侯继亮，赵文龙，开赛尔·赛麦提

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二地质大队，新疆 喀什844000）

1 矿产分布

玛尔坎苏一带锰矿位于阿克陶县北西282°方向，直距约186千米，行政区划隶属新疆阿克陶县木吉乡布拉克村管辖。位于昆仑成矿省-北昆仑(裂谷带)Fe-Cu-Au-硫铁矿矿带(Ⅵ-4-①)，位于西昆仑造山带与西南天山造山带交汇部位，成矿地质条件优越，是锰、金、铜、砂金矿产成矿有利地段。区域上发现的中-大型沉积型矿床有奥尔托喀纳什锰矿、玛尔坎土-穆呼锰矿、恰尔隆锰矿等。

图1 区域锰矿点分布图

规模较大的为玛尔坎苏大型锰成矿带，沿玛尔坎苏河两侧分布，在中国境内长约52千米，向西延入塔吉克斯坦共和国境内；成矿带内的含锰岩系为石炭系下统乌鲁阿特组、石炭系上统喀拉阿特河组、二叠系中统昆盖依套组、二叠系下统玛尔坎雀库塞山组；其中石炭系为区内最主要的锰矿赋矿层位，锰矿成矿条件良好，找矿潜力巨大[1]。

区域锰矿带赋矿层位稳定，矿体总体厚度大，品位较富(平均品位21～33%，最高63.5%)，矿石矿物主要为菱锰矿，类型属于低铁中磷。代表性矿床有奥尔托喀纳什锰矿床和玛尔坎土-穆呼锰矿床，前者为大型，后者为中型，其它规模相对较小，多为矿点、矿化点。

2 成矿条件

2.1 地层与成矿

区内锰矿的赋矿层位为晚石炭世和二叠世细碎屑岩-碳酸盐岩沉积建造，已发现的锰矿床、矿点均产于该层位中，成矿类型均为海相沉积型。

位于玛尔坎土-穆呼锰矿床南西部的未分志留系(S)板岩、千枚岩夹泥灰岩中也发现了锰矿化线索，在该地层也具一定找锰矿前景。

2.2 构造与成矿

大型锰矿床形成前提条件为稳定构造单元内的浅海环境且相对封闭。玛尔坎苏锰成矿带发育大量浅海陆棚沉积环境的岩石组合，成矿期地势较低，且略有起伏，水环境总体较平静。区内锰矿赋矿层位稳定，延伸至国外，已超过50千米，且矿体厚度大，层位多，区内锰矿成矿期构造较为稳定。

玛尔坎苏锰成矿带经历了长期、复杂的地质演化历史，受新构造运动影响，形成了优越的地质条件。受控于喜马拉雅运动，南天山地块和昆仑造山带自南北两侧向中部的喀什凹陷碰撞对冲，形成大量的逆冲推覆断层和倾向向南的背向斜褶皱构造，并对区内锰矿改造和破坏，局部发生位移及形态改变，大致与区内东西向主构造线方向一致，形成期次多、层次多、性质多及相互之间叠加改造的特点。含锰岩系沿晚古生代弧后盆地分布，属于拉张性盆地构造环境[2,3]。

2.3 岩浆岩与成矿

玛尔坎苏一带火山岩发育，侵入岩较发育，广泛分布于玛尔坎苏内石炭世、二叠世地层中，含锰岩系中发育很多火山岩和凝灰岩夹层，说明石炭、二叠纪地壳活动频繁，海底火山作用强烈，区域热场较强。火山作用对区内锰矿关系较为密切。

2.4 变质作用与成矿

区内分布的锰矿等与变质作用关系不明显。

3 区域成矿规律总结

3.1 锰矿床的空间展布特征

纵向上含锰岩系主体为上石炭统喀拉阿特河组（C2k），其大致可分为3个岩性段：底部为角砾灰岩夹中层状砂质灰岩，向上逐渐过渡到砂质灰岩夹薄层泥晶灰岩，顶部为含碳泥质灰岩夹薄层泥晶灰岩，该岩性组合大致反映了一个海进旋回。其中矿体产于海进沉积系列的上部。

