黃 河，蘇雅拉圖

(正元國際礦業(yè)有限公司，北京 100080)

奧爾托喀訥什錳礦床(下文簡稱“奧礦”)位于新疆西昆侖木吉—阿克塞欽Au、Cu、Fe三級成礦帶上，現(xiàn)階段在成礦帶內已發(fā)現(xiàn)中小型富錳礦床多處，奧爾托喀訥什錳礦工作程度較高，已獲得較大成果，是成礦帶內最為重要的礦床，其找礦環(huán)境佳，前景好，通過對該礦床的詳細研究將有效指導外圍找礦，為外圍找礦提供理論支撐。本文是根據(jù)近幾年來取得的勘探成果和礦山實際生產情況，簡要介紹該礦床地質特征，并對該區(qū)域未來找礦預測提出幾點預測，以供參考。

1 區(qū)域地質概況

奧礦位于塔里木—華北板塊與羌塘(中間)板塊接觸部位北側，塔里木微板塊的西昆侖北緣古生代復合溝弧帶內。區(qū)內地層以古生代、中生代地層為主，少量古元古界及新生代地層，地層層序不齊全，受構造活動影響，相互疊置關系表現(xiàn)復雜。

區(qū)內出露地層主要為志留系、石炭系、二疊系、白堊系、第四系。其中志留系為碎屑巖—碳酸鹽巖系，下石炭統(tǒng)為一套基性火山巖，上石炭統(tǒng)為一套碳酸鹽巖—碎屑巖建造，下二疊統(tǒng)為碎屑巖—火山碎屑巖夾薄層碳酸鹽建造，第四系主要為河流沉積物、冰磧物。奧礦賦存于上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組一套灰?guī)r地層中。

以空貝利—木札令斷裂為界，北側為塔里木—華北板塊塔里木微板塊西昆侖北緣古生代復合溝弧帶，發(fā)育近東西向的褶皺和斷裂。南側為羌塘(中間)板塊北羌塘微板塊阿克賽欽早古生代陸緣盆地，褶皺、斷裂均有發(fā)育，以近東西向或北北西向斷裂為主，且多具逆沖特征。

與礦帶關系最密切的主要褶皺為瑪爾坎土山復背斜：位于昆蓋山主脊以北，沿瑪爾坎土山—江塔克—喀什喀蘇一帶展布，軸線走向近東西向，卷入褶皺的地層有上石炭統(tǒng)和下二疊統(tǒng)，該背斜為一軸面南傾的緊閉同斜復式背斜，其最初的發(fā)生時間與晚古生代裂陷槽的俯沖、閉合有關，晚期在早更新世末，由于大規(guī)模由南向北逆沖推覆構造作用使其同軸疊加而復雜化。

區(qū)域巖漿活動不發(fā)育，僅出露早二疊世火山巖?；鹕綆r呈夾層狀整合產于下二疊統(tǒng)瑪爾坎雀庫塞山組海相沉積巖中，巖石類型以以中性巖、火山碎屑巖類為主，少量基性巖、熔巖類，為一套安山質巖石為主的玄武巖—安山巖—英安巖組合。

2 礦床地質特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)地層由老到新依次為石炭系上統(tǒng)喀拉阿特河組(C2k)、二疊系下統(tǒng)瑪爾坎雀庫塞山組(P1m)、白堊系上統(tǒng)庫克拜組(K2k)。

石炭系上統(tǒng)喀拉阿特河組(C2k)：主要分布在勘查區(qū)瑪爾坎蘇河兩側，其地層產狀整體趨勢為北東—南西向展布，該層為賦礦層位，大致分為3個巖性段：

第1巖性段(C2k1)：巖性為生物碎屑角礫灰?guī)r夾薄層微晶灰?guī)r：呈灰白色含生物碎屑微晶、細晶粒屑結構，塊狀構造，巖石主要由粒度細小的碳酸鹽礦物方解石組成，其含量約65%，生物碎屑呈棒狀、圓狀，主要由骨纖構成，分布不均勻，約占15%，見介形蟲、有孔蟲等。

第2巖性段(C2k2)：砂屑灰?guī)r：灰白色—灰色，砂屑結構，塊狀構造，其碎屑物多為灰?guī)r碎屑和方解石碎屑。

第3巖性段(C2k3) ：巖性為含碳泥質灰?guī)r夾薄層細晶灰?guī)r：呈灰黑色，風化面呈淺灰色，微晶、泥晶結構，層狀構造。錳礦體賦存于該層位。與上伏地層呈斷層接觸。

