河北省锰矿床控矿因素及成矿规律研究

王京

摘要 河北省的48处锰矿床（点）多与沉积岩地层有密切联系。本文从含矿层位、含矿岩性及成矿古地理条件等方面对省内产于中一上元古界长城系地层中的锰矿床进行分析研究，初步探讨该区域锰矿床控矿因素及成矿规律。

关键词 河北省；锰矿床；控矿因素；成矿规律

据统计，河北省的48处锰矿床（点）中，除1处矿体产于花岗岩中，其他均与沉积岩系的特定层位关系密切。其中，中一上元古界海相沉积的含锰碳酸盐岩层有36处，中生界侏罗系的火山沉积岩系中有9处。从矿床（点）的数量、规模、工业价值上来说，中上元古界长城系高于庄组锰矿床占主导位置。本文将以高于庄组地层中锰矿床为主要研究对象，从含矿层位、含矿岩性及成矿古地理条件等方面进行分析总结。

1.含矿层位、岩性、岩相及古地理条件

河北省境内赋存于中上元古界长城系高于庄组地层中的锰矿床（点）共计29处，以海相沉积型锰矿床为主，其次还有热液型和风化型锰矿床。

1.1含矿层位、岩性

高于庄组在冀东及冀西北地区广泛分布，其岩层厚度总体上为东部厚、西部薄。高于庄组与下覆的大红峪组基本为连续沉积，局部有不明显的沉积间断。由碎屑岩、白云岩组成，属滨海浅海相沉积。高于庄组共分为四段，其中二段的中下部为锰矿的赋存层位，其岩性由下至上为含锰含粉砂质页岩、含锰泥质白云岩、含锰白云岩、黑色页片状泥晶状白云岩、中厚层状微含锰白云岩。

1.2沉积环境

高于庄组的沉积环境识别标志主要有以下几种：

结构：颗粒（砾屑、砂屑、鲕粒、藻屑等）、陆源物（外碎屑砂、外碎屑泥）及燧石。

构造：层理（水平层理、平行层理、波状层理、交错层理等）及层面构造（冲刷面、波痕、干裂等）。

矿物：指可反映沉积环境的自生黄铁矿、海绿石、锰矿。

隐藻类：层纹石、迭层石、核形石、凝块石。

1.3古地理条件

高于庄世延续时间约两亿年，是本区长城纪第一次空前广泛的海侵期，形成了较为宽阔平坦的陆表海。北部有东西向展布的内蒙古陆，东南有山海关古隆起。原始的北东东向的马兰峪汤道河水下高地把东半部海域分割成南北两部分，北部为兴隆宽城海槽，南部为蓟县迁西海盆。西半部海域在怀来、密云北部有较小范围的密怀水下高地。至冀西北宣化、赤城一带有一个近东西向的宣龙海盆。在与山西毗邻的怀安和阳原一带，由于山西古陆存在，形成了怀安-阳原水下高地，不仅阻止了高于庄世海水西进，而且也控制了沉积环境的变化。上述的3个海槽或海盆，表明本区有3个沉降区或沉降中心。高于庄组地层厚度从东到西总体呈现由厚变薄的趋势，东部长城系发育齐全，而西部阳原地区高于庄组沉积岩系直接超覆在太古界变质岩系之上，推测高于庄世的海浸方向是白东向西，即从辽宁的朝阳向河北宽城、兴隆一带推进。

2.构造对成矿的控制

河北省内海相沉积型及热液型锰矿床均与深大断裂带有密切关系。尚义平泉东西向断裂带是内蒙地轴与燕山台褶带的分界线。在其南侧的燕山台褶带，从早元古代开始大幅度拗陷，形成了平行轴缘的带状海槽，导致中上元古代广泛海浸，形成了巨厚的海相沉积。由于地壳构造变动，又衍生了不同的古地理、古构造环境，严格控制了锰矿的形成和富集。分布于冀西北阳原涿鹿一带的热液型锰矿与太行山深大断裂带中的大河南大海驼构造岩浆岩带密切相关。该区处于北东向、北北东向及北西向构造的交汇部位，受断裂构造影响地块下陷，形成断陷盆地。燕山期晚侏罗世本区构造岩浆活动强烈，产生了一系列北北东向断裂带与早期断裂交汇，形成了强烈的构造交织网络，给此期岩浆活动创造了有利的构造空间。在断陷盆地中引发火山熔岩喷发以及超浅成次火山岩侵入，最后形成大规模的中深成侵入活动，与此同时派生出一系列不同规模北西向、北北西向断裂带。通过成矿构造的研究表明，北东向及北北东向的大型断裂主要是控岩、控矿构造，而北西向和北北西向断裂则是导矿、容矿构造。矿田内还普遍形成了火山岩次火山岩组合的火山机构控矿作用，此外在局部矿区还有一些层间滑动产生的鞍状虚脱构造和侵入接触构造，严格控制了锰矿体的形成。

