河北省锰银矿资源综合地质调查评价

2022-04-09张建飞

现代矿业 2022年3期

张建飞

（河北省地矿局第三地质大队）

我国锰矿开采在1960 年达历史最高水平，产量为350 万t，以后逐渐下降，维持在120～300 万t；矿石多为贫矿，富矿石紧缺，因此，每年需进口50%以上。锰银矿受到过往选冶技术限制，开发程度不足。近年来我国开采技术不断进步，锰银矿的开采逐渐得到重视，并成为我国银提取物的重要矿物来源之一。氧化型锰银矿是河北省含银锰银矿类型之一，也是当前阶段被利用和开采的重要矿物类型。由于矿物学条件限制，河北省过往锰资源的勘探开发受限，大部分需求必须从其他部委、地区或外国购买。要在一定程度上改变这种被动状态，就要充分掌握锰银矿资源的状况，规划锰银矿资源的未来，寻找更好的锰银矿资源，为河北省矿产资源的可持续发展提供条件。

1 河北省锰银矿资源现状

1.1 锰银矿资源概况

据不完全统计，河北省发现并初步查明的锰银矿床（点）有48 处，其中除1 处达中型规模外，其他均为小型矿床或矿点，见表1。上表锰银矿总储量为62.1万t，均属次火山热液型，保有储量13.9万t。未上表的锰银矿资源量为2 540.27万t，其中海相沉积型2 056.05 万t（2003 年的勘查成果），次火山热液型482.02 万t，沉积变质型2.2 万t，未上表的共（伴）生银矿资源量为416 t。

省内各种类型锰银矿床皆有产出，其中规模较大、矿床数量较多的为海相沉积锰银矿，有24 处，占总数的50%，资源量为2 056.05 万t，占总量的79.01%；其次是次火山热液和岩浆热液型有16处，占总数的33.33%，资源量为544.12 万t，占总量的20.91%；沉积变质矿床1 处，资源量为2.2 万t，占总量的0.08%；其他还有风化矿床6 处，火山沉积矿床1处，均无储量。现将河北省各类型锰银矿床与国内外同类型锰银矿的储量比例对比列于表2。

从表2可以看出，沉积变质型矿床在河北省所占比例明显偏低，仅占0.08%。而热液型锰银矿床在河北省所占比例偏高，达20.91%。河北省没有风化型、火山沉积型锰银矿床储量。

初步探明的48 个锰银矿中，中型矿床1 个，小型矿床10 个，矿点37 个。除秦家峪矿区的锰银矿资源外，氧化矿（Mn15.44%）为159.68 万t，原生矿（Mn11.13%）为1 852.67 万t，其他探明小型矿床资源量仅2.2～482.2 万t，矿石品位低。河北省的锰资源主要是贫矿，约98%的锰品位为11%～18%，只有约2%的锰品位为20%～39.80%。原生碳酸锰银矿约占90%，氧化锰银矿约占10%，存在多种有用元素组合。河北省锰银矿床的主要有用元素组合一般原来4 种类型，即Mn-Ag 组合、Mn-B 组合、Mn-Co 组合和Mu-Fe 组合。锰银矿中共生的银、硼具有重要利用价值，有的甚至远远超过同一矿床锰银矿的经济价值［1］。

1.2 锰银矿成因类型

海相沉积矿床的含矿层位主要为中元古代长城系高峪庄组二段含锰粉砂质、泥质页岩和粉白云岩，称为蓟县型锰银矿，其次为中元古代蓟县系铁岭组含锰白云质灰岩页岩，上元古代青白口系金儿峪组含锰灰岩，下马岭组含铁锰石英砂岩。该类型矿床主要分布在冀东马兰峪背斜古大陆核外。北京和天津的行政区划为遵化、迁西、兴隆、宽城、承德、蓟县和平谷。河北省西北部张家口市赤城县和淮安县也有少量分布。该矿床是河北省锰银矿的主要类型（点）［2］，已发现24 处矿床，占全省的50%。初步查明资源量2 056.05万t，占全省资源量的79.01%，如西迁秦家峪矿区、蓟县东水厂矿区等。根据岩浆作用的深度和性质，热液锰银矿床可分为以下3类。

