木里縣馬家錳礦地質(zhì)特征及成因

廖方　席孝義　楊志民

摘 要：四川省木里縣馬家錳礦屬于構(gòu)造熱液型錳礦床，地處甘孜—理塘斷裂次級(jí)構(gòu)造帶上，區(qū)別于常規(guī)的沉積型錳礦床，其找礦難度較大。通過(guò)野外調(diào)查分析馬家錳礦的成礦地質(zhì)條件以及通過(guò)手持式礦石元素Niton XL3t 500分析儀器找礦，確定出了主成礦構(gòu)造及次級(jí)成礦構(gòu)造。后期通過(guò)槽及鉆坑探等工程手段驗(yàn)證、取樣分析得出，馬家錳礦主要沿主成礦構(gòu)造方向產(chǎn)出，次級(jí)成礦構(gòu)造有支脈礦體，礦體深部跟地表對(duì)比，其礦體品位變化屬較均勻，礦體厚度變化屬中等。通過(guò)馬家錳礦地質(zhì)特征及成因探討對(duì)于研究地槽區(qū)構(gòu)造熱液型錳礦床不僅具有理論研究?jī)r(jià)值，而且對(duì)于實(shí)踐指導(dǎo)找礦有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：馬家錳礦 礦床成因 主成礦構(gòu)造 構(gòu)造熱液型

中圖分類號(hào)：P618.51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（b）-0218-03

馬家錳礦勘查程度屬于探礦權(quán)礦產(chǎn)詳查程度，由于對(duì)礦床成因認(rèn)識(shí)不足，找礦方法主要沿傳統(tǒng)的沉積錳礦床成因找礦，外加地表植被覆蓋較好，基巖出露較差，找礦成果一直不夠理想。在2013年，四川省地礦局區(qū)調(diào)隊(duì)通過(guò)手持式礦石元素Niton XL3t 500分析儀器用于地表沿礦化線索找礦，確定出了主成礦構(gòu)造方向，后期通過(guò)對(duì)主成礦構(gòu)造垂直方向施工槽及鉆坑探等工程手段驗(yàn)證、取樣分析得出，錳品位最高達(dá)35.23%，錳主礦體長(zhǎng)約700 m，沿傾向方向傾深約180 m，平均厚度達(dá)2.8 m，求獲錳工業(yè)礦體礦石量106萬(wàn)t，低品位礦體礦石量18萬(wàn)t，其深部還具有進(jìn)一步擴(kuò)大遠(yuǎn)景的價(jià)值，有望達(dá)到中型錳礦床。

1 地質(zhì)成礦背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于甘孜-理塘構(gòu)造帶南段，從晚二疊世開(kāi)始至晚三疊世末為揚(yáng)子被動(dòng)大陸邊緣的構(gòu)造活動(dòng)帶和洋內(nèi)裂谷帶，發(fā)育了多個(gè)階段的海相火山巖建造；印支期末至喜山期為松潘—甘孜造山帶與揚(yáng)子地臺(tái)的碰撞接合帶與陸內(nèi)造山帶，發(fā)生了復(fù)雜的構(gòu)造-沉積-火山作用事件，是三江地區(qū)巖漿活動(dòng)和沉積作用最活躍的場(chǎng)所之一，也是成礦作用的重要地區(qū)之一。地質(zhì)成礦背景見(jiàn)圖1。

區(qū)域地層屬于巴顏喀拉地層區(qū)內(nèi)義敦—中甸分區(qū)中的木里小區(qū)，礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為二疊系卡翁溝組（Pk），出露地層巖性為粉砂巖、灰?guī)r、粉砂質(zhì)板巖及千枚狀板巖。其礦區(qū)山體總體走向呈北東—南西向，勘查區(qū)內(nèi)地形平均坡度在20～45°。最高海拔3825 m，最低海拔2775 m，相對(duì)高差可達(dá)850 m。其地形地貌見(jiàn)圖2。

2 礦體地質(zhì)

