甘肅省瓜州縣3340錳及多金屬礦礦床地質(zhì)特征

董國祥，張銀定，張 旭

(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000)

甘肅省瓜州縣3340錳及多金屬礦位于瓜州縣柳園鎮(zhèn)北東方向，隸屬瓜州縣柳園鎮(zhèn)管轄。1966年甘肅地質(zhì)局第一區(qū)域地質(zhì)測量隊在本區(qū)進行了1：20萬《星星峽》幅區(qū)域地質(zhì)及礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查，基本查明了區(qū)內(nèi)的地層、構(gòu)造、巖漿巖及礦產(chǎn)分布特征，并對區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)和物化探異常特征進行了闡述，為3340錳及多金屬礦普查提供了詳實的基礎(chǔ)資料。1965年甘肅省地質(zhì)局第二地質(zhì)隊在本區(qū)北部對甘肅省安西縣玉石山錳礦進行了詳細普查，為礦區(qū)普查工作提供了可以借鑒的實例[1]。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

礦區(qū)位于天山-興蒙造山系，額濟南-北山弧盆系，公婆泉島弧。區(qū)域上構(gòu)造運動復雜，巖漿活動強烈頻繁。區(qū)內(nèi)地層區(qū)劃隸屬塔里木—南疆地層大區(qū)，中、南天山—北山地層區(qū)，中天山—北山地層分區(qū)，馬鬃山地層小區(qū)。出露地層主要有上元古界震旦系洗腸井群、下古生界寒武系破城山組、奧陶系下統(tǒng)羅雅楚山組、志留系碎石山組及第四系全新統(tǒng)。

其中震旦系洗腸井群為賦礦地層，下段為塊狀灰質(zhì)白云巖、硅化白云質(zhì)灰?guī)r、條帶狀結(jié)晶灰?guī)r。中段為塊狀灰質(zhì)白云巖夾碎屑巖，有時二者呈相變關(guān)系。上段為深灰色薄層含白云質(zhì)灰?guī)r、大理巖夾灰質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖。頂部見有薄的錳礦層。

區(qū)域上侵入巖相對發(fā)育，分布于炭山子南東部及玉石山西部，多呈巖墻狀，走向大致與地層走向一致。主要為加里東期及華力西期侵入巖，巖性從超基性到酸性均有分布。從早到晚主要有輝長巖、輝綠巖、超基性巖、花崗巖等。

區(qū)域上處于天山內(nèi)蒙褶皺帶北山褶皺系玉石山向斜。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以褶皺、斷裂為主，因多次構(gòu)造作用和巖漿活動，而使構(gòu)造變形復雜，所見各類構(gòu)造應為多期構(gòu)造運動產(chǎn)物。其中炭山子南的向斜，呈東西走向，主要地層為洗腸井群。有侵入巖分布于炭山子南向斜褶皺北翼。3340錳礦位于該向斜。

區(qū)域上地處天山－內(nèi)蒙褶皺系北山褶皺帶中部。區(qū)域上已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)有鐵、錳、磷塊巖等礦種。主要礦產(chǎn)有玉石山南鐵錳礦、大泉北西磷塊巖等。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地質(zhì)概況

礦區(qū)出露地層主要為新元古界震旦系洗腸井群上組（ZX2）和第四系全新統(tǒng)。

其中洗腸井群上組為礦區(qū)主要地質(zhì)單元，分布于整個礦區(qū)，呈條帶狀近東西展布，在礦區(qū)南北部多被加里東期侵入巖侵入，中部沿地層走向有大量巖脈侵入。該地層巖性具有明顯的分帶性，南部為深灰色薄層含白云質(zhì)灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r、大理巖夾灰質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)板巖，板巖沿走向相變?yōu)槟噘|(zhì)板巖、變質(zhì)細砂巖及含礫泥鈣質(zhì)板巖等。礦區(qū)北部主要為塊狀灰質(zhì)白云巖、硅化白云質(zhì)灰?guī)r、條帶狀結(jié)晶灰?guī)r夾硅質(zhì)巖。上部灰?guī)r為礦區(qū)主要的含礦層位。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為簡單，褶皺以層間褶皺為主。在豎井、斜井等工程中發(fā)現(xiàn)有一條隱伏斷裂，由于第四系覆蓋，斷層在地表無明顯的特征，隱伏斷裂走向近東西，破碎帶中發(fā)育斷層角礫巖和斷層泥，斷層性質(zhì)尚不明確。破碎帶中發(fā)育角礫狀錳礦石。

