新疆阿克陶縣托吾恰克錳礦地質特征淺析

金川 李玉飛 張陽 段彬

（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）

1 區域地質背景

1.1 區域構造格架

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

1.2 區域地層

托吾恰克錳礦屬西昆侖地層分區西昆侖北緣地層小區，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，同時第四系松散堆積物分布廣泛。

1.3 區域構造

托吾恰克錳礦構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-石炭紀細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為石炭紀厚層雙峰式火山巖系為主的火山-沉積建造。

1.4 區域巖漿活動

二疊紀火山活動較為強烈，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，延伸方向與構造線一致，火山巖呈夾層狀整合產于中二疊統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巖石為主的玄武巖-安山巖-英安巖組合，爆發強度較高。

1.5 區域礦產特征

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，經歷了長期、復雜的地質演化歷史，新構造運動強烈，成礦地質條件優越，是錳、銅、金、砂金礦產成礦有利地段。

2 礦床地質背景

2.1 含錳巖系特征

含錳巖系（含碳泥質灰巖夾薄層細晶灰巖條帶）分布于勘探區中部偏南，錳礦體嚴格受此含錳層位控制，礦體因受斷裂構造影響，形態彎轉復雜。

錳礦體賦存于上石炭統喀拉阿特河組第三巖性段（C2k3）含碳泥質灰巖夾薄層細晶灰巖條帶中，層位穩定，錳礦體嚴格受此層位控制，礦體與圍巖界線清楚，產狀與圍巖基本一致，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，熱液改造作用表現在礦體與圍巖接觸部位由于層間滑脫而發育的方解石-薔薇輝石脈，礦物學上表現為近脈礦石發育的少量褐錳礦及脈體中發育的錳方解石，說明礦體受到熱液活動的影響。同樣，表生氧化作用也僅表現在錳碳酸鹽礦物裂隙發育的少量纖維狀軟錳礦及水錳礦，并未見到大規模氧化帶，礦床整體保存原生沉積-成巖-成礦的狀態。

圖1 托吾恰克錳礦成礦期次和礦物生成順序

3 成礦機制及礦床成因

3.1 錳物質來源

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

3.2 成礦機制

在裂陷盆地邊緣表層水體較為氧化的環境條件下，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物質相互作用，錳的氧化物或氫氧化物被還原而釋放出Mn2+，有機物質被氧化而釋放出大量CO32-；同時，有機物質被鐵的氧化物或氫氧化物以及硫酸鹽氧化，并在細菌的參與下發生發酵作用產生部分CO32-；Mn2+與CO32-結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、盆地邊緣相沉積環境中，成錳期處于安靜、還原的淺海-濱淺海中，錳質來源以深源物質為主，與火山活動、熱水活動以及生物活動關系密切，為海相沉積型錳礦床。

4 結論

結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“內源外生”特點，經歷了先成錳氧化物或氫氧化物被還原轉化成菱錳礦的過程。有機質更為強烈的還原作用是富錳礦形成的重要機制。