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摘要 ：新疆阿拉沟锰矿赋存于晚古生代泥盆纪晚世天格尔 组第二亚组(D3t ) 硅质岩中，矿体呈层状、似层状产出，矿石为b 黑褐色、黑色含锰碎裂岩。矿化蚀变主要有赤铁矿化、硅化、软 锰矿化、褐铁矿化等。综合研究该区的区域地质、矿体特征、矿石矿物等， 对矿床成因类型进行了分析， 该区的矿床成因类型为 浅海相沉积型锰矿床， 建立了找矿标志。
关键词 ：阿拉沟,矿床成因,矿体特征,浅海相沉积型锰,矿床
阿拉沟锰矿位于新疆吐鲁番以西 80 公里处，大地构造位置 处于准噶尔地块 - 吐哈地块。区内成矿地质条件较好，构造活 动和成矿活动集中，岩浆侵入活动强烈。前人自上世纪 50 年代 起在该区进行了 1 ：150 万~ 1 ：5 万的区域地质调查、物化探 测量、重力和磁力测量及综合地质研究等工作，对区域内的地 层、岩性、变质作用、构造特征、岩浆活动、蚀变带等地质体进 行了划分， 并圈定了成矿区带。该区所属成矿带为吐哈盆地 (地 块) 成矿带的中央隆起带，2018 年投资人通过拍卖获得阿拉沟 锰矿的探矿权， 笔者通过对该矿山的地层、岩性、构造特征、岩 浆活动、矿体特征的综合研究，总结该矿山的矿床成因、并建 立找矿标志。
1 区域地质
1.1 区域地层
根据《新疆维吾尔自治区岩石地层》本区地层属新疆准噶尔 盆地南缘，岩石地层区划属天山兴蒙地层大区(Ⅰ) 北疆地层区 (Ⅰ 1) 南准噶尔北天山地层分区Ⅰ 13.又分为依连哈比尔尕地层 小区Ⅰ 13-2.为重要的铜、铁、锰、铅、锌、金、银多金属成矿带。
1.2 区域构造
区域大地构造位于北天山优地槽褶皱带，依连哈比尔尕复 背斜。北邻博格达复背斜， 南邻西天山地槽褶皱带博洛科努复背 斜。矿区位于北部艾维尔沟断层带中， 该断层组切割了上泥盆统 天格尔组第二亚组及侏罗系地层，沿断裂带有华力西花岗岩侵 入，为该区带来了丰富的成矿热液。
1.3 岩浆岩
区域岩浆侵入活动强烈，华力西早- 晚期均有发育。岩体的长 轴方向与区域构造线基本一致，多呈北西向或近东西向展布，根 据岩体所处的大地构造位置，自西向东可分为依连哈比尔尕-博格达岩浆岩亚带 ：依连哈比尔尕地区见少量华力西侵入岩，岩浆 岩的分布受构造控制，多沿断裂侵入。岩体一般呈狭长状，大小不 等。属于钙碱系列低碱类型，北西花岗岩、石英闪长岩、花岗闪长 岩多形成较大的岩体， 西南分布的花岗岩局部均以小岩株产出。
2 矿区地质特征
2.1 地层
阿拉沟锰矿区内出露地层为晚古生代泥盆纪晚世天格尔组 第二亚组(D3t ) 与第四系(Q)。b
上泥盆统天格尔组第二亚组(D3tb)。
硅质岩 ：分布于矿区东南及西南部，位于东南部矿体呈 近南北向展布，位于西部及西南部矿体呈近东西展布，锰矿体 中产少量的星点状放射虫化石，锰矿体主要产于硅质粉砂岩 中，褐红色，粉砂状结构，条带状构造。主要矿物成分以石英为 主，石英由隐晶质石英颗粒组成 ;呈镶嵌状紧密排列，含量约 65% ~ 70%，部分被褐铁矿化侵染，约含 10% 的硅质球，呈圆 状、椭圆状，分布不均匀，岩石局部发生轻微碎裂，碎裂面积约 占 15%， 充填有石英、褐铁矿， 菱锰矿体与矿化体产于硅质岩中。
硅质粉砂岩 ：分布于矿区西南部及东部，风化面为褐红色、 新鲜面为紫红 -砖红色，粉砂状结构，条带状构造。岩石主要由 长石和石英粉砂屑(含量约 74%)及硅质(含量约 20%)成分组成， 其次含少量方解石及赤铁矿等， 硅质胶结物中含少量放射虫， 岩 石碎裂岩化，产生了网状裂隙，内充填石英、方解石及赤铁矿， 岩石普遍具绿泥石化， 绿帘石化。