二疊系下統(tǒng)瑪爾坎雀庫塞山組(P1m)：分布于瑪爾坎蘇河兩側，為賦礦層位頂板圍巖，其北翼出露薄，南翼較厚，巖性為蝕變安山巖。與上伏地層呈斷層接觸。

白堊系上統(tǒng)庫克拜組(K2k)：分布于瑪爾坎蘇河北部，其出露面積較大，巖性主要為砂礫巖。與上伏地層呈斷層接觸。

2.2 礦區(qū)構造

伴隨著長期、多期次的構造活動，礦區(qū)構造形態(tài)較為復雜，褶皺構造、斷裂構造均較發(fā)育，且多繼承了區(qū)域性構造的特征。

2.2.1 褶皺構造

礦區(qū)背斜構造為區(qū)域瑪爾坎土山復背斜的西延部分，在礦區(qū)表現(xiàn)為單一的背斜構造，背斜核部大致位于瑪爾坎蘇河位置，背斜軸走向總體呈近東西向。背斜兩翼地層基本對稱，核部為石炭系地層，兩翼為二疊系地層?？傮w看，背斜北翼產狀較陡，傾角為75(°)～88(°)，南翼稍緩，傾角為65(°)～70(°)，目前礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的錳礦體賦存于該背斜北翼，與地層產狀基本一致。

2.2.2 斷裂構造

1)區(qū)域性斷裂

F1斷層：為烏赤別里山口斷裂(F48)的西延部分，總體呈近東西向展布，斷層面產狀傾向5(°)～20(°)，傾角65(°)～78(°)，為上白堊統(tǒng)庫克拜組(K2k)與新近系中新統(tǒng)烏恰群克孜洛依組層(N1k)的分界線，斷層性質為正斷層。

F2斷層：為卡拉特河斷裂(F49)的西延部分，總體呈近東西向展布，在勘查區(qū)中段微向北凸，呈微弧形，斷層面產狀傾向173(°)～200(°)，傾角35(°)～83(°)，該斷層為二疊系下統(tǒng)瑪爾坎雀庫塞山組(P1m)蝕變安山巖與上白堊統(tǒng)庫克拜組(K2k)的分界線，斷層性質為正斷層。由于該斷層的影響，致使礦體形態(tài)及產狀發(fā)生變化，局部出現(xiàn)南傾現(xiàn)象。

2)次級斷層構造

礦區(qū)內次級斷層均為區(qū)域構造作用的產物，從礦體分布空間及特征上來看，對礦體影響不大。

2.3 礦區(qū)巖漿巖

伴隨著長期、多期次的構造活動，礦區(qū)內巖漿活動明顯，侵入巖、噴出巖均有產出，由于后期熱液活動的影響，錳礦床局部礦石品位較高，受后期熱液改造跡象明顯。

2.4 礦體地質特征

2.4.1 礦層分布

在奧礦礦區(qū)內發(fā)現(xiàn)兩個錳礦層，由南向北可分為Ⅰ、Ⅱ錳礦層，兩條礦層基本呈平行分布，間距約30～50 m不等，其中Ⅰ號礦層規(guī)模較大，為區(qū)內主礦層，礦層產狀與地層產狀基本一致。

1)Ⅰ號礦層：該錳礦層在走向上連續(xù)分布，東西長約5 200 m，控制最大斜深475 m，厚約0.5～23 m不等，平均厚度3.8 m，礦層平均品位37.82%。

2)Ⅱ號礦層：該錳礦層位于Ⅰ號礦層北部，呈不連續(xù)展布，斷續(xù)長約1 000 m，控制最大斜深200 m，厚約0.3～1.2 m不等，平均厚度0.8 m，礦層平均品位29.78%。

另外，除以上兩條礦層外，在其周邊還發(fā)現(xiàn)有錳礦小透鏡體，其規(guī)模不大，品位不高，根據(jù)資料分析認為，為后期構造作用的產物。

2.4.2 礦石特征

礦物類型，錳礦床主要以菱錳礦為主，主要為菱錳礦礦石，約占95%以上，為本區(qū)的主要類型。見少量軟錳礦、褐錳礦等。金屬礦物，菱錳礦：為褐黑色，呈細粒—微粒集合體，粒徑很細，0.2～0.3 mm，碳酸錳中菱錳礦含量占89%～95%。軟錳礦：呈細—微粒狀，0.001～0.06 mm，含量1%～9%，沿裂隙分布。在次生氧化帶中軟錳礦含量最高9%。其它金屬礦物如褐錳礦、黃鐵礦等偶爾可見。

