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1、涿鹿县相广锰银矿床地质特征魏明辉 陈树清 刘成维 谷振飞 杨 云 李玉红（河北省地矿局第三地质大队，075000）摘 要：位于河北省张家口市涿鹿县的相广锰银矿床，是一个较早发现的中型低硫化物型浅成低温热液矿床。矿床赋存于晚侏罗纪后城组和张家口组，锰银矿体主要受断裂构造的控制，围岩受热液影响形成明显的矿化蚀变带。围岩蚀变带特征及此生氧化带的垂直分布特征均显示矿床深部存在高中温热液多金属矿床。关键词：锰银矿床；花岗斑岩；成矿特征；河北；相广河北省涿鹿县相广锰银矿床开采历史悠久，在宋朝初年该区就有炼银的相关记载。20世纪8090年代，对其开展了普查工作，探明金属资源量达中型规模；20072008年开
2、展了详查工作，迄今矿床边界尚未控制，通过进一步工作有望使金属资源量达大型。因此，深入研究该矿床的成矿地质特征，探讨其形成机理，建立成矿模型，对今后寻找和评价此类矿床具有重要地质意义。1 成矿地质背景相广锰银矿床位于华北板块北部，燕山褶皱带西北端。该区经历了多期复杂的大地构造演化阶段，从元古代吕梁运动到新生代喜马拉雅运动，对其都有影响。1.1 地层矿区地层简单，主要为中生界侏罗系中统后城组、上统张家口组及新生界第四系上更新统、全新统地层。张家口组与下伏的后城组为不整合接触，其中后城组凝灰质杂砂岩、张家口组流纹质熔结凝灰岩是主要的赋矿围岩。1.2 构造矿区位于矿区处于小矾山向斜和相广断陷盆地的东南
3、翼，地层为单斜构造，褶皱构造不发育；矿区构造以断裂构造、古火山构造为主，区域断裂构造主要有近NE向F1和F2两组，为中生代相广断陷盆地的“边缘断裂”，是矿区重要导矿构造。矿区内分布一系列走向近NW向，倾向NE，倾角5876的断裂构造，断层带宽几米至近100m，属压扭性断裂，系F1和F2断裂之间的次级断裂，为矿区主要控矿构造。矿区位于古火山构造近中心部位，周围环以角砾岩带、环状断裂带、铁镁质长英质侵入岩体，直径约11km；古火山构造内可划分出2个环形矿化蚀变带，并与矿区锰银矿化有着密切的关系。1.3 岩浆岩该地区内的岩浆岩包括喷出岩和侵入岩，喷出岩以熔岩层形式产出，构成张家口组流纹质熔结凝灰岩；
4、侵入岩以花岗斑岩形式产出，呈斑状结构或显微花岗结构，主要矿物为碱性长石（条纹长石和正长石，占35-40%）和奥长石（占30-35%），次为石英（占20-25%），副矿物有磁铁矿、磷辉石及锆石。矿区西部分布大面积侏罗纪晚期花岗斑岩，并呈薄层岩床侵入到侏罗系张家口组上段流纹质熔结凝灰岩中，矿区内以岩墙被动侵位到高角度含矿断裂构造内。花岗斑岩区域上呈环带状分布，系古火山构造的组成部分，是该矿田的主要成矿母岩。2 蚀变类型与分带性矿区锰银矿脉围岩蚀变较弱，发生蚀变的围岩为渗透性较强的流纹质熔结凝灰岩、凝灰质杂砂岩及花岗斑岩。蚀变围岩空间上严格受构造控制，表现出线性分布特点。围岩主要有硅化-泥化-褐铁矿