另外，工作区域内的锰矿床、矿(化)点分布与区域地球化学锰异常分布、遥感锰异常分布也基本一致。

3.2 矿体(层)空间赋存规律

区域内各个锰矿床、矿(化)点的赋矿层位、含矿岩性和构造均存在差异，导致矿体规模和矿石品位有所不同。区内玛尔坎苏一带锰矿成矿带，区内出露地层有志留系、石炭系、二叠系、白垩系、新近系、第四系，断裂和褶皱构造较为发育，火山岩普遍发育，赋矿地层为上石炭统喀拉阿特河组(C2k)，含锰岩系稳定，奥尔托喀纳什锰矿、穆呼-玛尔坎土锰矿床中矿体延伸稳定，厚度大，矿石品位富，但与春雷铁锰矿化点及卡拉特河锰矿化点有所差异。

3.3 成矿时间演化规律

区内锰矿、铁锰矿均形成于晚古生代。但不同时期形成的矿产类型和组合各具特点，区域主要矿种为晚古生代海相沉积型锰矿床，现对其成矿时间及演化规律简述如下。

3.3.1 石炭纪

区内石炭纪形成的矿种单一，主要为锰矿床。锰矿床、矿(化)点主要赋存于上石炭统喀拉阿特河组，为海相沉积型锰矿，受地层层位控制，其成矿时间为晚石炭世。早石炭世处于一个伸展拉张环境(可能为弧后盆地)(贠杰等,2015)，与之对应伴生有构造岩浆活动，区内中-基性火山岩分布广，但由东向西火山岩规模逐渐变小。另外，赋矿围岩含碳质泥质灰岩中亦发育多层火山凝灰岩，反映锰矿形成时期区内地壳活动频繁、火山作用强烈。岩性岩相和古生物证据综合反映了含锰岩系位于浅海抝陷带，经受海侵，成锰期后海平面下降，基本构成完整的海侵-海退旋回。成矿初期水动力条件较弱，但在潮汐及风暴等影响下产生动荡，形成炭-泥质灰岩、砂屑-砾屑灰岩和生物碎屑灰岩；成锰期海水变深，水体安静，炭-泥质层沉积，形成炭-泥质灰岩。赋矿围岩在大陆边缘的浅海氧化水体中形成，在海侵过程，在安静还原的水体环境中，受陆源物质的影响减小，在该阶段锰质大量沉积成矿。

3.3.2 二叠纪

区域产于二叠系中的矿产有锰矿及铁锰矿。二叠系细碎屑岩-碳酸盐岩建造中发现有少量锰矿(化)点（如春雷、莫洛山口锰矿点），其赋矿岩性与晚石炭世锰成矿期相同，成矿时间有早二叠世和中二叠世，但矿体规模较小，延伸不稳定，矿石品位也较低，多数地段为铁锰矿化。

4 锰的成矿因素

4.1 控矿地质因素分析

区域含矿地层主要为上石炭统喀拉阿特河组，下二叠统玛尔坎雀库塞山组、中二叠统昆盖依套组次之。

4.1.1 岩相古地理条件

大型锰矿床在稳定构造单元内的浅海环境且相对封闭的环境中形成，水介质的物理化学条件且相对平静对锰的聚集成矿起重要作用。区域在晚石炭世为弧后裂谷盆地，其边缘相、浅海陆棚相主体为低能带，水体较深，锰矿层赋存于灰黑色含(黄铁矿、泥晶、微晶、亮晶)砂屑灰岩、灰黑色薄层状含(黄铁矿、泥质、炭质)(粉晶、微晶、泥晶)灰岩、灰黑色泥晶生物碎屑灰岩中，说明成矿期相对低洼地段，水环境总体较平静，沉积时间长，形成了一套厚度稳定的浅海相碳酸盐岩－碎屑岩沉积建造，其海侵阶段有利于在沉积层序中含碳泥质灰岩段形成沉积型锰矿。

