新疆西南天山吉根一帶含錳巖系特征與錳物相分析

包亮亮，王剛

（1.新疆廣匯錳業有限公司，新疆 克州 845350；2.新疆地礦局第一地質大隊，新疆 昌吉 831100）

1 區域地質概況

1.1 地層

區域地層分區屬南天山地層分區的東阿賴山地層小區，以古生代地層為主，受構造影響，呈斷片狀。出露地層主要為古生界泥盆系（D）、中生界白堊系（K）及新生界古近系喀什群（Ek）、第四系(Q)，其中泥盆系為本區沉積變質型錳礦主要賦礦層位。現將地層由老到新敘述如下。

（1）古生界泥盆系（D）

主要分布在區域中北部，呈北北東向帶狀展布，出露有下泥盆統薩瓦亞爾頓組（D1sw）、依里提克組（D1y）和中泥盆統托格買提組（D2t）、中上泥盆統鐵列克套組（D2-3t）。

薩瓦亞爾頓組（D1sw）：為區內主要含錳層位，主要分布于博索果里套山至阿克鐵斯克依山一帶，另在區域南東有少量出露。呈北北東向帶狀展布，向北延出幅外，區域內出露面積約60km2。

區內目前發現的多個錳礦床（點）均分布于下泥盆統薩瓦亞爾頓組（D1sw）。

（2）中生界白堊系（K）

沿北帶沿斯木哈那-烏魯克恰提一線呈北東向不規則帶狀出露，主要為一套礫巖、砂巖、泥巖夾灰巖、石膏巖等巖石組合，劃分為克孜勒蘇群江額結爾組（K1j）、烏魯克恰提組（K1w）及英吉莎群庫克拜組（K2K）、烏依塔克組（K2w）、依格孜牙組（K2y）、吐依塔克組（K2t）。

（3）新生界古近系喀什群（Ek）

區內古近系喀什群位于區域中南部，據巖石組合特征，自下而上可分為五個組，分別是古新統阿爾塔什組（E1a）、古-始新統齊姆根組（E1-2q）、始新統卡拉塔爾組（E2k）和烏拉根組（E2w），以及漸新統巴什布拉克組（E3b）。與下伏英吉莎群整合接觸，與上覆烏恰群為平行不整合接觸，群內各組間均為整合接觸關系。

（4）新生界第四系（Q）

主要沿溝壑、河流分布，草本植被相對較為發育，在河流上游地段，多分布有草地牧場。劃分為西域組(Qp1x)、烏蘇群（Qp2W）、新疆群（Qp3X）及第四系松散沉積物。

①巖漿巖。區域巖漿巖欠發育，區域內未見火山巖分布，侵入巖僅零星分布有石英脈、方解石脈等，為晚期熱液活動，多沿斷裂帶產出。

②構造。區域處于帕米爾構造結最北緣東側弧形彎折部位，處于天山褶皺系、塔里木地臺和西昆侖褶皺系三大構造單元交匯部位沙爾中泥盆前陸緣盆地內，區內斷裂構造和褶皺構造均較發育，總體構造線方向為近SN向，褶皺軸跡與構造線方向一致，兩翼地層為泥盆系，被斷裂構造破壞。

③變質巖。區域變質巖為淺變質巖石，巖石為千枚巖、板巖，為低綠片巖相，大部分為絹云母-綠泥石帶，部分為黑云母帶，為區域低溫動力變質作用。動力變質作用形成的構造角礫巖、碎裂巖、碎裂巖化巖石、片理化巖石、劈理化巖石，局部可見糜棱巖或糜棱巖化巖石。

2 含錳巖系特征

吉根一帶錳礦主要賦存在薩瓦亞爾頓組第二巖性段（D1sw2）與薩瓦亞爾頓組第三巖性段（D1sw3）。

（1）薩瓦亞爾頓組第二巖性段含錳硅質巖特征：巖石呈深灰色、灰黑色，薄層，巖石較堅硬，常呈凸起地貌，層厚一般5cm～20cm，隱晶結構，層狀構造、塊狀構造、渣狀構造，宏觀上風化面呈暗紅-黃褐色，質地細膩，裂隙發育，裂隙多見石英脈充填。顯微鏡下主要礦物成分為石英、長石。石英含量80%～85%，無色，他形粒狀，粒徑0.2mm～0.02mm；長石含量5%～10%，自形板狀，晶面混濁，為絹云母化、綠泥石化蝕變，粒徑0.2mm～0.02mm，可見雙晶紋，呈單顆粒狀不均勻分布。巖石硅化較強，礦化有鐵錳礦化等，礦化較強地段硅質巖呈渣狀、蜂窩狀等。

（2）薩瓦亞爾頓組第三巖性段含錳灰巖特征：巖性為灰白色細晶灰巖，細晶結構、塊狀構造，主要礦物成分為方解石（90%）、少量白云石及石英，局部可見硅化，含珊瑚、腕足類、棘皮類、苔蘚蟲等化石，為錳礦含礦巖石。灰巖，青灰色，細晶結構，塊狀構造，裂隙較發育，裂隙中見碳酸鹽細脈。主要礦物組成為方解石、少量碳質、石英，含少量金屬礦物。方解石含量75%～90%，無色，高級干涉色，見兩組解理；石英無色，粒狀，含量5%～10%。

