查斌 張連昌 張幫祿

摘 ?要：瑪爾坎蘇錳成礦帶沿瑪爾坎蘇河上游分布，東西延伸超過40 km。該成礦帶以石炭系細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造為主，屬典型的海相沉積型錳礦。錳礦帶含礦層位穩(wěn)定，礦體厚度大（最厚30.61 m），品位富（平均品位24%～35%，最高68.5%），礦石礦物以菱錳礦為主，屬于低鐵中磷類型。綜合分析認為瑪爾坎蘇錳成礦帶形成于濱淺海環(huán)境，成錳期處于一種安靜、還原的水體環(huán)境。錳質(zhì)來源以深源物質(zhì)為主，與火山活動、熱水活動關(guān)系密切。

關(guān)鍵詞：阿克陶;瑪爾坎蘇;錳礦;地質(zhì)特征;成礦條件

近年，在新疆阿克陶縣發(fā)現(xiàn)了瑪爾坎蘇錳成礦帶。該成礦帶沿瑪爾坎蘇河上游分布，東西延伸超過40 km[1]。該成礦帶以石炭系細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造為主，屬于典型的海相沉積型錳礦。錳礦帶含礦層位穩(wěn)定，礦體厚度大（最厚30.61 m），品位富（平均品位24%～35%，最高68.5%），礦石礦物以菱錳礦為主，屬于優(yōu)質(zhì)富錳礦石。由于該成礦帶工作程度總體較低，對該成礦帶地質(zhì)特征及典型礦床進行研究，分析成礦條件并探討礦床成因，有利于下一步找礦勘查工作。

1 ?地質(zhì)背景

西昆侖地區(qū)處于青藏高原西北緣和塔里木盆地西緣，大地構(gòu)造位于印度板塊和歐亞板塊的結(jié)合部，中生代以來處于特提斯構(gòu)造與歐亞板塊構(gòu)造南緣的結(jié)合部，是橫亙于中國中部巨型緯向構(gòu)造帶（昆侖-秦嶺構(gòu)造帶，也有稱之為中央造山帶）的重要組成部分[2]?，敔柨蔡K錳成礦帶處于西昆侖西北，西昆侖弧盆系和塔里木陸塊結(jié)合部位（圖1-b）。以烏赤別里山口-阿克徹依斷裂為界北側(cè)為塔中地層分區(qū)，南側(cè)為西昆侖地層分區(qū)，以空貝利-木扎令斷裂為界北側(cè)為西昆侖地層分區(qū)，南側(cè)為喀喇昆侖地層分區(qū)。塔中地層分區(qū)主要出露白堊系、古近系、新近系、第四系，其中白堊系為紫紅色碎屑巖，古近系和新近系為碎屑巖夾碳酸鹽巖，第四系主要為松散堆積物，局部出露下更新統(tǒng)西域組為碎屑巖。西昆侖地層分區(qū)主要出露石炭系、二疊系、第四系，其中下石炭統(tǒng)烏魯阿特組為一套火山-沉積巖系[3]，出露巖性主要為中基性火山熔巖、火山碎屑巖;上石炭統(tǒng)出露碳酸鹽巖、碎屑巖、中基性火山熔巖和火山碎屑巖;二疊系出露中基性火山熔巖、火山碎屑巖、中級變質(zhì)巖和碳酸鹽巖、碎屑巖;第四系以河流沉積為主，少部分為松散堆積物，局部出露的下更新統(tǒng)西域組為碎屑巖?？龅貙臃謪^(qū)出露志留系、第四系;志留系主要出露碎屑巖、碳酸鹽巖、淺變質(zhì)巖;第四系主要為河流沉積物。上石炭統(tǒng)是區(qū)內(nèi)錳礦主要賦礦層位（圖1-a）。

成礦帶處于塔里木成礦省-西南坳陷石油-天然氣-煤-鹽類（鉀鹽）-Pb-Zn帶和昆侖成礦省-北昆侖 ? ?（裂谷帶）Fe-Cu-Au-硫鐵礦礦帶結(jié)合部位，構(gòu)造上屬西昆侖昆北構(gòu)造帶瑪爾坎蘇晚古生代弧后裂谷盆地[4]，斷裂和褶皺構(gòu)造發(fā)育，斷裂主要呈近EW向，主要斷裂有烏赤別里山口-阿克徹依斷裂（江布布拉克斷裂）、空貝利-木扎令斷裂，為區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造單元的邊界斷裂。受持續(xù)承接的陸內(nèi)俯沖擠壓應(yīng)力作用，區(qū)內(nèi)發(fā)育與區(qū)域主構(gòu)造線方向大體一致的斷裂和褶皺組合，并呈現(xiàn)多期次、不同層次、不同性質(zhì)且相互疊加改造的特點，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。

