新疆西南天山吉根一带含锰岩系特征与锰物相分析

包亮亮，王刚

（1.新疆广汇锰业有限公司，新疆 克州 845350；2.新疆地矿局第一地质大队，新疆 昌吉 831100）

1 区域地质概况

1.1 地层

区域地层分区属南天山地层分区的东阿赖山地层小区，以古生代地层为主，受构造影响，呈断片状。出露地层主要为古生界泥盆系（D）、中生界白垩系（K）及新生界古近系喀什群（Ek）、第四系(Q)，其中泥盆系为本区沉积变质型锰矿主要赋矿层位。现将地层由老到新叙述如下。

（1）古生界泥盆系（D）

主要分布在区域中北部，呈北北东向带状展布，出露有下泥盆统萨瓦亚尔顿组（D1sw）、依里提克组（D1y）和中泥盆统托格买提组（D2t）、中上泥盆统铁列克套组（D2-3t）。

萨瓦亚尔顿组（D1sw）：为区内主要含锰层位，主要分布于博索果里套山至阿克铁斯克依山一带，另在区域南东有少量出露。呈北北东向带状展布，向北延出幅外，区域内出露面积约60km2。

区内目前发现的多个锰矿床（点）均分布于下泥盆统萨瓦亚尔顿组（D1sw）。

（2）中生界白垩系（K）

沿北带沿斯木哈那-乌鲁克恰提一线呈北东向不规则带状出露，主要为一套砾岩、砂岩、泥岩夹灰岩、石膏岩等岩石组合，划分为克孜勒苏群江额结尔组（K1j）、乌鲁克恰提组（K1w）及英吉莎群库克拜组（K2K）、乌依塔克组（K2w）、依格孜牙组（K2y）、吐依塔克组（K2t）。

（3）新生界古近系喀什群（Ek）

区内古近系喀什群位于区域中南部，据岩石组合特征，自下而上可分为五个组，分别是古新统阿尔塔什组（E1a）、古-始新统齐姆根组（E1-2q）、始新统卡拉塔尔组（E2k）和乌拉根组（E2w），以及渐新统巴什布拉克组（E3b）。与下伏英吉莎群整合接触，与上覆乌恰群为平行不整合接触，群内各组间均为整合接触关系。

（4）新生界第四系（Q）

主要沿沟壑、河流分布，草本植被相对较为发育，在河流上游地段，多分布有草地牧场。划分为西域组(Qp1x)、乌苏群（Qp2W）、新疆群（Qp3X）及第四系松散沉积物。

①岩浆岩。区域岩浆岩欠发育，区域内未见火山岩分布，侵入岩仅零星分布有石英脉、方解石脉等，为晚期热液活动，多沿断裂带产出。

②构造。区域处于帕米尔构造结最北缘东侧弧形弯折部位，处于天山褶皱系、塔里木地台和西昆仑褶皱系三大构造单元交汇部位沙尔中泥盆前陆缘盆地内，区内断裂构造和褶皱构造均较发育，总体构造线方向为近SN向，褶皱轴迹与构造线方向一致，两翼地层为泥盆系，被断裂构造破坏。

③变质岩。区域变质岩为浅变质岩石，岩石为千枚岩、板岩，为低绿片岩相，大部分为绢云母-绿泥石带，部分为黑云母带，为区域低温动力变质作用。动力变质作用形成的构造角砾岩、碎裂岩、碎裂岩化岩石、片理化岩石、劈理化岩石，局部可见糜棱岩或糜棱岩化岩石。

2 含锰岩系特征

吉根一带锰矿主要赋存在萨瓦亚尔顿组第二岩性段（D1sw2）与萨瓦亚尔顿组第三岩性段（D1sw3）。

（1）萨瓦亚尔顿组第二岩性段含锰硅质岩特征：岩石呈深灰色、灰黑色，薄层，岩石较坚硬，常呈凸起地貌，层厚一般5cm～20cm，隐晶结构，层状构造、块状构造、渣状构造，宏观上风化面呈暗红-黄褐色，质地细腻，裂隙发育，裂隙多见石英脉充填。显微镜下主要矿物成分为石英、长石。石英含量80%～85%，无色，他形粒状，粒径0.2mm～0.02mm；长石含量5%～10%，自形板状，晶面混浊，为绢云母化、绿泥石化蚀变，粒径0.2mm～0.02mm，可见双晶纹，呈单颗粒状不均匀分布。岩石硅化较强，矿化有铁锰矿化等，矿化较强地段硅质岩呈渣状、蜂窝状等。

（2）萨瓦亚尔顿组第三岩性段含锰灰岩特征：岩性为灰白色细晶灰岩，细晶结构、块状构造，主要矿物成分为方解石（90%）、少量白云石及石英，局部可见硅化，含珊瑚、腕足类、棘皮类、苔藓虫等化石，为锰矿含矿岩石。灰岩，青灰色，细晶结构，块状构造，裂隙较发育，裂隙中见碳酸盐细脉。主要矿物组成为方解石、少量碳质、石英，含少量金属矿物。方解石含量75%～90%，无色，高级干涉色，见两组解理；石英无色，粒状，含量5%～10%。