（1）中深层岩浆热液型。燕山期中深成岩花岗岩侵入围岩含锰白云岩构造破碎带（主要为高峪庄组、铁岭组），共有矿点6处，分布于冀东淮安县、涿鹿县、宣化县、宽城县和邯郸市涉县。并存在没有经过验证的资源，如淮安县西七屯。

（2）次火山热液型。燕山期浅成—超浅成石英斑岩、花岗斑岩、正长斑岩、长城系高峪庄组白云岩、蓟县系雾迷山组、侏罗系后城组凝灰质杂岩、流纹岩熔融凝灰岩、白灰色角砾岩，张家口组、吴家山组主要分布在张家口市涿鹿县、阳原县、宣化县境内，共有7处矿床，也是河北省主要锰银矿类型之一。探明上表储量62.1万t，占全省上表储量的100%。如果将以上未列出的资源包括在内，则占全省资源总量的20.91%，如涿鹿香光、宣化样田等。

（3）火山热液型。矿体赋存于上侏罗统张家口组流纹岩和白旗组凝灰岩角砾岩中，分布于承德市威昌县、张家口市崇礼县。有3 个矿点没有探明储量，比如威昌县的满汉沟。目前，河北省仅发现1 个小型矿床，即灵寿县龙田沟锰银矿，矿体赋存于上太古宙五台群半峪口组变质砂岩、片岩中，探明资源量占全省资源总量的0.08%。

风化型矿体赋存于高峪庄组含锰白云岩和侏罗系鸡峪山组凝灰岩的层间和裂隙中，比如淮安县的连家寨。风化残余矿体赋存于中侏罗世高峪庄组含锰白云岩和蓟武山组安山岩、安山岩块体上的第四纪残余沉积物中，如蔚县西行岑。河北省有5处风化锰银矿点，仅发现1 处火山湖相沉积类型，分布于平泉县庙沟。矿体赋存于侏罗系九龙山组火山碎屑岩中，规模小，没有成熟的资源。

1.3 锰银矿资源勘查、研究现状

日本侵华期间，为了进行掠夺性开采，在河北省一些矿区，特别是冀东进行了一些锰银矿勘查。1949 年前，旧中国很少进行锰银矿地质勘查。1949年后，随着国民经济发展的需要，一些地勘单位在全省（包括北京、天津）进行了不同程度的锰银矿勘查。20 世纪50—60 年代初，是河北省锰银矿勘查的第一次高潮。华北地质局111 队先后勘查了蓟县、平谷、黔西、遵化、兴隆等地的锰银矿，227 队勘查了房山、义县、涞水等地的锰银矿，地质部112 队、211 队、224队勘查了涿鹿等地的锰银矿及张家口的淮安和阳原。这些地质调查确定了已探明锰银矿的分布格局，并获得了少量储量。在经历了20 世纪60 年代锰银矿勘查的低潮后，新一轮的锰银矿勘查工作于70年代开始。河北省第三地质队和516 冶金队在涿鹿县张家口地区的祥光、小南口、样场、徐家窑、上井沟、黑山寺等锰银矿区，采用综合地质、物化探手段进行了普查评价。不仅获得了61.2 万t 的上市锰银矿储量和525.72 万t 的非上市资源，而且在这些矿床中发现了锰银矿和银矿共生关系，其中银符合工业要求，前景广阔。与此同时，原河北省地质矿产局地质十队在蓟县东水厂矿区进行勘探，不仅初步探明锰银矿资源49.2 万t，而且发现了锰方石英与锰银矿伴生有益元素Mn-B 组合的新信息，为锰硼综合找矿提供了新的找矿前景。1983 年至90 年代初，河北省第三地质队和河北省地质勘查院对祥光锰银矿区进行了普查和详查，在三大矿脉北段获得33.35 万t 锰银矿储量，估算258 t银矿储量。

2003—2004 年，河北省地质勘查局第二地质大队在遵化县姚家峪、沁家峪、黔西县东沟峪（统称沁家峪锰银矿区）进行了锰银矿普查。初步查明矿区内自东向西延伸的高峪庄二段锰银矿床长达12 km，探明锰银矿资源量为2 012.35 万t，为中型锰银矿，开创了河北省锰银矿勘查的新局面。

