甘肃省瓜州县3340锰及多金属矿矿床地质特征

董国祥，张银定，张 旭

(甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000)

甘肃省瓜州县3340锰及多金属矿位于瓜州县柳园镇北东方向，隶属瓜州县柳园镇管辖。1966年甘肃地质局第一区域地质测量队在本区进行了1：20万《星星峡》幅区域地质及矿产地质调查，基本查明了区内的地层、构造、岩浆岩及矿产分布特征，并对区内矿产和物化探异常特征进行了阐述，为3340锰及多金属矿普查提供了详实的基础资料。1965年甘肃省地质局第二地质队在本区北部对甘肃省安西县玉石山锰矿进行了详细普查，为矿区普查工作提供了可以借鉴的实例[1]。

1 区域成矿地质背景

矿区位于天山-兴蒙造山系，额济南-北山弧盆系，公婆泉岛弧。区域上构造运动复杂，岩浆活动强烈频繁。区内地层区划隶属塔里木—南疆地层大区，中、南天山—北山地层区，中天山—北山地层分区，马鬃山地层小区。出露地层主要有上元古界震旦系洗肠井群、下古生界寒武系破城山组、奥陶系下统罗雅楚山组、志留系碎石山组及第四系全新统。

其中震旦系洗肠井群为赋矿地层，下段为块状灰质白云岩、硅化白云质灰岩、条带状结晶灰岩。中段为块状灰质白云岩夹碎屑岩，有时二者呈相变关系。上段为深灰色薄层含白云质灰岩、大理岩夹灰质板岩、泥质板岩。顶部见有薄的锰矿层。

区域上侵入岩相对发育，分布于炭山子南东部及玉石山西部，多呈岩墙状，走向大致与地层走向一致。主要为加里东期及华力西期侵入岩，岩性从超基性到酸性均有分布。从早到晚主要有辉长岩、辉绿岩、超基性岩、花岗岩等。

区域上处于天山内蒙褶皱带北山褶皱系玉石山向斜。区内构造以褶皱、断裂为主，因多次构造作用和岩浆活动，而使构造变形复杂，所见各类构造应为多期构造运动产物。其中炭山子南的向斜，呈东西走向，主要地层为洗肠井群。有侵入岩分布于炭山子南向斜褶皱北翼。3340锰矿位于该向斜。

区域上地处天山－内蒙褶皱系北山褶皱带中部。区域上已发现的矿产有铁、锰、磷块岩等矿种。主要矿产有玉石山南铁锰矿、大泉北西磷块岩等。

2 矿区地质特征

2.1 地质概况

矿区出露地层主要为新元古界震旦系洗肠井群上组（ZX2）和第四系全新统。

其中洗肠井群上组为矿区主要地质单元，分布于整个矿区，呈条带状近东西展布，在矿区南北部多被加里东期侵入岩侵入，中部沿地层走向有大量岩脉侵入。该地层岩性具有明显的分带性，南部为深灰色薄层含白云质灰岩、结晶灰岩、大理岩夹灰质板岩、泥质板岩、硅质岩、硅质板岩，板岩沿走向相变为泥质板岩、变质细砂岩及含砾泥钙质板岩等。矿区北部主要为块状灰质白云岩、硅化白云质灰岩、条带状结晶灰岩夹硅质岩。上部灰岩为矿区主要的含矿层位。

矿区内构造较为简单，褶皱以层间褶皱为主。在竖井、斜井等工程中发现有一条隐伏断裂，由于第四系覆盖，断层在地表无明显的特征，隐伏断裂走向近东西，破碎带中发育断层角砾岩和断层泥，断层性质尚不明确。破碎带中发育角砾状锰矿石。

矿区内加里东期、华力西期侵入岩均有出露。岩体侵入于上元古界震旦系洗肠井群上组中，主要的侵入岩有加里东期辉绿岩，华力西晚期花岗岩及大量分布的辉绿岩脉、闪长玢岩脉、石英闪长岩脉、花岗岩脉及石英脉。脉岩多呈近东西走向展布的。