2 ?成礦帶特征

瑪爾坎蘇錳礦帶位于瑪爾坎蘇河上游，近EW向沿岸兩側(cè)分布，出露長度超過40 km，賦礦地層為上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組，發(fā)育淺海陸棚、盆地邊緣沉積環(huán)境的巖石組合，自東向西具典型海進沉積特征。錳礦層嚴格受含錳巖系層位控制，礦帶總體具有兩端含錳巖系穩(wěn)定、厚度大、礦化強，中間含錳巖系斷續(xù)出露、厚度小、礦化弱的特征。表明礦床形成于淺海-濱淺海的還原水體環(huán)境。該礦帶大地構(gòu)造位置處于西昆侖弧盆系和塔里木陸塊結(jié)合部位，由于喜馬拉雅運動，南天山地塊和昆侖造山帶自南北兩側(cè)向喀什凹陷發(fā)生對沖，在西昆侖前陸逆沖區(qū)形成一系列南傾北推的逆沖斷裂和軸面總體南傾的背向斜構(gòu)造，局部發(fā)育北傾南推的逆沖斷層，組成反沖和對沖的斷層組，這些斷裂和褶皺總體呈近EW向，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。受持續(xù)承接的陸內(nèi)俯沖擠壓應(yīng)力作用，區(qū)內(nèi)發(fā)育與區(qū)域主構(gòu)造線方向大體一致的斷裂和褶皺組合，并呈現(xiàn)多期次、不同層次、不同性質(zhì)且相互疊加改造的特點。含錳巖系沿晚古生代弧后盆地分布。新構(gòu)造運動對區(qū)內(nèi)的錳礦則主要為改造和破壞作用，大量的斷層和褶皺組合致使礦體發(fā)生位移和形態(tài)改變。受后期青藏高原向北俯沖-碰撞影響，西昆侖被嚴重擠壓，瑪爾坎蘇地區(qū)整體發(fā)生推覆，使晚石炭世含錳巖系發(fā)生大規(guī)模褶皺，形成背斜及倒轉(zhuǎn)向斜為主的構(gòu)造。礦體受后期構(gòu)造影響，與頂、底板含碳灰?guī)r的接觸帶多發(fā)生滑脫、碎裂，并在菱錳礦裂隙形成水硅錳鎂礦、紅錳鐵礦、水錳礦、硫錳礦、錳方解石 ? （脈）、薔薇輝石等?，敔柨蔡K錳礦帶中火山巖、侵入巖較發(fā)育，火山巖廣泛分布于石炭系、二疊系中，含錳巖系中發(fā)育很多火山巖和凝灰?guī)r夾層，近礦頂?shù)装宄Ｒ姷綇娢g變火山巖或侵入巖出露。

目前該成礦帶在中國境內(nèi)共發(fā)現(xiàn)礦床、礦點8處，其中大型（>2 000×104 t）富錳礦床1處（奧爾托喀納什錳礦床），中型（200～2 000×104 t）礦床2處（穆呼錳礦床、瑪爾坎土錳礦床），礦（化）點5處（圖1-a）。從目前成果綜合來看，該成礦帶規(guī)模大，成礦條件好，礦床、礦點數(shù)量多，礦體厚度大、礦石品位富、質(zhì)量好，已成為國內(nèi)重要的大型富錳礦基地。

3 ?典型礦床及地質(zhì)特征

3.1 ?奧爾托喀納什錳礦

該礦床位于成礦帶西端，是瑪爾坎蘇錳礦帶上最大的礦床。礦區(qū)出露地層有石炭系、二疊系、新近系、第四系（圖2）。其中石炭系缺失下石炭統(tǒng)，僅發(fā)育上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組，為一套臺地相生物碎屑灰?guī)r-砂質(zhì)灰?guī)r-泥質(zhì)灰?guī)r及含碳泥質(zhì)灰?guī)r組合，從底部到頂部可依次劃分為3個巖性段：第一巖性段為灰白色生物碎屑角礫灰?guī)r夾薄層微晶灰?guī)r，見介形蟲、有孔蟲等化石，地層厚約200 m，產(chǎn)狀355°～29°∠64°～83°;第二巖性段為灰黑色長石石英砂巖，厚約60 m，產(chǎn)狀353°∠63°;第三巖性段為含礦層，巖性為灰色泥質(zhì)灰?guī)r夾薄層狀角礫灰?guī)r、灰黑色含碳泥質(zhì)灰?guī)r夾薄層細晶灰?guī)r，地層厚約180 m，產(chǎn)狀為350°～22°∠64°～88°。下二疊統(tǒng)瑪爾坎雀庫塞山組，為火山-沉積建造，可進一步劃分為三個巖性段：第一巖性段為上部灰綠色蝕變安山巖，下部為紫紅色長石砂巖，地層產(chǎn)狀170°～185°∠68°～74°;第二巖性段為灰綠色砂巖、泥頁巖、泥巖、灰?guī)r、石英片巖、黑云母片巖，地層產(chǎn)狀165°～174°∠67°～74°;第三巖性段為黃白色大理巖，產(chǎn)狀170°～175°∠61°～80°。新近系出露中新統(tǒng)烏恰群克孜洛依組，為一套灰綠色巖屑砂巖、泥頁巖、泥巖、紫紅色巖屑長石砂巖，局部巖屑砂巖中夾多層泥炭，產(chǎn)硅化木，厚度大于 300 m，產(chǎn)狀21°∠64°。第四系主要為河流沉積。

錳礦主體發(fā)育背斜構(gòu)造，軸部近EW向，礦床位于背斜北翼，核部地層為上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組第一巖性段，兩翼地層基本對稱，北翼產(chǎn)狀較陡，傾角為75°～88°，南翼稍緩，傾角為65°～70°。斷裂構(gòu)造較發(fā)育，使礦體形態(tài)和產(chǎn)狀發(fā)生變化，局部地段礦體淺部產(chǎn)狀發(fā)生倒轉(zhuǎn)，礦體發(fā)生錯斷等。礦床由2條礦帶組成，位于背斜北翼的上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組第三巖性段中，2條礦帶相距20～40 m。