通过多年的锰银矿勘查，全省已发现有意义的锰银矿（点）48 处，其中详查或近详查5 处，普查17处，预调查26处。目前，全省开展锰银矿综合研究的项目较少。20 世纪50 年代，沈庆荣、廖大聪在《燕山震旦系地层与震旦系沉积矿物》一文中，首次提出河北省壮族组含锰层以上有锰银矿，称为蓟县型锰银矿，铁岭组下部锰银矿（邻近辽宁瓦房型锰银矿）和下马岭组含锰层。这些发现和观点对河北省今后的锰勘查具有一定的指导意义。1983 年，河北省地质矿产局综合研究组对成矿地质条件进行了详细研究，在《冀北中元古代长城系高峪庄组成矿条件及该层位锰银矿、黄铁矿等矿物形成的科学研究报告》中，对其分布富集规律及找矿方向进行了研究和探讨，具有一定的参考价值。1986 年，河北省区域调查队在《河北省京津地区矿产总结》中对该省锰银矿进行了初步总结，提出了河北省锰银矿的5 种成因类型：海相沉积型、热液型、沉积变质型、湖相沉积型和风化残积型。1994 年，河北省地质勘查院张家口工作部全面总结了湘光、上井沟、黄山等地锰银矿床的区域成矿背景、矿田及地质特征，在《河北省涿鹿县祥光锰银矿田大型成矿预测报告》中，利用地质、物理、化学、遥感等综合信息，探讨了该区综合信息找矿模式，并对该矿床进行了定性成矿预测。

2 地质调查综合评价方法

2.1 资料收集与综合研究

全面、系统地收集全省（含周边省市）所有锰银矿相关资料，主要包括全省所有锰银矿区的详查、普查报告和矿产（含锰银矿）综合普查报告，全省锰银矿区域综合研究成果，与本省锰银矿勘探有关的物理、化学、远程和区域调查结果，矿区开发利用资料及选矿试验结果。国内外有关锰银矿的文献较多，本研究通过对各种资料的综合整理和深入研究，对全省锰资源现状、控矿因素、成矿规律、矿床类型、资源远景预测、矿石可选性等重要内容进行了详细论述，并进行了全面的调查和评价［3］。

2.2 锰银矿床的调查

分别进行一般检查、简单调查和重点调查。一般来说，在阅读和分析矿区所有数据的基础上，对矿区进行实地调查。观察矿床的宏观特征，包括控矿因素、矿体产状特征、矿床规模、产状、形状、矿石类型、质量、潜在远景等，主要通过现场观察获得感性认识，一般不投入更多具体工作。如有必要，采取少量样本或进行一些探索性观察。本次简单调查是在原有勘查工作的基础上，结合部分具有一定开发前景的矿区（主要分布在张家口地区）勘查思路进行。根据已知矿体的分布、富集规律和远景发展，对成矿有利的远景地段进行详细地地质观测，并通过剖面测量进行简单地调查评价、取样测试、老洞清理等，少量地表裸露、地质调查等方法［4-6］。以冀东黔西县秦家营锰银矿床（海相沉积矿床）为重点调查矿区案例进行调查评价。河北省地勘局第二地质大队于2003 年对迁西县秦家营锰银矿进行了普查，并于2004 年提交了迁西县秦家营矿区及周边锰银矿普查报告。

2.2.1 秦家营锰银矿床普查工作及工程布置

该锰银矿为中型海相沉积锰银矿床，矿体形态简单、规模大、矿层比较稳定，矿床类型确定为Ⅰ～Ⅱ类型，采用400 m×200 m网度探求332资源量，（400～800）m×200 m 网度探求333+334 资源量。勘探线Q73～Q34，方位为0°～180°，Q73以西为90°～270°，Q34以东为20°～200°

2.2.2 普查工作质量评述

（1）探槽。按400～800 m 间距施工探槽，探槽揭穿全矿层、深度达到基岩面以下。

（2）钻探。采用小口径金刚石钻进，孔径为91～75 mm，施工钻孔7个，总进尺891.56 m。岩心采取率为79.96%～95.7%，矿心采取率为85.78%～100%。