2.1 含礦層位

礦區(qū)內(nèi)主礦體出露的賦礦地層主要為二疊系卡翁溝組第二段第二亞段層位，地層巖性主要為一套碎屑巖，以灰白色粉砂質(zhì)板巖沉積為主，薄至厚層狀構(gòu)造，該地層總體產(chǎn)狀為180～250 °∠30～40 °（S0），為錳礦體的礦源層，該亞段地層厚75～95 m。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

馬家錳礦區(qū)域構(gòu)造位置處于甘孜—理塘成礦構(gòu)造帶南段。礦區(qū)褶皺發(fā)育較強(qiáng)，地層總體為向西南或南傾斜的單斜構(gòu)造，受馬家向斜和螞蟥溝向斜及紙廠溝背斜三組大的褶皺控制及影響。

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為復(fù)雜，以南東-北西走向斷裂、北東-南西走向斷裂、南北向斷裂、東西向斷裂等四組方向斷裂組成基本構(gòu)造格架。其中北東-南西走向斷裂及東西向斷裂系礦區(qū)內(nèi)集控礦、導(dǎo)礦、容礦于一身的主干斷裂，具有多期活動(dòng)的連續(xù)性和繼承性等復(fù)合特點(diǎn)，屬成礦前斷裂，其巖石的多組方向的次生節(jié)理發(fā)育，顯示的主體方向?yàn)楸睎|-南西走向，和其它的方向節(jié)理構(gòu)成網(wǎng)狀，顯示出構(gòu)造發(fā)育的多期性。其構(gòu)造為礦體的形成提供了較好的導(dǎo)礦通道。礦區(qū)構(gòu)造發(fā)育情況見(jiàn)圖3、圖4。

2.3 礦體特征

馬家錳礦共圈定三處成礦段，其中主成礦段為馬家礦段，圈定的主礦體長(zhǎng)約700 m，沿傾向方向最大控制傾深約180 m，單工程礦體厚度在0.65～10.9 m，礦體平均厚度2.80 m，錳品位10.06%～ 35.23%，平均品位為22.38%。礦體頂?shù)装鍘r性為粉砂質(zhì)板巖，礦體形態(tài)總體呈透鏡體狀，向深部其品位有所變富。礦體品位變化系數(shù)為34.47%，有用組分變化總體為均勻，礦體厚度變化系數(shù)為79.19%，厚度變化總體為中等。

2.4 礦石類型及礦化蝕變特征

根據(jù)地表取樣的氧化錳礦石及深部碳酸錳礦石樣品（共26件）所做的物相分析結(jié)果，礦石中各物相的分布如表1所示。

由表1確定出礦區(qū)礦石自然類型主要為碳酸錳礦石，其礦化蝕變特征有軟錳礦化、黃鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化、硅化及褐鐵礦化。

3 礦床成因

3.1 成礦時(shí)代

對(duì)礦石取樣測(cè)年，采用的Ar39-Ar40模式年齡為（231±2.1）Ma，等時(shí)線年齡為（232±1.6）Ma，表面其礦化時(shí)代為231Ma；對(duì)主成礦斷裂帶中的石英脈測(cè)年，采用的鋯石U-Pb法測(cè)，其測(cè)出的模式年齡為（208±2.3）Ma，說(shuō)明錳礦化主要發(fā)生于斷裂以后，晚于區(qū)域構(gòu)造時(shí)代，與野外所觀察到的錳礦物主要沿構(gòu)造節(jié)理或裂隙充填為主的現(xiàn)象套合一致。

