新疆阿克陶县托吾恰克锰矿地质特征浅析

金川 李玉飞 张阳 段彬

（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）

1 区域地质背景

1.1 区域构造格架

西昆仑的大地构造大致分为：I-西南天山构造带、II-塔里木克拉通构造带、III-西昆仑构造带和IV-喀喇昆仑构造带。以乌兹别里山口断裂为界，北侧为塔里木微板块，南为西昆仑北缘古生代复合沟弧带。托吾恰克锰矿位于西昆仑构造带的北侧，该地区是全球两大著名的构造成矿域，即古亚洲洋构造-成矿域和特提斯构造-成矿域的对接、汇聚带，同时西昆仑-喀喇昆仑山和南天山在此交汇，形成了帕米尔构造结，也就是青藏高原有名的西构造结。

1.2 区域地层

托吾恰克锰矿属西昆仑地层分区西昆仑北缘地层小区，出露地层包括中元古界、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系、新近系等，同时第四系松散堆积物分布广泛。

1.3 区域构造

托吾恰克锰矿构造上属北昆仑晚古生代弧盆体系，以乌孜别里山口-克孜勒陶-库斯拉普大断裂为界与侏罗纪裂陷带毗邻；西南部以木吉河北布伦口-柯岗大断裂为界与公格尔-桑株塔格中间隆起分开。以泥盆-石炭纪细碎屑岩沉积建造为主，沿岛弧带向北西方向到昆盖山北坡相变为石炭纪厚层双峰式火山岩系为主的火山-沉积建造。

1.4 区域岩浆活动

二叠纪火山活动较为强烈，分布于昆盖山北坡，大致沿昆盖山主脊附近呈EW 向带状展布，延伸方向与构造线一致，火山岩呈夹层状整合产于中二叠统棋盘组中的海相沉积岩中，以中基性熔岩、火山碎屑岩类为主，少量基性熔岩类，总体上为一套以安山质岩石为主的玄武岩-安山岩-英安岩组合，爆发强度较高。

1.5 区域矿产特征

托吾恰克锰矿位于西昆仑造山带与西南天山造山带交汇部位，经历了长期、复杂的地质演化历史，新构造运动强烈，成矿地质条件优越，是锰、铜、金、砂金矿产成矿有利地段。

2 矿床地质背景

2.1 含锰岩系特征

含锰岩系（含碳泥质灰岩夹薄层细晶灰岩条带）分布于勘探区中部偏南，锰矿体严格受此含锰层位控制，矿体因受断裂构造影响，形态弯转复杂。

锰矿体赋存于上石炭统喀拉阿特河组第三岩性段（C2k3）含碳泥质灰岩夹薄层细晶灰岩条带中，层位稳定，锰矿体严格受此层位控制，矿体与围岩界线清楚，产状与围岩基本一致，总体走向北西-南东向。

2.2 矿石类型及矿物组成

锰矿石类型比较单一，95%以上为菱锰矿矿石，局部地段偶见石英-菱锰矿、方解石-菱锰矿、褐锰矿-菱锰矿、硫锰矿-菱锰矿等矿石类型。矿石表生氧化程度很低，地表局部可见少量锰氧化物矿石，但深部以原生锰碳酸盐矿石为主。

2.3 成矿期次与矿物形成顺序

托吾恰克锰矿可大致划分为3 个成矿期次（图1），即(热水)沉积-成岩期、热液期和表生氧化期。其中，热液改造作用表现在矿体与围岩接触部位由于层间滑脱而发育的方解石-蔷薇辉石脉，矿物学上表现为近脉矿石发育的少量褐锰矿及脉体中发育的锰方解石，说明矿体受到热液活动的影响。同样，表生氧化作用也仅表现在锰碳酸盐矿物裂隙发育的少量纤维状软锰矿及水锰矿，并未见到大规模氧化带，矿床整体保存原生沉积-成岩-成矿的状态。

图1 托吾恰克锰矿成矿期次和矿物生成顺序

3 成矿机制及矿床成因

3.1 锰物质来源

锰矿锰质来源以深源物质为主，锰质沉积和火山活动、热水活动关系密切，有部分锰质来自于大陆地壳。另外，下石炭统乌鲁阿特组(C1w)火山岩中Mn元素背景值较高，为可能的锰质来源母岩。

3.2 成矿机制

在裂陷盆地边缘表层水体较为氧化的环境条件下，Mn2+以锰的氧化物或氢氧化物形式沉淀，锰的氧化物或氢氧化物沉淀之后被掩埋在缺氧带之下，在成岩过程中与有机物质相互作用，锰的氧化物或氢氧化物被还原而释放出Mn2+，有机物质被氧化而释放出大量CO32-；同时，有机物质被铁的氧化物或氢氧化物以及硫酸盐氧化，并在细菌的参与下发生发酵作用产生部分CO32-；Mn2+与CO32-结合沉淀形成了菱锰矿并被保存下来。

3.3 矿床成因

托吾恰克锰矿形成于陆棚相、盆地边缘相沉积环境中，成锰期处于安静、还原的浅海-滨浅海中，锰质来源以深源物质为主，与火山活动、热水活动以及生物活动关系密切，为海相沉积型锰矿床。

4 结论

结合以往资料综合分析：托吾恰克锰矿属浅海相沉积矿床，具有“内源外生”特点，经历了先成锰氧化物或氢氧化物被还原转化成菱锰矿的过程。有机质更为强烈的还原作用是富锰矿形成的重要机制。