Ⅰ號礦帶斷續(xù)出露長5.5 km，向東延出區(qū)外，整體走向90°～100°，傾角65°～80°共圈定4條礦體，呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與圍巖基本一致。Ⅰ1礦體為區(qū)內(nèi)主礦體，長約1 350 m，控制最大斜深442 m、最大埋深400 m，地表及淺部形態(tài)變化較大，深部形態(tài)相對穩(wěn)定，傾向350°～20°，傾角70°～80°，總體為產(chǎn)狀較穩(wěn)定的陡傾斜礦體;礦體厚度變化大，地表出露厚度3.9～6.0 m，深部控制厚度0.7～ ? ? ? ? ?30.61 m，礦體平均真厚度5.08 m，厚度變化系數(shù)為83.48%，屬厚度變化中等礦體;礦石錳品位10.16%～50.25%，平均37.83%。礦體品位沿走向上變化不大，品位變化系數(shù)23.76%。Ⅰ2礦體地表出露長約700 m，沿走向控制長約1 150 m，控制最大斜深 ? 475 m、最大埋深442 m;礦體形態(tài)較規(guī)則，呈層狀產(chǎn)出，連續(xù)性較好，地表及淺部礦體形態(tài)變化較大，深部形態(tài)相對穩(wěn)定，傾向350°～30°，傾角75°～86°;礦體厚度變化大，地表出露厚度2.3～3.90 m，深部控制厚度0.5～12 m，礦體平均真厚度3.31 m，厚度變化系數(shù)67.77%，屬厚度變化中等礦體;礦石錳品位10.63%～49.03%，平均36.88%，礦體品位沿走向上變化不大，品位變化系數(shù)19.50%。Ⅰ3礦體地表出露長700 m，沿走向控制長1 300 m，控制最大斜深360 m、最大埋深311 m，礦體形態(tài)規(guī)則，呈似層狀產(chǎn)出，連續(xù)性較好，地表及淺部形態(tài)變化較大，深部形態(tài)相對穩(wěn)定。傾向350°～10°，局部出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)，總體傾角較陡，一般70°～80°，深部趨于穩(wěn)定;礦體厚度變化較大，地表出露厚度0.6～10 m，深部控制厚度0.85～ ? ? 22.66 m，礦體平均真厚度3.89 m，礦體一般中間部位最厚，底部最薄，厚度變化系數(shù)為104.97%，屬厚度變化較大的礦體;礦石錳品位14.5～48.8%，平均33.37%，品位變化系數(shù)25.50%。

Ⅱ1礦體長約100 m，控制最大斜深162 m、最大埋深110 m，礦體形態(tài)較規(guī)則，呈層狀產(chǎn)出，連續(xù)性較好，沿走向及傾向上基本穩(wěn)定，地表及淺部形態(tài)變化不大，深部形態(tài)相對穩(wěn)定。傾向188°～200°，傾角70°;礦體厚度變化不大，平均真厚度1.97m，礦體一般近地表厚，底部變薄。厚度變化系數(shù)0.36%，屬厚度變化較小的礦體;礦石錳品位38.34%～38.68%，平均36.88%，品位變化系數(shù)0.62%。Ⅱ2礦體地表出露長320 m，沿走向控制長約250 m，控制最大斜深116 m、最大埋深122 m，礦體形態(tài)較規(guī)則，呈層狀產(chǎn)出，連續(xù)性較好，地表及淺部礦體形態(tài)變化較大，深部形態(tài)相對穩(wěn)定。傾向350°～10°，傾角68°～70°，產(chǎn)狀較穩(wěn)定;礦體厚度變化較大，1.5～6.57 m，平均真厚度2.56 m，近地表到中部礦體厚度變化不大，底部較薄，厚度變化系數(shù)79.2%，屬厚度變化中等;礦石錳品位14.82%～40.71%，平均28.03%，品位變化系數(shù)41.63%。Ⅱ3礦體地表未出露，沿走向控制長約250 m，控制最大斜深33 m，礦體形態(tài)較規(guī)則，呈層狀產(chǎn)出，連續(xù)性較好，地表及淺部礦體形態(tài)變化不大，深部形態(tài)穩(wěn)定。傾向20°，傾角72°;礦體厚度變化大，一般真厚度0.74～3.33 m，平均真厚度1.82 m，厚度變化系數(shù)74.04%，屬厚度變化中等;礦石錳品位11.52%～39.96%，平均30.37%，品位變化系數(shù)36.88%。

礦石結(jié)構(gòu)主要為微晶結(jié)構(gòu)、細粒結(jié)構(gòu)、球粒狀結(jié)構(gòu)、鮞狀結(jié)構(gòu)，其中以微晶結(jié)構(gòu)為主;礦石構(gòu)造主要為致密塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、細脈狀構(gòu)造和土狀構(gòu)造等;礦石的礦物組分基本一致，經(jīng)巖礦鑒定及電子探針波譜分析，礦石礦物主要為菱錳礦，約占95%以上，另見少量軟錳礦、褐錳礦、硫錳礦、硅錳礦、薔薇輝石、黃鐵礦等;脈石礦物以石英、方解石為主。估算該礦床資源量達3×107 t，遠景可達 ? 5×107～6×107 t。

