白石灘錳礦床地質特征及成因分析

李文杰 賈國章 竇小亮

（中國冶金地質總局新疆地質勘查院，新疆烏魯木齊 830000）

0 引言

若羌縣白石灘錳礦區域位于北山裂谷帶，該帶東西長750 千米，南北寬80～100 千米，白石灘以南、羅布泊以北的廣大地區，南北兩側受深斷裂控制，包括依格孜塔格、因尼卡拉塔格斷裂，在西南端。

1 區域地質及成礦地質條件

1.1 區域地質

1.1.1 地層

工作區內位于塔里木陸殼板塊內的北山陸內裂谷帶，地層除中生界白堊系、三疊系缺失外，中元古界到新生界的地層均有出露。從出露面積上看：分布最廣的是以石炭系為主體的上古生界，其次是中上元古界和新生界，下古生界及中生界在區內分布相對較少。

1.1.2 構造

本區內大地構造位置區域位于塔里木板塊與準噶爾板塊結合部靠近塔里木板塊一側，北山優地槽褶皺帶西部，區域內進一步劃分為：中坡山陸塊、石炭紀克孜勒塔格斷坳、二疊紀印尼喀拉斷坳三個Ⅲ級構造單元。

區內斷裂構造主要形成于加里東運動早期和華力西運動的晚期。早古生代早期該區處于相對隆起階段，加里東運動使奧陶紀以前的地層褶皺隆起，組成了下構造層，區內東西向的基底斷裂是這一時期形成的。二疊紀早期的構造運動以斷裂為主產生了北東東向的深大斷裂帶，同時沿斷裂帶產生了大規模的巖漿噴發和侵入活動。

1.1.3 巖漿巖

區域歷經多次構造活動，巖漿活動頻繁，因而導致侵入巖體的廣泛分布。在區內基性巖、中性巖及中酸性巖均有出露。侵入時期有元古代、加里東和華力西期，但前兩者在區內侵入作用微弱，尤以華力西期巖漿活動最為強烈。

華力西早期中-基性侵入巖，閃長巖、花崗閃長巖和二長花崗巖；斜長花崗巖；華力西中期侵入巖在區內分布規模最大，活動最為強烈。主要為超基性巖、橄欖巖、輝長巖、輝綠巖、閃長巖、混合花崗巖、斜長花崗巖、鉀長花崗巖、二長花崗巖和石英閃長巖等。

華力西晚期主要侵入的有基性-中酸性侵入巖。主要巖性有閃長巖、花崗閃長巖、橄欖巖、輝綠巖、斜長花崗巖、二長花崗巖等。

1.2 區域地球物理特征

1.2.1 區域布格重力場特征

北山南緣屬低重力場區，以白洼地斷裂為界，分南北兩個重力布格異常帶。北帶為大片相對平緩的高布格重力異常區，布格重力值為：（-170—-130）×10-5m/s2；南帶為一個呈北東東向展布的重力布格異常梯級帶，該梯級帶長250 千米以上，寬30-45 千米。兩側布格重力異常值分別為-230×10-5m／s2和-180×10-5m／s2，水平梯度值為2.2×10-5m/s2/km，坡北含銅鎳基性——超基性巖體位于梯級帶的北部邊緣，筆架山巖帶位于高布格重力異常區。

1.2.2 區域磁場特征

北山區航磁異常的特征是白地洼斷裂西北一側分布大面積強正磁異常區，東南側則為負磁異常區。坡北含銅鎳基性——超基性巖體位于負磁異常區的西北邊緣，表現為兩個異常值達-150—-250nT 的北東向的負異常帶，筆架山巖帶位于正磁異常區。

1.3 區域地球化學特征

從元素的濃集、富集、專屬性和分異程度上看，侵入巖地球化學特征呈現由超基性——中基性——基性逐漸減弱，閃長巖、花崗閃長巖和花崗巖中，由老到新是增強的。

從區域構造地球化學特征來看，近東西向構造控制加里東期及以前的元素區域背景場和礦帶異常，依格孜塔格大斷裂上的鐵族元素異常，基本追蹤了沿斷裂分布的基性——超基性巖體的展布。