3 锰矿物相分析

（1）硅质岩含锰岩矿鉴定

矿石为隐晶-显微晶质结构，胶状构造，主要由玉髓、菱锰矿、软锰矿、褐锰矿、蛇纹石、滑石、褐铁矿、硬锰矿等组成，细脉较发育。

玉髓：30%～35%，呈隐晶质、纤维状、放射状集合体，粒径在0.001mm～0.05mm，薄片中浅黄色，负低突起，一级灰白干涉色，平行消光，相聚呈不规则团块状不均匀分布。

菱锰矿：30%～38%，呈粒状或粒状集合体，粒径在0.01mm～0.7mm之间，薄片中无色，闪突起明显，高级白干涉色，菱形解理，部分呈粒状分布于玉髓中。

软锰矿：5%～10%，集合体呈块状、柱状，粒径在0.01mm～0.84mm之间，镜下白色微带浅黄色色调，显多色性（黄白色或土黄色、或奶油黄色-灰白色），无内反射，强非均质性（灰白或淡黄色-蓝绿灰-棕红），与褐锰矿等相聚呈脉状或团块状产出。

褐锰矿：3%～5%，微细粒状集合体，粒径在0.01mm～0.18mm之间，反射色带淡棕灰色，不具多色性，内反射极少见，弱非均质性稍显著（暗土黄-暗黄棕），与软锰矿交代伴生。

蛇纹石：1%～5%，呈叶片状、鳞片状集合体，粒径在0.01mm～0.2mm之间，薄片中无色，正低突起，干涉色一级灰至灰白，但不超过一级黄，长条状切面平行消光或近平行消光，正延性，部分与菱锰矿相混呈脉状产出，不均匀分布。

褐铁矿：1%～2%，呈隐晶质集合体，粒径在0.001mm～0.1mm之间，与锰矿物不均匀相混分布。

从化学多项分析结果表上看出，可以回收的主要有价元素为锰，且含量比较高。该原生锰矿的锰品位为23.68%，主要杂质氧化物为二氧化硅、氧化铁、氧化铝等。

表1 化学多项分析结果

表2 硅质岩含锰锰物相分析结果

数据引自博索果山化验报告

图1 a薄片（单偏光） b光片（单偏光）

（2）灰岩含锰岩矿鉴定

岩石为隐晶-显微晶质结构，胶状构造，主要由菱锰矿、方解石、软锰矿、石英、褐锰矿、粘土矿物、长石、硬锰矿、褐铁矿等矿物组成，细脉较发育。

菱锰矿：25%～30%，呈粒状、隐晶质集合体，粒径在0.01mm～0.26mm之间，薄片中无色，闪突起明显，高级白干涉色，可见菱形解理，与方解石相混呈不均匀分布。

方解石：15%～20%，粒状或粒状集合体，粒径在0.001mm～0.25mm之间，以粉晶细晶为主，薄片中无色，闪突起明显，高级白干涉色，部分为热液充填方解石，粒径在0.25-2.0mm之间，呈脉状产出。

软锰矿：10%～13%，非晶质胶体、隐晶质集合体，粒径在0.01mm～0.65mm之间，镜下白色微带浅黄色色调，显多色性（黄白色或土黄色、或奶油黄色-灰白色），无内反射，强非均质性（灰白或淡黄色-蓝绿灰-棕红），部分呈细脉状或与褐锰矿相聚成不规则团块。

石英：10%～15%，粒状或粒状集合体，粒径＜0.08mm，薄片中无色，一级灰白干涉色，正低突起，不均匀零星分布。

褐锰矿：3%～8%，粒状、隐晶质集合体，粒径在0.01mm～0.35mm之间，反射色带淡棕灰色，不具多色性，内反射极少见，弱非均质性稍显著（暗土黄-暗黄棕），与软锰矿交代伴生。

粘土矿物：3%～5%，微晶隐晶质集合体，粒径＜0.05mm之间，薄片中浅黄色，主要为高岭石、绢云母等，与方解石不均匀相混分布。

长石：1%～2%，呈柱状，粒径在0.01mm～0.08mm之间，薄片中无色，正低突起，一级灰白干涉色，可见聚片双晶，不均匀分布。

褐铁矿：1%～2%，呈隐晶质集合体，粒径在0.001mm～0.15mm之间，与锰矿物伴生。

图2 a薄片（单偏光） b光片（单偏光）

表3 化学多项分析结果

从化学多项分析结果上看出，可以回收的主要有价元素为锰，且含量比较高。该原生锰矿的锰品位为22.53%，主要杂质氧化物为二氧化硅、氧化铁、氧化铝等。

表4 灰岩含锰锰物相分析结果

数据引自博索果山化验报告

根据物相分析结果，可确定该样中的菱锰矿、锰橄榄石、氧化锰（主要为软锰矿）矿含量较高，为主要有用矿物，其它组成矿物或含量较低或难以选出合格产品，均视为脉石矿物。

4 结论

①吉根一带含锰岩系主要为萨瓦亚尔顿组第二岩性段硅质岩与第三岩性段灰岩。②吉根一带主要以碳酸锰为主，灰岩含锰矿石脉石矿物主要由方解石、石英组成；硅质岩含锰矿石脉石矿物主要由玉髓、石英组成。