3.2 ?穆呼錳礦床

該礦床位于成礦帶東段，向東延入瑪爾坎蘇錳礦區(qū)內(nèi)，是瑪爾坎蘇錳礦帶上第二大礦床，礦區(qū)出露地層有石炭系、二疊系、第四系。下石炭統(tǒng)烏魯阿特組主要由安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、安山巖、玄武巖，玄武質(zhì)火山角礫巖組成;上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組為火山-沉積建造，可進一步劃分為四個巖性段，第一巖性段為深灰綠色糜棱巖化復(fù)成分礫巖夾暗灰綠色碳酸巖化巖屑凝灰?guī)r、淺灰黑色泥微（粉微）晶灰?guī)r，竹葉狀灰?guī)r夾凝灰?guī)r，局部夾玄武巖、安山巖;傾向SE-SW，傾角38°～40°;第二巖性段為區(qū)內(nèi)錳礦的主要含礦層位，巖性為灰黑色砂屑灰?guī)r夾黑色含泥碳質(zhì)灰?guī)r，（含碳、黃鐵礦化）泥晶灰?guī)r，深灰色薄層狀含泥砂屑灰?guī)r夾黑色薄層狀細晶灰?guī)r，淺黑色極薄層狀含泥碳質(zhì)灰?guī)r夾薄層狀泥晶灰?guī)r，（黃鐵礦化）泥質(zhì)灰?guī)r，灰黑色碳質(zhì)粉細晶灰?guī)r，灰黑色（碳質(zhì)）微泥晶灰?guī)r，錳礦化、片理化粗晶灰?guī)r，（含陸源碎屑、生物碎屑）亮晶砂屑、深灰色中粗（中細）粒巖屑鈣屑砂巖;局部夾灰黑色含鈣質(zhì)碳質(zhì)泥巖，灰?guī)r灰黑色碳質(zhì)鈣質(zhì)板巖，含碳、泥質(zhì)粉砂巖，石英、方解石脈發(fā)育。巖層中局部夾蝕變安山巖、蝕變玄武巖;出露少量輝長（玢）巖、閃長（玢）巖脈。出露厚≥250 m，巖層傾向SE，傾角26°～47°;第三巖性段為區(qū)內(nèi)主要含錳巖性段，巖性主要為黑色薄層狀含碳泥質(zhì)灰?guī)r夾薄層狀含碳粉晶灰?guī)r，灰黑色薄層狀含碳粉晶灰?guī)r夾灰黑色砂屑灰?guī)r，灰色薄-中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r夾灰黑色薄層狀碳質(zhì)灰?guī)r局部夾厚層狀淺黑色粗晶灰?guī)r，深灰色碳質(zhì)泥晶灰?guī)r，灰黑色褐鐵礦化泥微晶灰?guī)r，灰黑色生物屑微晶灰?guī)r，灰黑色泥質(zhì)砂屑灰?guī)r，灰黑色泥巖，灰黑色褐鐵礦化板巖，局部夾片理化全蝕變安山巖、凝灰?guī)r。層內(nèi)發(fā)育蝕變細粒閃長巖、綠泥長英蝕變巖、輝長巖脈，傾向南東，傾角21°～51°，出露厚≥40 m;第四段巖性段為黑色、灰黑色薄-中厚層狀微晶灰?guī)r，細晶灰?guī)r，灰色砂屑灰?guī)r，灰黑色礫屑灰?guī)r，灰黑色碳質(zhì)粉微晶灰?guī)r，黑色厚層狀粗晶灰?guī)r，（含陸源碎屑、含生物碎屑、含碳）粉晶灰?guī)r組成，巖層走向NE向，傾向SE，傾角36°～49°。下二疊統(tǒng)瑪爾坎雀庫塞山組劃分為三段，下段主要由暗灰綠色片理化蝕變安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、灰綠色綠泥石片巖、碎裂蝕變玄武巖等組成;中段由灰黑色粉晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、大理巖等組成，地層厚約50～100 m，產(chǎn)狀150°～170°∠27°～36°;上段為暗灰綠色片理化蝕變安山巖;中二疊統(tǒng)昆蓋依套組主要由灰白色大理巖、淺黑色細晶灰?guī)r組成，厚度大于500 m，產(chǎn)狀155°～175°∠32°～37°。

穆呼錳礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，褶皺及斷層多見，高永寶等認為沿瑪爾坎蘇河發(fā)育軸向近EW向的背斜構(gòu)造，穆呼、瑪爾坎土錳礦產(chǎn)出于背斜南翼。區(qū)內(nèi)賦礦地層上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組中段巖系破碎，受后期斷裂影響，大部分區(qū)域難已辨認出完整的褶皺形態(tài)，僅在局部地段可見褶皺的部分形態(tài)或小型褶皺。與奧爾托喀納什錳礦床相對簡單和單一的構(gòu)造樣式相比，穆呼錳礦床構(gòu)造更為復(fù)雜且后期疊加改造影響更大。區(qū)內(nèi)火山巖和侵入巖均較發(fā)育，火山巖在各地層中均有出露，巖性主要有蝕變安山巖、蝕變玄武巖、片理化英安巖、強蝕變霏細巖;侵入巖主要呈脈狀產(chǎn)出，可見順層和穿層的脈體，還有呈“X”型，應(yīng)有多期次巖漿傾入，巖性主要有蝕變含斜長石角閃巖、輝綠巖、閃長巖、輝綠玢巖、輝長玢巖、閃長玢巖。

礦床主要由8條礦帶組成1，均產(chǎn)于上石炭統(tǒng)喀拉特河組中段，總體呈NE走向，部分礦帶延入東鄰的瑪爾坎土錳礦床，礦體斷續(xù)出露，總體含礦層位穩(wěn)定;相比奧爾托喀納什錳礦床礦體規(guī)模大、數(shù)量單一、連續(xù)性好的特點，穆呼錳礦床礦帶數(shù)量多，礦體規(guī)?？傮w偏小、斷續(xù)出露，脈狀、透鏡狀小礦體數(shù)量眾多。

Ⅰ號礦帶斷續(xù)出露長約1.0 km，呈NE向展布，礦帶中主礦體厚度較穩(wěn)定，連續(xù)性好，礦帶向西被第四系覆蓋，推測與Ⅴ號礦帶為一條礦帶;礦帶向東延入瑪爾坎土錳礦床，整體規(guī)?？蛇_5 km，為瑪爾坎蘇錳成礦帶東段的主礦體。Ⅰ號礦帶在區(qū)內(nèi)共圈出5條礦體，其中主礦體長約1 km，含礦巖性為灰黑色砂屑灰?guī)r夾黑色泥質(zhì)灰?guī)r、灰黑色薄層狀含碳粉晶灰?guī)r夾砂屑灰?guī)r、灰色泥質(zhì)灰?guī)r與黑色碳質(zhì)灰?guī)r互層等，礦體產(chǎn)狀為131°～185°∠22°～80°，地表及淺部整體變化不大，控制最大礦體斜深301 m，地表出露厚度1.90～15.30 m，Mn品位10.67%～45.07%，深部控制厚度1.35～7.47 m，Mn品位10.63%～42.9%，礦體平均品位29.41%。

