華北地區(qū)錳礦成礦規(guī)律初探

田杰鵬，李俊建，宋立軍，張彤，方同明，王麗瑛，周繼華

（1.山東建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，濟(jì)南 250101；2.中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津 300170；3.河北省地質(zhì)調(diào)查院，石家莊 050081；4.內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，呼和浩特 010020；5.北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，北京 102206；6.天津市地質(zhì)調(diào)查研究院，天津 300191；7.山西省地質(zhì)調(diào)查院，太原 030006）

在現(xiàn)代工業(yè)中，錳礦石是國家發(fā)展鋼鐵工業(yè)的重要礦產(chǎn)資源，錳礦石已是繼石油、天然氣、鐵礦石等礦產(chǎn)后，又一涉及國家安全的戰(zhàn)略性資源[1-3]。中國錳礦與國外錳礦相比較來說，大型錳礦較少，以中小型錳礦為主，礦石質(zhì)量以貧礦為主[1-2]。進(jìn)入本世紀(jì)以來，我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，冶金工業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，對錳礦資源的需求極大，錳礦特別是富錳礦和優(yōu)質(zhì)錳礦資源，已被中國列為緊缺和重要礦種[2、4-5]。我國的錳礦資源主要集中于華南地區(qū)，現(xiàn)今隨著科研和地質(zhì)勘查的不斷進(jìn)步，華北地區(qū)不斷有新的錳礦被發(fā)現(xiàn)，錳礦資源主要分布于五省市區(qū)：內(nèi)蒙古自治區(qū)、河北省、山西省、北京市和天津市（圖1）。尤其是在天津市東水廠錳礦發(fā)現(xiàn)世界上獨(dú)一無二、絕無僅有的錳方硼石，為華北地區(qū)尋找新類型錳礦床提供了新的希望[6]。

圖1 華北地區(qū)錳礦分布及成礦規(guī)律圖④李俊建.華北地區(qū)重要礦種區(qū)域成礦規(guī)律研究成果報告[R].天津:天津地質(zhì)調(diào)查中心，2013，1-742.Fig.1 Distribution of Manganese Ore Deposits and metallogenic regularities in North China④

河北省以中小型熱液錳礦為主，僅發(fā)現(xiàn)秦家峪大型海相沉積型礦床[7]。內(nèi)蒙古自治區(qū)錳礦多以共生和伴生礦產(chǎn)出，獨(dú)立錳礦床較少①許立權(quán)，張彤，張明，等.內(nèi)蒙古自治區(qū)重要礦產(chǎn)區(qū)域成礦規(guī)律研究報告[R].呼和浩特:內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，2013，1-654.。山西省錳礦資源量比較匱乏，且獨(dú)立的錳礦床不多，有工業(yè)價值的礦床主要有小青溝熱液型錳礦和上村式含錳菱鐵礦②周繼華，趙增杰，李亮玉，等.山西省重要礦種區(qū)域成礦規(guī)律、礦產(chǎn)預(yù)測成果報告[R].太原：山西省地質(zhì)調(diào)查院，2013，1-489.。北京市有昌平西湖小型錳礦和一些礦點。天津市錳（硼）礦集中分布于薊縣東北部，發(fā)現(xiàn)東水廠、壩尺峪、前干澗3處礦產(chǎn)地，前者為小型錳礦并伴生小型硼礦，后兩者均為錳礦點③陳一笠，王麗瑛，朵興芳，等.天津市重要礦產(chǎn)區(qū)域成礦規(guī)律研究報告[R].天津:天津市地質(zhì)調(diào)查研究院，2013，1-211.。

1 華北錳礦類型

華北地區(qū)錳礦規(guī)模多以中小型為主，目前探明的大型礦床僅一處（秦家峪錳礦）；賦礦層位較多，在中-新元古代、奧陶紀(jì)、二疊紀(jì)和三疊紀(jì)均有礦床產(chǎn)出；礦石以貧礦為主，礦石組分復(fù)雜，多與銀等礦物伴生。根據(jù)成礦作用可劃分為海相沉積型、沉積變質(zhì)型、熱液型和矽卡巖型四種[1，12]（表1）。

