浅析阿克陶县托吾恰克锰矿成矿地质特征论文

 

　　关键词：托吾恰克锰矿,成矿地质特征,矿床成因,找矿标志

 

 

　　西昆仑北园地缘小区也是托吾恰克锰矿的分布所在，属于西昆仑地层分区。石炭系上统地层是该区最老的地层，主要发育有喀拉阿特河组第一、二、三等不同岩性段，除该地层较为发育之外，还发育有二叠系下统地层，以出露玛尔坎雀库塞山组为主，并且还发育有第四系地层。在研究区的北部区域上主要发育喀拉阿特河组地层，以马尔坎苏河北部区域上尤为突出，地层主要呈现出的展布方向以北东南西向为主，并向北部区域上发生倾斜，并以断层接触的形式接触上覆地层，各岩性段的主要特征如下：在研究区的北部区域上，以第一岩性段较为发育，生物碎屑角粒灰岩是其主要的岩性特征，颜色表现为颜色表现为灰白色，有的为块状，有的为细晶粒屑结构特点，方解石是主要的岩石构成，呈现非常小的粒度特征，有约60%左右的含量水平。可见圆形状或者棒状的生物碎屑，构成特点呈现出骨纤，以较为均匀的特点进行分布，在10%左右的含量水平，可观察到其中的介形虫。在应力因素影响之下，碎裂纹以网状特点分布在岩石当中，表现出较为密集的形式，使得岩石存在较大的破碎现象，不足100m的厚度范围。

 

　　在研究区的西部区域上，发育有第二岩性段，而且还出露在研究区的南侧以及北侧，长石石英砂岩是构成这一岩性段的主要岩性特征，表现为灰黑色的特点，受风化因素影响之后，表面主要是以深灰色为主，结构特征有的为块状、有的为细粒状，细砂屑在岩石当中是主要的构成成分，呈现出相对较好的分选性特征，并有次角形状或者次圆形状的碎屑分布，灰岩岩屑是碎屑的重要成分组成，达到50%以上，其次还有石英和长石，分别占到40%左右以及5%，该岩性段处于60m的厚度范围。

 

　　研究区的北部区域上主要发育第三岩性段，研究区的南部也有少部分发育，该岩性段也是赋矿的重要层位。由于岩性方面的差异性，又有三个岩性层之分，泥质灰岩是构成第一岩性层的主要岩性特点，其中还有角砾灰岩呈现薄层状分布其间，在颜色方面主要表现为灰色，受风化因素影响，表面表现为浅灰色，除角粒结构之外，还有泥晶结构。构造以层状为主厚度为中厚状。泥质岩在岩石当中表现为很小的力度特点，而方解石主要以微晶结构呈现，两者具有比较类似的数量特征，然而很难合理的区分其粒度，黄铁矿在其中呈现较多的分布特点，褐铁矿已在局部位置被发生替代，达到150m的厚度特征。锰矿体也就是第二岩性段，在颜色方面以灰黑色为主，除微晶结构之外，还有很多泥晶结构，构造表现为碎裂状，同时还有块状，碳酸盐矿物呈现较小的粒度特点分布在矿石当中。可见发生碎裂的矿石，网脉状在方解石当中较为分布，主要表现为不规则的特征。泥质灰岩是构成第三岩性段的主要成分，可见细晶灰岩以薄层状分布其中，在颜色方面主要表现为灰黑色，受风化因素影响之后，表面以浅灰色为主，除泥晶结构之外，还具有微晶特点。构造表现为层状，泥质岩以及方解石是构成岩石的主要成分组成，粒度均相对较小，呈现出较为类似的数量特征，黄铁矿分布较多，部分已替代为褐铁矿，约为30m左右的厚度特点。

 

　　在研究区的南西部区域上以及北东部区域上主要发育二叠系地层，尤其是下统玛尔坎雀库塞山组是这些区域上主要的地层出露，蚀变安山岩是该组地层的主要岩性特征，颜色以灰绿色为主，在分化因素影响之下，表面表现为暗褐色的特点，结构主要表现为斑状，其中含有30%左右的斑晶以及60%左右的基质。斜长石是构成的斑晶主要成分。

 

 

　　由于矿区所在区域属属西昆仑构造带，伴随该区长期的历史演化进程，使得区内构造活动非常的强烈，呈现出多期次的特点，不仅发育有褶皱构造，同时还发育有很多断裂构造，这些构造都对该区曲性断裂构造形成明显的继承作用。

 

　　（1）褶皱构造。玛尔坎土山复背斜是该区发育的主要褶皱构造，该构造呈现背斜特点，一直延续到矿区西部。在研究区的中部区域上也是背斜核部分布所在，背斜表现为进东西向的展布特点。整体层面进行分析，区内背斜在北侧翼部位置上，呈现出较为陡倾的特点，表现为80°倾角特征，南侧的翼部呈现出缓倾角的特点为65°,这是赋存锰矿体的重要部位，和地层表现为类似的惨状特征。

 