Ⅱ號礦帶地表出露長約778 m，寬2～30 m，近EW向展布，礦帶向西被第四系覆蓋，深部通過工程控制仍有延伸，向東延入瑪爾坎土錳礦床。Ⅱ號礦帶在區(qū)內(nèi)共圈出2條礦體，其中Ⅱ1礦體長約640 m，NE向展布，礦體形態(tài)較復(fù)雜，厚度不穩(wěn)定，含礦巖性為碎裂狀、極薄層狀含碳質(zhì)灰?guī)r與含泥質(zhì)灰?guī)r互層，灰色泥質(zhì)灰?guī)r夾灰黑色泥晶灰?guī)r，礦體產(chǎn)狀為164°～201°∠42°～74°，控制最大礦體斜深268 m，地表出露厚度1.40～2.2 m，Mn品位16.31%～30.27%;深部控制厚度1.03～6.00 m，Mn品位10.04%～36.17%;礦體平均品位20.46%。Ⅱ2礦體長350 m，呈向北突出的弧形展布，礦體向西尖滅，向東延入瑪爾坎土錳礦床，礦體整體形態(tài)變化不大，厚度穩(wěn)定，含礦巖性為黑色含碳質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r夾淺灰褐色泥質(zhì)灰?guī)r，礦體產(chǎn)狀151°～186°∠27°～73°，控制礦體斜深132 m，地表出露厚度4.0～10.4 m，Mn品位14.60%～34.11%;深部控制厚度2.21 m，Mn品位23.16%～28.89%;礦體平均品位24.43%。

Ⅲ號礦帶地表出露長約640 m，呈NE向展布，地表大部分被第四系覆蓋，由單一的礦體組成，含礦巖性為灰黑色、淺灰色砂屑灰?guī)r夾黑色含泥碳質(zhì)灰?guī)r，礦體產(chǎn)狀為164°～195°∠30°～54°，礦化整體不均勻，地表出露厚度1.2～1.7 m，Mn品位18.92%～26.58%，深部控制礦體厚度0.5 m，Mn品位14.31%;礦體平均品位20.49%。

Ⅳ號礦帶地表出露長約482 m，呈NE向展布，礦帶地表出露較差，連續(xù)性也較差，由單一的礦體組成，含礦巖性為灰黑色、淺灰色砂屑灰?guī)r夾黑色含泥碳質(zhì)灰?guī)r，礦體產(chǎn)狀為151°～175°∠31°～60°，礦化整體不均勻，地表出露厚度0.90～3.10 m，Mn品位10.16%～20.7%，深部控制礦體厚度0.43～2.0 m，Mn品位12.13%～25.6%;礦體平均品位15.34%。

Ⅴ號礦帶斷續(xù)出露長約360 m，呈NE向展布，礦帶地表出露很差，東西兩端均被第四系覆蓋，向東通過深部工程控制仍有延伸，推測與Ⅰ號礦帶為一條礦帶;Ⅴ號礦帶中共圈出3條礦體，其中主礦體長約330 m，含礦巖性為灰黑色含泥碳質(zhì)灰?guī)r、深灰色薄層狀含泥砂屑灰?guī)r夾黑色薄層狀細晶灰?guī)r，礦體產(chǎn)狀為145°～186°∠38°～57.8°，礦化整體較不均勻，局部較為富集，地表出露厚度1.0～2.30 m，Mn品位14.52%～41.77%，深部控制厚度1.0 m，Mn品位10.84%～17.41%，礦體平均品位20.11%。

Ⅵ號礦帶斷續(xù)出露長約900 m，呈NEE向展布，礦帶東西兩端均尖滅，地表出露很差，連續(xù)性也差，大部分被第四系覆蓋;Ⅵ號礦帶中共圈出3條礦體，其中主礦體長約880 m，含礦巖性為灰黑色薄層狀泥晶灰?guī)r、淺黑色極薄層狀含泥碳質(zhì)灰?guī)r夾薄層狀泥晶灰?guī)r，礦體產(chǎn)狀為100°～172°∠25°～61°，礦化不均勻，整體品位偏低，地表出露厚度0.3～1.40 m，Mn品位12.75%～23.78%，深部控制厚度0.35 m，Mn品位15.75%，礦體平均品位17.36%。

Ⅶ號礦帶斷續(xù)出露長約340 m，寬12～20 m，呈向北突出的弧形展布，礦帶中西部和兩端均被第四系坡積物覆蓋;Ⅶ號礦帶中共圈出3條礦體，其中主礦體長約275 m，含礦巖性為黑色薄層狀含碳泥質(zhì)灰?guī)r夾含碳粉晶灰?guī)r，礦體產(chǎn)狀為175°～176°∠24°～32°，礦化不均勻，地表出露厚度0.7～1.50 m，Mn品位23.73%～32.40%，深部有5個鉆探在Ⅰ號礦帶北側(cè)見到礦（化）體，推測為Ⅶ號礦帶。

礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀結(jié)構(gòu)、泥晶-微晶結(jié)構(gòu)，以微晶結(jié)構(gòu)為主;礦石構(gòu)造主要為致密塊狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、細網(wǎng)脈狀構(gòu)造、枝脈狀、團塊狀構(gòu)造和土狀構(gòu)造;礦石礦物以菱錳礦為主，見少量軟錳礦、硬錳礦、水錳礦、錳方解石、錳白云石、薔薇輝石、硼錳礦、鐵錳礦、方鐵錳礦。該礦床估算資源量已達中型規(guī)模，遠景預(yù)計可達大型規(guī)模。

