新疆阿克陶縣瑪爾坎蘇一帶錳、銅礦成礦規律及成礦遠景

張兆宏，侯繼亮

瑪爾坎蘇一帶錳、銅礦行政區劃隸屬新疆柯爾克孜自治州阿克陶縣木吉鄉，位于西昆侖造山帶與西南天山造山帶交匯部位，經過長時期復雜的地質構造演化，構造運動較強，具有較好的成礦地質條件，是錳、金等多金屬成礦的有利地段。在該帶發現的中-大型沉積型礦床有奧爾托喀納什錳礦、恰爾隆錳礦、卡拉墩含銅鐵礦、特格里曼蘇銅礦等。

1 區域地質背景

區域大地構造位置處于秦祁昆造山系之西昆侖弧盆系的昆蓋山晚古生代島弧（Ⅲ-2-1）中，分布地層為上石炭統-下二疊統喀拉塔什組、石炭系、二疊系、下白堊統等地層。其中上石炭統-下二疊統喀拉塔什組二段（C2-P1k2）為重要賦礦位置，分布于區域南部偏西的庫木別勒溝一帶，該套地層北、南、東側均為斷裂圍限，西端延出區外，總體呈不規則近北東向展布，受斷裂影響，未發現頂底，出露面積約50km2。

2 調查區地質特征

調查區位于塔里木地塊與昆侖造山帶接觸部位的帕米爾逆沖前緣斷裂構造帶上-江布布拉克斷裂帶南側，整體巖漿活動頻繁，構造活動發育，具明顯動力變質、熱接觸交代變質。

2.1 地層

調查區出露地層為上石炭統喀拉阿特河組（C2k）、下二疊統瑪爾坎雀庫塞山組（P1m）和部分第四系（Q4）。

上石炭統喀拉阿特河組（C2k）：分布于北西部，呈北東至南西走向，為調查內錳多金屬礦的主要含礦層位。上石炭統喀拉阿特河組三段（C2k3）：分布于F1與F2兩條斷層之間。上石炭統喀拉阿特河組二段（C2k2）：位于F2與F19兩條斷層之間。以底部出露角礫狀灰巖為標志層。該層分布3條錳礦帶、4條錳礦層（Ⅰ～Ⅳ號），巖石破碎，片理化強、節理裂隙發育、構造帶發育。

2.2 構造

調查內受區域構造應力作用，分布與區域主構造線方向大致相同的構造組合，并呈多期次、相互疊加改造不同性質和特點。區內斷裂，按其性質大致歸為兩組：北東向與地層方向一致斷裂8條、北東或近東西向剪切地層的斷裂10條。兩側及礦區普遍糜棱巖化，糜棱面理方向與斷裂走向相同，推側為順層逆推斷裂。擠壓應力減弱，構造運動后期繼續活動表現為左行走滑和脆性特征，斷裂帶內剛性巖石呈碎裂角礫狀。斷裂性質為韌-脆性斷裂。剪切斷裂早期形成糜棱面理、原生層理，且切斷順層斷裂。斷裂F18為右行走滑。它們的斷裂帶內以破碎為主，為脆性斷裂。

2.3 巖漿巖

區內巖漿巖不發育，少量侵入巖呈帶狀脈狀產出；巖性主要有斜長石角閃巖、輝綠巖等。區內火山巖在石炭系、二疊系中少量出露，巖性主要有蝕變安山巖、玄武巖、蝕變霏細巖等。

2.4 圍巖蝕變

礦體圍巖蝕變較弱，礦體及近礦圍巖具弱碳酸鹽化，綠泥、高嶺土、水云母化等。錳礦體均賦存于含炭泥質灰巖中，圍巖主要硅化。礦層與圍巖界線明顯。

3 成礦規律

3.1 礦床的空間展布特征

3.1.1 錳礦床

瑪爾坎蘇一帶錳礦床、礦（化）點均分布于晚古生代弧后裂谷盆地的碳酸鹽巖中，具有層控礦床較為明顯，沿帶狀分布。

整體分析來看，該錳成礦帶延伸方向穩定、具有一定厚度、礦化較較為明顯，中間錳礦體整體呈斷續層狀似層狀出露、多呈薄層狀、弱礦化的特征，這一特征與礦點以及礦床規模一致；縱向上含錳巖系主體為上石炭統喀拉阿特河組（C2k）。

