西准噶尔木哈塔依沉积变质型锰矿地质特征及成因研究

摘要

木哈塔依锰矿的发现,标志着西准噶尔地区锰矿找矿取得新突破。该锰矿位于西准噶尔大棍蛇绿混杂岩带,未发现外来岩块,整体以沉积地层为主,主要为下石炭统希贝库拉斯组、包古图组,为一套深海-半深海火山碎屑沉积建造。岩石组合主要为含砾粗砂岩、硅质岩、硅化凝灰岩,锰矿体主要赋存于硅质岩中。区内构造作用强烈,断裂构造以压性断裂和压扭性断裂最为发育,呈NE向、NW向、SN向等。NE向断层控制了矿区的构造格局,为控矿构造。岩浆岩不发育,以脉岩为主,主要为石英脉,呈细脉-网脉状,有含金石英脉、含铁石英脉、含锰石英脉及纯石英脉。地表锰矿化带规模较大,沿75°方向展布,长1300 m,厚度变化较大:东段厚度较大,矿脉显著增多,厚约400 m;西段矿脉减少,平均厚约5 m。地表已圈定15条氧化锰矿(化)体,厚度为0.5~3 m。整体较破碎,多数风化至粉末状,少量块状。深部圈定4条碳酸锰矿体,厚0.51~0.89 m,品位12.33%~21.41%,达到贫锰矿一般工业指标。碳酸锰矿体赋存于硅质岩中,呈角砾层状。为查明木哈塔依锰矿的矿物学特征及矿床成因,在地表氧化锰和深部碳酸锰分别取物相样、光片和探针片,进行系统的岩矿鉴定、物相分析、背散射和激光拉曼分析。锰物相测试结果表明,地表锰主要赋存在含锰赤铁矿中,深部锰主要赋存在碳酸锰中。为确定碳酸锰的位置,进行背散射分析结果表明:锰主要位于构造细脉中;为确定碳酸锰具体成分,进行激光拉曼分析,结果表明:(1)构造细脉中主要为菱锰矿,还有铁白云石存在;(2)含锰矿物还有蔷薇辉石及变体锰三斜辉石,蔷薇辉石与石英共生,为后期热液形成。通过分析测试及同类矿床类比,认为该锰矿形成过程经历了3个阶段:(1)海底热泉沉积阶段;(2)铁微生物作用阶段;(3)构造改造富集阶段。木哈塔依锰矿属于沉积变质改造锰矿床中的热液叠加改造锰矿床,该区蛇绿混杂岩中构造发育位置是找锰的有利部位。近年来,蛇绿混杂岩中发现锰矿的报道越来越多,如中亚造山带恩格尔乌苏蛇绿混杂岩中的大洋锰结核、伊朗扎格罗斯造山带白垩纪蛇绿岩中的锰矿、中国新疆红柳沟锰矿等。增生型造山带中的大洋板片地层是古老大洋锰结核赋存的最佳位置,深海远洋放射虫硅质岩是大洋板片地层的重要组成部分。该类矿床明显受后期改造作用影响,具较好的找矿前景。