4 ?地球化學特征

4.1 ?主量元素特征

對奧爾托喀納什錳礦床和穆呼錳礦床樣品進行統(tǒng)計分析12。奧爾托喀納什錳礦床邊界品位（Mn≥10%）以上的樣品499件，Mn算術(shù)平均品位35.07%，F(xiàn)e平均含量1.723 5%，P平均含量0.202 2%，從地表往深部，P含量呈逐漸增大趨勢，磷含量與錳礦石品位具正相關(guān);SiO2平均含量12.36%，Cl-平均含量0.296 1%。P/Mn平均為0.005 8，Mn/Fe平均為32.75;（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）的值為0.74，礦石類型為酸性，燒失量均值為22.73%;根據(jù)鐵、錳、鉻礦地質(zhì)勘查規(guī)范《DZ/T 0200-2002》的標準，該礦床錳礦石工業(yè)類型為低鐵中磷酸性碳酸錳礦石。穆呼錳礦床邊界品位以上的樣品253件，Mn算術(shù)平均品位24.16%，F(xiàn)e平均含量1.806 5%，P平均含量0.127%，P/Mn平均為0.005 78，Mn/Fe平均為18.02（表1），主要礦體SiO2平均含量為13.5%，低于冶金用碳酸錳礦石工業(yè)指標（≤25%），燒失量均值為27.467%，（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）的值為0.78，小于0.8，礦石類型為酸性;根據(jù)鐵、錳、鉻礦地質(zhì)勘查規(guī)范《DZ/T 0200-2002》的標準，該礦床錳礦石工業(yè)類型為低鐵中磷酸性碳酸錳礦石[5]。

碳酸鹽巖Al2O3平均含量為4.72%，大陸地殼Al2O3平均含量為15.9%[6]。穆呼錳礦石Al2O3平均含量為1.4%，低于淺海碳酸鹽巖的平均含量，礦化圍巖Al2O3含量高達6.39%;奧爾托喀納什錳礦石Al2O3平均含量為2.47%，礦化圍巖Al2O3平均含量為8.04%。說明圍巖形成于淺海環(huán)境，錳礦形成于較深的水環(huán)境中。前人經(jīng)過大量研究認為，SiO2/Al2O3可作為區(qū)分巖石物源的重要參數(shù)，大陸地殼比值為3.6，接近這個比值的物源應(yīng)以陸源為主，超過這個比值多是由熱水活動和生物活動引起的[7]。穆呼錳礦石SiO2/Al2O3平均值為20.92，礦化圍巖SiO2/Al2O3平均值為7.57;奧爾托喀納什錳礦石SiO2/Al2O3平均值為6.48，礦化圍巖SiO2/Al2O3平均值為7.7。說明兩個礦床礦化圍巖的形成環(huán)境相同，而穆呼錳礦的形成則與熱水活動和生物作用關(guān)系更為密切。

4.2 ?微量元素特征

As，Sb和Ag的含量明顯偏高，可作為熱水沉積物的重要指標[8]。從樣品平均含量的富集系數(shù)（樣品含量/地殼豐度）來看，穆呼錳礦石中Ag元素的富集系數(shù)為7.43（表2），奧爾托喀納什錳礦石中Ag元素的富集系數(shù)更是高達49.2，反映了熱水沉積特征。Cu，Co，Ni，Zn等元素在熱液沉積環(huán)境下的富集程度比正常水成沉積環(huán)境下的富集程度低得多，一般熱液沉積物的Co/Zn值很低，約為0.15[9，10]，而錳鐵結(jié)核具高的Co/Zn值，約為2.5。區(qū)內(nèi)錳礦巖石樣品Co/Zn-（Cu+Co+Ni）相關(guān)性圖上（圖3-a），共26件樣品（表3）點均落在或接近熱液沉積區(qū)中，樣品既有低的Co/Zn值，又具低的（Cu+Co+Ni）值，顯示其形成過程受到了熱液活動影響。

在Fe-Mn-（Ni+Cu+Co）×10三角圖解上（圖3-b），穆呼錳礦石絕大部分點都落入熱水沉積區(qū)內(nèi)，具有靠近Fe-Mn端元并由Fe端元趨向于Mn端元的明顯態(tài)勢，與熱水沉積錳礦有相似特征，說明該錳礦為海底熱水成因。

Co從地殼向地核迅速增加，Co在碳酸鹽巖中平均值為0.1×10-6[11]。穆呼錳礦石Co含量18×10-6～40×10-6，平均為28×10-6;奧爾托喀納什錳礦石Co含量為8×10-6～18×10-6，平均為9.7×10-6。兩個礦床Co含量遠大于碳酸鹽巖克拉克值，這與海底噴流成因鈷礦床及熱水成因錳礦類似，可能是深部熱水提供成礦物質(zhì)的結(jié)果，說明礦質(zhì)來源和深部物質(zhì)關(guān)系密切[12-14]。Pb與熱液作用關(guān)系密切[14]，碳酸鹽巖Pb平均含量為9×10-6，大陸地殼為11×10-6，大洋地殼為0.8×10-6[6]。穆呼礦石Pb含量為2.00×10-6～529×10-6，平均為110.93×10-6;奧礦礦石Pb含量為8×10-6～368×10-6，平均為171.6×10-6。對比發(fā)現(xiàn)，兩個礦床錳礦石的形成均與深源物質(zhì)和熱液作用關(guān)系密切。

熱水沉積物因沉淀堆積過快無法吸取海水中大量的Th而導致富U貧Th[15]。大多數(shù)沉積巖中Th含量都高于U含量，而熱水沉積巖中二者關(guān)系正好相反，由于熱水沉積有較高的沉積速率，常常相對富含U，因此熱水沉積礦床中U/Th>1[16，17]，而U/Th>1.25還代表了缺氧環(huán)境[18，19]。兩個典型礦床中采集的9個樣品中U/Th大于或等于1的有5個，平均為1.06，說明該區(qū)含錳巖系沉積速率較快，成礦處于缺氧的環(huán)境中且熱水活動參與了成礦。在logU-logTh直角坐標圖中，有5個點落入石化的鐵錳沉積區(qū)，同時其他4個點落在普通遠洋沉積區(qū)之外，進一步說明錳礦的形成和熱水沉積關(guān)系密切，和陸源物質(zhì)也有一定關(guān)系（圖4）。奧爾托喀納什和穆呼礦床礦石稀土總量在49.14×10-6～479.15×10-6之間1，平均為208.06×10-6，比北美頁巖標準值（187.18×10-6）略高，礦石明顯富集輕稀土，∑LREE/∑HREE平均值為5.12。稀土分布曲線較平穩(wěn)，具明顯的Ce正異常（圖5），Eu異常不明顯。礦石明顯Ce正異常說明錳礦在氧化環(huán)境下沉淀富集。