礦區(qū)內(nèi)加里東期、華力西期侵入巖均有出露。巖體侵入于上元古界震旦系洗腸井群上組中，主要的侵入巖有加里東期輝綠巖，華力西晚期花崗巖及大量分布的輝綠巖脈、閃長玢巖脈、石英閃長巖脈、花崗巖脈及石英脈。脈巖多呈近東西走向展布的。

礦區(qū)內(nèi)礦體圍巖遭受不同程度的蝕變。圍巖蝕變主要有有硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化、碳酸鹽化等。

1-第四系沖洪積物；2-震旦系洗腸井群上組；3-灰?guī)r，結(jié)晶灰?guī)r；4-板巖；5-大理巖；6-華力西晚期花崗巖；7-加里東期輝綠巖；8-加里東期閃長玢巖；9-輝綠巖脈；10-閃長玢巖脈；11-石英閃長巖脈；12-花崗巖脈；13-石英脈；14-錳礦體；15-錳礦化體；16-隱伏斷裂；17-產(chǎn)狀。

2.2 地球物理特征

礦區(qū)淺部灰?guī)r、板巖等引起的視極化率較低，一般為2%~4%，視電阻變化較大，一般為100Ω·m~200Ω·m，局部高達500Ω·m以上；測區(qū)深部可能存在炭質(zhì)巖石，其引起的視極化率較高，一般為8%~16%，最高可達25%以上，視電阻率較穩(wěn)定，一般為20Ω·m~100Ω·m 。含錳多金屬硫化物破碎蝕變帶的視電阻率值一般為50Ω·m~150Ω·m左右，視極化率較高，一般為6%~9%，其疊加于深部高背景值巖性引起的視化率異常之上，呈鋸齒狀。相比較含錳多金屬硫化物破碎蝕變帶與圍巖有明顯的電性差異，在錳礦上利用物探激電測量有較好的地球物理前提。

2.3 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)礦(化)體主要分布在礦區(qū)的南部震旦系洗腸井群上組中，礦化帶走向約為70°，南北寬約0.7Km，走向上斷續(xù)長度約4.8km。礦化帶沿巖層走向展布，礦體呈脈狀、層狀、似層狀沿灰?guī)r和板巖接觸帶及裂隙產(chǎn)出，礦化體多表現(xiàn)為斷續(xù)出露。

礦區(qū)共圈出礦體6個，礦化體2個。礦體分布在9線-12線及22線-60線，多呈似層狀、層狀及透鏡狀等。礦體產(chǎn)狀總體走向約為70°，走向與灰?guī)r走向一致，傾向340°~10°，傾角70°~86°，部分地段近直立。礦體長度200m~1276m，最長1276m，平均厚度 0.50m~1.15m，最厚6.97m。礦體平均品位一般Mn：11.37%~33.49%，最高44.57%。全區(qū)Mn平均品位24.35，0線附近的礦體品位較好，主要為氧化錳礦石，物相分析顯示，含有少量的菱錳礦、硬錳礦等。據(jù)工程揭露，隱伏破碎帶中礦化較好。其中Mn1-2、Mn2、Mn6為主礦體。

（1）Mn1-2號礦體，礦體長約1276m，呈似層狀，局部見收縮和膨大，走向70°，傾向340°~10°，傾角70°~86°，部分地段近直立；礦體厚度0.5m~1.1m，平均厚度0.75m；品位8.17%~23.25%，平均品位16.47%；礦體東側(cè)出露于地表，西側(cè)呈隱伏狀態(tài)。礦體由4個工程控制，控制深度18m。礦石類型為氧化錳礦石，含礦巖性為白云質(zhì)灰?guī)r，礦體在走向和傾向上的品位變化較大，不穩(wěn)定。礦體圍巖為白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r及大理巖。

（2）Mn2號礦體呈似層狀，部分地段呈破碎帶產(chǎn)出。長約1000m，走向約70°，傾向340°~15°，傾角70°~90°，礦體厚度0.7m~0.8m，平均厚度0.70m；平均品位10.36%~16.35%，平均品位12.87%。礦體東側(cè)出露于地表，西側(cè)呈隱伏狀態(tài)。由3個工程控制，控制深度20m。礦石類型為角礫狀氧化錳礦石，含礦巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r礦體圍巖為白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r。

（3）Mn6號礦體呈透鏡狀產(chǎn)出，局部見分叉、復合及膨大。長約310m，礦體厚度0.7m~10m，平均厚度6.97m；品位9.60%~45.97%，平均品位33.49%。礦體由6個工程控制，控制深度84m。礦石類型為角礫狀氧化錳礦石，含礦巖性為灰?guī)r及少量板巖，多成角礫狀。圍巖為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及泥質(zhì)板巖等。