3.2 物質(zhì)來(lái)源

礦床含礦圍巖為粉砂質(zhì)板巖，其礦體近圍巖中錳的含量在400～1000 ppm，而遠(yuǎn)離礦體的圍巖中錳的含量在80～200 ppm，說(shuō)明成礦的物質(zhì)來(lái)源跟含礦地層中的地殼元素含量密切相關(guān)，后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)讓部分成礦元素活化運(yùn)移，最終沉淀成礦。通過(guò)取樣分析含礦地層的粉砂質(zhì)板巖，對(duì)比礦石中的主要化學(xué)成分，其大多成巖成礦元素的基本含量差異度小，近于類似，說(shuō)明成礦熱液元素大多來(lái)自地層。通過(guò)氫氧同位素研究，分析方法采用BrF5法，儀器使用MAT251EM型質(zhì)譜儀，采用的國(guó)標(biāo)為SMOW，測(cè)試樣品為與硬錳礦伴生的石英。其石英的δDSMOW為-70‰～-95‰，δ18OSMOW為7.9‰～-9‰，采用Claytonet all1972有石英—水同位素分餾方程：δ18O含水礦物—δ18OH2O=1000Inα石英—水=1000Inα，計(jì)算得出δ18OH2O為-1‰～-0.7‰，通過(guò)繪制δD—δ18OH2O圖，如圖5所示，礦石的H、O同位素組成投影點(diǎn)位于巖漿水、變質(zhì)水和大氣降水之間，更靠近巖漿水和變質(zhì)水，顯示成礦物質(zhì)來(lái)源主要來(lái)自于巖漿水和變質(zhì)水，大氣降水及地下水提供成礦物質(zhì)來(lái)源占次要地位，但是也參與了成礦作用。endprint

3.3 成礦物化條件

礦床的物理?xiàng)l件研究主要以礦物中包裹體研究為主，通過(guò)熱臺(tái)加熱，顯示出氣液包裹體均一化為液相，說(shuō)明成礦作用是在液相的條件下完成的?？紤]到均一法測(cè)試溫度為成礦作用溫度的下限，如圖6所示：礦床的成礦溫度應(yīng)為中低溫。其礦石中所見(jiàn)的大量的礦物組合，如石英，方解石和黃鐵礦，與實(shí)驗(yàn)所得出的成礦溫度結(jié)論套合一致。在早期成礦階段，含礦流體溫度較高，主要為巖漿水和變質(zhì)水，隨著時(shí)間的推移和熱液體系的對(duì)外開(kāi)放，大量的大氣降水進(jìn)入成礦體系，因此，成礦體系中物理化學(xué)條件的改變導(dǎo)致含礦的化合物或絡(luò)合物等存在形式最終會(huì)分解與沉淀，進(jìn)而形成構(gòu)造熱液型錳礦床。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上研究及實(shí)踐表明：

針對(duì)礦區(qū)植被覆蓋較好，基巖出露較差的礦山，在前期找礦階段，通過(guò)調(diào)查礦化轉(zhuǎn)石來(lái)源，對(duì)礦石元素分析儀器的合理使用，對(duì)于正確得出其主成礦帶及主構(gòu)造帶的地表分布特征的結(jié)論，指導(dǎo)下一步找尋黑色金屬礦產(chǎn)錳礦有重大意義。

沿主成礦構(gòu)造帶，對(duì)于儀器顯示錳礦化品位較好的位置，采用地表槽探驗(yàn)證，通過(guò)取樣分析，其錳的各項(xiàng)工業(yè)指標(biāo)要求均達(dá)到工業(yè)開(kāi)采要求。在基本查清地表礦體特征的基礎(chǔ)之上，再布置深部工程，按由表及里的思路，最終見(jiàn)礦效果較好，其礦床資源量較豐富，深部還具有進(jìn)一步的成礦潛力，有望成為中型錳礦床。其最終成果對(duì)于我們認(rèn)識(shí)地臺(tái)區(qū)的沉積錳礦床具有經(jīng)濟(jì)意義，而地槽區(qū)的構(gòu)造熱液型錳礦床同樣具有經(jīng)濟(jì)意義，其找礦成果具有深化認(rèn)識(shí)作用，對(duì)于以后找礦經(jīng)驗(yàn)有提高和促進(jìn)作用。