砂岩 ：浅黄色 - 浅肉红色， 显微鳞片微粒状变晶结构， 块状 - 层状构造。岩石主要由砂质及岩石碎屑等组成，砂质不均匀，粒 度在 0.5mm ~ 0.05mm之间， 碎屑物主要为长石、石英，硅质胶 结，后期受力岩石碎裂岩化，裂隙发育，充填了硅质，岩石具弱 绿泥石化。岩层产状 ：150°~ 190°∠ 38°~ 46°。
砾岩 ：分布于矿区中东部，灰褐色，砾状结构，块状构造。 岩石主要由砾石和胶结物组成，砾石呈棱角状 - 次棱角状，砾径 1mm ~ 15mm 不等， 最大可达 30mm， 成分多为凝灰质， 硅质， 含量约占 30%。岩层产状 315°~ 340°∠ 50°~ 65°。于花岗 斑岩呈侵入接触关系。
第四系(Q) ：
分布受局限，仅在各现代河床和间歇沟中以及山前的洪积扇，其岩性为灰色各种岩石成份的碎屑砾石，砂砾，大小悬殊， 分选性差，杂乱堆积，中等滚圆分布于山涧洼地及沟谷中，主要 为砂土、砂砾、碎石等。
2.2 构造
矿区内断裂构造发育，主要有北北东向、北西向以及北北 西向三组。北北东向 ：该组构造有 F1、F3、F8、F9.集中在矿 区北部，构造总体走向 10°~ 30°，倾角 50°~ 75°，构造长 约 1km ~ 2km， 宽约 5m ~ 10m。北西向 ：该组构造有 F4、F5、 F6、F7.构造总体走向 120°~ 150°，倾角 60°~ 80°，构造 长 0.2km ~ 1km， 宽 2m ~ 5m。北北西向 ：即 F2 断裂构造， 构 造总体走向 330°~ 350°，倾角 55°，构造长约 1km 左右，宽 约 5m。测区地层受构造作用， 较破碎， 且绕曲、揉皱、节理发育， 局部穿插生长石英脉。
2.3 岩浆岩
区内岩浆活动强烈，侵入地层为华力西晚期第三侵入次，呈 岩基状分布于矿区以北，出露面积约 11 平方千米，占区总面积 的 35%，华力西晚期侵入的二长花岗岩、花岗岩、花岗斑岩，岩 体呈岩基、岩脉等形态分布，总体展布方向与区域构造线一致， 呈近东西向延伸 ;与地层接触面具有角岩化，部分接触地段岩 体破碎 ;倾向 180°~ 220°倾角 65°~ 78° ;闪长岩分布于 花岗岩中，局部产于上泥盆统天格尔组第二亚组凝灰质砂岩中， 呈脉状或透镜体状产出，闪长岩脉顺假层理贯入，有近东西向、 南北向产出 ;倾向 160°， 倾角 65°。
3 矿床地质
3.1 矿体地质特征
矿区内主矿体Ⅰ号锰矿体产于晚古生代泥盆纪晚世天格 尔组第二亚组的硅质岩中，出露在矿区的最东侧，矿化体呈 黑色、灰褐色、灰黑色、红褐色，主要是由软锰矿以及石英等 组成。矿体形态呈层状、似层状，总体走向近南北向，矿体倾 向 320°~ 260°，倾角较陡 65°~ 85°，矿体控制走向长约 250m，水平厚度约 0.96m ~ 4.66m，矿化体赋存于灰黑色含锰硅 质岩中，Mn 的品位 18.21% ~ 24.19%， 平均锰品位 19.62%。矿化 蚀变以硅化、赤铁矿化、褐铁矿化为主。
3.2 矿石矿物成分和矿石质量
3.2.1 矿石矿物成分 矿石矿物成分 ：
菱锰矿 ：呈薄层状、条带状充填于裂隙面中，形态多以不 规则片状及透镜体分布，菱锰矿含量在29.60% ;占全锰含量的 89%。
软锰矿含量 2.20% ;呈隐晶质，镜下难以辨别，占全锰的 0.07%。