表1 華北地區(qū)典型錳礦類型及成礦時代一覽表Table1 List of typical manganese deposit types and metallogenic ages in North China

1.1 沉積型錳礦

海相沉積型錳礦成礦所處大地構(gòu)造背景主要為裂陷槽形成的靜水環(huán)境及以后的拉張盆地[6，13]，成礦時代主要為晚古生代-中上元古代，成礦環(huán)境為拉張盆地海槽內(nèi)沉積和熱水改造。受地層控制，含礦層產(chǎn)狀與圍巖一致，形態(tài)復(fù)雜，主要有透鏡狀、扁豆?fàn)?。礦石礦物主要有菱錳礦（鈣菱錳礦）、錳菱鐵礦，次為黃鐵礦。次生礦物為硬錳礦、軟錳礦、褐鐵礦等。典型的礦床有河北秦家峪錳礦、山西上村式沉積錳鐵礦和天津薊縣東水廠錳方硼石礦床。

河北省秦家峪錳礦是華北地區(qū)目前探獲的唯一的大型海相沉積型錳礦。礦體產(chǎn)于中元古界長城系高于莊組二段二層中下部的暗灰、黑灰色薄層狀含錳粉砂巖或含錳白云質(zhì)粉砂巖中[5],呈層狀產(chǎn)出，含礦層位長達(dá)12.9 km。礦石礦物以水錳礦、菱錳礦為主，脈石礦物為石英、碳酸鹽[7]。錳礦物主要呈微粒集合體分散或脈狀分布于脈石之間，而少量錳礦物以膠結(jié)物形式嵌布于脈石砂粒間。礦石結(jié)構(gòu)主要為交代結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),礦石構(gòu)造主要為脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造[7]。

天津薊縣東水廠錳方硼石礦床是目前世界上唯一一個具有經(jīng)濟(jì)開發(fā)價值的錳方硼石礦床，礦體賦存于中元古界長城系高于莊組二段泥晶白云巖中[6]，與高于莊組碳酸鹽內(nèi)的鉛鋅礦、黃鐵礦共生。錳方硼石成礦時應(yīng)屬海相蒸發(fā)成因，熱液活動的過程則可能是發(fā)生于錳方硼石成礦之后，屬后期熱液改造作用。含礦沉積的巖性序列由上至下為：薄層和薄片狀細(xì)砂巖,粉砂巖夾薄層狀含錳粉砂質(zhì)白云巖；薄層夾中厚層狀含錳粉砂白云巖,含錳粉砂白云巖夾頁巖,較薄的錳礦層；含錳粉砂白云巖、錳礦層;硅質(zhì)頁巖夾薄層狀含錳粉砂白云巖[6]。礦石礦物主要為菱錳礦、錳方硼石、次為黃鐵礦、赤鐵礦等。礦石類型包括氧化錳礦石、菱錳礦礦石、錳方硼石菱錳礦礦石、菱錳礦錳方硼石礦石、錳方硼石礦石③。

山西上村式沉積型錳鐵礦產(chǎn)于晚古生界二疊系石盒子組三段含錳泥巖建造中，根據(jù)沉積物組分、顏色、沉積韻律特征分析推測，石盒子組地層為陸源碎屑沉積類型，石盒子組由下而上可分為三個旋回：復(fù)成份砂礫巖建造-含煤碎屑巖建造→長石石英砂巖建造-鋁土質(zhì)巖建造-泥巖建造（錳鐵礦）→長石石英砂巖建造，沉積環(huán)境從早到晚呈還原-半還原-氧化環(huán)境的特征。錳鐵礦產(chǎn)于第二個旋回半還原環(huán)境的泥巖建造中，含礦層沉積建造韻律旋回明顯，含礦層位穩(wěn)定，礦體產(chǎn)狀平緩，一般沿走向長約3～3.5 km。主要礦石礦物有菱鐵礦、錳菱鐵礦、少量菱錳礦、黃鐵礦。氧化礦石主要有褐鐵礦，次要為硬錳礦、軟錳礦，少量鏡鐵礦；非金屬礦石有綠泥石、粘土礦物等②。

