新疆哈密市大水锰矿矿床成因及找矿模型探讨

张 振

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆 乌鲁木齐 830001）

大水锰矿所属的红柳河-大水锰矿带位于塔里木陆块东北缘北山古生代裂谷系内，现阶段在该锰矿带上已经陆续发现了多个中小型锰矿床。

大水锰矿为区内最重要的锰矿床，其成矿环境佳，矿石品位较高，是典型的海相沉积型锰矿床。这种类型的矿床被认为是中国最具找矿潜力的锰矿类型之一[1]。所以，通过对大水锰矿的系统研究，将对区域内的锰矿勘察工作提供可靠的理论支撑。

1 矿区地质特征

北山裂谷系内出露地层主要为青白口系、寒武系、奥陶系、志留系和第四系，侵入岩主要为华力西中晚期二长花岗岩、石英闪长岩。断裂、褶皱构造发育呈北东东向展布。有学者认为横贯全区的红柳河大断裂是塔里木板块与准格尔板块的分界线[2]。

矿区内的侵入岩主要为华力西期酸性侵入岩，形态以岩脉为主，走向与本区的构造线一致以近东西向为主，岩性主要为黑云母花岗岩及钾长花岗岩。

2 矿床地质

2.1 矿体特征

矿体产于蓟县系灰岩顶部与下寒武系双鹰山组硅质岩、炭质页岩之间的冲刷面上。矿区共发现7个矿体，其中较大的为1号、3号、4号、6号矿体。这些矿体呈透镜状、似层状、层状，分布较零乱。除与热液有关的矿脉外，均受一定层位控制，底板为灰岩；顶板为炭质页岩或炭质硅质岩，与含锰硅质岩为渐变关系，其它矿体规模小，品位低，形状不规则，一般长10m～30m，宽0.5m～2m，赋矿地层以硅质岩为主，在地表常风化为蜂窝状，其他蚀变还有硅化、绿泥石化、碳酸盐化、绢云母化、黄铁矿化及石墨化等。

2.2 矿石特征

矿石具角砾状、网脉状、环带状、块状构造。角砾状者为硬锰矿胶结，角砾为石英、绢云母、方解石、硅质岩块；脉状构造为硬锰矿细脉充填围岩裂隙形成；环带构造为硬锰矿表面一层风化呈皮壳状软锰矿形成，块状为富矿石构造，具一定孔隙，有时呈结核状集合体。矿石结构一般为胶结结构，仅少量后生硬锰矿呈细小晶体出现。矿石中主要为硬锰矿，软锰矿呈皮壳状包于其外。

2.3 矿床成因

大水沉积型锰矿床的形成必需有足够的物质来源，以一定的方式搬运成矿到达沉积地点和成矿物质发生沉淀而形成的。

在长期的沉积间断期间，由于风化及营力作用岩、矿石中的锰等成矿物质释放出来，由流水搬运到湖、海盆地沉积成矿。矿质的富集主要是在沉积作用阶段完成，其沉积并被埋藏后的成岩过程中由于构造运动和其热液活动矿质还会发生成矿物质再分配，形成一些新的矿物组合和矿石组构，导致矿质不同程度的再富集。

由于厌氧细菌活动和有机质的降解等作用，沉积物中的孔隙水的PH值增大，Eh值降低，介质呈碱性还原条件，在此物理化学条件下，随着沉积物与孔隙水之间反应进行，水中富集了Fe+、Mn、SiO2、有机质、磷和少量其他元素，这些组分在沉积物内迁移或扩散，化合或交代形成以菱锰矿、锰菱铁矿、组成的锰结核。

3 控矿因素分析

3.1 地层控矿

寒武系双鹰山组地层是本区的重要赋矿层位，锰矿化明显受层位控制，1号、3号、4号、6号矿体产于灰岩与硅质岩的接触带内，赋矿岩石为黑色含锰炭质硅质岩，矿体的走向与地层的走向一致，严格受硅质岩层位控制。矿区岩石地球化学特征表明，寒武系双鹰山组中的Co、Mn、Ni、Mo等元素含量相对较高，尤其是含矿的硅质岩，为克拉克值的5.6倍，说明它能为成矿矿化富集提供丰富的矿质来源。

3.2 构造控矿

构造及构造动力作用，引起岩层压力增加、温度升高，矿源层发生韧性-脆性变形和破裂，成矿元素活化迁移进入溶液而成矿液，在构造力驱动下，矿液向断裂破碎带、裂隙带的相对低压、张裂等部位充填、聚集，随着温度、压力等降低，矿质沉淀、聚集成矿。本区内矿区均产于褶皱构造带、层间破碎带及层间裂隙带内，直接控制矿体的形态、产状等。

4 找矿标志

4.1 地层标志

锰矿层有规律的产出在薄层大理岩的底板下，因此，双鹰山组的薄层大理岩是最重要的地层找矿标志。

4.2 构造标志

受后期构造运动及风化剥蚀作用，含锰矿层分布于大水复式背斜的双鹰山组地层中，这是找矿的构造标志。

4.3 直接找矿标志

赋矿地层以含炭质硅质岩为主，在地表常风化为黑色粉末，这是最为显著的直接找矿标志。

4.4 间接找矿标志

其他蚀变还有硅化、绿泥石化、碳酸盐化、绢云母化、黄铁矿化及石墨化等，可作为该区找矿的蚀变标志。

5 综合信息找矿模型

建立如下综合信息找矿模型。

表1 找矿的综合信息表