳礦，見(jiàn)于錳礦化體表面及淺部；脈石礦物主要有石英、綠泥石、黑云母、方解石等。

2) 化學(xué)成分

礦區(qū)礦石Mn品位12.28%～36.34%，一般為15.00%～20.00%，各礦體礦石化學(xué)成分詳見(jiàn)表1。

表1 姑俄夸礦區(qū)礦石化學(xué)成分統(tǒng)計(jì)

3)礦石類型

根據(jù)礦石化學(xué)全分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)，礦石堿度絕大部分小于0.80，說(shuō)明錳礦石以酸性礦石為主[2]，少量為自熔性礦石和堿性礦石。由于礦區(qū)次生氧化帶不發(fā)育，氧化深度一般小于3 m，絕大多數(shù)為原生礦石直接裸露于地表，因此，礦石自然類型可視為原生錳礦石。

所謂場(chǎng)景，原是影視用語(yǔ)，指特定時(shí)間與空間內(nèi)發(fā)生的行動(dòng)，或因人物關(guān)系構(gòu)成的具體畫面，通過(guò)人物行動(dòng)來(lái)表現(xiàn)劇情的特定過(guò)程。

礦石工業(yè)類型歸為2類，為高硅低磷的貧鐵錳礦石和高硅高磷貧鐵錳礦石。

2 礦床成因分析

本區(qū)中三疊世處于川西摩天嶺古陸與龍門山山島弧西側(cè)古特提斯海[3]，馬爾康盆地系的黑水洼地，錳(鐵)質(zhì)及砂(泥)質(zhì)分層沉積，覆蓋于晚古生界地層之上。

該區(qū)特殊的大地構(gòu)造位置和特殊的沉積古地理環(huán)境，導(dǎo)致該區(qū)含礦巖系廣布和“虎牙式”優(yōu)質(zhì)鐵錳礦的形成[4]。下三疊統(tǒng)菠茨溝組含礦巖系是我國(guó)重要的產(chǎn)錳層位之一，主要分布在九寨溝縣，平武縣西部，松潘縣的北東部、中部和南西部，黑水縣的北東部和南西部，茂汶縣的北西部。下三疊統(tǒng)菠茨溝組直接覆蓋在下二疊統(tǒng)上，缺失上二疊統(tǒng)。早二疊世開(kāi)始，由于地裂加劇，在西部槽區(qū)和東部地臺(tái)邊緣均有較廣泛的基性火山活動(dòng)。早二疊世晚期，東吳運(yùn)動(dòng)使西部槽區(qū)以東地帶及雪峰山、龍門山等地大面積抬升，形成短暫的沉積間斷。并在隆起剝蝕基礎(chǔ)上復(fù)又沉沒(méi)成海，沉積三疊統(tǒng)菠茨溝組含礦巖系。同時(shí)隆起區(qū)震旦、寒武系中含鐵錳的地層也遭受剝蝕，為鐵錳礦的形成提供了豐富物源。印支—燕山運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致了含礦巖系與上下地層一起發(fā)生形變并生成一系列平行排列的緊密線狀、倒轉(zhuǎn)褶皺，從而使鐵錳礦層反復(fù)出露，在巖漿熱液作用下也導(dǎo)致部分地區(qū)貧赤鐵礦石富集成中等品位的致密塊狀或條帶狀磁鐵礦石，提高了礦石的工業(yè)利用價(jià)值。形成錳(鐵)礦床的物質(zhì)來(lái)源及錳礦富集條件如下。

1)礦床的錳(鐵)質(zhì)來(lái)源：鐵、錳礦石Co/Ni比值為1～2，推測(cè)錳(鐵)質(zhì)很可能來(lái)源于印支期深大斷裂帶上的火山噴發(fā)。錳質(zhì)通過(guò)火山噴氣、噴流直接進(jìn)入海水或通過(guò)各種斷裂裂隙經(jīng)循環(huán)熱水帶進(jìn)海水。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期蘊(yùn)集，錳集中于酸性介質(zhì)的海水中。當(dāng)海水向弱堿性、弱氧化條件下轉(zhuǎn)化，錳以含錳碳酸鹽、低價(jià)氧化錳或含錳硅酸鹽的形式沉積，形成工業(yè)礦層。

2)區(qū)內(nèi)錳礦與夾石呈互層疊置，鐵、錳層分離較好，除沉積分異作用外，碳酸錳氧化富集形成氧化錳。印支晚期，松潘—甘孜地槽褶皺回返，產(chǎn)生區(qū)域變質(zhì)作用，改變了錳礦物相，一是菱錳礦脫碳形成黑錳礦；二是菱錳礦與游離SiO2發(fā)生反應(yīng)，生成錳的硅酸鹽礦物系列(錳鋁榴石、薔薇輝石等)，區(qū)域變質(zhì)對(duì)錳礦起加富作用[5]。

根據(jù)礦體特征、成礦地質(zhì)環(huán)境等初步分析，本礦床屬淺海相淺變質(zhì)細(xì)碎屑沉積變質(zhì)錳礦床[6]。

3 成礦遠(yuǎn)景分析

本區(qū)處于巴顏喀拉褶皺帶東部，位于石大關(guān)弧形構(gòu)造帶西段之瓦布梁子—四美溝倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜南西部?jī)A末端。根據(jù)已有研究成果預(yù)測(cè)瓦布梁子地區(qū)屬于Ⅰ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)，在菠茨溝組地層中具有良好的找礦前景。

本區(qū)中三疊世處于川西摩天嶺古陸與龍門山山島弧西側(cè)古特提斯海，馬爾康盆地系的黑水洼地，錳(鐵)質(zhì)及砂(泥)質(zhì)分層沉積，覆蓋于晚古生界地層之上，充分說(shuō)明本區(qū)物質(zhì)來(lái)源豐富，適宜的沉積環(huán)境和后期的熱液活動(dòng)有利于錳礦的形成和富集。因此，本區(qū)成礦地質(zhì)條件、成礦環(huán)境較為有利，通過(guò)適當(dāng)?shù)亩炭踊驕\井、鉆探工程施工等進(jìn)一步的勘查工作，該區(qū)錳礦資源儲(chǔ)量有可能達(dá)到中型礦床規(guī)模[8-10]。

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