新疆雅满苏东方锰矿特征及其成因初探

殷长江

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000）

1 成矿地质背景

矿区大地构造位于两大板块结合部位，以阿其克库都克大断裂为界，北部属哈萨克斯坦-准噶尔板块（Ⅱ）-准噶尔微板块（Ⅱ1）-觉罗塔格晚古生代沟弧带（Ⅱ111）；南部属塔里木板块（Ⅲ）-塔里木微陆块（Ⅲ1）-星星峡地块（Ⅲ11），主要发育晚古生代火山-沉积岩系，侵入活动较强烈，阿其克库都克大断裂以北主要为二叠纪-三叠纪侵入体，以中酸性最为发育；以南主要为古元古代变质深成岩、石炭纪中酸性侵入岩及三叠纪侵入岩。火山活动以石炭纪基性-酸性火山熔岩、火山碎屑岩为主。成矿区带为阿齐山-雅满苏-沙泉子（裂陷槽）Fe-Mn-Au-Cu 矿带，区域上矿产主要为韧性剪切带型金矿、火山岩型铁铜矿、沉积型锰矿、热液型锰矿和其它多金属矿等，成矿条件好。

2 矿区地质特征

矿区出露的地层主要为下石炭统阿奇山组（C1a）的一套火山酸性喷出岩、火山碎屑岩及下二叠统阿奇克布拉克组（P1a）的一套沉积岩，矿区侵入岩主要为花岗闪长岩和钾长花岗岩，阿奇克库都克大断裂分布于矿区南部。

2.1 地层

矿区出露的地层主要为下石炭统阿奇山组（C1a）的一套火山酸性喷出岩、火山碎屑岩及下二叠统阿奇克布拉克组（P1a）的一套沉积岩，在测区西部覆盖了较厚的第四系洪冲积物。

阿奇山组岩性主要为流纹岩、凝灰质砂岩、沉凝灰岩，分布在勘查区中部及南部，出露厚度2400-3000 米，地层走向北东东向，地层整体南倾，矿区地层为单斜构造，地层走向较为稳定，为锰矿主要产出层位。

阿奇克布拉克组主要为陆源碎屑岩，岩性为钙质砂岩，分布于勘查区北部，出露厚度100-260米，地层整体南倾，走向北东东向，倾角61-75°，岩层普遍具褐铁矿化。

2.2 构造

F1：主要发育在勘查区中西部，地貌上为负地形冲沟，两侧基岩错断较为明显，走向近南北向，长约3千米，断距约150米，推测为走滑断层。

F2：主要发育在勘查区北部，地貌上为负地形，影像上呈线性表象，地层错断较为明显，走向160°，断距约为50米，性质不明。

F3：阿奇克库都克大断裂，区域性大断裂，岩层次级裂隙较为发育，岩石破碎较为普遍，破碎程度较高，由区域资料推测主要发育在勘查区南部，走向近东西向，贯穿勘查区。

2.3 侵入岩

侵入岩主要发育于勘查区东南部，岩性为花岗闪长岩和钾长花岗岩，出露面积约2 平方千米，岩体地表岩石较为破碎，花岗闪长岩中矿物部分略具定向。脉岩主要发育于勘查区北部，为辉绿岩脉，走向北东，脉宽约100米，岩石蚀变较为普遍。