含錳地層為上石炭統喀拉阿特河組（C2k），總體呈北東-南西向，為錳礦床的主要賦礦地層（碳酸鹽巖建造），巖層呈南東傾向，傾角20°～75°。含礦地層與南部中二疊統昆蓋依套組呈逆沖式接觸。該段巖性主要由灰黑色片理化微晶、粗晶灰巖，含陸源碎屑、含生物碎屑、含炭粉晶灰巖，含陸源碎屑亮晶砂屑灰巖組成，局部夾含粉砂含鈣質炭質泥巖、含炭泥質粉砂巖、強片理化巖屑凝灰巖、鈣質綠泥石片巖；石英、方解石脈發育。根據成果大致分三個巖性段，由上而下為：

上石炭統喀拉阿特河組三段（C2k3）：分布于F1與F2兩條斷層之間。以底部出部灰質礫巖、凝灰質礫巖為標志層，巖性主要為中厚層狀粉-細晶灰巖-薄層狀砂屑灰巖，底部見角礫狀灰巖、安山質凝灰巖產出，相對喀拉阿特河組該層普通火山碎屑巖較為發育。

上石炭統喀拉阿特河組二段（C2k2）：位于F2與F19斷層中間。底部灰色角礫狀灰巖為標志層，斷續分布有2條細晶巖脈。該巖性段主要為一套深灰、灰黑色、薄層狀含炭微晶灰巖，局部夾中厚層細晶、砂屑灰巖，薄層炭質泥巖、泥質粉砂巖，巖屑凝灰巖呈強片理化；發育石英、方解石脈，該層明顯特征為分布3條錳礦（化）帶、4條賦錳礦層（Ⅰ～Ⅳ號錳礦體），巖石節理裂隙發育，整體較為破碎、具強片理化、糜棱巖化。進一步還可細劃分為上、中、下部：

上部（C2k2～3）：位于F3與F5斷層之間。巖性以灰色中厚層狀細晶灰巖夾片理化或糜棱巖化中-薄層狀粉晶灰巖為主，局部炭質含量較高。

中部（C2k2～2）：位于F2與F6或F5與F6斷層之間。巖性以深灰色糜棱巖化中-薄層狀含炭質泥-粉晶灰巖為主，頂部分布一套淺黃綠色火山碎屑巖，整體炭質含量較高（局部見石墨化現象），巖石呈暗色調，巖石節理裂隙發育較為破碎。為礦區主要賦錳礦層位，規模較大。

下部（C2k2～1）：位于F19與F6斷層之間。巖性以灰色中厚層狀細晶含礫灰巖為主，局部地段見安山質凝灰巖夾層，地表巖石較為破碎，局部可見褶曲發育。

上石炭統喀拉阿特河組一段（C2k1）：位于F19號斷層以北或Ⅰ2號錳礦帶以北、Ⅰ1號錳礦帶中部。巖性主要為淺灰-灰色中-厚層狀粉-細晶灰巖、砂屑灰巖、生物碎屑灰巖等，局部呈薄-中層狀構造，向北東部增多；巖石完整程度相對較高。

該組地層產優質碳酸錳礦石，含錳巖系為上石炭統上段灰黑色、灰綠色泥質灰巖夾薄層微細晶灰巖，在瑪爾坎蘇河上游出露近65km。阿克陶縣奧爾托喀吶什錳礦產于該地層中，該礦床錳品位35%以上，具有質量好、品位高、規模大的特點。該巖性組合大致反映了一個海進旋回。其中礦體產于海進沉積系列的上部。

