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东昆仑成矿带浪木日南区锰矿找矿地质意义*

2022-06-04杨顺龙毛生录段鸿昌熊生云安宏林

采矿技术 2022年3期
关键词:本区矿体成矿

杨顺龙,毛生录,段鸿昌,熊生云,安宏林

(1.青海省有色第三地质勘查院,青海 西宁 811601;2.西部矿业股份有限公司锡铁山分公司,青海 大柴旦行政委员会 816203)

浪木日矿区位于东昆仑东段沟里金矿整装勘查区内,区域范围内地质调查工作开展较多,工作区1:5 万地质矿产调查、物化探扫面等区域性调查工作全面覆盖,部分区域开展过科研专题研究。浪木日矿区通过开展1:2.5 万地球化学测量及物探工作发现北部的岩浆熔离型硫化物铜镍铂钯矿。前人对工作区岩浆熔离型矿进行了详细研究工作,工作区南部的锰矿是沟里整装区继督冷沟铜钴矿、龙什更铁钴矿之后发现的沉积型新矿种,笔者对浪木日南区锰矿地质背景及成矿特征进行了初步研究,以期为东昆仑沟里整装区寻找海相沉积型矿床提供一定的参考。

1 成矿背景

预查区处在青海省东昆仑成矿带(东昆仑中央造山带)的东段,预查区属东昆仑(造山带)铁-铅-锌-铜-钻-金-钨-锡-石棉-石棉成矿带(Ⅲ级),伯喀里克-香日德金-铅-锌-钼-石墨-萤石(铜、稀有、稀土)成矿带(Ⅳ级),大洪山-瓦勒尕铁-铜-铅-锌-金成矿带(Ⅴ级)东端。

预查区大地构造位于西域板块南缘(Ⅰ级)之东昆仑中陆块(Ⅱ级),其Ⅲ级构造单元为东昆仑北岩浆弧带,夹持于祁漫塔格-都兰缝合带与东昆仑中缝合带之间。区内地质构造复杂,构造断裂呈北西-北西西向展布;岩浆岩以华力西-印支期中酸性侵入岩占据大部分空间,构成昆北岩浆弧带。地层以古元古代金水口岩群和中-新元古代万保沟群构成区内主体,其中万保沟群为一套万保沟洋岛-海山的沉积建造组合,为本区锰矿沉积成矿的主要环境。

1.1 地层

预查区内地层大面积出露,地层主要为古元古代金水口岩群(Pt1j),中-新元古代万保沟群(Pt2-3W),少量出露的古元古代花岗片麻岩Pt3(gg)及第四系(Q)。

本区整体地层南倾,最底部地层为古元古代金水口岩群白沙河组片麻岩,再上层为中-新元古代万保沟群角闪片岩,本区锰矿带产于万保沟群角闪片岩上部(见图1),锰矿带局部盖层为晚元古代花岗片麻岩,因此,本区锰成矿期是在中远古-新远古时期,地层层序由南向北、由新到老为一套正序地层。

图1 青海省都兰县浪木日地区锰矿综合地质图

通过地质剖面工作,发现南部锰矿带围岩地层产状呈南倾,北部有地层产状倒转趋势,推测有背斜构造存在(见图2),为寻找沉积型锰矿提供较大空间。

图2 浪木日地区锰矿带实测地质剖面

1.2 构造

区内发育4 条规模不等的断裂构造呈北西—北西西向,基本为底层内层间次级断裂,主要为由北东向应力形成的张性正断层,断层内岩石破碎,呈黄色-黄褐色,局部褐色、红褐色,具较强褐铁矿化、绢云母化,局部高岭土化,蚀变带中见少量石英角砾,局部发育蜂窝状流蚀孔,局部角砾发育星点状黄铁矿。断裂构造促使成矿物质活化、迁移、再富集,同时为含矿流体提供了运移通道和淀积场所。

1.3 岩浆岩

预查区岩浆活动频繁且强烈,主要有加里东期黑云母花岗岩O2(γ),华力西期花岗闪长岩体P3(γδ),早燕山期花岗岩J1(ζγ),区内岩浆活动频繁,为成矿提供了热动力和热源。

2 地球物理特征

2.1 磁物性特征

预查区南部出露的锰矿石和围岩及侵入岩中共采集标本219 块,进行了磁、电物性测定。区内锰矿石属于中等磁性,磁化率均值为4284.7×10-6,其他岩性均表现为弱磁性,磁化率值为(331.9~4284.7)×10-6。斜长角闪岩低于锰矿石4倍,其它岩性都为弱磁性,因此,物探找矿工作中具有明显的磁物性差异。磁参数测量结果见表1。