2.4 蚀变特征

勘查区内矿物蚀变主要有褐铁矿化、绿帘石化、硅化，具体特征如下。

褐铁矿化，黄褐色，他形粒状，呈集合体产出，局部为薄膜状，为后期热液所致，岩层裂隙主要为淋滤所致，呈粉末状与盐碱物质混合充填于裂隙。

绿帘石化，青绿色，主要为辉绿岩中斜长石蚀变而来，裂隙面和热液活动处蚀变强烈，土状集合体产出，蚀变不均匀。

硅化，在勘查区主要体现为石英细脉发育，呈灰白色，伴随有褐铁矿化，分布于岩石裂隙，少量发育。

3 矿床特征

通过本次工作，圈出锰矿体4 个,K1 号矿体长度约635 米，视厚度1 米，Mn 品位18.7%；K2 号矿体长度约300 米，视厚度8 米，Mn 品位18-28.1%，平均品位23.1%；K3号矿体长度约210米，视厚度2.5米，Mn品位23.2%；K4 号矿体长度约210 米，视厚度1.5 米，Mn 品位18.4%；其中TC22-1 中见矿效果最好，锰矿体总体呈带状，矿体顶底板均为流纹岩，矿石新鲜面为钢灰色，以致密块状为主，比重较大，初步断定为火山岩型锰矿，矿区东北部有锰异常，与锰矿为同一层位。

矿石的构造主要有团块状构造、层纹状和带状构造等，主要金属矿物有硬锰矿；脉石矿物为隐晶质。围岩蚀变不发育。

镜下金属矿物主要为黑锰矿:黑锰矿、灰色、目估R=20±、非均性明显、蓝灰色偏光色、斜消光、无内反射、硬度中等（用力钢针可刻划）、成条带状、透镜状分布，集合体粒径0.5mm。

4 矿床成因分析

根据上述阿齐山组火山岩特征及其分布于其中的东方锰矿，分析其主要成矿物质锰元素来源于下地壳或上地幔，依据为：

（1）东方锰矿形成于拉张阶段沉积由陆源碎屑岩-钙碱系列火山岩向双峰式火山岩建造演化阶段，锰矿体位于下石炭统阿其山组中，赋矿层位中有流纹岩及流纹质凝灰岩，与雅满苏铁矿类似，其流纹岩及流纹质凝灰岩与双峰式火山岩建造有关，显示锰矿及其赋矿层位岩石应来源于下地壳或上地幔。

（2）矿床成因与火山活动直接有关，矿床位于阿奇可库都克深大断裂北侧及与火山机构关系密切，矿石矿物主要为黑锰矿，黑锰矿多形成于高温环境，多由褐锰矿经还原作用形成，而褐锰矿（Mn7SiO12）,为硅酸盐矿物，与岩浆结晶分异作用有关，因此锰矿物来源与雅满苏铁矿类似，应来源于下地壳或上地幔。

（3）阿齐山组火山岩同位素及稀土元素配分模式特征：稀土总量变化较大，∑REE 为58.42×10-6～164.95×10-6，δEu 值为0.48～0.8，铕负异常明显；轻重稀土之比LREE/HREE 为2.86～6.93，(La/Yb)N＝1.73～8.16，表明轻稀土较重稀土略富集；(La/Sm)N＝1.51～4.64，(Gd/Yb)N＝0.8～1.28，其轻稀土分馏程度较重稀土分馏程度高，左侧曲线斜率大于右侧曲线斜率；稀土配分曲线为轻稀土富集右倾海鸥型。在微量元素标准化蛛网图中，大离子亲石元素Rb、Ba、Sr 富集明显，Sr亏损明显；高场强元素Th、U、Zr、Hf 相对富集，Ta、Nb、P、Ti 相对亏损。阿齐山组火山岩Rb/Sr 为0.07～0.52，平均值为0.25，接近大陆地壳平均值（0.24）；Nb/Ta 为9.21～15.35，平均值为12.61，接近壳源岩石Nb/Ta（11±）；Zr/Hf 为27.05～34.58，平均值为30.52，接近壳源岩石Zr/Hf（33±），因此总体表现壳源岩浆的特征，说明该矿床的成矿物质和矿区火山岩浆同源于下地壳或上地幔在上侵的过程中混入了部分壳源物质。

（4）地球化学特征：东方锰矿赋存于下石炭统阿奇山组中，阿齐山组地球化学特征显示该套地层富集元素为Cu、Co、Mn、Cd、Cr、Mn、Ni 综合异常，显示出与中基性岩有关的元素富集特征，说明尖山幅阿齐山组火山岩，有来自幔源物质成分的加入。

（5）根据东方锰特征及其成因综合分析，东方锰矿是成矿物质来源于下地壳或上地幔的火山岩型锰矿。