（3）机掘坑道。在Q12线东施工了PD1平硐，进尺73.6 m，规格为1.60 m×1.80 m。

2.2.3 地质填图及质量评述

（1）地质剖面。实测地质剖面，罗盘、皮尺测量，比例尺1∶1 000。

（2）1∶1 万地质测量。采用追索法和穿越法相结合，野外定位用地形、地物和罗盘。

（3）1∶2 000 地质测量。底图为1∶1 万地形图放大、测量仪器定位。

2.2.4 采样化验及质量评述

刻槽取样规格为（10 cm×2 cm）～（5 cm×3 cm），岩心为1/2 劈样，样长0.80～4 m。分析项目为Mn，抽取部分副样分析Fe、P、SiO2。样品分析内检合格率为98%，外检合格率为97%。

2.2.5 主要完成工作量

（1）1∶1万地质测量：10 km2。

（2）1∶2 000地质测量：1.5 km2。

（3）槽探：2 467 m3。

（4）机掘硐探：73 m。

（5）钻探：7个钻孔，合计891.56 m。

（6）基本分析样：608件。

3 河北省锰银矿资源存在的问题

（1）全省锰银矿勘查程度较低。在已发现的48个锰银矿（点）中，有5 个已达到详细调查水平（其中天津有2 个）。90%的矿区仅为普查或预调查，包括一些大型和有前景的矿区。此外，以往对矿床中共生有益元素银、硼、铁的综合利用与评价不够重视。这些问题导致矿产资源严重短缺，危及矿业的可持续发展。据调查，目前探矿权的设定是以原国家出资的探矿成果为基础的，虽然取得了巨大成就，但大多是对以往地质工作资料的二次开发，属于“老首都”类型。风险调查的实际投入并不多。投资者看重矿产勘探成果开发的收益，对高风险商业矿产勘探过程不感兴趣。从勘探资金的矿产投资来看，能源矿产（主要是煤炭）、贵金属矿产和有色金属矿产所占比例较高。从中国经济快速发展的角度来看，对资源的强烈需求将长期存在。因此，资源开发的步伐将越来越快。仅仅依靠过去遗留下来的家庭财富很难满足可持续经济发展的需要。因此，如何鼓励和促进适当规模的资金投资于新矿区的勘探，是关系到矿产资源可持续供应的一个重要问题。

（2）虽然已对各类锰银矿进行了选矿试验并取得了一定成果，基本满足详细勘察和普查阶段对矿石可选性的要求。如果想实现数据库的正式挖掘和利用，或还有很大的差距。如锰银矿和锰硼矿的分离和综合回收，选矿、冶金加工和产品制备的工艺流程和经济技术指标等需要通过扩大试验研究来解决。此外，探明储量最大的秦家峪矿区是一个难选矿石，应努力解决选矿问题。

4 河北省锰银矿资源解决对策

（1）加强勘探，明确主方向，首先要围绕全省两大成矿远景区的4 个A 级预测区进行进一步勘探。河北省西北光预测区具有良好的找矿前景。除锰外，还可综合利用银、金、铅、锌和铜，其中以铜为主。根据矿床特点，采用地质、物化、遥感等综合找矿方法进行找矿。在小南口样场预测区，加强样场矿区的勘探尤为必要。矿区矿产资源规模大，预计远景资源量可达1 000 万t 以上，为锰铁共生，具有利用价值（铁平均品位32%）。目前仅用于地表评价，深部控制宜采用钻孔。冀东秦家峪—马蹄峪预测区探明锰资源量最大，达2 000 多万t。锰银矿类型单一，但约90%的原生矿为低品位（Mn11%左右），目前难以利用。因此，在秦家峪矿区，有必要圈定贫矿中较富的矿体，继续对矿区姚家峪、东沟峪段进行深部控制。该区应广泛寻找较富的氧化矿。

（2）随着勘查程度的提高和矿床开发利用的需要，选矿试验水平和规模将相应提高，选矿、冶金加工和产品制备工艺将进一步完善，提高选矿回收率和综合利用率，为矿床的开发利用提供更可靠的选冶技术保障。