西昆侖瑪爾坎蘇錳礦帶含錳巖系沉積相分布特征

金川 謝月橋 李玉飛 張陽

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第二地質大隊喀什 844000）

近幾年，在新疆阿克陶縣發現了瑪爾坎蘇錳成礦帶。該成礦帶東西延伸超過60 千米，目前已發現奧爾托喀訥什錳礦、穆呼錳礦、瑪爾坎土錳礦等3 個大中型錳礦床。該成礦帶含礦層位穩定，含錳巖系主要為上石炭統喀拉阿特河組（C2k）。

1 沉積相劃分

西昆侖瑪爾坎蘇地區發育晚古生代弧后盆地，并形成獨具特色的碳酸鹽臺地-臺緣裂陷盆地沉積體系。含錳巖系為上石炭統喀拉阿特河組（C2k），主要發育一套厚層狀灰巖-生物碎屑灰巖-砂質灰巖-含碳泥質灰巖組合。根據巖性、沉積構造等特征，可將該套晚石炭世地層劃分為以下幾個沉積亞相（表1）：（1）水動力受限制的局限臺地瀉湖相；（2）水體能量較高的開闊臺地礁、灘相；（3）臺地與臺緣裂陷盆地之間過渡的斜坡相；（4）受同沉積斷裂控制的臺緣裂陷盆地較深水的海盆相。

表1 瑪爾坎蘇地區上石炭統沉積相類型及特征

2 沉積相分布

2.1 局限臺地相

局限臺地屬臺地潮坪及瀉湖環境，處于平均低潮面至平均海平面之間的沉積地帶，有時周期性露出水面，并可逐步過渡到臺地蒸發巖相（Wilson,1975）。海水往往較淺，水體循環受一定限制，能量一般較弱。晚石炭世局限臺地相沉積主要發生在瑪爾坎蘇錳礦帶東段，集中于瑪爾坎土-穆呼一帶，在穆呼錳礦區發育尤為明顯。局限臺地相又可進一步劃分為瀉湖亞相，其沉積特征如下：

瀉湖亞相是位于臺地內部水動力受限制的潮下低能帶的碳酸鹽巖沉積環境。主要分布在穆呼錳礦區0號勘探線附近，巖性組合上表現為淺灰色厚層狀白云質灰巖、細晶（泥晶）灰巖，局部夾薄層泥灰巖、砂屑灰巖等。其中，白云質灰巖發育明顯刀砍紋。古生物上主要以有孔蟲、腕足類等門類為主。整套地層厚度可達100m。

2.2 開闊臺地相

開闊臺地指地臺中部或外側開闊地區及臺地與外海暢通的廣闊地區，其沉積界面多位于低潮面與浪基面之間，海水鹽度正常，水深一般為數米至數十米，為臺地上水動力條件相對較強的淺水高能區域。瑪爾坎蘇錳礦帶開闊臺地相沉積分布較為廣泛，主要發育在礦帶中部瓊喀訥什溝、博托彥一帶。沉積界面在平均低潮面與浪基面之間，屬遠岸碳酸鹽巖建隆，周邊被臺地邊緣斜坡或較深水淺海陸棚環繞。巖性主要為微晶（泥晶）灰巖、細晶灰巖、礫屑灰巖以及生物碎屑灰巖。巖石顏色一般為灰白—淺灰色，以中-厚層塊狀為主，水平層理較為發育，局部可見交錯層理、扁豆狀層理。

從生物組合來看，較之局限臺地環境，開闊臺地環境的生物數量和生物種類都大為增多，這也是開闊臺地主要特征之一。生物以底棲生物為主，發育似紡錘?、珊瑚類、海百合等。在開闊臺地邊緣，發育一套代表水動力條件較強的臺地邊緣生物碎屑灘。巖性主要以生物碎屑灰巖為主，次為泥晶灰巖、泥質灰巖等。顏色多為灰色，薄層狀，發育水平層理、紋層狀層理。

2.3 臺緣斜坡相

臺地邊緣斜坡相與臺地相、臺盆相關系密切，三者在沉積剖面上常交互出現。在海退層序中，斜坡相帶之下為臺盆相帶，向上過渡為開闊臺地相帶。瑪爾坎蘇錳礦帶晚石炭世臺緣斜坡相沉積分布相對集中，在瑪爾坎土-穆呼及奧爾托喀訥什兩個錳礦區發育最為明顯。斜坡相進一步可劃分為上斜坡亞相和下斜坡亞相，其沉積特征如下：

2.3.1 上斜坡亞相

上斜坡亞相位于臺地邊緣外側的斜坡地帶，向外過渡為下斜坡亞相或臺盆相，屬潮下低能環境。巖性主要為原地沉積的深灰色含泥質條帶（紋層）泥晶灰巖、淺黃綠色厚層砂質灰巖以及異地形成的透鏡狀礫屑灰巖（角礫灰巖或竹葉狀灰巖）。

2.3.2 下斜坡亞相

下斜坡亞相巖性以薄層狀泥質條帶灰巖、深灰色泥質灰巖為特征，夾生物碎屑灰巖及頁巖，產菊石、腹足類化石。顏色一般為灰-深灰色，發育水平層理、紋層狀層理等。泥質條帶灰巖主要發育條帶狀構造，次為扁豆狀構造。在奧爾托喀訥什錳礦區可見含碳質的頁巖，而瑪爾坎土-穆呼錳礦區含碳質頁巖相對不發育。

2.4 裂陷臺盆相

裂陷臺盆沉積主要發育在錳礦帶的東西兩端，主要分布在瑪爾坎土-穆呼、奧爾托喀訥什兩個錳礦區。在瑪爾坎土-穆呼錳礦區主要為薄層含碳灰巖與薄層泥質灰巖互層沉積。泥質灰巖主要呈灰黑色，夾凝灰巖薄層，水平紋層發育。含碳灰巖以泥晶灰巖為主，含兩層工業品位的碳酸錳礦層，水平紋層較發育。在奧爾托喀訥什一帶主要沉積深灰黑的碳質泥晶灰巖、泥灰巖、硅質泥灰巖，發育兩層具工業品位的碳酸錳礦層，與瑪爾坎土-穆呼相比，凝灰巖夾層更為發育。巖層中水平層理較為發育。臺盆相生物組合以浮游生物菊石、放射蟲等為主。臺盆相帶的沉積環境主要以較深水的低能還原環境為主，巖石中常有鮞粒狀碳酸錳礦以及星散狀或紋層狀黃鐵礦分布。

3 結論

瑪爾坎蘇地區晚石炭世沉積環境較為簡單，但沉積相類型較為多樣。沉積相具有臺地相-斜坡相-臺盆相-局限臺地瀉湖亞相變化的特征，這表明該地區經歷了水體逐漸變深，再逐漸變淺的演化過程，即經歷了海進-海退沉積旋回。而海進-海退事件可能與區域同生斷裂活動有關，即同生斷裂控制了該地區臺盆相沉積的發育，并且進一步控制了錳質的富集與沉積。