西昆仑玛尔坎苏锰矿带含锰岩系沉积相分布特征

金川 谢月桥 李玉飞 张阳

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二地质大队喀什 844000）

近几年，在新疆阿克陶县发现了玛尔坎苏锰成矿带。该成矿带东西延伸超过60 千米，目前已发现奥尔托喀讷什锰矿、穆呼锰矿、玛尔坎土锰矿等3 个大中型锰矿床。该成矿带含矿层位稳定，含锰岩系主要为上石炭统喀拉阿特河组（C2k）。

1 沉积相划分

西昆仑玛尔坎苏地区发育晚古生代弧后盆地，并形成独具特色的碳酸盐台地-台缘裂陷盆地沉积体系。含锰岩系为上石炭统喀拉阿特河组（C2k），主要发育一套厚层状灰岩-生物碎屑灰岩-砂质灰岩-含碳泥质灰岩组合。根据岩性、沉积构造等特征，可将该套晚石炭世地层划分为以下几个沉积亚相（表1）：（1）水动力受限制的局限台地泻湖相；（2）水体能量较高的开阔台地礁、滩相；（3）台地与台缘裂陷盆地之间过渡的斜坡相；（4）受同沉积断裂控制的台缘裂陷盆地较深水的海盆相。

表1 玛尔坎苏地区上石炭统沉积相类型及特征

2 沉积相分布

2.1 局限台地相

局限台地属台地潮坪及泻湖环境，处于平均低潮面至平均海平面之间的沉积地带，有时周期性露出水面，并可逐步过渡到台地蒸发岩相（Wilson,1975）。海水往往较浅，水体循环受一定限制，能量一般较弱。晚石炭世局限台地相沉积主要发生在玛尔坎苏锰矿带东段，集中于玛尔坎土-穆呼一带，在穆呼锰矿区发育尤为明显。局限台地相又可进一步划分为泻湖亚相，其沉积特征如下：

泻湖亚相是位于台地内部水动力受限制的潮下低能带的碳酸盐岩沉积环境。主要分布在穆呼锰矿区0号勘探线附近，岩性组合上表现为浅灰色厚层状白云质灰岩、细晶（泥晶）灰岩，局部夹薄层泥灰岩、砂屑灰岩等。其中，白云质灰岩发育明显刀砍纹。古生物上主要以有孔虫、腕足类等门类为主。整套地层厚度可达100m。

2.2 开阔台地相

开阔台地指地台中部或外侧开阔地区及台地与外海畅通的广阔地区，其沉积界面多位于低潮面与浪基面之间，海水盐度正常，水深一般为数米至数十米，为台地上水动力条件相对较强的浅水高能区域。玛尔坎苏锰矿带开阔台地相沉积分布较为广泛，主要发育在矿带中部琼喀讷什沟、博托彦一带。沉积界面在平均低潮面与浪基面之间，属远岸碳酸盐岩建隆，周边被台地边缘斜坡或较深水浅海陆棚环绕。岩性主要为微晶（泥晶）灰岩、细晶灰岩、砾屑灰岩以及生物碎屑灰岩。岩石颜色一般为灰白—浅灰色，以中-厚层块状为主，水平层理较为发育，局部可见交错层理、扁豆状层理。

从生物组合来看，较之局限台地环境，开阔台地环境的生物数量和生物种类都大为增多，这也是开阔台地主要特征之一。生物以底栖生物为主，发育似纺锤䗴、珊瑚类、海百合等。在开阔台地边缘，发育一套代表水动力条件较强的台地边缘生物碎屑滩。岩性主要以生物碎屑灰岩为主，次为泥晶灰岩、泥质灰岩等。颜色多为灰色，薄层状，发育水平层理、纹层状层理。

2.3 台缘斜坡相

台地边缘斜坡相与台地相、台盆相关系密切，三者在沉积剖面上常交互出现。在海退层序中，斜坡相带之下为台盆相带，向上过渡为开阔台地相带。玛尔坎苏锰矿带晚石炭世台缘斜坡相沉积分布相对集中，在玛尔坎土-穆呼及奥尔托喀讷什两个锰矿区发育最为明显。斜坡相进一步可划分为上斜坡亚相和下斜坡亚相，其沉积特征如下：

2.3.1 上斜坡亚相

上斜坡亚相位于台地边缘外侧的斜坡地带，向外过渡为下斜坡亚相或台盆相，属潮下低能环境。岩性主要为原地沉积的深灰色含泥质条带（纹层）泥晶灰岩、浅黄绿色厚层砂质灰岩以及异地形成的透镜状砾屑灰岩（角砾灰岩或竹叶状灰岩）。

2.3.2 下斜坡亚相

下斜坡亚相岩性以薄层状泥质条带灰岩、深灰色泥质灰岩为特征，夹生物碎屑灰岩及页岩，产菊石、腹足类化石。颜色一般为灰-深灰色，发育水平层理、纹层状层理等。泥质条带灰岩主要发育条带状构造，次为扁豆状构造。在奥尔托喀讷什锰矿区可见含碳质的页岩，而玛尔坎土-穆呼锰矿区含碳质页岩相对不发育。

2.4 裂陷台盆相

裂陷台盆沉积主要发育在锰矿带的东西两端，主要分布在玛尔坎土-穆呼、奥尔托喀讷什两个锰矿区。在玛尔坎土-穆呼锰矿区主要为薄层含碳灰岩与薄层泥质灰岩互层沉积。泥质灰岩主要呈灰黑色，夹凝灰岩薄层，水平纹层发育。含碳灰岩以泥晶灰岩为主，含两层工业品位的碳酸锰矿层，水平纹层较发育。在奥尔托喀讷什一带主要沉积深灰黑的碳质泥晶灰岩、泥灰岩、硅质泥灰岩，发育两层具工业品位的碳酸锰矿层，与玛尔坎土-穆呼相比，凝灰岩夹层更为发育。岩层中水平层理较为发育。台盆相生物组合以浮游生物菊石、放射虫等为主。台盆相带的沉积环境主要以较深水的低能还原环境为主，岩石中常有鲕粒状碳酸锰矿以及星散状或纹层状黄铁矿分布。

3 结论

玛尔坎苏地区晚石炭世沉积环境较为简单，但沉积相类型较为多样。沉积相具有台地相-斜坡相-台盆相-局限台地泻湖亚相变化的特征，这表明该地区经历了水体逐渐变深，再逐渐变浅的演化过程，即经历了海进-海退沉积旋回。而海进-海退事件可能与区域同生断裂活动有关，即同生断裂控制了该地区台盆相沉积的发育，并且进一步控制了锰质的富集与沉积。