另外，瑪爾坎蘇一帶的錳礦床、礦（化）點分布與區域地球化學錳異常分布、遙感錳異常分布也基本一致。

3.1.2 銅、鋅礦（化）點

瑪爾坎蘇一帶銅礦（化）點、銅鋅礦點分布在石炭系、二疊系地層、火山巖或出露于二疊系的侵入巖中，成因類型有多種，分布范圍較廣，銅礦化零星出露，但一般規模都不大。

中二疊統昆蓋依套組（P2k）：下與下二疊統瑪爾坎雀庫塞山組（P1m）斷層接觸。昆蓋依套組在區內僅發育一巖性段，大致可分為三部分，下部為一套灰黑色含鈣凝灰質板巖、灰色鈣質硅質板巖、灰黑色薄板狀含鈣質凝灰質板巖，厚度約18.98m；中部主要巖性為灰色含炭質大理巖、灰色片理化含砂質大理巖、灰色片理化含硅大理巖、灰色巨厚層狀大理巖夾灰色中薄層變質長石巖屑雜砂巖，厚度約530.43m；上部主要巖性為灰黑色含炭粉砂質板巖、灰黑色鈣質板巖、灰黑色含鈣綠泥絹云千枚巖與灰色鈣質板巖互層、灰黑色含鈣絹云千枚巖、灰黑色千枚狀凝灰質板巖，層厚約269.3m；該套地層橫向變化不大，總體特征以淺灰色調細晶灰巖為主，喀拉阿特河以西多被斷層截斷，出露很少，多呈巖片狀產出；以東出露寬度較大，在喀拉阿特河一帶厚度大于1032.44m。該層位在區內主要見銅鋅礦點及沉積石膏礦。

3.2 礦體（層）空間賦存規律

瑪爾坎蘇一帶錳礦床、礦（化）點由于賦礦層位、巖性和大地構造位置的差異，礦體規模和礦石品位等特征存在差異。區內瑪爾坎土-穆呼錳成礦帶，其空間賦存規律如下：出露地層有石炭系、二疊系、白堊系、新近系、第四系，褶皺和斷裂構造十分發育，火山巖和侵入巖發育，賦礦地層為上石炭統喀拉阿特河組，礦床主體由3條錳礦帶組成，該段含錳巖系穩定，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，礦體延伸穩定，厚度較大，礦石品位較富，后期構造對礦體的改造和破壞影響大。

瑪爾坎土-穆呼錳礦床主要由四個礦層組成，均位于瑪爾坎土山背向斜復式褶皺帶中，其分布在東西長2800m，南北寬100m～560m，地表面積0.44km2的范圍內。Ⅰ號礦層距Ⅱ號礦層80m左右；Ⅱ號礦層距Ⅲ號礦層2m～80m之間，西窄東寬；Ⅲ號礦層距Ⅳ號礦層100m左右。礦層總體走向90°～180°，傾角西陡東緩，地表緩深部稍陡的復雜形態，一般在15°～85°之間；礦層受一定層位控制，呈層狀、似層狀產出，與圍巖產狀基本一致。根據主要礦體地表分布情況，每個礦層又細劃分了四條礦體，共計16條錳礦體。

Ⅰ號礦層圈出4個礦體，礦體長100m～590m，厚度0.35m～1.08m，Mn平均含量19.04%～25.54%。該礦體位于礦區中北部，地表出露呈刀鞘狀或囊狀，剖面上呈倒轉背形構造形態，北翼陡南翼緩。礦體呈層狀、似層狀，總體具有一定連續性，受后期斷裂、褶皺構造作用，沿礦體走向或傾向上“W”形波狀起伏較大。礦體產狀變化很大，北翼礦體產狀一般為162°～170°∠42°～85°；南翼礦體產狀一般164°～175°∠8°～32°，翼間角50°左右。因此，該礦體形態復雜程度為復雜。