1.2 沉積變質(zhì)型錳礦

此類礦床是沉積型錳礦床受區(qū)域變質(zhì)或接觸變質(zhì)作用后，礦石礦物組合發(fā)生改變而形成的錳礦床。華北地區(qū)此類型的礦床主要形成于中元古代、早中奧陶紀(jì)，多產(chǎn)于板巖-灰?guī)r的地層中，主要礦石礦物為軟錳礦、硬錳礦。典型礦床有喬二溝沉積變質(zhì)錳礦和東家干沉積變質(zhì)型錳礦。

喬二溝沉積變質(zhì)型錳礦床位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市烏拉特前旗，為一中型錳礦床[8]。賦礦地層為中元古代阿古魯溝組粉砂質(zhì)板巖。礦體形態(tài)較為簡單，與圍巖產(chǎn)狀一致，主要呈似層狀產(chǎn)出，局部有分枝復(fù)合現(xiàn)象。礦石礦物：主要為硬錳礦，少量軟錳礦及褐鐵礦①。

東加干沉積變質(zhì)型錳礦位于內(nèi)蒙古巴音淖爾市烏拉特中旗巴音杭蓋蘇木境內(nèi)。錳礦賦存在中-下奧陶統(tǒng)烏賓敖包組二段地層中。礦體與圍巖產(chǎn)狀一致，呈整合接觸，界線清晰。礦層底板為絹云母千枚巖，頂板為薄層白云質(zhì)灰?guī)r。礦石礦物成份主要為軟錳礦和硬錳礦，未發(fā)現(xiàn)含錳碳酸鹽礦物。圍巖蝕變?nèi)?，具絹云母化和碳酸鹽化①。

1.3 熱液型錳礦

該類型錳礦在華北地區(qū)分布廣，多為中小型礦床、礦點及礦化點，共伴生礦多。該類型錳礦主要形成于中生代侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)，此外古生代二疊紀(jì)也有礦床產(chǎn)出，成礦熱液以燕山期淺成-超淺成酸性巖漿侵入活動為主，熱液型錳礦常與銀礦共生，基本呈正相關(guān)產(chǎn)出。多產(chǎn)于構(gòu)造帶或不同巖體的接觸部位，以脈狀或順層狀產(chǎn)出[7-10，14-15，21-23]。各典型錳礦的特征總結(jié)如下：

西里廟式熱液型錳礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)四子王旗衛(wèi)井蘇木，礦體產(chǎn)于中二疊統(tǒng)大石寨組第二段第一巖石組合下部的凝灰質(zhì)砂礫巖與青灰色厚層狀微晶灰?guī)r接觸處，這是礦區(qū)錳礦的主要產(chǎn)出部位或富集部位，也見有產(chǎn)于灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂礫巖中的次要礦層。礦體頂板巖石為厚層狀含砂屑微晶灰?guī)r，層理清楚，底板巖石為凝灰質(zhì)砂礫巖或流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r。礦體呈層狀，形態(tài)規(guī)則，礦體與圍巖界線明顯。礦石礦物為硬錳礦和軟錳礦，屬氧化錳礦石①。

額仁陶勒蓋式熱液型銀錳礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)新巴爾虎右旗，礦區(qū)主要出露中生界上侏羅統(tǒng)上庫力組和塔木蘭河組[14]，巖性主要為硅化安山巖，偶見綠泥石化或絹云母化安山巖。礦體嚴(yán)格受控于斷裂構(gòu)造，主要礦化與充填-交代形成的石英脈密切相關(guān)，均呈脈狀產(chǎn)出，礦體局部呈膨縮現(xiàn)象，沿傾向延長具舒緩波狀。銀錳礦石主要礦物為角銀礦、硬錳礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦①。

小青溝式錳礦位于山西省靈丘縣，此類型錳礦的形成與中生代次火山巖石英斑巖和中元古界長城系高于莊組含錳大理巖關(guān)系密切，次火山巖提供熱液來源，而高于莊組地層是錳的礦源層。主礦體產(chǎn)于NNE向斷層構(gòu)造帶中，另外受高于莊組地層控制，產(chǎn)于含錳白云巖中。礦體一般延伸近3 km，寬數(shù)米至五十多米，明顯受NNE向壓扭性斷層帶控制，礦體與圍巖多呈漸變關(guān)系，少數(shù)為突變關(guān)系。礦體呈似層狀、透鏡狀、豆莢狀等，主要的錳礦物為軟錳礦、硬錳礦、鋅錳礦、黑鋅錳礦。以中低溫?zé)嵋何g變?yōu)橹鳎饕泄杌?、碳酸鹽化、其次有粘土礦化、黃鐵礦化、重晶石化、螢石化、綠泥石化和綠簾石化等。