表1 浪木日南区岩石磁物性标本测定统计结果

2.2 1:1 万高精度磁异常特征

预查区圈出1:1 万高精度磁异常5 处,其中C21异常规模最大,呈近东西向展布,长约8 km,异常值为-129 nT~+604 nT,主要以大面积的新远古代万保沟群斜长角闪片岩引起,两者位置对应吻合,其它异常都呈近东西向展布,长约1.2~2.5 km,异常值在-260 nT~+300 nT 之间,异常均由地层与酸性岩体接触引起。C21 磁异常西南侧有明显串珠状正负伴生的弱磁异常,呈北西西展布,磁异常值为-50 nT~+227 nT,该异常对应的是本区锰矿带,因此,异常显示与物性测定数值较为吻合,物探磁法工作对本区锰矿找矿具有一定参考意义。

3 矿床地质特征

3.1 矿带特征

全区共发现锰矿带2 条。

(1)Mn1 矿带:位于预查区南部C21 磁异常区,矿带长约800 m,宽3~40 m,产状为210°∠68°~80°,矿带整体由5 条探槽、2 个钻孔控制,圈定2 条锰矿体(M1-1、M1-2)。矿带南西向产于万保沟组黑云母斜长角闪片岩中,与花岗片麻岩平行整合接触,该矿带西端宽为40 m,东侧宽为3~6 m,整体上锰矿品位变化不大。

(2)Mn2 矿带:产于Mn1 矿带北侧,两条矿带产状基本一致,矿带长约500 m,宽为1~2 m,产状为210°∠66°,矿带整体由3 个探槽控制,圈定锰矿体2 条(M2-1、M2-2)。矿带整体产于黑云母斜长角闪片岩中,矿带北侧与带状分布的花岗片麻岩接触密切,该矿带含锰不均匀,矿体连续性差。

激电异常显示锰矿带地表出露位置视极化率为3.2%,视电阻率峰值为1880 Ω·m,经探槽工程内样品电物性测定,锰矿石的平均视极化率为27.2%,视电阻率为29 055.2 Ω·m,表现为高阻高极化率,与矿带对应的激电异常特征吻合。

赋矿岩石以软锰矿化的黑云母斜长角闪片岩石为主,野外观察局部见少量磁铁矿,边部近围岩处主要以褐铁矿化为主,根据岩矿鉴定,锰矿石金属矿物主要以褐锰矿为主、少量水锰矿、软锰矿及磁铁矿,软猛矿主要以薄膜状集合体和不规则的团块状集合体分布在岩石的表面和破碎裂隙中,该集合体的宽度小于1.0 mm,集合体内胶结大量的非金属矿物;部分靠近岩石表面的蔷薇辉石沿解理缝也氧化形成软猛矿的网脉状集合体。少量磁铁矿为自形粒状,切面为规则的多边形,粒径在0.02~0.1 mm间,星点状均匀分布在岩石中,含量为4%。

3.2 锰矿体特征

(1)Mn1-1 矿体由4 个探槽及1 个钻孔控制,长为730 m,平均厚为9.35 m,倾向延深100 m。Mn 平均品位为24.74%,单样最高为32.2%;Co 平均品位为0.012%,单样最高为0.022%。在20ZK01钻孔中,Mn1-1 矿体厚为1.51 m(见图3),Mn 品位为16.53%,Co 品位为0.01%。

图3 浪木日地区20ZK01 钻孔剖面

矿体西端产出于花岗片麻岩带中间,矿体规模较大,厚度最大达到27.63 m,矿体向东逐步产出于黑云母斜长角闪片岩中,与花岗片麻岩相隔较远,矿体厚度有变小的趋势,矿体含矿性总体较为稳定。

(2)Mn1-2 矿体长为70 m,在19TC02 探槽中产出于Mn1-1 矿体下盘,厚为9.18 m,Mn 品位为28.33%,矿体北侧下盘与花岗片麻岩平行接触。

(3)Mn2-1 矿体由20TC01 探槽控制(见图3),长为100 m,宽为2.04 m,Mn 平均品位为19.67%。Mn2-2 矿体由地表刻槽样控制,长为120 m,宽为2 m,Mn 平均品位为28.5%。矿体均由黑色软锰矿矿物组成(见图4),矿石中间部分见未完全氧化的锰硅酸盐矿物蔷薇辉石,呈似层状分布。

图4 浪木日锰矿体标本照片

3.3 矿石质量

矿石矿物成份较简单,主要为蔷薇辉石、锰铝石榴石,次为软锰矿、褐锰矿。脉石矿物主要有石英、透闪石、方解石、黑云母、绢云母等。

蔷薇辉石:浅玫瑰红色至褐红色,有时呈灰色或黄色,半透明,玻璃光泽,解理面上显珍珠光泽;平行双面晶类,晶体少见;呈厚板状,呈三向等长或一向伸长;常见单形,氧化后表面常显褐黑色或黑色。