礦床成礦時(shí)代晚于礦區(qū)主成礦構(gòu)造時(shí)代，其熱液的物質(zhì)來(lái)源主要來(lái)自于礦體圍巖地層中的巖漿水和變質(zhì)水，而大氣降水和地下水活動(dòng)也參與了成礦作用。通過(guò)礦物包裹體的研究，認(rèn)為礦床為中低溫礦床，顯示的礦物組合現(xiàn)象與其成礦溫度的結(jié)論一致。

礦床的形成與地層的礦源層關(guān)系密切，礦床成因?qū)儆跇?gòu)造熱液型錳礦床，成礦時(shí)代為印支晚期。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁見(jiàn)齊，朱上慶，翟裕生.礦床學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，2008.

[2] 朱志澄，宋鴻林.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)[M].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1990：90-140.

[3] 四川省地礦局攀西隊(duì).宣洼幅1：5萬(wàn)地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].攀西隊(duì)印刷室，2000—2002.

[4] 中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.鐵、錳、鉻礦地質(zhì)勘查規(guī)范[M].北京：國(guó)土資源部出版社，2002.

[5] 曾友寅，楊家謙，韋勝光.廣西大新縣下雷錳礦床地質(zhì)研究[R].廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)印刷室，1987.endprint

3.3 成礦物化條件

礦床的物理?xiàng)l件研究主要以礦物中包裹體研究為主，通過(guò)熱臺(tái)加熱，顯示出氣液包裹體均一化為液相，說(shuō)明成礦作用是在液相的條件下完成的?？紤]到均一法測(cè)試溫度為成礦作用溫度的下限，如圖6所示：礦床的成礦溫度應(yīng)為中低溫。其礦石中所見(jiàn)的大量的礦物組合，如石英，方解石和黃鐵礦，與實(shí)驗(yàn)所得出的成礦溫度結(jié)論套合一致。在早期成礦階段，含礦流體溫度較高，主要為巖漿水和變質(zhì)水，隨著時(shí)間的推移和熱液體系的對(duì)外開(kāi)放，大量的大氣降水進(jìn)入成礦體系，因此，成礦體系中物理化學(xué)條件的改變導(dǎo)致含礦的化合物或絡(luò)合物等存在形式最終會(huì)分解與沉淀，進(jìn)而形成構(gòu)造熱液型錳礦床。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上研究及實(shí)踐表明：

針對(duì)礦區(qū)植被覆蓋較好，基巖出露較差的礦山，在前期找礦階段，通過(guò)調(diào)查礦化轉(zhuǎn)石來(lái)源，對(duì)礦石元素分析儀器的合理使用，對(duì)于正確得出其主成礦帶及主構(gòu)造帶的地表分布特征的結(jié)論，指導(dǎo)下一步找尋黑色金屬礦產(chǎn)錳礦有重大意義。

沿主成礦構(gòu)造帶，對(duì)于儀器顯示錳礦化品位較好的位置，采用地表槽探驗(yàn)證，通過(guò)取樣分析，其錳的各項(xiàng)工業(yè)指標(biāo)要求均達(dá)到工業(yè)開(kāi)采要求。在基本查清地表礦體特征的基礎(chǔ)之上，再布置深部工程，按由表及里的思路，最終見(jiàn)礦效果較好，其礦床資源量較豐富，深部還具有進(jìn)一步的成礦潛力，有望成為中型錳礦床。其最終成果對(duì)于我們認(rèn)識(shí)地臺(tái)區(qū)的沉積錳礦床具有經(jīng)濟(jì)意義，而地槽區(qū)的構(gòu)造熱液型錳礦床同樣具有經(jīng)濟(jì)意義，其找礦成果具有深化認(rèn)識(shí)作用，對(duì)于以后找礦經(jīng)驗(yàn)有提高和促進(jìn)作用。

礦床成礦時(shí)代晚于礦區(qū)主成礦構(gòu)造時(shí)代，其熱液的物質(zhì)來(lái)源主要來(lái)自于礦體圍巖地層中的巖漿水和變質(zhì)水，而大氣降水和地下水活動(dòng)也參與了成礦作用。通過(guò)礦物包裹體的研究，認(rèn)為礦床為中低溫礦床，顯示的礦物組合現(xiàn)象與其成礦溫度的結(jié)論一致。