赤铁矿 ：粒径 0.02mm ~ 0.20mm 粒状， 含量 2% ~ 3%， 多数呈土状、隐晶状集合体，密集混合分布，分布于硅质间，网状 裂隙发育， 充填有褐铁矿， 粒径 0.03 ~ 0.1.局部充填硅质。
磁铁矿 ：主要分布于硅质岩带及细粒粉砂岩中，含量极少， 呈半自形， 灰色微带棕色， 粒径约 0.01mm ~ 0.1mm， 零星分布。
针铁矿 ：主要分布于硅质岩中， 含量约 10% ~ 13%， 细针状， 粒度十分细小，呈细分散状、皮壳状分布于石英之间，局部沿裂 隙呈细脉状分布。
通过分析结果对比，锰含量较高地段铁含量变低，相反锰含 量较低地段铁含量较高， 因此锰、铁相互呈负消涨关系。
脉石矿物有 ：石英、长石。
石英 ：为隐晶质的石英颗粒，粒径多小于 0.02mm，呈镶嵌 状紧密排列。
长石 ：半自行粒状晶形， 粒径0.3mm ~ 0.5mm， 普遍泥化强， 一部分被石英所交代， 部分被绿泥石取代。
3.2.2 矿石结构构造
锰矿石呈泥质 - 隐晶结构，条带状平行分布 ;锰矿石构造 ： 块状构造、浸染状构造、条带状构造为主。
3.2.3 矿石质量
锰矿石化学成份中金属矿物锰品位 0.11% ~ 39.99%，平均 15.04%。铁品位 1.2% ~ 5.35%， 平均 2.46%。非金属矿物以 SiO2 为主， 约占 58.25% ~ 66.85%， 平均 61.92%， 其它矿物含量较少。
3.3 矿化蚀变
区内与锰矿化有关的热液蚀变主要有硅化、赤铁矿化、软锰 矿化等。
硅化 ：矿区发育较为普遍， 在节理、裂隙、岩石较破碎地段， 石英呈脉状、网脉状或团块状产出， 局部地段， 石英脉顺层产出。 石英脉呈现多期次， 前期石英脉较为纯净， 后期石英沿前期石英 脉内裂隙充填， 其颜色呈淡黄色。
赤铁矿化 ：本区主要的一种矿化蚀变，主要分布在硅质岩 内，呈粉末状分布于硅质岩表面。
软锰矿化 ：本区主要的一种矿化蚀变，分布在硅质岩中，他 形晶粒状产出， 粒径 0.01mm ~ 2mm， 部分呈胶状产出。
褐铁矿化 ：本区主要的一种矿化蚀变，主要分布在硅质岩 内，呈粉末状、薄膜状分布于硅质岩裂隙面上。
4 矿床成因探讨
4.1 地层、岩石条件
阿拉沟锰矿主要产于含锰硅质岩中。阿拉沟锰矿体围岩为 硅质岩。浅海相环境下沉积锰矿， 锰集中于硅质岩中形成含锰硅 质岩， 含锰硅质岩品位高于普通硅质岩。
区内主矿体产于晚古生代泥盆纪晚世天格尔组第二亚组 (D3t ) 中，是一套浅海相沉积建造， 锰矿在浅海相中沉积。其次，b 地层中Mu 元素富集，其富集系数为 1.45.且Mu 元素的空间分布相对均匀，含量起伏变化小。最后，区内矿体产状与地层产状 相一致。
4.2 构造条件
区域的构造活动及成矿活动较为集中，富集在泥盆系 - 侏罗 系的接触部位中，主要构造性质为逆断层、推覆断层，局部受地 层挤压破坏形成的构造多分布于侏罗系地层中，走向呈北西 -南 东向，断层周边富集有煤、菱铁矿等。于本区相关的各类锰、铁 矿在基本形成之后均受到程度不同的后期改造，在洼地及靠近 断裂带附近以喷溢和沉积成矿为特点，形成了矿体成群成带分 布的特点， 具有较为有利的成矿内因条件。
锰矿体产在天格尔组第二亚组地层中的硅质岩中，赋矿岩 石为含锰硅质岩， 受区域花岗岩挤压和后期造山运动影响， 该区 的褶皱工作发育， 向斜核部、两翼及背斜的两翼能够保存较好的 锰矿体。
4.3 重力平面异常分析
经计算，求取布格重力，并绘制该区域布格重力等值线图。 根据目标矿体物性特征，在该区域内划分出 3 个局部重力异常 G-1、G-2、G-3.
