白石滩锰矿床地质特征及成因分析

李文杰 贾国章 窦小亮

（中国冶金地质总局新疆地质勘查院，新疆乌鲁木齐 830000）

0 引言

若羌县白石滩锰矿区域位于北山裂谷带，该带东西长750 千米，南北宽80～100 千米，白石滩以南、罗布泊以北的广大地区，南北两侧受深断裂控制，包括依格孜塔格、因尼卡拉塔格断裂，在西南端。

1 区域地质及成矿地质条件

1.1 区域地质

1.1.1 地层

工作区内位于塔里木陆壳板块内的北山陆内裂谷带，地层除中生界白垩系、三叠系缺失外，中元古界到新生界的地层均有出露。从出露面积上看：分布最广的是以石炭系为主体的上古生界，其次是中上元古界和新生界，下古生界及中生界在区内分布相对较少。

1.1.2 构造

本区内大地构造位置区域位于塔里木板块与准噶尔板块结合部靠近塔里木板块一侧，北山优地槽褶皱带西部，区域内进一步划分为：中坡山陆块、石炭纪克孜勒塔格断坳、二叠纪印尼喀拉断坳三个Ⅲ级构造单元。

区内断裂构造主要形成于加里东运动早期和华力西运动的晚期。早古生代早期该区处于相对隆起阶段，加里东运动使奥陶纪以前的地层褶皱隆起，组成了下构造层，区内东西向的基底断裂是这一时期形成的。二叠纪早期的构造运动以断裂为主产生了北东东向的深大断裂带，同时沿断裂带产生了大规模的岩浆喷发和侵入活动。

1.1.3 岩浆岩

区域历经多次构造活动，岩浆活动频繁，因而导致侵入岩体的广泛分布。在区内基性岩、中性岩及中酸性岩均有出露。侵入时期有元古代、加里东和华力西期，但前两者在区内侵入作用微弱，尤以华力西期岩浆活动最为强烈。

华力西早期中-基性侵入岩，闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩；斜长花岗岩；华力西中期侵入岩在区内分布规模最大，活动最为强烈。主要为超基性岩、橄榄岩、辉长岩、辉绿岩、闪长岩、混合花岗岩、斜长花岗岩、钾长花岗岩、二长花岗岩和石英闪长岩等。

华力西晚期主要侵入的有基性-中酸性侵入岩。主要岩性有闪长岩、花岗闪长岩、橄榄岩、辉绿岩、斜长花岗岩、二长花岗岩等。

1.2 区域地球物理特征

1.2.1 区域布格重力场特征

北山南缘属低重力场区，以白洼地断裂为界，分南北两个重力布格异常带。北带为大片相对平缓的高布格重力异常区，布格重力值为：（-170—-130）×10-5m/s2；南带为一个呈北东东向展布的重力布格异常梯级带，该梯级带长250 千米以上，宽30-45 千米。两侧布格重力异常值分别为-230×10-5m／s2和-180×10-5m／s2，水平梯度值为2.2×10-5m/s2/km，坡北含铜镍基性——超基性岩体位于梯级带的北部边缘，笔架山岩带位于高布格重力异常区。

1.2.2 区域磁场特征

北山区航磁异常的特征是白地洼断裂西北一侧分布大面积强正磁异常区，东南侧则为负磁异常区。坡北含铜镍基性——超基性岩体位于负磁异常区的西北边缘，表现为两个异常值达-150—-250nT 的北东向的负异常带，笔架山岩带位于正磁异常区。

1.3 区域地球化学特征

从元素的浓集、富集、专属性和分异程度上看，侵入岩地球化学特征呈现由超基性——中基性——基性逐渐减弱，闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩中，由老到新是增强的。

从区域构造地球化学特征来看，近东西向构造控制加里东期及以前的元素区域背景场和矿带异常，依格孜塔格大断裂上的铁族元素异常，基本追踪了沿断裂分布的基性——超基性岩体的展布。