礦床的形成與地層的礦源層關(guān)系密切，礦床成因?qū)儆跇?gòu)造熱液型錳礦床，成礦時(shí)代為印支晚期。

參考文獻(xiàn)

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[5] 曾友寅，楊家謙，韋勝光.廣西大新縣下雷錳礦床地質(zhì)研究[R].廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)印刷室，1987.endprint

3.3 成礦物化條件

礦床的物理?xiàng)l件研究主要以礦物中包裹體研究為主，通過(guò)熱臺(tái)加熱，顯示出氣液包裹體均一化為液相，說(shuō)明成礦作用是在液相的條件下完成的?？紤]到均一法測(cè)試溫度為成礦作用溫度的下限，如圖6所示：礦床的成礦溫度應(yīng)為中低溫。其礦石中所見(jiàn)的大量的礦物組合，如石英，方解石和黃鐵礦，與實(shí)驗(yàn)所得出的成礦溫度結(jié)論套合一致。在早期成礦階段，含礦流體溫度較高，主要為巖漿水和變質(zhì)水，隨著時(shí)間的推移和熱液體系的對(duì)外開(kāi)放，大量的大氣降水進(jìn)入成礦體系，因此，成礦體系中物理化學(xué)條件的改變導(dǎo)致含礦的化合物或絡(luò)合物等存在形式最終會(huì)分解與沉淀，進(jìn)而形成構(gòu)造熱液型錳礦床。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上研究及實(shí)踐表明：

針對(duì)礦區(qū)植被覆蓋較好，基巖出露較差的礦山，在前期找礦階段，通過(guò)調(diào)查礦化轉(zhuǎn)石來(lái)源，對(duì)礦石元素分析儀器的合理使用，對(duì)于正確得出其主成礦帶及主構(gòu)造帶的地表分布特征的結(jié)論，指導(dǎo)下一步找尋黑色金屬礦產(chǎn)錳礦有重大意義。

沿主成礦構(gòu)造帶，對(duì)于儀器顯示錳礦化品位較好的位置，采用地表槽探驗(yàn)證，通過(guò)取樣分析，其錳的各項(xiàng)工業(yè)指標(biāo)要求均達(dá)到工業(yè)開(kāi)采要求。在基本查清地表礦體特征的基礎(chǔ)之上，再布置深部工程，按由表及里的思路，最終見(jiàn)礦效果較好，其礦床資源量較豐富，深部還具有進(jìn)一步的成礦潛力，有望成為中型錳礦床。其最終成果對(duì)于我們認(rèn)識(shí)地臺(tái)區(qū)的沉積錳礦床具有經(jīng)濟(jì)意義，而地槽區(qū)的構(gòu)造熱液型錳礦床同樣具有經(jīng)濟(jì)意義，其找礦成果具有深化認(rèn)識(shí)作用，對(duì)于以后找礦經(jīng)驗(yàn)有提高和促進(jìn)作用。

礦床成礦時(shí)代晚于礦區(qū)主成礦構(gòu)造時(shí)代，其熱液的物質(zhì)來(lái)源主要來(lái)自于礦體圍巖地層中的巖漿水和變質(zhì)水，而大氣降水和地下水活動(dòng)也參與了成礦作用。通過(guò)礦物包裹體的研究，認(rèn)為礦床為中低溫礦床，顯示的礦物組合現(xiàn)象與其成礦溫度的結(jié)論一致。

礦床的形成與地層的礦源層關(guān)系密切，礦床成因?qū)儆跇?gòu)造熱液型錳礦床，成礦時(shí)代為印支晚期。

參考文獻(xiàn)

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[5] 曾友寅，楊家謙，韋勝光.廣西大新縣下雷錳礦床地質(zhì)研究[R].廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)印刷室，1987.endprint