新疆哈密市烏嶺北錳礦床特征及成因分析

李 艷

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，新疆 烏魯木齊 830011）

1 區(qū)域地質(zhì)

礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于頭蘇泉-大南湖晚古生代島弧帶與雅滿蘇晚古生代島弧帶之間的康古爾-苦水構(gòu)造帶中，處于阿齊山-雅滿蘇-沙泉子Fe-Mn-Co-V-Ti-Au-Cu-石膏礦帶內(nèi)。出露地層主要是上石炭統(tǒng)梧桐窩子組（C2w）地層，局部為第四系覆蓋。梧桐窩子組為一套海底噴溢相的基性熔巖和中酸性火山碎屑巖、熔巖，夾透鏡狀碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖。區(qū)內(nèi)巖性主要有蝕變玄武巖、凝灰?guī)r。構(gòu)造以北西向、北東向斷裂為主。由區(qū)域化探圈出錳異常，并通過對Mn極值點異常查證而發(fā)現(xiàn)該錳礦。

2 礦體地質(zhì)特征

2.1 礦化蝕變帶特征

礦區(qū)存在東、西兩處錳礦體集中區(qū)（圖1），東西相距1.5km～2km。東部錳礦體相對集中，礦體走向近東西向，南北寬23m，長約300m，礦體所在部位地表呈褐色及黑色氧化帶。西部錳礦體品位較低，分布分散，東西長約280m，南北寬150m。錳礦與巖石巖性關(guān)系密切，主要賦存于硅質(zhì)巖中。蝕變帶內(nèi)的蝕變類型一致，礦化以綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化為主，部分地段可見硅化、絹云母化、陽起石化、褐鐵礦化。

2.2 礦體特征

礦區(qū)東部為主要錳體分布區(qū)，其中MnⅠ～MnⅢ是最主要的錳礦體，賦礦巖石為條帶狀硅質(zhì)巖或錳鐵礦礦石中，圍巖為蝕變玄武巖，各錳礦體分布如圖1所示，錳礦體產(chǎn)狀175°～185°∠70°～80°。厚度1.5m～2.0m，錳品位23.6m～25.15m，礦體呈似層狀、凸鏡狀。

圖1 烏嶺錳礦區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖

2.3 礦石特征

錳礦體多呈褐色、黑色，氧化后呈褐色或紅褐色。鏡下巖石多具有隱晶-微晶結(jié)構(gòu)或結(jié)晶結(jié)構(gòu)，具堅硬塊狀構(gòu)造。組分主要有石英晶屑、碳酸鹽物質(zhì)、綠簾石、硬錳礦、鐵礦、褐鐵礦等。石英晶屑多呈棱角狀，粒徑0.05mm～0.125mm；綠簾石呈短柱狀、粒狀，集合體可呈脈狀，脈寬0.05mm～0.2mm，單偏光下呈淡黃綠色，正交光下具鮮艷干涉色，具正高突起，多色性明顯，粒徑0.125mm左右；碳酸鹽呈板狀，粒徑0.2mm左右；金屬礦物則呈柱狀、厚板狀、點狀等，硬錳礦晶體呈厚板狀、柱狀，具棕紅內(nèi)反射和膠狀構(gòu)造；褐鐵礦，不透明至半透明，呈星散狀或脈狀分布，粒徑0.1mm～0.125mm。

錳礦石光片鑒定顯示，金屬礦物主要有褐錳礦、纖鐵礦、針鐵礦等組成，褐錳礦含量60%～100%之間，纖鐵礦含量在20%～30%之間，針鐵礦含量約10%。褐錳礦呈灰色、非均性較弱、灰藍色偏光色、波狀消光明顯，多呈致密集合體狀分布于脈石礦物中，局部集合體粒徑1mm～3mm左右。纖鐵礦、灰色、非均性清楚、與針鐵礦形成混合連晶，且分布于褐錳礦邊部，與褐錳礦共伴生。針鐵礦、灰色、非均性清楚、紅褐色內(nèi)反射明顯、硬度高、呈不規(guī)則狀與纖鐵礦形成混合連晶，具體見圖2。