2.4 礦石質(zhì)量

礦區(qū)礦石的礦石礦物主要有軟錳礦、碳酸錳類礦物、水錳礦及赤褐鐵礦等，礦石礦物含量約在10~50%之間。主要脈石礦物有石英、方解石、白云石等，脈石礦物含量約在50%~90%之間。軟錳礦：黑色、灰黑色，手標本多呈塊狀，少數(shù)可見葡萄狀、腎狀，鏡下呈細小晶粒的致密不規(guī)則狀、蟲狀集合體，整體顯示光性，分布于巖石裂隙之中。物相化學分析顯示，礦石含有一定量的菱錳礦和硬錳礦。礦石的結(jié)構(gòu)主要有碎裂結(jié)構(gòu)、顯微—細粒粒狀鑲嵌變晶結(jié)構(gòu)、它形晶粒狀—微隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。

礦石的構(gòu)造主要有星散浸染狀構(gòu)造、脈狀—細條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、葡萄狀構(gòu)造、鮞狀及腎狀構(gòu)造等。

3 控礦因素及找礦標志

3.1 控礦因素

礦區(qū)基巖光譜樣分析結(jié)果顯示，礦區(qū)內(nèi)圍巖中Mn、Co、Ni、Cu含量低于或近于地殼豐度，Pb、Zn含量高于地殼豐度，多為2~3倍。而礦區(qū)含礦巖性中，Mn強富集，達地殼豐度的2倍，Co、Ni元素也強富集，其它元素和圍巖一致。根據(jù)化學分析和野外地質(zhì)情況判斷，推測最初的錳礦富集應該主要是淺?；蚝吹腻i元素在合適的環(huán)境下發(fā)生的沉積作用，但未富集成礦，受后期熱液作用富集成礦。

通過對礦床地質(zhì)特征的分析，認為礦床成因類型是熱液型錳礦床。

依據(jù)如下：

（1）內(nèi)因：礦石具典型的膠體沉積的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，如膠狀、塊狀、粉末狀，多孔狀、葡萄狀、鮞狀等構(gòu)造，礦物成分簡單，鮞狀構(gòu)造多形成于原生沉積礦床，礦石主要為硬錳礦、軟錳礦、水錳礦、褐錳礦等，系氧化錳礦石。

（2）外因：礦體分布較多，但規(guī)模較小，形態(tài)多為透鏡狀、脈狀、小扁豆狀等，在剖面上尚顯示鍋底狀。部分夾層殘留碎塊內(nèi)具熱液蝕變，如透閃石化、絹云母化、綠泥石化等。礦體延深淺，部分礦體產(chǎn)于坡殘積層與基巖之間，兩者呈不整合接觸，礦體內(nèi)偶見方解石、石英細脈穿插，脈內(nèi)有時見錳的薄膜及硬錳礦細脈。在礦體周圍分布有大量的石英脈及花崗巖等巖脈。以上特征為后期熱液改造后所具有的典型特征，因此，礦床沉積后發(fā)生了熱液改造，并經(jīng)歷了風化淋濾過程。

3340錳礦區(qū)錳礦體的賦礦圍巖為震旦洗腸井群的白云質(zhì)灰?guī)r，礦體中見明顯的角礫狀及碎裂狀礦石，部分地段礦體下部表現(xiàn)為明顯的隱伏斷裂構(gòu)造，而礦體產(chǎn)于隱伏斷裂構(gòu)造中。以上證據(jù)表明，構(gòu)造對成礦有顯著的影響。

綜上所述，3340錳礦為熱液型錳礦床。

3.2 找礦標志及找礦方向

產(chǎn)于東西向斷裂中的灰黑色、黑色含錳層為最明顯的直接找礦標志。此外，物探激電剖面是有效的間接找礦標志。礦區(qū)東部近東西向的隱伏斷裂是錳礦化富集的場所，因此礦區(qū)東部近東西向的隱伏斷裂是尋找錳礦的間接標志。

3340錳礦區(qū)礦體賦存在礦區(qū)東部近東西向隱伏斷裂中，礦體的形成與巖漿熱液有關(guān)，斷裂提供熱液通道，因此礦區(qū)南邊巖體附近的斷裂及內(nèi)、外接觸帶是尋找礦體的有利地段[2,3]。

4 結(jié)論

3340錳礦區(qū)礦體賦存在震旦系洗腸井群上組，含礦巖性主要為灰?guī)r，白云巖，主要為氧化錳礦石和角礫狀氧化錳礦石。賦存于東西向隱伏斷裂控制中，與沿斷裂上升的熱液關(guān)系密切，為熱液型錳礦床。