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木里县马家锰矿地质特征及成因
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【经济地理论文】马家锰矿勘查程度属于探矿权矿产详查程度，由于对矿床成因认识不足，找矿方法主要沿传统的沉积锰矿床成因找矿，外加地表植被覆盖较好，基岩出露较差，找矿成果一直不够理想。在2013年，四川省地矿局区调队通过手持式矿石元素Niton XL3t 500分析仪器用于地表沿矿化线索
马家锰矿勘查程度属于探矿权矿产详查程度，由于对矿床成因认识不足，找矿方法主要沿传统的沉积锰矿床成因找矿，外加地表植被覆盖较好，基岩出露较差，找矿成果一直不够理想。在2013年，四川省地矿局区调队通过手持式矿石元素Niton XL3t 500分析仪器用于地表沿矿化线索找矿，确定出了主成矿构造方向，后期通过对主成矿构造垂直方向施工槽及钻坑探等工程手段验证、取样分析得出，锰品位最高达35.23%，锰主矿体长约700 m，沿倾向方向倾深约180 m，平均厚度达2.8 m，求获锰工业矿体矿石量106万t，低品位矿体矿石量18万t，其深部还具有进一步扩大远景的价值，有望达到中型锰矿床。
一、地质成矿背景
矿区大地构造位置位于甘孜-理塘构造带南段，从晚二叠世开始至晚三叠世末为扬子被动大陆边缘的构造活动带和洋内裂谷带，发育了多个阶段的海相火山岩建造;印支期末至喜山期为松潘―甘孜造山带与扬子地台的碰撞接合带与陆内造山带，发生了复杂的构造-沉积-火山作用事件，是三江地区岩浆活动和沉积作用最活跃的场所之一，也是成矿作用的重要地区之一。地质成矿背景见图1。
区域地层属于巴颜喀拉地层区内义敦―中甸分区中的木里小区，矿区内出露的地层主要为二叠系卡翁沟组(Pk)，出露地层岩性为粉砂岩、灰岩、粉砂质板岩及千枚状板岩。其矿区山体总体走向呈北东―南西向，勘查区内地形平均坡度在20～45°。最高海拔3825 m，最低海拔2775 m，相对高差可达850 m。其地形地貌见图2。
二、矿体地质
2.1 含矿层位
矿区内主矿体出露的赋矿地层主要为二叠系卡翁沟组第二段第二亚段层位，地层岩性主要为一套碎屑岩，以灰白色粉砂质板岩沉积为主，薄至厚层状构造，该地层总体产状为180～250 °∠30～40 °(S0)，为锰矿体的矿源层，该亚段地层厚75～95 m。
2.2 矿区构造
马家锰矿区域构造位置处于甘孜―理塘成矿构造带南段。矿区褶皱发育较强，地层总体为向西南或南倾斜的单斜构造，受马家向斜和蚂蟥沟向斜及纸厂沟背斜三组大的褶皱控制及影响。
矿区内断裂构造较为复杂，以南东-北西走向断裂、北东-南西走向断裂、南北向断裂、东西向断裂等四组方向断裂组成基本构造格架。其中北东-南西走向断裂及东西向断裂系矿区内集控矿、导矿、容矿于一身的主干断裂，具有多期活动的连续性和继承性等复合特点，属成矿前断裂，其岩石的多组方向的次生节理发育，显示的主体方向为北东-南西走向，和其它的方向节理构成网状，显示出构造发育的多期性。其构造为矿体的形成提供了较好的导矿通道。矿区构造发育情况见图3、图4。
2.3 矿体特征
马家锰矿共圈定三处成矿段，其中主成矿段为马家矿段，圈定的主矿体长约700 m，沿倾向方向最大控制倾深约180 m，单工程矿体厚度在0.65～10.9 m，矿体平均厚度2.80 m，锰品位10.06%～ 35.23%，平均品位为22.38%。矿体顶底板岩性为粉砂质板岩，矿体形态总体呈透镜体状，向深部其品位有所变富。矿体品位变化系数为34.47%，有用组分变化总体为均匀，矿体厚度变化系数为79.19%，厚度变化总体为中等。
2.4 矿石类型及矿化蚀变特征
根据地表取样的氧化锰矿石及深部碳酸锰矿石样品(共26件)所做的物相分析结果，矿石中各物相的分布如表1所示。