2 矿床地质特征

2.1 矿体规模

矿区内共圈出多条锰矿化体，矿体呈透镜状、脉状。含锰主矿体在地表断续分布，不连续，出露长度从几十米到上千米不等，宽一般在0.50～3.00米左右，局部最宽处可达5～6 米，呈雁列式分布。矿石品位10.14～33.97%。锰矿化体走向基本与区域构造线一致，矿体总体走向为北东-北东东向60°～70°，倾向南东，倾角80°±。即Ⅰ、Ⅱ号矿体。Ⅰ号锰矿体：呈透镜状、脉状，地表断续出露长度约1100 米，走向70°，倾向160°，倾角一般在85°～88°。锰品位21.04-32%，平均19.52%，锰矿体厚度一般在0.73～2.4米。Ⅱ号锰矿体：呈透镜状、脉状，地表断续出露长度约1900米，走向一般在80°，倾向170°，倾角一般在86°～88°，局部近于直立。锰品位从15.88-26.50%，平均21.52%，锰矿化体厚度0.50～1.50米，平均厚度约1.03米。

2.2 矿石质量

2.2.1 矿石化学成分

矿石化学成份由CaO、MgO、Al2O3、K2O、Na2O、SiO2、TiO2、Mn、Cu、Co、Ni、Fe、P等元素组成。

2.2.2 矿石矿物成分

矿石矿物：硬锰矿、褐锰矿、软锰矿、水褐锰矿等。经物相分析，矿石矿物成分含量一般为：硬锰矿50～60%、褐锰矿10%左右，软锰矿5～10%，铁锰质1～7%。

脉石矿物：石英、长石、绢云母、方解石、黑云母、蔷薇辉石、岩屑等。

2.2.3 矿石结构构造

（1）矿石结构

矿石结构主要以它形粒状结构、半自形-自形粒状结构和放射状变晶结构为主。

它形粒状结构：锰矿物主要呈它形，少数为半自形，粒径一般小于0.02mm，交代岩石，局部胶结物完全被其替代。

半自形-自形粒状结构：主要金属锰矿物一般为0.01-0.05mm 的半自形-自形晶，硬锰矿、软锰矿呈微小它形粒状沿褐锰矿边缘及裂隙交代褐锰矿。

放射状变晶结构：锰矿物颗粒一般为小于0.05mm 的它形-半自形晶，其边缘及裂隙被硬锰矿、软锰矿交代，局部呈同心环状变晶，完全被硬锰矿、软锰矿交代。

（2）矿石构造

矿石构造主要有角砾状构造、块状构造、胶状构造和细脉状构造等。

角砾状构造：角砾状金属矿物胶结非金属矿物，金属矿物主要为锰、铁。

块状构造：硬锰矿、褐锰矿、软锰矿等金属矿物占75%以上。

胶状构造：金属矿物呈胶结物胶结脉石矿物。

细脉状构造：金属矿物呈细脉及网脉状沿岩石裂隙充填。

2.2.4 主要矿物特征

硬锰矿：灰黑色-黑色，呈它形粒状集合体，粒径0.05mm，或与脉石矿物构成构造交代-充填结构，或呈放射状变晶结构和半自形粒状结构，致密块状构造，硬度较大。

石英：呈半自形-它形粒状产出，粒经0.01～1.0mm，石英含量10～15%。

方解石：呈半自形-它形粒状产出，粒径0.1mm，含量一般在5-10%。

3 矿床成因

矿区位于东天山南缘、北山成矿带的西部，该带横跨区内的大部分区域，呈北东东向带状展布，1∶20万区化异常显示，带内化探异常值高而普遍，主要有Au、Mn、Fe、Cu、Hg 等，以形成火山热液型、变质岩型金矿床为主。区内锰矿（床）点，区域呈串珠状分布特征，与区域构造方向大体一致，并且锰矿（床）点主要分布在克孜勒塔格断裂和红十井断裂之间，锰矿化带受该断裂构造控制明显。锰矿化体呈脉状、透镜体状、面上呈串珠状、雁形状排列。矿化体围岩蚀变普遍表现为硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化，局部高岭土化等蚀变现象，这主要是中低温蚀变产物。综合上述初步认为本区锰矿成矿类型为热液充填型锰矿床。