　　（2）断裂构造。区内的断裂构造以F2断层为主表现为相对简单的特点，在研究区的北东部区域上分布，表现出相对较大的规模特征，是由卡拉特河断裂不断向西侧方向进行延伸所形成，和矿体非常的接近，展布特点以进东西向为主，该断裂构造将二叠系和石炭系地层分割开来，成为分割玛尔坎雀库塞山组和喀拉阿特河组主要构造，通过对断裂构造性质进行分析，主要表现为正断层的特征。

 

 

　　在昆盖山以北区域上存在强烈的火山活动主要是以二叠纪为主，展布方向表现为EW向，以带状特征分布于昆盖山主脊位置上，和构造线呈现出类似的特点，可见棋盘组（二叠统）存在夹层状的火山岩，主要存在于海相沉积岩内，除火山碎屑岩之外，还有很多中基性的熔岩。

 

　　蚀变安山岩是该区的主要火山岩类型，在研究区的中部区域上较为发育，同时南西部方向上也有少量发育，主要于含矿层的上部位置上发育，地表位置上具有鲜明的紫红色以及灰绿色等颜色，极大的提高了识别度，对于找矿具有重要的指示作用。

 

 

　　（1）变质作用。研究区所在位置，也是空贝利断裂和乌赤别里山口断裂两大断裂中部位置上，由于这些断裂作用，导致该区变质作用较为突出主要表现为脆性动力变质，岩石构造主要为块状或者碎裂状，区内的岩石呈现出破裂状的特点，发育有裂隙，方解石细脉在其中进行充填。同时还有石英细脉充填其中，片理化在部分位置上可见。除此之外还具有糜棱岩化特征，这些于韧性变形在早期出现存在非常紧密的关联性。

 

　　（2）围岩蚀变。该区围岩蚀变由于该区变质作用，导致黄铁矿化、次生褐铁矿化以及绿泥石化围岩蚀变也较为发育。和矿体距离较近的矿化主要表现为黄铁矿化蚀变类型，而且越接近矿体呈现出相对较弱的蚀变特征。构造相接处的围岩蚀变主要是以绿泥石化为主，距离构造的越近的呈现出更强的蚀变特征，而相反和构造带位置较远的地方，表现出不断变弱的蚀变特征。

 

 

 

　　在研究区中部区域上分布有大面积的含锰岩系，以研究区的南部最为发育，该含锰层对于矿体起着非常重要的控制作用。由于该区断裂作用，使得矿体表现为较为复杂的形态特点，多为弯曲状。

 

　　喀拉阿特河组是矿体的主要赋存部位，主要赋存在第三岩性段，细晶灰岩以条带状分布在泥质灰岩当中，呈现出较为稳定的层位特点，该层位严格控制着锰矿体，围岩和矿体彼此有着非常清晰的界限，矿体主要呈现出南，东北，西向的展布特征，围岩与之保持着类似的产状特点。在走向以及倾向上，矿体的厚度与其品位均出现相应的改变，这和研究区的断层造成的影响存在紧密的关联性，使得矿体表现为较为复杂的形态特征。

 

 

　　矿体达到大型规模大小，均为5km长，处于0～497m的延伸范围，厚度方面表现为相对较大的特征，主要处于0～22m的厚度变化范围，由于构造因素在后期阶段带来的影响，呈现出较为均匀的组分分布特点。

 

　　（1）矿体形态及产状。矿体产出特点主要表现为似层状，以较为规则的形态进行产出，矿体表现为相对较好的连续性产状特征，形态以稳定的形式顺着走向与倾向进行分布，矿体主要呈现284°进行展布，向14°方向发生倾斜，整体进行分析主要表现为陡倾斜矿体特点。

 

　　（2）矿体受到构造带来的影响。区内的岩层和矿体具有类似的产状以及形态，主要表现为稳定特征，因此矿体没有受到构造带来较大影响。

 

 

　　菱锰矿矿石是矿石的主要类型，达到90%左右，方解石以及石英菱锰矿在部分地段可以见到。表生氧化对矿石带来的影响相对较小。锰氧化物在部分地表位置上可以见到，原生锰碳酸盐矿石主要分布在深部位置上。

 

 

　　该矿成矿过程当中首先历经沉积—成岩期带来的影响。之后又历经热液成矿以及表生成矿与氧化成矿等几个不同成矿阶段带来的影响。受热液改造因素影响方解石—蔷薇辉石脉出现在围岩和矿体彼此相接的位置上，与层间滑脱构造存在非常紧密的关联性。褐锰矿是主要的近脉矿石，锰方解石主要发育于脉体当中，进一步证实热液因素对矿体形成影响较为明显。水锰矿和软锰矿以纤维状的特点产出在锰碳酸盐矿物裂隙当中进一步证实表生氧化对该矿成矿也产生了重要作用，氧化带在其中并未见到。

 

 