矿区内矿体围岩遭受不同程度的蚀变。围岩蚀变主要有有硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、黄钾铁矾化、碳酸盐化等。

1-第四系冲洪积物；2-震旦系洗肠井群上组；3-灰岩，结晶灰岩；4-板岩；5-大理岩；6-华力西晚期花岗岩；7-加里东期辉绿岩；8-加里东期闪长玢岩；9-辉绿岩脉；10-闪长玢岩脉；11-石英闪长岩脉；12-花岗岩脉；13-石英脉；14-锰矿体；15-锰矿化体；16-隐伏断裂；17-产状。

2.2 地球物理特征

矿区浅部灰岩、板岩等引起的视极化率较低，一般为2%~4%，视电阻变化较大，一般为100Ω·m~200Ω·m，局部高达500Ω·m以上；测区深部可能存在炭质岩石，其引起的视极化率较高，一般为8%~16%，最高可达25%以上，视电阻率较稳定，一般为20Ω·m~100Ω·m 。含锰多金属硫化物破碎蚀变带的视电阻率值一般为50Ω·m~150Ω·m左右，视极化率较高，一般为6%~9%，其叠加于深部高背景值岩性引起的视化率异常之上，呈锯齿状。相比较含锰多金属硫化物破碎蚀变带与围岩有明显的电性差异，在锰矿上利用物探激电测量有较好的地球物理前提。

2.3 矿床地质特征

矿区矿(化)体主要分布在矿区的南部震旦系洗肠井群上组中，矿化带走向约为70°，南北宽约0.7Km，走向上断续长度约4.8km。矿化带沿岩层走向展布，矿体呈脉状、层状、似层状沿灰岩和板岩接触带及裂隙产出，矿化体多表现为断续出露。

矿区共圈出矿体6个，矿化体2个。矿体分布在9线-12线及22线-60线，多呈似层状、层状及透镜状等。矿体产状总体走向约为70°，走向与灰岩走向一致，倾向340°~10°，倾角70°~86°，部分地段近直立。矿体长度200m~1276m，最长1276m，平均厚度 0.50m~1.15m，最厚6.97m。矿体平均品位一般Mn：11.37%~33.49%，最高44.57%。全区Mn平均品位24.35，0线附近的矿体品位较好，主要为氧化锰矿石，物相分析显示，含有少量的菱锰矿、硬锰矿等。据工程揭露，隐伏破碎带中矿化较好。其中Mn1-2、Mn2、Mn6为主矿体。

（1）Mn1-2号矿体，矿体长约1276m，呈似层状，局部见收缩和膨大，走向70°，倾向340°~10°，倾角70°~86°，部分地段近直立；矿体厚度0.5m~1.1m，平均厚度0.75m；品位8.17%~23.25%，平均品位16.47%；矿体东侧出露于地表，西侧呈隐伏状态。矿体由4个工程控制，控制深度18m。矿石类型为氧化锰矿石，含矿岩性为白云质灰岩，矿体在走向和倾向上的品位变化较大，不稳定。矿体围岩为白云质灰岩、灰岩及大理岩。

（2）Mn2号矿体呈似层状，部分地段呈破碎带产出。长约1000m，走向约70°，倾向340°~15°，倾角70°~90°，矿体厚度0.7m~0.8m，平均厚度0.70m；平均品位10.36%~16.35%，平均品位12.87%。矿体东侧出露于地表，西侧呈隐伏状态。由3个工程控制，控制深度20m。矿石类型为角砾状氧化锰矿石，含矿岩性为灰岩、白云质灰岩矿体围岩为白云质灰岩、灰岩。

（3）Mn6号矿体呈透镜状产出，局部见分叉、复合及膨大。长约310m，矿体厚度0.7m~10m，平均厚度6.97m；品位9.60%~45.97%，平均品位33.49%。矿体由6个工程控制，控制深度84m。矿石类型为角砾状氧化锰矿石，含矿岩性为灰岩及少量板岩，多成角砾状。围岩为灰岩、白云质灰岩及泥质板岩等。

