新疆阿克陶縣托吾恰克錳礦地質(zhì)特征淺析

金川 李玉飛 張陽 段彬

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)大隊(duì) 喀什 844000）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域構(gòu)造格架

西昆侖的大地構(gòu)造大致分為：I-西南天山構(gòu)造帶、II-塔里木克拉通構(gòu)造帶、III-西昆侖構(gòu)造帶和IV-喀喇昆侖構(gòu)造帶。以烏茲別里山口斷裂為界，北側(cè)為塔里木微板塊，南為西昆侖北緣古生代復(fù)合溝弧帶。托吾恰克錳礦位于西昆侖構(gòu)造帶的北側(cè)，該地區(qū)是全球兩大著名的構(gòu)造成礦域，即古亞洲洋構(gòu)造-成礦域和特提斯構(gòu)造-成礦域的對(duì)接、匯聚帶，同時(shí)西昆侖-喀喇昆侖山和南天山在此交匯，形成了帕米爾構(gòu)造結(jié)，也就是青藏高原有名的西構(gòu)造結(jié)。

1.2 區(qū)域地層

托吾恰克錳礦屬西昆侖地層分區(qū)西昆侖北緣地層小區(qū)，出露地層包括中元古界、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、侏羅系、白堊系、新近系等，同時(shí)第四系松散堆積物分布廣泛。

1.3 區(qū)域構(gòu)造

托吾恰克錳礦構(gòu)造上屬北昆侖晚古生代弧盆體系，以烏孜別里山口-克孜勒陶-庫斯拉普大斷裂為界與侏羅紀(jì)裂陷帶毗鄰；西南部以木吉河北布倫口-柯崗大斷裂為界與公格爾-桑株塔格中間隆起分開。以泥盆-石炭紀(jì)細(xì)碎屑巖沉積建造為主，沿島弧帶向北西方向到昆蓋山北坡相變?yōu)槭考o(jì)厚層雙峰式火山巖系為主的火山-沉積建造。

1.4 區(qū)域巖漿活動(dòng)

二疊紀(jì)火山活動(dòng)較為強(qiáng)烈，分布于昆蓋山北坡，大致沿昆蓋山主脊附近呈EW 向帶狀展布，延伸方向與構(gòu)造線一致，火山巖呈夾層狀整合產(chǎn)于中二疊統(tǒng)棋盤組中的海相沉積巖中，以中基性熔巖、火山碎屑巖類為主，少量基性熔巖類，總體上為一套以安山質(zhì)巖石為主的玄武巖-安山巖-英安巖組合，爆發(fā)強(qiáng)度較高。

1.5 區(qū)域礦產(chǎn)特征

托吾恰克錳礦位于西昆侖造山帶與西南天山造山帶交匯部位，經(jīng)歷了長期、復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，是錳、銅、金、砂金礦產(chǎn)成礦有利地段。

2 礦床地質(zhì)背景

2.1 含錳巖系特征

含錳巖系（含碳泥質(zhì)灰?guī)r夾薄層細(xì)晶灰?guī)r條帶）分布于勘探區(qū)中部偏南，錳礦體嚴(yán)格受此含錳層位控制，礦體因受斷裂構(gòu)造影響，形態(tài)彎轉(zhuǎn)復(fù)雜。

錳礦體賦存于上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組第三巖性段（C2k3）含碳泥質(zhì)灰?guī)r夾薄層細(xì)晶灰?guī)r條帶中，層位穩(wěn)定，錳礦體嚴(yán)格受此層位控制，礦體與圍巖界線清楚，產(chǎn)狀與圍巖基本一致，總體走向北西-南東向。

2.2 礦石類型及礦物組成

錳礦石類型比較單一，95%以上為菱錳礦礦石，局部地段偶見石英-菱錳礦、方解石-菱錳礦、褐錳礦-菱錳礦、硫錳礦-菱錳礦等礦石類型。礦石表生氧化程度很低，地表局部可見少量錳氧化物礦石，但深部以原生錳碳酸鹽礦石為主。

2.3 成礦期次與礦物形成順序

托吾恰克錳礦可大致劃分為3 個(gè)成礦期次（圖1），即(熱水)沉積-成巖期、熱液期和表生氧化期。其中，熱液改造作用表現(xiàn)在礦體與圍巖接觸部位由于層間滑脫而發(fā)育的方解石-薔薇輝石脈，礦物學(xué)上表現(xiàn)為近脈礦石發(fā)育的少量褐錳礦及脈體中發(fā)育的錳方解石，說明礦體受到熱液活動(dòng)的影響。同樣，表生氧化作用也僅表現(xiàn)在錳碳酸鹽礦物裂隙發(fā)育的少量纖維狀軟錳礦及水錳礦，并未見到大規(guī)模氧化帶，礦床整體保存原生沉積-成巖-成礦的狀態(tài)。

圖1 托吾恰克錳礦成礦期次和礦物生成順序

3 成礦機(jī)制及礦床成因

3.1 錳物質(zhì)來源

錳礦錳質(zhì)來源以深源物質(zhì)為主，錳質(zhì)沉積和火山活動(dòng)、熱水活動(dòng)關(guān)系密切，有部分錳質(zhì)來自于大陸地殼。另外，下石炭統(tǒng)烏魯阿特組(C1w)火山巖中Mn元素背景值較高，為可能的錳質(zhì)來源母巖。

3.2 成礦機(jī)制

在裂陷盆地邊緣表層水體較為氧化的環(huán)境條件下，Mn2+以錳的氧化物或氫氧化物形式沉淀，錳的氧化物或氫氧化物沉淀之后被掩埋在缺氧帶之下，在成巖過程中與有機(jī)物質(zhì)相互作用，錳的氧化物或氫氧化物被還原而釋放出Mn2+，有機(jī)物質(zhì)被氧化而釋放出大量CO32-；同時(shí)，有機(jī)物質(zhì)被鐵的氧化物或氫氧化物以及硫酸鹽氧化，并在細(xì)菌的參與下發(fā)生發(fā)酵作用產(chǎn)生部分CO32-；Mn2+與CO32-結(jié)合沉淀形成了菱錳礦并被保存下來。

3.3 礦床成因

托吾恰克錳礦形成于陸棚相、盆地邊緣相沉積環(huán)境中，成錳期處于安靜、還原的淺海-濱淺海中，錳質(zhì)來源以深源物質(zhì)為主，與火山活動(dòng)、熱水活動(dòng)以及生物活動(dòng)關(guān)系密切，為海相沉積型錳礦床。

4 結(jié)論

結(jié)合以往資料綜合分析：托吾恰克錳礦屬淺海相沉積礦床，具有“內(nèi)源外生”特點(diǎn)，經(jīng)歷了先成錳氧化物或氫氧化物被還原轉(zhuǎn)化成菱錳礦的過程。有機(jī)質(zhì)更為強(qiáng)烈的還原作用是富錳礦形成的重要機(jī)制。