河北省次火山熱液型錳礦主要分布于涿鹿縣相廣火山盆地內(nèi)及其邊緣[7]，在陽原縣小南口、宣化縣禪田莊等地也有類似礦產(chǎn)地分布。礦床位于華北板塊北部，燕山褶皺帶的西北端[15]，礦體主要賦存于中生界上侏羅統(tǒng)東嶺臺巖群酸性火山碎屑巖裂隙中，少數(shù)產(chǎn)于中侏羅統(tǒng)土城子組砂礫巖裂隙中；含礦構(gòu)造常為與火山帶直交的北西向構(gòu)造，附近常見中侏羅世淺成-超淺成的小侵入體，主要巖性為花崗斑巖，呈巖床狀侵入到侏羅系火山-沉積巖系中。礦石類型主要為錳銀礦石、蝕變巖銀礦石兩種，礦石中主要金屬礦物有硬錳礦、鉛硬錳礦、軟錳礦、輝銀礦、自然銀等。錳銀礦石以脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造為主，角礫狀構(gòu)造次之；以變膠體、纖維狀和葉片狀結(jié)構(gòu)為主，它形粒狀結(jié)構(gòu)少見。蝕變巖銀礦石以脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造為主，角礫狀構(gòu)造為主，以變膠體結(jié)構(gòu)為主[17,24]。成礦前圍巖蝕變主要有黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化及碳酸鹽化等，與成礦關(guān)系不大。成礦期圍巖蝕變主要為硅化、高嶺土化、錳礦化、褐鐵礦化及及碳酸鹽化等，與成礦關(guān)系密切。

1.4 接觸交代型錳礦

北京昌平西湖錳礦是華北地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的唯一接觸交代型錳礦，構(gòu)造位置位于八達(dá)嶺雜巖帶中段南側(cè)，北西向薛家石梁巖帶與中上元古界及早古生界的接觸帶。其形成時代為燕山中晚期，主要出露鐵嶺組、下馬嶺組、景兒峪組、昌平組及侏羅系地層，單斜構(gòu)造，傾向南東、南西，傾角中等，發(fā)育北西向和近東西向兩組成礦后斷裂構(gòu)造。燕山期巖漿活動頻繁，主要有閃長正長巖、花崗細(xì)晶巖及中酸性脈巖等侵入。錳礦床主要發(fā)育于花崗細(xì)晶巖小巖珠與寒武系昌平組泥晶灰?guī)r接觸帶的外帶。接觸帶較平直，傾向南西，與圍巖層理基本一致。礦物組合主要為硬錳礦、軟錳礦、黑錳礦、菱錳礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等及透輝石、方解石、石榴子石等。沿接觸帶發(fā)育矽卡巖化，向外形成絹英巖化、云英巖化、鐵錳碳酸鹽化、矽線石及紅柱石角巖化。

2 主要控礦因素

（1）大地構(gòu)造背景對成礦的控制：不同的成礦構(gòu)造環(huán)境，形成不同類型的礦產(chǎn)。中元古代華北克拉通北緣巨型裂陷槽控制了與沉積相關(guān)的賦存于阿古魯溝組的喬二溝式沉積型錳礦床[25]；早-中奧陶世東加干地區(qū)形成的弧前盆地淺海-濱海地帶沉積了東加干式錳礦床；晚古生代錫林浩特巖漿弧由于洋殼俯沖消減，誘發(fā)大規(guī)模的火山活動，其晚期潛火山巖與西里廟式火山熱液型錳礦的形成有著密切的聯(lián)系，它既是成礦母巖也是賦礦層[26]；中生代濱西太平洋活動大陸邊緣構(gòu)造環(huán)境形成了大興安嶺火山-巖漿構(gòu)造帶，并形成與陸相中酸性火山-侵入巖相關(guān)的熱液型錳礦床，如額仁陶勒蓋銀錳礦、李清地銀錳礦。