Ⅱ號礦層圈出4個礦體，礦體長250m～1150m，厚度0.83m～1.49m，Mn平均含量20.82%～31.70%。礦體形態規則，呈層狀產出，總體呈連續性，受后期斷裂、褶皺構造影響沿走向或傾向上變化很大，走向上多被斷層切割、呈錯位平移狀，傾向上呈明顯（倒轉）背、向斜構造產出。

Ⅲ號礦層圈出4個礦體，礦體長275m～860m，厚度0.75m～1.26m，Mn平均含量22.32%～25.97%。礦體形態規則，呈層狀、似層狀產出，礦體連續性較好，沿走向及傾向上均呈波狀起伏，地表及淺部礦體形態變化較大，深部形態相對穩定。礦體總體走向61°～80°，傾向153°～210°，總體傾角較陡，一般61°～33°，平均50°，深部相對趨于穩定，總體為上緩下陡的“弧形”傾斜礦體。

Ⅳ號礦層圈出4個礦體，礦體長30m～200m，厚度0.93m～2.90m，Mn平 均 含 量13.19%～21.35%。傾 向125°～259°，傾角38°～48°。礦體形態總體呈向西南側伏的似層狀，局部膨大的透鏡狀。地表主礦體東側附近裸露，西窄東寬，呈“S”形厚大透鏡體狀。西由于前期露采地表多被坡積覆蓋，但鉆孔控制深部延伸穩定呈層狀，且有變厚趨勢，總體表現為向西南側伏并沿走向上向西繼續延深；呈隱伏狀態，向東延伸尖滅。

礦石中金屬礦物主要有菱錳礦、軟錳礦、硬錳礦、黑錳礦、水錳礦、鐵錳礦、方鐵錳礦、黃鐵礦、褐鐵礦、閃鋅礦等。礦石中非金屬礦物主要有方解石、石英、石膏、石墨、綠泥石、有機炭質等。

菱錳礦：菱錳礦呈黑色，風化面呈褐紅色，半金屬光澤-金屬光澤，主要呈粉晶-微晶狀鑲嵌分布，結構較為均勻，塊狀構造，嵌布粒度細，變化不大，在0.001mm～0.05mm±之間，多數在0.005mm～0.03mm±之間，含量一般在30%～87%之間。在部分微晶粒狀菱錳礦中分布少量圓粒狀菱錳礦，球粒邊部被方解石所交代。大部分菱錳礦有錳礦物污染現象，在菱錳礦中有少量微裂隙狀氧化錳礦物賦存，氧化錳礦物含量＜4%。

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軟錳礦：在礦石中主要表現為兩種狀態：一種呈微晶細脈狀、細網脈狀沿裂隙分布，少量呈塵點狀分布，粒徑＜0.03mm，散布在菱錳礦間的錳礦物粒徑多在0.003mm～0.0lmm之間，含量很低，一般不超過4%或微量存在；二是經近地表氧化作用呈他形粒狀、片狀分布，粒徑很細，粒徑多在0.006mm～0.03mm之間，彼此緊密連接在一起，其集合體呈不規則條帶狀，構成不規則網脈狀、團粒狀或脈狀分布，含量變化較大，一般為20%～60%，常被鐵錳礦、方鐵錳礦交代。