礦石結構，主要為微晶結構、細粒結構，以微晶結構為主。微晶結構：菱錳礦和軟錳礦呈細?！⒘罘植迹植砍始象w狀。細粒結構：菱錳礦和方解石均呈細粒狀分布，粒徑很細，0.2～0.3 mm。

礦石構造，礦石構造主要為致密塊狀構造、浸染狀構造、細脈狀構造和土狀構造等。致密塊狀構造：礦石礦物主要是菱錳礦，結晶程度好，分布均勻，致密，可見礦石礦物呈靛藍色，是勘查區(qū)最常見的礦石構造。浸染狀構造：菱錳礦、薔薇輝石等錳礦物呈星點狀、稀疏浸染狀等分布于含碳泥質巖礦石中。細脈狀構造：菱錳礦、軟錳礦及薔薇輝石等礦物，呈細脈狀分布，局部可見巖含碳泥質灰?guī)r裂隙面分布。土狀構造：是菱錳礦等礦石礦物風化后所呈現(xiàn)的構造，在勘查區(qū)中不常見，礦體在地表出露處偶可見土狀構造。

經大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計，礦石的礦物組分(見下表1)，金屬礦物主要為菱錳礦，見少量軟錳礦、褐錳礦、硫錳礦、硅錳礦、黃鐵礦。菱錳礦：為褐黑色，呈細?！⒘＜象w，粒徑很細，0.2～0.3 mm，錳礦石中菱錳礦Mn含量為12.95%～50.2%，占總錳量的89.19%。軟錳礦：呈細—微粒狀，0.001～0.06 mm，錳礦石中軟錳礦Mn含量為0.89%～9.10%，占總錳量的8.21%，沿裂隙分布，在次生氧化帶中軟錳礦含量最高。硅酸錳Mn含量為0.07%～1.20%，占總錳量的0.66%。

表1 錳礦石物相分析結果 %

注：檢測單位——中國冶金地質總局西北地質勘查院酒泉測試中心

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(見下表2):P/Mn=0.005與一般工業(yè)指標一致，屬低磷，Mn/TFe=14.01>6為低鐵，(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.61<0.8為酸性，燒失量為20.25%。查閱現(xiàn)階段關于錳礦及其相關產品的資料，在當前技術條件下P的含量對礦石生產加工等技術性能影響不大，因此確定錳礦石工業(yè)類型為低鐵低磷酸性碳酸富錳礦石。

表2 礦石中物質平均含量統(tǒng)計結果表(質量分數(shù))/%

注：檢測單位——中國冶金地質總局西北地質勘查院酒泉測試中心。

3 成因探討

3.1 地塊邊緣與錳礦的沉積

奧礦區(qū)域構造位置，是西昆侖、西南天山與塔里木板塊三者交匯的地方，錳礦產于塔里木板塊西南邊緣與西昆侖晚古生代石炭統(tǒng)泥質灰?guī)r地層中，巖石組合是淺海相沉積物特征。關于陸塊邊緣形成錳礦，例如廣西下雷—東平錳礦成礦帶，形成于被動大陸邊緣[1]。本文奧爾托喀訥什錳礦，物相分析檢測，主要為菱錳礦，礦石中菱錳礦Mn含量占總錳量的89.19%。這種錳礦石可能在先前的沉積過程中已經形成。海相沉積礦床以產碳酸錳富礦為主[2]，礦石中軟錳礦Mn含量占總錳量的8.21%，部分可能在沉積過程中形成，部分在地表風化作用形成，含量少，風化作用不是主要作用，至于硅酸錳Mn含量為0.07%～1.20%，占總錳量的0.66%。含量更少，也不會發(fā)生變質作用，所以，該錳礦以沉積作用為主。錳礦的沉積環(huán)境和構造背景，它們在空間分布上一個明顯特點是,大多數(shù)礦床都分布在地盾或地臺邊緣其中的裂谷盆地、或活動帶附近。這與本文錳礦的情況是一樣的。