3 錳礦物相分析

（1）硅質巖含錳巖礦鑒定

礦石為隱晶-顯微晶質結構，膠狀構造，主要由玉髓、菱錳礦、軟錳礦、褐錳礦、蛇紋石、滑石、褐鐵礦、硬錳礦等組成，細脈較發育。

玉髓：30%～35%，呈隱晶質、纖維狀、放射狀集合體，粒徑在0.001mm～0.05mm，薄片中淺黃色，負低突起，一級灰白干涉色，平行消光，相聚呈不規則團塊狀不均勻分布。

菱錳礦：30%～38%，呈粒狀或粒狀集合體，粒徑在0.01mm～0.7mm之間，薄片中無色，閃突起明顯，高級白干涉色，菱形解理，部分呈粒狀分布于玉髓中。

軟錳礦：5%～10%，集合體呈塊狀、柱狀，粒徑在0.01mm～0.84mm之間，鏡下白色微帶淺黃色色調，顯多色性（黃白色或土黃色、或奶油黃色-灰白色），無內反射，強非均質性（灰白或淡黃色-藍綠灰-棕紅），與褐錳礦等相聚呈脈狀或團塊狀產出。

褐錳礦：3%～5%，微細粒狀集合體，粒徑在0.01mm～0.18mm之間，反射色帶淡棕灰色，不具多色性，內反射極少見，弱非均質性稍顯著（暗土黃-暗黃棕），與軟錳礦交代伴生。

蛇紋石：1%～5%，呈葉片狀、鱗片狀集合體，粒徑在0.01mm～0.2mm之間，薄片中無色，正低突起，干涉色一級灰至灰白，但不超過一級黃，長條狀切面平行消光或近平行消光，正延性，部分與菱錳礦相混呈脈狀產出，不均勻分布。

褐鐵礦：1%～2%，呈隱晶質集合體，粒徑在0.001mm～0.1mm之間，與錳礦物不均勻相混分布。

從化學多項分析結果表上看出，可以回收的主要有價元素為錳，且含量比較高。該原生錳礦的錳品位為23.68%，主要雜質氧化物為二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁等。

表1 化學多項分析結果

表2 硅質巖含錳錳物相分析結果

數據引自博索果山化驗報告

圖1 a薄片（單偏光） b光片（單偏光）

（2）灰巖含錳巖礦鑒定

巖石為隱晶-顯微晶質結構，膠狀構造，主要由菱錳礦、方解石、軟錳礦、石英、褐錳礦、粘土礦物、長石、硬錳礦、褐鐵礦等礦物組成，細脈較發育。

菱錳礦：25%～30%，呈粒狀、隱晶質集合體，粒徑在0.01mm～0.26mm之間，薄片中無色，閃突起明顯，高級白干涉色，可見菱形解理，與方解石相混呈不均勻分布。

方解石：15%～20%，粒狀或粒狀集合體，粒徑在0.001mm～0.25mm之間，以粉晶細晶為主，薄片中無色，閃突起明顯，高級白干涉色，部分為熱液充填方解石，粒徑在0.25-2.0mm之間，呈脈狀產出。

軟錳礦：10%～13%，非晶質膠體、隱晶質集合體，粒徑在0.01mm～0.65mm之間，鏡下白色微帶淺黃色色調，顯多色性（黃白色或土黃色、或奶油黃色-灰白色），無內反射，強非均質性（灰白或淡黃色-藍綠灰-棕紅），部分呈細脈狀或與褐錳礦相聚成不規則團塊。

石英：10%～15%，粒狀或粒狀集合體，粒徑＜0.08mm，薄片中無色，一級灰白干涉色，正低突起，不均勻零星分布。

褐錳礦：3%～8%，粒狀、隱晶質集合體，粒徑在0.01mm～0.35mm之間，反射色帶淡棕灰色，不具多色性，內反射極少見，弱非均質性稍顯著（暗土黃-暗黃棕），與軟錳礦交代伴生。

粘土礦物：3%～5%，微晶隱晶質集合體，粒徑＜0.05mm之間，薄片中淺黃色，主要為高嶺石、絹云母等，與方解石不均勻相混分布。

長石：1%～2%，呈柱狀，粒徑在0.01mm～0.08mm之間，薄片中無色，正低突起，一級灰白干涉色，可見聚片雙晶，不均勻分布。

褐鐵礦：1%～2%，呈隱晶質集合體，粒徑在0.001mm～0.15mm之間，與錳礦物伴生。

圖2 a薄片（單偏光） b光片（單偏光）

表3 化學多項分析結果

從化學多項分析結果上看出，可以回收的主要有價元素為錳，且含量比較高。該原生錳礦的錳品位為22.53%，主要雜質氧化物為二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁等。

表4 灰巖含錳錳物相分析結果

數據引自博索果山化驗報告

根據物相分析結果，可確定該樣中的菱錳礦、錳橄欖石、氧化錳（主要為軟錳礦）礦含量較高，為主要有用礦物，其它組成礦物或含量較低或難以選出合格產品，均視為脈石礦物。

4 結論

①吉根一帶含錳巖系主要為薩瓦亞爾頓組第二巖性段硅質巖與第三巖性段灰巖。②吉根一帶主要以碳酸錳為主，灰巖含錳礦石脈石礦物主要由方解石、石英組成；硅質巖含錳礦石脈石礦物主要由玉髓、石英組成。