圖2 錳礦石鏡下特征

2.4 礦石自然類型

錳礦石組分種類較為多樣，三件錳礦石物相分析結(jié)果如表1所示。

表1 烏嶺錳物相分析結(jié)果表

錳礦物組分類型包括水錳礦、褐錳礦、軟錳礦及菱錳礦。各錳礦體組分總體類型一致，存在著共性，但也略有差異。突出共性是菱錳礦含量普遍較低，其含量在2.01%～3.96%之間。顯著差異是在不同的錳礦體間軟錳礦與水錳礦、褐錳礦含量差異，從平均含量看軟錳礦占錳礦物組分的50%以上，是區(qū)內(nèi)錳的主要組分。從礦物成分看，水錳礦、褐錳礦及軟錳礦均屬于氧化錳，而菱錳礦屬于碳酸錳，總體看區(qū)內(nèi)錳礦石可分為氧化錳和碳酸錳兩類，氧化錳在各錳礦體中含量占90%以上，碳酸錳占2%～4%，因此區(qū)內(nèi)錳礦體應(yīng)屬于氧化錳。

3 控礦因素及礦床成因

3.1 控礦因素分析

從區(qū)域地質(zhì)背景看，烏嶺北錳礦位于康古爾大斷裂以南雅滿蘇斷裂以北，區(qū)域構(gòu)造上處于構(gòu)造縫合帶中；從出露地層看，主要為上石炭統(tǒng)梧桐窩子組地層，地層巖石組合為玄武巖、硅質(zhì)巖、火山塵凝灰?guī)r、放射蟲火山塵凝灰?guī)r等，為海相沉積地層，火山塵凝灰?guī)r為異地火山噴發(fā)飄浮降落，梧桐窩子組構(gòu)造環(huán)境為大洋環(huán)境，區(qū)內(nèi)玄武巖為洋殼殘片。

烏嶺錳礦區(qū)賦礦巖石多為條帶狀硅質(zhì)巖，礦體呈似層狀、凸鏡狀，巖石中多發(fā)于石英細脈，部分巖石中可見碳酸鹽脈。礦化蝕變類型較多，主要有綠簾石化、綠泥石化、絹云母化、陽起石化、褐鐵礦化等。

礦石礦物組合：含錳礦物主要有軟錳礦、水錳礦、褐錳礦、菱錳礦等，脈石礦物有方解石（鏡下鑒定的碳酸鹽類）、綠泥石、石英等。

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造：礦石主要為隱晶-微晶結(jié)構(gòu)，結(jié)晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造等。

綜合上述宏觀到微觀特征，結(jié)合目前探礦工程資料結(jié)合地質(zhì)背景初步推斷本區(qū)的錳礦應(yīng)為海相沉積錳礦床。

3.2 礦床成因探討

結(jié)合上述資料分析，推測該區(qū)錳礦類型為海相沉積型錳礦床，錳可能與海底火山及熱液活動有關(guān)。其形成過程大致如下，海底火山及非火山氣液中的錳和海水從火山碎屑中溶出的錳進入沉積盆地，在強還原及低PH（硅質(zhì)巖）水體中錳離子不斷富集，當上述錳離子上升到氧化-還原界面附近和PH升高時以含錳礦物的形式沉積成礦。

4 找礦標志

據(jù)區(qū)內(nèi)取得的相關(guān)資料有限，結(jié)合已有資料分析總結(jié)，錳礦找礦標志主要有以下幾點：

（1）地層標志：下石炭統(tǒng)中酸性火山巖梧桐窩子組地層中呈褐色及黑色氧化現(xiàn)象的硅質(zhì)巖層位；

（2）巖石類型標志：暗色硅質(zhì)巖-碳酸鹽巖等巖石建造；

（3）礦化蝕變標志：綠簾石化、綠泥石化、絹云母化、陽起石化、褐鐵礦化等；

（4）地球化學標志：區(qū)域化探測量圈出的Mn異常，異常元素組合為Fe、Mn、V、Ti、Mg等。