锰铝石榴石:棕红色、红玫瑰色、浅玫瑰至黄褐色。矿物结构主要呈胶状结构、半自形粒状结构。矿物集合体多呈团块状、条带状构造,有时呈脉状。此外,矿石中含少量金属矿物黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿。

在地表浅部氧化带,由于含锰硅酸盐类岩石风化后形成氧化锰,其含锰矿物为软锰矿、褐锰矿。含锰氧化矿仅在地表局部出露,其分布较少。

3.4 矿石自然类型

对浪木日南区的锰矿石进行物相分析,从表2中可看出,地表锰矿石以氧化锰为主,深部钻孔中碳酸锰类菱锰矿与氧化锰类软锰矿各占一半,由于工程控制较少,矿石自然类型分带未明显划分。

表2 锰元素的化学物相分析结果

3.5 控矿因素

本区锰矿工作程度较低,根据目前本区矿体特征及分布规律,结合区域内典型矿床地质特征分析研究,总结出本区的控矿因素如下:

(1)地层因素。从本区锰矿围岩及含矿岩性来看,万保沟群黑云母斜长角闪片岩既是含矿岩性又是围岩。Mn 元素在黑云母斜长角闪片岩中得到很好的富集,为本区锰矿的形成提供了较为丰富的成矿物质来源。

(2)构造作用。预查区位于昆中断裂北侧,本区褶皱、断裂构造较发育,岩浆活动频繁;多期次的岩浆活动为区内成矿物质的运移、储存、富集提供了良好的空间及场所。

(3)变质作用。详查区内各类岩石经加里东、晚华力西-印支期不同程度的区域变质。尤其是黑云母斜长角闪片岩受变质分异作用的影响,岩石中常伴有条带状的石英细脉、黄铁矿微细脉顺岩层产出。这些细脉的形成为预查区锰的富集以及锰矿化形成起到十分重要的作用。

3.6 找矿标志

本区沉积变质型锰矿工作程度较低,结合哈莉哈德山锰矿床特征,总结主要找矿标志有以下几点。

地层岩性标志:矿体主要产出于万保沟组黑云母斜长角闪片岩中,根据沉积成矿的相似特征,层控成矿应该为典型找矿标志,同时锰矿体受风化作用在地表呈黑色条带,岩石比重明显高于围岩,且地表锰矿氧化后具有非常好识别的淡蓝色锖色,可作为重要的露头标志。

构造标志:褶皱构造具有较好的控矿作用,是寻找沉积型锰矿的重要标志,但本区锰矿体规模较小,褶皱构造产出不明显。

物探标志:本区锰矿带显示明显高磁高阻高极化异常特征,因此类似物探特征为明显的找矿标志,同时根据其他矿区工作经验,音频大地电磁测深对地质界线及褶皱构造的划分具有良好的指导意义,对于寻找沉积性锰矿具有间接的物探指导意义。

3.7 综合分析

(1)本区圈定的锰矿体北西规模大,品位高,向南东规模及含矿品位逐渐递减,其中锰品位在19.67%~32.2%之间,同时伴生钴含量在0.01%~0.022%之间,矿体厚度最大为27.67 m,具有品位高、厚度大的特征。

(2)浪木日发现的锰矿产于万保沟岩群的斜长角闪岩中,成矿期较早,属中-新元古代沉积矿床,受后期变质作用较强,矿石中碳酸锰矿物变质形成蔷薇辉石类锰硅酸盐矿物,总体工业利用价值不高,但工作区东侧具有一套晚古生代浅海相沉积建造,为石炭世火山沉积洼地的北西部,属石炭纪哈拉郭勒岩群的板岩、火山岩,东西延伸近40 km,宽为4~8 km,是寻找海相沉积矿床的有利区域。

4 结论

通过笔者几年来的工作,完成了浪木日地区锰多金属矿的预、普查工作,了解了矿床的成因情况,查明了矿体产出形态、规模,提交了锰潜在矿产资源量245.09 万t。工作区发现的锰矿形成于中-新元古代,与东昆仑带上同期形成的锰矿对比,研究区缺少万保沟群碳酸盐沉积建造,与西昆仑造山带北段石炭世沉积岩系中新发现的玛尔坎苏超大型碳酸锰矿对比,成矿环境及成矿期相差较大。

本次研究还注意到浪木日锰矿以西有晚古生代石炭世沉积岩系,且分布区域甚广,具有较大的找矿空间,因此,该锰矿的发现丰富了沟里整装区海相沉积型矿的矿种多样性,对后续找矿工作具有指导示范意义。

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