3.矿床成因

“蓟县式”海相沉积锰矿和次火山巖型锰矿是河北省两个主要的锰矿类型，这里将分别阐述其矿床成因。

3.1“蓟县式”沉积锰矿

产状：受一定地层层位控制，即产于高于庄组第二段含锰白云岩段下部的含锰粉砂质页岩中。

矿体形态：矿体呈层状、似层状、透镜状、扁豆状、饼状、串珠状，沿着含锰粉砂质页岩这个固定层位分布。矿层与围岩呈渐变关系，产状一致，无任何蚀变现象。

矿物成份及结构构造：矿体的矿物成份除氧化带中以硬锰矿，软锰矿为主外，原生矿带中则以水锰矿，菱锰矿为主。矿石的结构构造为晶粒状结构、胶状变晶结构、隐晶质结构，浸染状构造、砂状胶结构造，变鲕构造构造，这些都是典型的沉积型锰矿的特征。

空间分布：这类矿床分布十分广泛，从冀东的迁西、青龙、兴隆到蓟县、平谷，直至冀西北的赤城一怀安一带均有分布。该类矿床严格受岩相古地理、古构造的控制。

成矿物质来源：海盆周围古陆经风化剥蚀的产物为海浸地带提供了物质来源。另外燕山地区的串岭沟世火成岩中的锰含量为0.3%，大红峪世的火成岩中锰含量为0.5%，均大于地壳背景值0.1%的锰含量，均有可能是锰的矿质来源。

矿床成因：浅海相沉积矿床。

3.2次火山热液型锰矿

产状：次火山岩与锰矿体时空关系密切，很多矿脉就产在花岗斑岩中或其与围岩的接触带上；

矿体形态：矿体呈脉状、透镜状、似层状等。

矿物成分：一般矿物成分复杂有硬锰矿、软锰矿及多种银矿物。矿石结构构造为纤维状、片状结构，脉状、网脉状、角砾状构造。

围岩蚀变：与成矿有关的蚀变类型主要为硅化、锰矿化、褐铁矿化、高岭土化等，这些蚀变现象与次火山岩的侵入活动密切相关。

矿石的稳定同位素特征：铅同位素特征：Pb206/Pb204为15.985～17.959，Pb207/Pb204为14.681～16.542，Pb208/pb204为36.751～39.874，在图上构成一条混合线，表明矿石中铅的来源既有次火山岩，也有中上元古代地层，是一种混合异常铅；硫同位素6 s值为+0.1-4.2‰，为混熔型。

矿质来源：本类矿床赋矿围岩多为中-上元古界高于庄组、雾迷山组含锰白云岩，为锰矿提供了部分成矿物质。此外，通过对本区各类岩石的微量元素分析测定，其中火山岩含锰425×10～1344×10；次火山岩（各类斑岩）含锰361×104～1187×104，可见成矿物质主要来源于燕山期火山一次火山岩。

矿床成因：陆相次火山热液锰矿床。

4.结论

根据本次分析研究，认为河北省境内锰矿床多与沉积地层，特别是中一上元古界长城系地层关系密切。主要形成了“蓟县式”海相沉积锰矿和次火山岩型锰矿该地层不仅为锰矿床的赋矿围岩，而且可能为锰矿床的形成提供了部分矿质来源。燕山期本区构造岩浆活动强烈，导致北北东、北东、北西向断裂构造广泛发育，形成了强烈的构造交织网络，其中北东向及北北东向的大型断裂主要是控岩、控矿构造，而北西向和北北西向断裂为流体运移和矿质沉淀提供了良好的导矿通道和容矿空间。