4.3 ?C-O同位素特征

正常沉積碳酸鹽巖δ13CV-PDB在0‰附近，生物藻類δ13CV-PDB為-12‰～-23‰，海泥有機質(zhì)一般為-20‰，現(xiàn)代洋底熱泉中溶解的碳同位素δ13CV-PDB則在-5‰～8‰之間[20]。奧爾托喀納什和穆呼礦床錳礦石的 ? ? δ13CV-PDB為-10.3‰～-20.2‰，平均-14.9‰;圍巖 ? ? ? ? ? δ13CV-PDB為-14.7‰～-3.4‰，平均-6.1‰;礦石中MnO含量與 ?δ13CV-PDB存在較強的相關(guān)性，MnO含量越高，δ13CV-PDB值越?。▓D6），反映了區(qū)內(nèi)錳礦的形成與藻類等生物有機體關(guān)系密切。此外，礦體頂?shù)装逄假|(zhì)泥巖中發(fā)育大量草莓狀黃鐵礦，也進一步說明了微生物在錳碳酸鹽形成過程中起著至關(guān)重要的作用。

5 ?沉積環(huán)境與巖相分析

大型錳礦床的出現(xiàn)首先需要一個與海洋溝通受限制的封閉盆地，其次水介質(zhì)的物理化學條件對錳的聚集起到?jīng)Q定性作用[21]。

瑪爾坎蘇錳成礦帶賦礦地層為上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組，發(fā)育淺海陸棚沉積環(huán)境的巖石組合，具典型海進地層沉積序列特征。錳礦層賦存于淺黑色含碳泥質(zhì)灰?guī)r中，且緊鄰礦體下盤發(fā)育有碳質(zhì)泥巖，說明錳礦體處于相對低洼地段，大量碳-泥質(zhì)成分表明錳碳酸鹽形成于相對還原環(huán)境。區(qū)內(nèi)出露的砂屑、礫屑灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r中主要以泥晶方解石膠結(jié)，且不同程度地含有碳質(zhì)和泥質(zhì)膠結(jié)物，說明整體水動力條件不太強，錳沉積期主要是一種安靜的深水沉積環(huán)境，含礦層和圍巖中普遍分布星點狀黃鐵礦，說明成錳期處于一種安靜、還原的水體環(huán)境。

巖性巖相和古生物證據(jù)表明，上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組處于靠近陸緣的淺海坳陷帶，并且經(jīng)歷了一次海侵事件，成錳期后海平面又稍有下降，整體上構(gòu)成了一個完整的海侵-海退旋回。在這種環(huán)境中，初期水動力條件不是太強，但在風暴和潮汐的影響下能夠得到動蕩水體中的物質(zhì)，形成碳質(zhì)、泥質(zhì)和泥晶方解石膠結(jié)的砂屑、礫屑灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r。成錳期海水變深，水體安靜，碳質(zhì)和泥質(zhì)層可以沉積，形成含碳含泥質(zhì)泥晶灰?guī)r。

地球化學數(shù)據(jù)分析結(jié)果可得到同樣的結(jié)論。圍巖Al2O3平均含量接近于淺海碳酸鹽巖平均含量，礦石Al2O3平均含量則低于碳酸鹽巖克拉克值，且稀土元素特征參數(shù)Ce異常指示成錳期海水處于較強的還原環(huán)境。綜合分析說明，圍巖形成于大陸邊緣正常淺海氧化水體，在逐步海侵的過程中，形成安靜還原的水體環(huán)境，受陸源物質(zhì)的影響也大大減小，也正是在該階段錳質(zhì)大量沉積成礦。

根據(jù)對瑪爾坎蘇錳成礦帶2個典型礦床（穆呼和奧礦）的含礦地層分析表明，二者在巖性組合上具一致性，可分出含生物碎屑（角礫）巖段、含陸源碎屑砂質(zhì)灰?guī)r段和含黃鐵礦含碳泥質(zhì)灰?guī)r段;與陸棚相、盆地邊緣相沉積環(huán)境關(guān)系密切，成礦帶上的其他礦（化）點（如蘇薩爾布拉克、博托彥、博托彥、喀拉特等）也發(fā)育該套巖性組合，只是規(guī)模不及穆呼和奧礦。初步研究認為，瑪爾坎蘇錳成礦帶含錳巖系底部為蜓類、珊瑚類等化石發(fā)育的生物碎屑灰?guī)r或含陸源碎屑砂屑灰?guī)r，而穆呼錳礦發(fā)育的角礫灰?guī)r和竹葉狀灰?guī)r，反映相對高能的水動力環(huán)境，但直接賦礦圍巖以淺黑色含黃鐵礦薄層狀的細晶、砂屑灰?guī)r和碳質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r為主，反映錳礦沉積于相對靜水環(huán)境，推測含礦巖系經(jīng)歷了動蕩水體向靜水的變化，總體沉積成礦環(huán)境可能為淺海臺地中的次級洼陷，錳礦成礦過程與海侵事件有關(guān)?？傮w看，瑪爾坎蘇碳酸鹽錳成礦帶屬典型海相沉積型錳礦，初步認為其形成于淺海-濱淺海環(huán)境，而錳礦主體主要形成于較為穩(wěn)定的淺海洼地環(huán)境。

6 ?錳礦帶成礦地質(zhì)條件與成礦規(guī)律

6.1 ?成礦條件分析

晚石炭世細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造為區(qū)內(nèi)錳礦的主要賦存層位，已發(fā)現(xiàn)的錳礦床、礦點大部分產(chǎn)于該層位中，且成因類型均為海相沉積型。