3.2 優(yōu)質錳礦的物質組成

關于優(yōu)質錳礦成礦條件，先前的研究認為具備3個條件。第一，被動大陸邊緣；第二，板塊離散和會聚環(huán)境下的成錳盆地；第三，半封閉沉積相帶，層序上發(fā)生錳、磷、鐵的分離。優(yōu)質錳礦的化學指標，就是Mn/Fe≥6，P/Mn≤0.003的工業(yè)錳礦石[3]。本文新疆阿克陶縣奧爾托喀訥什錳礦，從構造位置，符合優(yōu)質錳礦形成的條件，兩個重要的化學指標，Mn/TFe=14.01>6符合標準，而P/Mn=0.005>0.003超標，因此，該礦床不是優(yōu)質錳礦床，屬富錳礦床。

3.3 錳礦的成礦物質來源

關于錳礦石錳元素的來源，元古宙是地球歷史中最重要的錳成礦期。在元古宙中已發(fā)現(xiàn)的錳礦占目前世界錳礦儲量的80%左右。錳礦的成礦物質來源,從現(xiàn)有資料看,應是多來源的,主要是火山源、海底熱液源和陸源[4]。

奧礦大地構造位置位于，塔里木微板塊的西昆侖北緣古生代復合溝弧帶內，屬南天山Au、Pb、Zn、Cu、Sn、Sb、Al、Hg、稀有、稀土金屬、寶石成礦帶的一部分及西昆侖木吉—阿克塞欽Au、Cu、Fe三級成礦帶，礦產分布與地層關系密切，礦種主要有錳礦、鐵礦、巖金、砂金，空間上，在西昆侖北緣古生代復合溝弧帶內，晚古生代期間強烈拉張環(huán)境下的火山活動形成了與之相關的大量的火山巖型塊狀硫化物內生礦產，主要有硫礦(黃鐵礦)、含金銅礦。在阿克賽欽早古生代陸緣盆地內，志留紀，在弧后拉張拗陷環(huán)境有海水熱液活動參與情況下，形成了系列層控碳酸鹽巖型鐵銅金礦，各種礦物質的富集具有明顯的多階段、多期成礦作用。此外，在木吉北西一帶還產出有與巖漿熱液有關的偉晶巖型稀有金屬礦床。

另外，從巖性特征來分析，由生物碎屑角礫灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、碳質泥質灰?guī)r夾薄層細晶灰?guī)r組成，該巖石組合特征符合淺海相沉積物特征。巖層中多見有孔蟲、珊瑚類化石，很大程度上指示了當時的海深程度屬淺海；錳礦床產于上石炭統(tǒng)泥質灰?guī)r地層中，產狀與地層一致，與圍巖界線清楚，礦體形態(tài)比較規(guī)則，呈似層狀、透鏡狀，厚度一般比較穩(wěn)定，在礦體與圍巖附近沉積層理特征明顯；經野外觀察和巖礦鑒定等分析，礦區(qū)后期熱液活動明顯，并且礦石品位大都高于理論值，因此認為礦石受后期熱液改造明顯，使之富集。

因此綜合分析認為：新疆阿克陶縣奧爾托喀訥什錳礦床應屬淺海沉積熱液改造型層控錳礦床。

4 結 論

根據(jù)礦床地質特征和礦床成因，本人就后期外圍找礦提出幾點認識。

1)奧爾托喀訥什一帶錳礦賦存于上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組第三巖性段中，因此尋找該礦床首先應在礦區(qū)查明該巖性段的空間位置和分布規(guī)律。

2)奧爾托喀訥什一帶錳礦分布于瑪爾坎土背斜北翼，而瑪爾坎土錳礦分布于背斜南翼，因此整個成礦帶明顯受瑪爾坎土背斜構造的控制，因此今后工作應加大對該背斜構造的研究，查明構造地質特征，特別是背斜近核部部位。

3)從現(xiàn)階段工作程度分析認為，礦區(qū)發(fā)育的近東西向區(qū)域大斷裂對礦體的連續(xù)性有破壞作用，但是斷裂局部地段又存在明顯熱液活動，并且該處礦體品位較高，有后期明顯改造的跡象，因此該斷裂對錳礦后期改造富集有一定作用，在今后找礦過程中應詳細觀察分析斷層性質，研究其控礦意義。

4)奧爾托喀訥什一帶錳礦含錳巖系巖石組合為一套碳酸鹽巖組合，其出露巖性從上到下依次為碳質灰?guī)r夾薄層套帶狀細晶灰?guī)r—砂屑灰?guī)r—生物碎屑角礫灰?guī)r，其中碳質灰?guī)r夾薄層套帶狀細晶灰?guī)r部位是錳礦賦存部位，因此該巖性組合是尋找富錳礦的巖性標志。