（2）區(qū)域性深斷裂（帶）對成礦的控制作用：區(qū)域性深斷裂（帶）具多期或長期活動特征，是地幔物質(zhì)上涌的通道，而與其有成因聯(lián)系的次斷裂或裂隙構(gòu)造帶往往就是成礦物質(zhì)沉淀定位的空間。在其一側(cè)或兩旁常分布形成不同時代的礦床。如新巴爾虎右旗得爾布干斷裂控制了額仁陶勒蓋式熱液型銀錳礦的產(chǎn)出[27]。近東西向固陽-集寧深大斷裂控制了李清地?zé)嵋盒豌y錳多金屬礦等[28]。

（3）地層或圍巖對成礦的控制：除沉積型喬二溝式錳礦、東加干式錳礦外，部分圍巖對熱液型銀錳礦的形成有物質(zhì)貢獻(xiàn)，如得爾布干地區(qū)的中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組被認(rèn)為是燕山期鉛鋅銀錳礦的一個礦源層，長城系高于莊組含錳白云巖為小青溝式熱液型銀錳礦的錳質(zhì)來源層。

（4）巖漿活動對成礦的控制：二疊系大石寨組潛火山巖與同期的火山巖有密切的關(guān)系，其巖性主要有流紋斑巖，多呈脈狀、巖株狀或小巖株狀產(chǎn)出，該期潛火山巖與西里廟式錳礦的形成有著密切的聯(lián)系，既是成礦母巖也是賦礦層，礦床或礦點基本上是產(chǎn)在流紋斑巖內(nèi)或者附近不遠(yuǎn)的地方；白堊紀(jì)火山巖漿活動強(qiáng)烈，其中火山活動以爆發(fā)作用和噴溢作用為主,其噴發(fā)旋回從早到晚期階段表現(xiàn)為中偏基性→中酸性→堿性→酸性四個階段，巖石系列為鈣堿性-堿性系列，火山巖建造可分為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r建造、安山巖-英安巖建造、安山質(zhì)-英安巖角礫巖建造，熔巖建造和石英粗面巖建造，形成小青溝式熱液型銀錳礦。燕山晚期火山-侵入雜巖對額仁陶勒蓋銀錳礦的形成有明顯的控制作用，斑巖體巖性為閃長玢巖、花崗閃長斑巖、石英斑巖和長石石英斑巖等，同位素年齡為110～120 Ma。成礦巖體的化學(xué)成分以高硅、富堿貧鈣鎂鐵為特征，銀錳礦體呈脈狀產(chǎn)出，分布在雜巖體周圍，受斷裂構(gòu)造控制[27，29]。

3 時-空分布特征

海相沉積型的錳礦，主要賦存于中元古界長城系高于莊組地層中，此類型錳礦的形成時間為中元古代[6，30]；而陸相沉積型錳礦主要產(chǎn)于晚古生界二疊系石盒子組三段含錳泥巖建造中，其形成時代大致為晚古生代②。沉積變質(zhì)型錳礦自中元古代到古生代均有形成①。余金杰等[15]研究認(rèn)為小青溝式錳礦主要成礦期為中生代燕山期；許立權(quán)等[31]對額仁陶勒蓋式銀錳礦與成礦關(guān)系密切的石英斑巖開展研究工作，利用SHRIMP定年獲得138 Ma的成巖年齡，成礦與石英斑巖同時或稍晚，進(jìn)一步限定額仁陶勒蓋銀錳礦的成礦年齡為早白堊世早期，此外，前人對華北地區(qū)的熱液型錳礦進(jìn)行研究，普遍認(rèn)為燕山期為熱液型錳礦的成礦期[14-20，32-33]。北京昌平西湖錳礦作為華北地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的唯一接觸交代型錳礦，其形成時代為燕山中晚期⑤方同明，孫永華，尤世娜，等.北京市重要礦產(chǎn)區(qū)域成礦規(guī)律研究報告[R].北京:北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，2013，1-220.。