G-1 异常位于测区西北部，呈近南北向椭圆状展布，长轴 约 1000m， 短 轴约 200m， 最 大 幅值约 为 -225×10-5m/s2 ，显 示 出该异常与高密度的铁矿有关 ;G-2 异常位于测区东部，呈近 北西向椭圆状展布，长轴约 700m，短轴约 200m，最大幅值约 为 -227.8×10-5m/s2.显示出该异常与高密度的铁矿有关 ;G-3 异常位于测区南部，呈近圆型展布，直径约 400m，最大幅值约 为 -227.2×10-5m/s2.显示出该异常与高密度的铁矿有关。
4.4 重力剖面异常分析
阿拉沟锰矿区穿越已知矿体及主要赋矿地层部署高精度重 力剖面三条，自西向东编号Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ号，现将取得的主要成果 分述如下。
4.4.1 Ⅰ、Ⅱ号重力剖面异常特征
为了解矿区西段锰矿体的延伸情况及区内赋矿地层厚度变 化特征， 于矿区西部锰矿体部署了两条高精度重力剖面， 其中Ⅰ 号剖面线长 0.89km，Ⅱ号剖面长 0.66km，受地形切割影响，测线 方位角大致为 130°。从地表出露上看，两条剖面主要出露上泥 盆统天格尔组第二亚组(D3t ) 硅质岩、含铁硅质岩， Ⅱ号剖面中b 部有少量第四系覆盖。
根据重力剖面异常特征， Ⅰ号剖面呈现两端低中间高的特 征，通过求取剩余异常， 在 108 点~ 116 点呈现局部重力高异常， Δgmax=0.172×10-5m/s2.其中 108 点对应地表出露锰矿体，为 重力梯级带部位，呈现南陡北缓的特征，推断锰矿体向北陡倾。124 点~ 142 点呈现局部重力高异常，有待进一步查证是否存在隐伏锰矿体。Ⅱ号剖面与Ⅰ号剖面形态类似，在剖面南端 108 点~ 114 点圈定局部重力高异常，异常特征与Ⅰ号剖面南端已 知矿体引起的异常特征相似， Δgmax=0.445×10-5m/s2.地表见锰 矿(化) 体，推断深部存在高密度地质体， 可能为隐伏富锰矿体; 建议进一步安排电磁测深工作， 查明异常源。
4.4.2 Ⅲ号重力剖面异常特征
高精度重力在矿区Ⅲ号试验剖面取得的成果可见，布格重 力异常总体与地形呈正相关关系，但在矿体上方具明显的重力 高异常， 说明矿体能引起明显的重力高异常。
矿区Ⅲ号重力剖面布格重力异常呈现高 - 低 - 高相间分布的 特征，由南向北异常梯度变化宽缓，为 0.1×10-5m/s2/km ;反应 了一套正常沉积地层的重力场特征，重力低异常为断裂破碎带 的反应 ;剖面划分三个局部重力高异常，其中 Z1 局部重力高异 常呈现高 - 低 - 高的马鞍状，宽约 90m，两端与已知锰矿体有较 好的对应关系，为矿致异常。Z2 局部重力高异常位于以往施工 的 ZK1701 钻孔部位，异常宽约 70m，地表见锰矿体出露，与局 部重力高异常对应较好，为矿致异常。Z3 局部重力高地表出露 硅质岩， Δgmax=0.202×10-5m/s2.重力结果显示出该区存在隐伏 锰矿(化) 体。
4.5 矿床成因分析
(1) 矿区处于吐哈盆地 (地块) 成矿带的中央隆起带铁锰多 金属矿带，是新疆地区铁、锰等多金属主要矿带之一，具有良好 的成矿背景。
(2) 矿区所处地层为晚古生代泥盆纪晚世天格尔组第二亚 组，是区域上重要的含矿地层，多数为锰、铁矿点均产于该地层 中，矿区内以Mn 元素为主，在靠近花岗岩附近及边部 Co、Ni 的 值逐渐增高，Fe 元素也相对出现，根据该区地球化学异常特征 认为具有寻找锰的找矿前景。
(3) 该区重力特征明显，锰矿体引起了明显的重力剩余异 常，这是因为含矿岩体与围岩具有 0.19g/cm3 ~ 0.52g/cm3 的密 度差，同时可见，重力剩余异常的高值区正对应矿体富集区。在 具备密度差异的前提下，大比例尺高精度重力工作对具有一定 规模的矿体， 可直接区分矿体与围岩的边界。
(4) 锰矿体产于含放射虫状的硅质粉砂岩中，矿体呈层状， 矿体形态产状与硅质粉砂岩形态一致，受矿体、受地层控制，矿 体围岩为凝灰质砂岩， 矿化蚀变主要为菱锰矿、软锰矿以及少量 的赤铁矿、针铁矿、磁铁矿，矿体及矿体附近未见断裂构造，依 据上述特征初步定为矿床成因为海相沉积型矿床。锰矿体主要 产于紫红色硅质粉砂岩中的硅质岩， 可作为直接找矿标志， 形态 规整的高磁异常可作为寻找菱锰矿、赤铁矿的间接找矿标志。
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