瑪爾坎蘇錳成礦帶賦礦地層發(fā)育淺海陸棚沉積環(huán)境的巖石組合，成礦期處于相對低洼地段，處于一種安靜、還原的水體環(huán)境中，區(qū)內(nèi)錳礦含礦層位總體較穩(wěn)定，延伸長，且礦體厚度大，層位多，說明了區(qū)內(nèi)錳礦形成時期構(gòu)造環(huán)境總體穩(wěn)定。受NS向逆沖推覆構(gòu)造影響，瑪爾坎蘇地區(qū)形成背斜等構(gòu)造，錳礦體分布于背斜的南北兩翼，區(qū)域EW向烏赤別里山口等斷裂與礦體展布方向基本一致，在空間上控制著錳礦床的分布。

成礦帶含錳巖系中發(fā)育很多火山巖和凝灰?guī)r夾層，近礦頂?shù)装宄？梢姷綇娢g變火山巖或侵入巖脈出露，說明當時地殼活動頻繁，海底火山作用強烈。在含錳巖系中還可見到碳質(zhì)泥晶灰?guī)r和粉晶灰?guī)r的截然分界面，有些可達細晶灰?guī)r程度，方解石等礦物顆粒明顯結(jié)晶變好，這可能是由于海底火山活動或者陣發(fā)性熱水噴流導致海水溫度升高，方解石迅速重結(jié)晶形成粉晶-細晶灰?guī)r。在粉晶-細晶灰?guī)r中可見到自形長石，應(yīng)該是海相火山噴發(fā)熱水沉積的產(chǎn)物。另外，下石炭統(tǒng)烏魯阿特組火山巖中Mn元素背景值較高，為可能的錳質(zhì)來源母巖?？傮w而言，區(qū)內(nèi)錳礦與火山作用關(guān)系密切。

6.2 ?成礦規(guī)律分析

成礦帶中的錳礦床、礦（化）點均產(chǎn)于瑪爾坎蘇晚古生代弧后裂谷盆地的碳酸鹽巖中，受地層層位控制，沿瑪爾坎蘇河兩側(cè)分布?？傮w來看，瑪爾坎蘇錳成礦帶呈兩端含錳巖系穩(wěn)定、厚度大、礦化強，中間含錳巖系斷續(xù)出露、厚度小、礦化弱的特征。據(jù)錳礦床（點）的賦礦層位、巖性和大地構(gòu)造位置，礦體規(guī)模和礦石品位等將瑪爾坎蘇錳成礦帶由西到東劃分為3個成礦段。

①成礦帶西段包括奧爾托喀納什錳礦床、蘇薩爾布拉克錳礦點，東西延伸長約7 km。區(qū)內(nèi)出露地層有上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組、二疊系、白堊系、新近系、第四系。礦床主體位于軸部近EW向的背斜北翼，斷裂構(gòu)造較發(fā)育，賦礦地層為上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組，礦床主體由2條礦帶組成，含錳巖系穩(wěn)定，賦礦巖性相同，礦體延伸穩(wěn)定，厚度大，礦石品位富，后期構(gòu)造對礦體的改造和破壞影響較小，為整個瑪爾坎蘇錳成礦帶成礦環(huán)境最好，資源規(guī)模最大的區(qū)域。

②成礦帶中段包括恰特爾錳礦化點、瓊喀納什錳礦化點、莫北錳礦點、博托彥錳礦點、喀拉當格鐵錳礦化點，東西延伸長約20 km，區(qū)內(nèi)出露地層有石炭系、二疊系、白堊系、第四系，賦礦地層為上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組、下二疊統(tǒng)瑪爾坎雀庫塞山組、中二疊統(tǒng)昆蓋依套組。該段含錳巖系斷續(xù)出露，賦礦巖性基本相同，礦點、礦化點較分散，構(gòu)造發(fā)育，火山巖發(fā)育，礦體規(guī)模小，延伸不穩(wěn)定，厚度小，礦石品位低，后期構(gòu)造對礦體的改造和破壞影響較小。

③成礦帶東段包括穆呼錳礦床、瑪爾坎土錳礦床、卡拉特河錳礦化點，東西延伸長約8 km。區(qū)內(nèi)出露地層有石炭系、二疊系、白堊系、新近系、第四系，褶皺和斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，賦礦地層為上石炭統(tǒng)喀拉阿特河組，礦床主體由5條礦帶組成。該段含錳巖系穩(wěn)定，賦礦巖性在穆呼錳礦床、瑪爾坎土錳礦床相同，但與卡拉特河錳礦化點有差異，礦體延伸穩(wěn)定，厚度較大，礦石品位較富，后期構(gòu)造對礦體的改造和破壞影響大。

7 ?結(jié)論

瑪爾坎蘇錳成礦帶以石炭紀細碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造為主，屬于典型的海相沉積型錳礦。錳礦帶含礦層位總體較穩(wěn)定，礦體厚度大，品位富，礦石礦物以菱錳礦為主，屬于低鐵中磷類型;瑪爾坎蘇錳成礦帶成錳期處于一種安靜、還原的水體環(huán)境，錳質(zhì)來源以深源物質(zhì)為主，與火山活動、熱水活動關(guān)系密切，形成于淺海-濱淺海環(huán)境。

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Abstract：In recent years，we has made a great breakthrough in the exploration of manganese ore in aketao County of Xinjiang that locates in the northwestern China，we discovered and evaluated the Maerkansu manganese ore belt.This metallogenic belt distributes along the upstream of Maerkansu River，with a length of more than 40 km from west to east.The metallogenic belt is mainly composed of the carboniferous fine clastic rock-carbonate sedimentary，Belonging to the typical marine sedimentarymanganese deposit.The metallogenic belt is stable with large thickness（Max 30.61 m） and rich grade（Average 24～35%， Max 68.5%）.The ore minerals are mainly rhodochrosite and belongs to a type of lowiron with middle phosphorus;The Maerkansu manganese metallogenic belt formed in a quiet and reductive water.The main source of manganese is deep matter，which is closely related to volcanic activity and hydrothermal activity.

Key words：Aketao;Maerkansu;Manganese deposit;Geology characteristic;Metallogenic conditions