2.4 矿石质量

矿区矿石的矿石矿物主要有软锰矿、碳酸锰类矿物、水锰矿及赤褐铁矿等，矿石矿物含量约在10~50%之间。主要脉石矿物有石英、方解石、白云石等，脉石矿物含量约在50%~90%之间。软锰矿：黑色、灰黑色，手标本多呈块状，少数可见葡萄状、肾状，镜下呈细小晶粒的致密不规则状、虫状集合体，整体显示光性，分布于岩石裂隙之中。物相化学分析显示，矿石含有一定量的菱锰矿和硬锰矿。矿石的结构主要有碎裂结构、显微—细粒粒状镶嵌变晶结构、它形晶粒状—微隐晶质结构。

矿石的构造主要有星散浸染状构造、脉状—细条带状构造、块状构造、葡萄状构造、鲕状及肾状构造等。

3 控矿因素及找矿标志

3.1 控矿因素

矿区基岩光谱样分析结果显示，矿区内围岩中Mn、Co、Ni、Cu含量低于或近于地壳丰度，Pb、Zn含量高于地壳丰度，多为2~3倍。而矿区含矿岩性中，Mn强富集，达地壳丰度的2倍，Co、Ni元素也强富集，其它元素和围岩一致。根据化学分析和野外地质情况判断，推测最初的锰矿富集应该主要是浅海或湖泊的锰元素在合适的环境下发生的沉积作用，但未富集成矿，受后期热液作用富集成矿。

通过对矿床地质特征的分析，认为矿床成因类型是热液型锰矿床。

依据如下：

（1）内因：矿石具典型的胶体沉积的结构构造，如胶状、块状、粉末状，多孔状、葡萄状、鲕状等构造，矿物成分简单，鲕状构造多形成于原生沉积矿床，矿石主要为硬锰矿、软锰矿、水锰矿、褐锰矿等，系氧化锰矿石。

（2）外因：矿体分布较多，但规模较小，形态多为透镜状、脉状、小扁豆状等，在剖面上尚显示锅底状。部分夹层残留碎块内具热液蚀变，如透闪石化、绢云母化、绿泥石化等。矿体延深浅，部分矿体产于坡残积层与基岩之间，两者呈不整合接触，矿体内偶见方解石、石英细脉穿插，脉内有时见锰的薄膜及硬锰矿细脉。在矿体周围分布有大量的石英脉及花岗岩等岩脉。以上特征为后期热液改造后所具有的典型特征，因此，矿床沉积后发生了热液改造，并经历了风化淋滤过程。

3340锰矿区锰矿体的赋矿围岩为震旦洗肠井群的白云质灰岩，矿体中见明显的角砾状及碎裂状矿石，部分地段矿体下部表现为明显的隐伏断裂构造，而矿体产于隐伏断裂构造中。以上证据表明，构造对成矿有显著的影响。

综上所述，3340锰矿为热液型锰矿床。

3.2 找矿标志及找矿方向

产于东西向断裂中的灰黑色、黑色含锰层为最明显的直接找矿标志。此外，物探激电剖面是有效的间接找矿标志。矿区东部近东西向的隐伏断裂是锰矿化富集的场所，因此矿区东部近东西向的隐伏断裂是寻找锰矿的间接标志。

3340锰矿区矿体赋存在矿区东部近东西向隐伏断裂中，矿体的形成与岩浆热液有关，断裂提供热液通道，因此矿区南边岩体附近的断裂及内、外接触带是寻找矿体的有利地段[2,3]。

4 结论

3340锰矿区矿体赋存在震旦系洗肠井群上组，含矿岩性主要为灰岩，白云岩，主要为氧化锰矿石和角砾状氧化锰矿石。赋存于东西向隐伏断裂控制中，与沿断裂上升的热液关系密切，为热液型锰矿床。