2 礦床地質特征

2.1 礦體規模

礦區內共圈出多條錳礦化體，礦體呈透鏡狀、脈狀。含錳主礦體在地表斷續分布，不連續，出露長度從幾十米到上千米不等，寬一般在0.50～3.00米左右，局部最寬處可達5～6 米，呈雁列式分布。礦石品位10.14～33.97%。錳礦化體走向基本與區域構造線一致，礦體總體走向為北東-北東東向60°～70°，傾向南東，傾角80°±。即Ⅰ、Ⅱ號礦體。Ⅰ號錳礦體：呈透鏡狀、脈狀，地表斷續出露長度約1100 米，走向70°，傾向160°，傾角一般在85°～88°。錳品位21.04-32%，平均19.52%，錳礦體厚度一般在0.73～2.4米。Ⅱ號錳礦體：呈透鏡狀、脈狀，地表斷續出露長度約1900米，走向一般在80°，傾向170°，傾角一般在86°～88°，局部近于直立。錳品位從15.88-26.50%，平均21.52%，錳礦化體厚度0.50～1.50米，平均厚度約1.03米。

2.2 礦石質量

2.2.1 礦石化學成分

礦石化學成份由CaO、MgO、Al2O3、K2O、Na2O、SiO2、TiO2、Mn、Cu、Co、Ni、Fe、P等元素組成。

2.2.2 礦石礦物成分

礦石礦物：硬錳礦、褐錳礦、軟錳礦、水褐錳礦等。經物相分析，礦石礦物成分含量一般為：硬錳礦50～60%、褐錳礦10%左右，軟錳礦5～10%，鐵錳質1～7%。

脈石礦物：石英、長石、絹云母、方解石、黑云母、薔薇輝石、巖屑等。

2.2.3 礦石結構構造

（1）礦石結構

礦石結構主要以它形粒狀結構、半自形-自形粒狀結構和放射狀變晶結構為主。

它形粒狀結構：錳礦物主要呈它形，少數為半自形，粒徑一般小于0.02mm，交代巖石，局部膠結物完全被其替代。

半自形-自形粒狀結構：主要金屬錳礦物一般為0.01-0.05mm 的半自形-自形晶，硬錳礦、軟錳礦呈微小它形粒狀沿褐錳礦邊緣及裂隙交代褐錳礦。

放射狀變晶結構：錳礦物顆粒一般為小于0.05mm 的它形-半自形晶，其邊緣及裂隙被硬錳礦、軟錳礦交代，局部呈同心環狀變晶，完全被硬錳礦、軟錳礦交代。

（2）礦石構造

礦石構造主要有角礫狀構造、塊狀構造、膠狀構造和細脈狀構造等。

角礫狀構造：角礫狀金屬礦物膠結非金屬礦物，金屬礦物主要為錳、鐵。

塊狀構造：硬錳礦、褐錳礦、軟錳礦等金屬礦物占75%以上。

膠狀構造：金屬礦物呈膠結物膠結脈石礦物。

細脈狀構造：金屬礦物呈細脈及網脈狀沿巖石裂隙充填。

2.2.4 主要礦物特征

硬錳礦：灰黑色-黑色，呈它形粒狀集合體，粒徑0.05mm，或與脈石礦物構成構造交代-充填結構，或呈放射狀變晶結構和半自形粒狀結構，致密塊狀構造，硬度較大。

石英：呈半自形-它形粒狀產出，粒經0.01～1.0mm，石英含量10～15%。

方解石：呈半自形-它形粒狀產出，粒徑0.1mm，含量一般在5-10%。

3 礦床成因

礦區位于東天山南緣、北山成礦帶的西部，該帶橫跨區內的大部分區域，呈北東東向帶狀展布，1∶20萬區化異常顯示，帶內化探異常值高而普遍，主要有Au、Mn、Fe、Cu、Hg 等，以形成火山熱液型、變質巖型金礦床為主。區內錳礦（床）點，區域呈串珠狀分布特征，與區域構造方向大體一致，并且錳礦（床）點主要分布在克孜勒塔格斷裂和紅十井斷裂之間，錳礦化帶受該斷裂構造控制明顯。錳礦化體呈脈狀、透鏡體狀、面上呈串珠狀、雁形狀排列。礦化體圍巖蝕變普遍表現為硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化，局部高嶺土化等蝕變現象，這主要是中低溫蝕變產物。綜合上述初步認為本區錳礦成礦類型為熱液充填型錳礦床。