　　（1）首先区内的石炭统地层较为发育，在泥质灰岩当中是产出锰矿床的重要部位，沉积盆地于石炭纪时期依然属于裂陷盆地，沉积组合主要为碳酸盐岩和碎屑岩，沉积过程当中呈现出不断变浅的特点。海水在早石炭世早期阶段深度较大，沉积环境主要表现为浅海陆棚特点，细砂是主要的沉积物，而硅质以及泥质沉积物出现的相对较少。到了晚期之后，海水不断的下降，沉积环境也变成开阔地台，碳酸盐在此阶段主要表现为碳酸盐，而碎屑岩相对较少，灰岩砾石大量出现在碳酸盐岩中。海水到晚石炭世早期阶段之后又发生上升，沉积环境转变为浅海陆棚，细碎屑成为主要的沉积物。到晚石炭世之后海水又陆续降低，使得沉积环境转变成浅—滨相，此时沉积物也变得更加复杂化，不但有粗细碎屑岩，而且碳酸盐岩含量也较多。海水在晚石炭晚期阶段又一次出现提升，使得沉积环境又一次转变为浅海陆棚，此时主要表现为硅质沉积物以及细碎屑沉积物，海水再次下降之后，使得沉积环境又变成开阔台地，这对于该矿成矿起到了很大的促进作用。

 

　　（2）通过分析研究该矿产出位置上的岩性特点，不仅包括有灰岩，同时还有炭质泥岩以及长石英砂岩，这些与浅海相沉积物呈现出类似的特点。

 

　　（3）除珊瑚化石存在于岩层之内，同时还能见很多孔虫，这些生物一般生活在浅海区域，又一次证实了浅海是该矿成矿主要的海深程度。

 

　　（4）与该区的地层和构造等方面充分结合，分析研究区内的矿石，一般在裂陷槽内产出矿床，浅海城矿的主要环境条件，特别是中上部的海进层是产出锰矿层的重要部位。泥质岩时常和含锰碳酸盐呈现相互伴生的特点。菱锰矿是主要的矿石矿物。

 

　　（5）区内的石炭统地层是产出锰矿床的主要部位，主要在灰岩地层内产出，和地层保持一致的产状特点，而且围岩与之有着明显的界限，矿体呈现出透镜状以及似层状的产出特征，并展现出较为稳定的厚度特点。

 

　　深源物质为该矿成矿提供了重要的物质来源，同时火山以及热水因素影响有利于锰质沉积，大陆地壳也将一些锰质提供出来，Mn元素以较高的背景值出现在火山岩中，为锰矿成矿提供了重要来源。

 

　　盆地边缘沉积环境以及陆棚相沉积环境对该矿成矿起到重要的促进作用，浅海—滨浅海安静还原的环境条件有助于锰矿成矿，大量的深源物质为该矿成矿提供了充足的锰质，再加上火山热液因素影响以及生物活动因素影响，促进该门矿床在浅海相层控型环境条件下逐渐形成。

 

 

　　（1）锰矿转石和直接露头的矿体，对于找矿起着重要的指示作用。

 

　　（2）石炭统是赋存矿体的主要部位，主要在碳泥质灰岩组成的喀拉阿特河组当中产出，因此在找矿过程当中，这一含矿层可发挥间接指示作用。

 

　　（3）含矿层的上部位置上主要为蚀变安山岩，颜色为灰绿色，其走向呈现出稳定的特点，对于找矿具有重要的指示作用。

 

　　（4）地表部位持续风化因素影响导致锰矿石成为了黑色的条带，这对找矿也具有重要的指示作用。

 

 

　　由于该矿所在区域为国家优质富锰矿矿床分布区，成矿过程当中其沉积环境主要为浅海相沉积环境，因此对周围区域同类型矿床找矿工作提供了重要的找矿方向。下面主要对托吾恰克锰矿成矿模式进行分析和探讨，以期能对区内同类型找矿工作提供一些借鉴和参考。

 

　　初步认为，浅海相陆棚在晚石炭世阶段形成，当时盆地为裂谷盆地，促进了分层还原氧化海洋系统的形成，有机质在深部缺氧环境条件下呈现出较高的含量。而且热水对海底造成影响，使得大量的Mn2+以溶解态分布于海水当中。由于Mn2+受到海侵作用因素影响被持续氧化，沉淀很多氢氧化物以及锰氧化物；这些物质由于海退因素影响，在缺氧带内不断被掩埋下来，受还原因素影响以及有机物质彼此作用进行成岩，保存了大量的菱锰矿。

 

 

　　由于矿区所在区域存在明显的背斜构造，并主要分布在背斜两翼位置上，无论是产状与形态都类似于地层，根据地表地层出露情况进行研究，地层在两翼呈现出对称的分布特点。而北侧翼部是该矿主要的分布部位，背斜的南侧翼部，主要分布有玛尔坎土一带锰矿，所以认为地层对该矿起到了明显的控制作用，而且区内的背斜也控制着该矿，这些都是该矿成矿过程当中的重要控矿作用，对于区内今后找矿也具有重要的指示作用。除对该矿进行加大找矿力度之外，还应当针对其范围进一步提高找矿水平，以寻求更大的突破。

 

 

　　通过系统分析与研究，该矿成矿过程当中主要的沉积环境为浅海相，由于“内源外生”因素影响，历经氧化还原和表生成矿等多个阶段，特别是区内还原作用，为形成富锰矿提供了非常有利的条件。