硬錳礦：礦物粒徑0.01mm～0.05mm，含量1%～3%，沿著巖石裂隙呈細脈狀分布。

3.3 成礦時間演化規律

瑪爾坎蘇一帶錳礦、銅礦均形成于晚古生代。但不同時期形成的礦產類型和組合各具特點。主要礦種為晚古生代海相沉積型錳礦床，現對其成礦時間及演化規律簡述如下。

3.3.1 石炭紀

石炭紀形成的礦種單一，主要為錳礦床。錳礦床、礦（化）點主要賦存于上石炭統喀拉阿特河組，為海相沉積型，受地層層位控制，成礦時間為晚石炭世。早石炭世處于伸展拉張環境（可能為弧后盆地）（贠杰等，2015），與之對應伴生有構造巖漿活動，中-基性火山巖分布廣泛。賦礦圍巖含碳質泥質灰巖中發育多層火山凝灰巖，反映錳礦形成時期地殼活動頻繁。強烈的火山作用使烏魯阿特組（C1w）火山巖中Mn元素大地背景值含量較高，為后期錳礦床的形成提供了物質來源。巖性巖相及古生物綜合分析反映出喀拉阿特河組（C2k）處于靠近陸緣的淺海抝陷帶，并經歷過一次海侵事件，成錳期后海平面整體下降，整體上構成了一個完整的海侵至海退的旋回。在此環境中，早期水動力作用條件較弱，由于風暴和潮汐的影響下，動蕩水體中形成泥質、炭質和泥（微）晶方解石膠結砂屑、生物碎屑灰巖和礫屑灰巖等；錳富集期總體海水變深，水體安靜，炭質和泥質層穩定環境中沉積，形成含炭含泥質灰巖。賦礦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境，受陸源物質的影響變小，也正是在該階段錳質大量沉積成礦。

3.3.2 二疊紀

產于二疊系中的礦產有銅礦、錳礦。二疊系細碎屑巖-碳酸鹽巖建造中發現有少量錳礦（化）點（如春雷、莫洛山口錳礦點），其賦礦巖性與晚石炭世錳成礦期相同，成礦時間有早二疊世和中二疊世，但礦體規模較小，延伸不穩定，礦石品位也較低，多數地段為鐵錳礦化。二疊系中發育的銅礦化分布廣泛，成因類型有多種，成礦時間有早二疊世和中二疊世，但規模都不大，含礦巖性有鈣質砂巖、綠泥石片巖、安山質凝灰巖、玄武安山巖等。

4 成礦遠景分析

瑪爾坎蘇一帶處于西昆侖～阿爾金成礦帶西端，大地構造位置處于秦祁昆造山系西昆侖弧盆系的昆蓋山-庫爾浪晚古生代裂谷之昆蓋山C-P紀夭折裂谷（Ⅳ-7-41），錳礦主要位于昆蓋山-庫爾浪（裂谷帶）Fe-Cu-Mo-Au-Ag-Cr-Ni-硫鐵礦-煤-石棉礦帶Ⅳ-27-①）中，大型瑪爾坎蘇錳礦帶即產于該成礦帶中，西部奧爾托喀納什大型錳礦床、蘇薩爾布拉克錳礦點；東部瑪爾坎土-穆呼中型錳礦床、卡拉特河錳礦化帶；中部發現有瓊喀納什、博托彥、莫洛山口、春雷等多處錳礦點。已知銅礦主要有卡拉墩大型銅鐵礦床及三岔溝、喀拉蘇、卡拉特河等多處銅礦點，構成了區域長約80km找礦前景較好的錳多金屬礦帶。

1：25萬 化 探 圈 定Mn10綜 合 異 常（Mn、W、Sr、F、Cr），Mn-56異常濃集中心明顯，Mn元素含量高達3000×10-6以上，1：5萬專項化探圈定Mn2錳異常極值為9433.12×10-6，顯示均與穆呼-瑪爾坎土錳礦床位置相對應，反映出瑪爾坎蘇一帶深部具有很好的找礦前景。

賦錳地層主要為上石炭統喀拉阿特河組（C2k），少量發現于下石炭統烏魯阿特組（C1w）及下二疊統瑪爾坎雀庫塞山組（P1m）（春雷錳礦），上述地層在瑪爾坎蘇一帶附近普遍發育，除穆呼-瑪爾坎土錳礦床外地表已發現個別錳、銅礦（化）點，但規模較小，深部具有一定的找礦空間。

5 結論

瑪爾坎蘇一帶石炭系、二疊系為錳、銅礦主要賦礦層位，成礦地質條件良好，深部找礦潛力巨大。