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木里縣馬家錳礦地質特征及成因
馬家錳礦勘查程度屬于探礦權礦產詳查程度，由于對礦床成因認識不足，找礦方法主要沿傳統的沉積錳礦床成因找礦，外加地表植被覆蓋較好，基巖出露較差，找礦成果一直不夠理想。在2013年，四川省地礦局區調隊通過手持式礦石元素Niton XL3t 500分析儀器用于地表沿礦化線索找礦，確定出了主成礦構造方向，后期通過對主成礦構造垂直方向施工槽及鉆坑探等工程手段驗證、取樣分析得出，錳品位最高達35.23%，錳主礦體長約700 m，沿傾向方向傾深約180 m，平均厚度達2.8 m，求獲錳工業礦體礦石量106萬t，低品位礦體礦石量18萬t，其深部還具有進一步擴大遠景的價值，有望達到中型錳礦床。
一、地質成礦背景
礦區大地構造位置位于甘孜-理塘構造帶南段，從晚二疊世開始至晚三疊世末為揚子被動大陸邊緣的構造活動帶和洋內裂谷帶，發育了多個階段的海相火山巖建造;印支期末至喜山期為松潘―甘孜造山帶與揚子地臺的碰撞接合帶與陸內造山帶，發生了復雜的構造-沉積-火山作用事件，是三江地區巖漿活動和沉積作用最活躍的場所之一，也是成礦作用的重要地區之一。地質成礦背景見圖1。
區域地層屬于巴顏喀拉地層區內義敦―中甸分區中的木里小區，礦區內出露的地層主要為二疊系卡翁溝組(Pk)，出露地層巖性為粉砂巖、灰巖、粉砂質板巖及千枚狀板巖。其礦區山體總體走向呈北東―南西向，勘查區內地形平均坡度在20～45°。最高海拔3825 m，最低海拔2775 m，相對高差可達850 m。其地形地貌見圖2。
二、礦體地質
2.1 含礦層位
礦區內主礦體出露的賦礦地層主要為二疊系卡翁溝組第二段第二亞段層位，地層巖性主要為一套碎屑巖，以灰白色粉砂質板巖沉積為主，薄至厚層狀構造，該地層總體產狀為180～250 °∠30～40 °(S0)，為錳礦體的礦源層，該亞段地層厚75～95 m。
2.2 礦區構造
馬家錳礦區域構造位置處于甘孜―理塘成礦構造帶南段。礦區褶皺發育較強，地層總體為向西南或南傾斜的單斜構造，受馬家向斜和螞蟥溝向斜及紙廠溝背斜三組大的褶皺控制及影響。
礦區內斷裂構造較為復雜，以南東-北西走向斷裂、北東-南西走向斷裂、南北向斷裂、東西向斷裂等四組方向斷裂組成基本構造格架。其中北東-南西走向斷裂及東西向斷裂系礦區內集控礦、導礦、容礦于一身的主干斷裂，具有多期活動的連續性和繼承性等復合特點，屬成礦前斷裂，其巖石的多組方向的次生節理發育，顯示的主體方向為北東-南西走向，和其它的方向節理構成網狀，顯示出構造發育的多期性。其構造為礦體的形成提供了較好的導礦通道。礦區構造發育情況見圖3、圖4。
2.3 礦體特征
馬家錳礦共圈定三處成礦段，其中主成礦段為馬家礦段，圈定的主礦體長約700 m，沿傾向方向最大控制傾深約180 m，單工程礦體厚度在0.65～10.9 m，礦體平均厚度2.80 m，錳品位10.06%～ 35.23%，平均品位為22.38%。礦體頂底板巖性為粉砂質板巖，礦體形態總體呈透鏡體狀，向深部其品位有所變富。礦體品位變化系數為34.47%，有用組分變化總體為均勻，礦體厚度變化系數為79.19%，厚度變化總體為中等。
2.4 礦石類型及礦化蝕變特征
根據地表取樣的氧化錳礦石及深部碳酸錳礦石樣品(共26件)所做的物相分析結果，礦石中各物相的分布如表1所示。
由表1確定出礦區礦石自然類型主要為碳酸錳礦石，其礦化蝕變特征有軟錳礦化、黃鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化、硅化及褐鐵礦化。