4.1.2 控矿地层

区内已发现的锰矿床(点)受玛尔坎苏裂谷盆地控制，含锰岩系为一套浅海相沉积的灰黑色含(黄铁矿、泥晶、微晶、亮晶)砂屑灰岩、灰黑色薄层状含(黄铁矿、泥质、炭质)(粉晶、微晶、泥晶)灰岩、灰黑色泥晶生物碎屑灰岩建造，层位稳定，赋矿围岩中锰含量明显超过克拉克值。

4.1.3 控矿构造

整体构造运动较为强烈，受后期构造改造，西昆仑造山带受强烈挤压，整体发生推覆构造运动，形成大量次级断裂及褶皱。西段奥尔托喀纳什锰矿床锰矿层赋存于背斜北翼；东段玛尔坎土锰矿床褶皱构造十分发育，致使地层及矿体形态非常复杂；矿体受后期逆冲推覆构造影响，致使矿体与两侧围岩发生明显滑脱，沿滑脱面发育大量方解石脉，部分含锰地层地表出露，矿体也受到一定的破坏。

4.1.4 火山作用

区域含锰岩系中火山岩发育(以中性为主)，有多层凝灰岩及安山岩，石炭纪火山作用频繁强烈。菱锰矿高的Mn/Fe值反映热液运输或成矿作用期间Mn和Fe的强烈分异；区内含锰岩系中菱锰矿层数多，透镜状小矿体普遍发育，且以凝灰岩、炭质灰岩为界，说明热水活动提供锰质不连续，表现多次活动断续供给和强烈分异的特征。在含锰岩系中含炭泥质灰岩和粉晶灰岩界线明显，方解石等矿物颗粒结晶变好，海底火山活动或者阵发性热水喷流导致海水温度升高，方解石重结晶形成粉-细晶灰岩。综合分析认为，区内锰质来源和火山活动、热水喷流有关。

4.1.5 生物作用

矿石中存在鲕粒结构，围岩中发现的草莓状黄铁矿，δ13CVPDB主要集中在-10.3‰～-20.2‰之间，生物活动对成矿有一定作用，多为海洋藻类。海洋生物可大量吸附锰质，最终达到富集成矿物质。

4.1.6 叠加改造作用

石炭纪以后的构造作用使含锰岩系褶皱上升地表，发生强烈的变形，同生的锰矿被风化、淋滤、迁移，后期的热液活动对含锰岩系起到了一定的改造作用，形成了锰方解石(脉)、水硅锰镁矿及蔷薇辉石等。另外，菱锰矿遭受后期热液作用影响形成软锰矿。

4.2 找矿标志分析

区域锰矿赋存于薄层状“黑色岩系”，含矿层位稳定，层控特征明显，含矿层和围岩中方解石脉和黄铁矿发育，整体较破碎。建立区内海相沉积型锰矿主要找矿标志如下。

（1）寻找锰矿原生露头或转石是最直接的找矿标志。

（2）以晚石炭世碳酸盐岩沉积建造为找矿目标地层，以薄层状、碎裂状黑色含泥炭质灰岩为找矿目标岩性，可作为间接找矿标志。

（3）矿石中含有少量黄铁矿，赋矿岩性为黑色含泥炭质灰岩，激电测量多显示激电异常、视电阻率异常，可作为间接找矿标志。

（4）采用光谱角法使用菱锰矿、软锰矿光谱提取的遥感锰矿蚀变异常可作为间接找矿标志。

（5）采用地球化学工作方法圈定的锰元素化探异常与已知的矿床、矿点对应良好，圈定的锰元素异常可作为间接找矿标志。

5 结论

玛尔坎苏一带锰矿含矿地层主要为晚石炭世-二叠纪细碎屑岩-碳酸盐岩沉积建造，形成于陆棚相、盆地边缘相沉积环境中，成锰期为安静的浅海-滨浅海，锰质来源为深源物质，与火山、热水及生物活动关系密切，为典型的海相沉积型锰矿床。