時間上，華北地區(qū)錳礦床的形成主要在中-新元古代、古生代及中生代。中-新元古代、古生代奧陶紀(jì)主要為沉積變質(zhì)型和海相沉積型錳礦；中生代燕山期主要形成熱液型錳礦，此外古生代也有熱液型錳礦產(chǎn)出；矽卡巖型錳礦主要形成于燕山中晚期⑤。

空間上，海相沉積型和沉積變質(zhì)型錳礦分布在華北克拉通北緣狼山-阿爾泰山裂陷槽（華北克拉通北緣西段成礦帶）、山西斷??；東水廠錳方硼石礦床分布在燕山臺褶帶馬蘭峪復(fù)式背斜南翼；古生代及中生代熱液型錳礦則主要分布在大興安嶺弧盆系（大興安嶺成礦?。⒀噙|-太行山巖漿弧，華北克拉通北緣由于中生代構(gòu)造巖漿活化，也有少量銀錳礦分布[34-35]。

4 成礦模式

4.1 沉積型錳礦

海相沉積型錳礦主要形成于長城紀(jì)高于莊期，長城紀(jì)延續(xù)時間約五億年，其中高于莊期約占兩億年，是華北地區(qū)長城紀(jì)第一次空前廣泛的海侵期，形成了一個寬闊的比較平坦的陸表海。礦床的形成演化過程是華北古陸的含鐵、錳巖石在濕熱氣候條件下，由于長期風(fēng)化破碎分解，鐵、錳等金屬大部分呈含水氧化物的膠體狀態(tài)被地表水搬運(yùn)。當(dāng)進(jìn)入海水中以后，由于海水中含有大量電解質(zhì)，在Ph值和Eh值的控制之下，凝聚沉積，形成海相沉積錳礦床。

對于天津薊縣東水廠錳方硼石礦床的成礦過程大致分為兩期（圖2），其中第一期形成沉積錳礦，晉寧期時火山噴發(fā)時，巖漿中富含B、Mn，大量的含硼氣體和含錳溶液伴隨噴溢活動而溶入海水中，當(dāng)時海水溫度較高呈弱酸性環(huán)境，含礦物質(zhì)大量溶解并進(jìn)行擴(kuò)散。到了高于莊期此處變?yōu)闇\海的弱堿性沉積環(huán)境，海水較為平靜，含礦物質(zhì)進(jìn)行沉積，形成層位穩(wěn)定的高于莊組二段含錳碳酸鹽巖地層，有錳礦生成。第二期熱水疊加改造形成硼礦，海水沿同生斷裂向下滲透運(yùn)移在深部加熱后，向上回返至礦源層時，淋濾出B、Ba、K、Li和Sc等活動性較強(qiáng)的元素，使熱水中成礦物質(zhì)濃度增高；在繼續(xù)向上運(yùn)移至近海底時，由于上覆相對隔水的黑色頁巖的阻隔和上覆海水的壓力，沿著阻擋層底面向兩側(cè)近水平滲透流動，形成離層流；由于熱水具弱酸性，當(dāng)它上升到受潮下帶似泄湖的弱堿性還原環(huán)境時，必然和貧錳層發(fā)生作用，使貧錳層的部分錳溶解遷移，并在向兩側(cè)的流動中隨壓力的降低和溶解度的增加，引起錳元素重碳酸鹽的不斷分解而沉淀出較富礦體，而一部分錳和硼結(jié)合形成錳方硼石。

圖2 天津薊縣東水廠錳方硼石海相沉積型礦床成礦模式圖③Fig.2 The metallogenic model of Dongshuichang manganese boraxite marine sedimentary deposit in Jixian County,Tianjin③

4.2 沉積變質(zhì)型錳礦

華北地區(qū)的沉積變質(zhì)型錳礦主要形成于中元古代、早中奧陶紀(jì)，此類礦床是海相沉積型錳礦床受區(qū)域變質(zhì)或接觸變質(zhì)后，礦石礦物組合發(fā)生改變而形成的錳礦床。礦體多與賦礦地層產(chǎn)狀一致，主要礦物為硬錳礦，圍巖蝕變較弱（圖3）。