三、礦床成因
3.1 成礦時代
對礦石取樣測年，采用的Ar39-Ar40模式年齡為(231±2.1)Ma，等時線年齡為(232±1.6)Ma，表面其礦化時代為231Ma;對主成礦斷裂帶中的石英脈測年，采用的鋯石U-Pb法測，其測出的模式年齡為(208±2.3)Ma，說明錳礦化主要發生于斷裂以后，晚于區域構造時代，與野外所觀察到的錳礦物主要沿構造節理或裂隙充填為主的現象套合一致。
3.2 物質來源
礦床含礦圍巖為粉砂質板巖，其礦體近圍巖中錳的含量在400～1000 ppm，而遠離礦體的圍巖中錳的含量在80～200 ppm，說明成礦的物質來源跟含礦地層中的地殼元素含量密切相關，后期的構造運動讓部分成礦元素活化運移，最終沉淀成礦。通過取樣分析含礦地層的粉砂質板巖，對比礦石中的主要化學成分，其大多成巖成礦元素的基本含量差異度小，近于類似，說明成礦熱液元素大多來自地層。通過氫氧同位素研究，分析方法采用BrF5法，儀器使用MAT251EM型質譜儀，采用的國標為SMOW，測試樣品為與硬錳礦伴生的石英。其石英的δDSMOW為-70‰～-95‰，δ18OSMOW為7.9‰～-9‰，采用Claytonet all1972有石英―水同位素分餾方程：δ18O含水礦物―δ18OH2O=1000Inα石英―水=1000Inα，計算得出δ18OH2O為-1‰～-0.7‰，通過繪制δD―δ18OH2O圖，如圖5所示，礦石的H、O同位素組成投影點位于巖漿水、變質水和大氣降水之間，更靠近巖漿水和變質水，顯示成礦物質來源主要來自于巖漿水和變質水，大氣降水及地下水提供成礦物質來源占次要地位，但是也參與了成礦作用。
3.3 成礦物化條件
礦床的物理條件研究主要以礦物中包裹體研究為主，通過熱臺加熱，顯示出氣液包裹體均一化為液相，說明成礦作用是在液相的條件下完成的�？紤]到均一法測試溫度為成礦作用溫度的下限，如圖6所示：礦床的成礦溫度應為中低溫。其礦石中所見的大量的礦物組合，如石英，方解石和黃鐵礦，與實驗所得出的成礦溫度結論套合一致。在早期成礦階段，含礦流體溫度較高，主要為巖漿水和變質水，隨著時間的推移和熱液體系的對外開放，大量的大氣降水進入成礦體系，因此，成礦體系中物理化學條件的改變導致含礦的化合物或絡合物等存在形式最終會分解與沉淀，進而形成構造熱液型錳礦床。
四、結語
通過以上研究及實踐表明：
針對礦區植被覆蓋較好，基巖出露較差的礦山，在前期找礦階段，通過調查礦化轉石來源，對礦石元素分析儀器的合理使用，對于正確得出其主成礦帶及主構造帶的地表分布特征的結論，指導下一步找尋黑色金屬礦產錳礦有重大意義。
沿主成礦構造帶，對于儀器顯示錳礦化品位較好的位置，采用地表槽探驗證，通過取樣分析，其錳的各項工業指標要求均達到工業開采要求。在基本查清地表礦體特征的基礎之上，再布置深部工程，按由表及里的思路，最終見礦效果較好，其礦床資源量較豐富，深部還具有進一步的成礦潛力，有望成為中型錳礦床。其最終成果對于我們認識地臺區的沉積錳礦床具有經濟意義，而地槽區的構造熱液型錳礦床同樣具有經濟意義，其找礦成果具有深化認識作用，對于以后找礦經驗有提高和促進作用。
礦床成礦時代晚于礦區主成礦構造時代，其熱液的物質來源主要來自于礦體圍巖地層中的巖漿水和變質水，而大氣降水和地下水活動也參與了成礦作用。通過礦物包裹體的研究，認為礦床為中低溫礦床，顯示的礦物組合現象與其成礦溫度的結論一致。
礦床的形成與地層的礦源層關系密切，礦床成因屬于構造熱液型錳礦床，成礦時代為印支晚期。
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