由表1确定出矿区矿石自然类型主要为碳酸锰矿石，其矿化蚀变特征有软锰矿化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化、硅化及褐铁矿化。
三、矿床成因
3.1 成矿时代
对矿石取样测年，采用的Ar39-Ar40模式年龄为(231±2.1)Ma，等时线年龄为(232±1.6)Ma，表面其矿化时代为231Ma;对主成矿断裂带中的石英脉测年，采用的锆石U-Pb法测，其测出的模式年龄为(208±2.3)Ma，说明锰矿化主要发生于断裂以后，晚于区域构造时代，与野外所观察到的锰矿物主要沿构造节理或裂隙充填为主的现象套合一致。
3.2 物质来源
矿床含矿围岩为粉砂质板岩，其矿体近围岩中锰的含量在400～1000 ppm，而远离矿体的围岩中锰的含量在80～200 ppm，说明成矿的物质来源跟含矿地层中的地壳元素含量密切相关，后期的构造运动让部分成矿元素活化运移，最终沉淀成矿。通过取样分析含矿地层的粉砂质板岩，对比矿石中的主要化学成分，其大多成岩成矿元素的基本含量差异度小，近于类似，说明成矿热液元素大多来自地层。通过氢氧同位素研究，分析方法采用BrF5法，仪器使用MAT251EM型质谱仪，采用的国标为SMOW，测试样品为与硬锰矿伴生的石英。其石英的δDSMOW为-70‰～-95‰，δ18OSMOW为7.9‰～-9‰，采用Claytonet all1972有石英―水同位素分馏方程：δ18O含水矿物―δ18OH2O=1000Inα石英―水=1000Inα，计算得出δ18OH2O为-1‰～-0.7‰，通过绘制δD―δ18OH2O图，如图5所示，矿石的H、O同位素组成投影点位于岩浆水、变质水和大气降水之间，更靠近岩浆水和变质水，显示成矿物质来源主要来自于岩浆水和变质水，大气降水及地下水提供成矿物质来源占次要地位，但是也参与了成矿作用。
3.3 成矿物化条件
矿床的物理条件研究主要以矿物中包裹体研究为主，通过热台加热，显示出气液包裹体均一化为液相，说明成矿作用是在液相的条件下完成的。考虑到均一法测试温度为成矿作用温度的下限，如图6所示：矿床的成矿温度应为中低温。其矿石中所见的大量的矿物组合，如石英，方解石和黄铁矿，与实验所得出的成矿温度结论套合一致。在早期成矿阶段，含矿流体温度较高，主要为岩浆水和变质水，随着时间的推移和热液体系的对外开放，大量的大气降水进入成矿体系，因此，成矿体系中物理化学条件的改变导致含矿的化合物或络合物等存在形式最终会分解与沉淀，进而形成构造热液型锰矿床。
四、结语
通过以上研究及实践表明：
针对矿区植被覆盖较好，基岩出露较差的矿山，在前期找矿阶段，通过调查矿化转石来源，对矿石元素分析仪器的合理使用，对于正确得出其主成矿带及主构造带的地表分布特征的结论，指导下一步找寻黑色金属矿产锰矿有重大意义。
沿主成矿构造带，对于仪器显示锰矿化品位较好的位置，采用地表槽探验证，通过取样分析，其锰的各项工业指标要求均达到工业开采要求。在基本查清地表矿体特征的基础之上，再布置深部工程，按由表及里的思路，最终见矿效果较好，其矿床资源量较丰富，深部还具有进一步的成矿潜力，有望成为中型锰矿床。其最终成果对于我们认识地台区的沉积锰矿床具有经济意义，而地槽区的构造热液型锰矿床同样具有经济意义，其找矿成果具有深化认识作用，对于以后找矿经验有提高和促进作用。
矿床成矿时代晚于矿区主成矿构造时代，其热液的物质来源主要来自于矿体围岩地层中的岩浆水和变质水，而大气降水和地下水活动也参与了成矿作用。通过矿物包裹体的研究，认为矿床为中低温矿床，显示的矿物组合现象与其成矿温度的结论一致。
矿床的形成与地层的矿源层关系密切，矿床成因属于构造热液型锰矿床，成矿时代为印支晚期。
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