圖3 內(nèi)蒙古自治區(qū)喬二溝沉積變質(zhì)型錳床成礦模式圖①Fig.3 Metallogenic model diagram of fractional metamorphic manganese deposits in Qiaoergou,Inner Mongolia autonomous region①

4.3 熱液型錳礦

熱液型錳礦是在中生代燕山期強(qiáng)烈的火山噴發(fā)活動趨于結(jié)束后，在破火山口構(gòu)造中產(chǎn)生了淺成的酸性巖漿的侵入作用，多形成斑巖體（花崗斑巖、石英斑巖等）。該巖漿熱液攜帶有豐富的銀、鉛、鋅多金屬成礦物質(zhì)，同時酸性巖漿上侵又影響了長城系高于莊組含錳灰?guī)r，使其中的錳質(zhì)產(chǎn)生活化-富集-轉(zhuǎn)移。在含錳灰?guī)r中多呈順層的錳礦體（脈）或銀錳礦體（脈）。多數(shù)銀錳成礦物質(zhì)沿斷裂帶交代充填形成銀錳（鉛鋅）礦帶（脈），而在斑巖體中則主要形成銀（鉛鋅）礦體（圖4）。

圖4 西里廟式熱液型錳礦成礦模式圖①Fig.4 Metallogenic model diagram of Xilimiao hydrothermal manganese deposit①

4.4 接觸交代型錳礦

北京昌平西湖錳礦是華北地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的唯一接觸交代矽卡巖型錳礦，此類型錳礦形成時代為燕山中晚期，成礦作用具有多期性。燕山期大規(guī)模的巖漿上升入侵和含錳地層接觸，地層在被巖漿重熔或被同化混染的過程中，錳質(zhì)被活化轉(zhuǎn)移至熱液中，為形成含錳的矽卡巖提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。燕山期的中酸性巖漿在冷凝結(jié)晶之后，由于溫度的降低，由此所釋放出來的含礦熱液在中酸性巖體與碳酸鹽類巖石的接觸部位，發(fā)生復(fù)雜的接觸交代作用，造成含錳礦質(zhì)的沉淀富集，由此形成矽卡巖型的錳礦床（圖5）。

圖5 北京市昌平區(qū)西湖矽卡巖型錳銀礦成礦模式圖⑤Fig.5 Metallogenic model diagram of Xihu skarn type Mn-Ag deposit in Changping district,Beijing⑤

5 結(jié)論

（1）華北地區(qū)的錳礦床類型多樣，根據(jù)成礦作用可劃分為海相沉積型、沉積變質(zhì)型、熱液型和矽卡巖型四種。以海相沉積型和熱液型錳礦最為發(fā)育。

（2）華北地區(qū)錳礦成礦受控于克拉通邊緣裂谷、區(qū)域性深大斷裂、沉積地層與圍巖、中生代巖漿活動等多種因素，經(jīng)歷了長期且復(fù)雜的構(gòu)造演化，成礦作用特征差異明顯?？臻g上，海相沉積型和沉積變質(zhì)型錳礦多形成于華北克拉通邊緣裂谷環(huán)境，熱液型礦床多形成于區(qū)域性深大斷裂以及火山活動頻繁的區(qū)域。時間上，錳礦床形成時代為中-新元古代、古生代及中生代。

（3）對于不同類型的錳礦床，根據(jù)其主要控礦因素及時空分布特征，建立了對應(yīng)的成礦模式：沉積型錳礦是由于中元古界華北地區(qū)經(jīng)歷長時間海侵作用，海水中的鐵、錳等金屬凝聚沉積而形成；沉積變質(zhì)型錳礦床則是海相沉積型錳礦床受區(qū)域變質(zhì)或接觸變質(zhì)后，礦石礦物組合發(fā)生改變而形成的錳礦床；熱液型錳礦則受華北地區(qū)燕山期強(qiáng)烈的火山噴發(fā)作用影響，銀、錳成礦物質(zhì)沿斷裂帶交代充填形成礦體；接觸交代型錳礦是由于燕山期大規(guī)模的巖漿上涌，與含錳地層接觸，錳質(zhì)被活化轉(zhuǎn)移至熱液中，從而形成接觸交代型錳礦。