5、化和青磐岩化两种蚀变类型，其中与成矿关系密切的是硅化-泥化-褐铁矿化蚀变。2.1 硅化-泥化-褐铁矿化蚀变带硅化 呈条带状及块状分布于整个蚀变带内，蚀变围岩呈白色、灰白色。后期锰银矿化与硅化强度关系密切，高品位矿体多发育于强硅化带边部，并伴生石英-褐铁矿-锰矿细矿脉，与其它浅成低温热液Ag-Au矿床相比，其石英含量相对较少。泥化 标志矿物主要为断层泥及近地表氧化物，另外，钻孔岩芯多见含黄铁矿的高岭土（绢云母?）。褐铁矿化 以细脉浸染状发育于蚀变带内（褐铁矿与锰的氧化物共生）。原生黄铁矿含量仅为0.5-3%，但断裂构造蚀变带200m深处可见褐铁矿。经钻探验证，钻孔底部岩芯可见细粒脉状及浸染状黄铁
6、矿。除此之外，高品位锰银矿体内，偶见石英细脉两侧分布钾化（冰长石化？）蚀变带。2.2 青磐岩化蚀变带青磐岩化分布于2号脉及13号脉东北部，系2号脉体典型的蚀变，矿物组合以绿泥石-碳酸盐-黄铁矿为主。除此之外，2号脉北端普遍存在碳酸盐-锰的氧化物。2.3 蚀变带关系矿区硅化-泥化-褐铁矿化主要沿14号和13号脉两侧发育，矿区东部2号脉两侧（主矿带外围）则为青磐岩化。通过分析矿床蚀变带空间位置，同时结合蚀变矿物形成温度可发现，硅化-泥化-褐铁矿化应为内蚀变带，青磐岩化属外围蚀变带。值得指出的是，14号脉（断裂构造带）及外围受花岗斑岩侵入活动影响，形成“混合岩”区，结合蚀变带空间关系，说明14号脉或
7、其附近应为含矿热液中心，随着热液向外围运移侵位，温度降低，在2号脉出现青磐岩化。3 矿床地质特征受古火山构造及断裂的控制，矿区内发育大小不等锰银矿脉（蚀变带）43条，矿床成因类型属低硫化物型、浅成低温热液矿床；另外，区域内还发现金、铜、钼、铅、锌等小型矿或矿化点，总体来看，矿床与矿点多数围绕古火山构造与断裂展布，赋存于相应控矿构造之内。3.1 矿体产出特征矿体主要生成于侏罗系后城组凝灰质杂砂岩、张家口组流纹质熔结凝灰岩及花岗斑岩之中，并严格受断裂构造控制，多为简单且规则的脉状，锰矿体为规则的透镜状。矿体在断裂构造蚀变带中沿走向、倾向均具有分支复合、尖灭侧现、尖灭再现等特征。一般在构造破碎带发育
8、的部位，也是锰银矿体赋存和膨大的部位，尤其张家口组地层与后城组地层之间的不整合面与矿脉的交叉部位，矿体在其顶、底板两侧多发育连续的蚀变岩型银矿体。3.2 矿石类型及矿石矿物组成相广锰银矿区矿石按氧化程度可分为氧化矿石和原生矿石，其中原生矿石仅见于2号、13号脉钻孔底部。氧化矿石一般产于地表，深度大致在050m（局部深达200m），依其有用元素组分、成因产状及锰元素含量，分为锰银型矿石和蚀变岩型银矿石，矿石矿物组成见表1。原生矿石为微细粒黄铁矿-硅化-（泥化）交代型锰银矿石，尚未鉴定其矿物组成。表1 相广锰银矿床矿石组成锰银型矿石锰银型矿石脉岩蚀变岩型银矿石蚀变岩型银矿石脉岩主要溴角银矿、氯溴银
9、矿、溴银矿、卤银矿、碘银矿、硬锰矿、铅硬锰矿石英、长石辉银矿、螺状硫银矿正长石、微斜长石、钠长石、石英、绢云母、白云母、高岭土次要辉银矿、自然银绢云母、高岭土、蛇纹石、方解石、重晶石角银矿族黄甲铁矾少量银金矿、软锰矿自然银、深红银矿、含银奥铜矿方解石、黑云母、磷灰石、金红石其它褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿、毒砂、方铅矿、白铅矿、铅矾、闪锌矿、菱锌矿、水锌矿、黄铜矿、铜蓝、辉铜矿黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、硬锰矿、褐铁矿、辉铜矿、铜蓝、钛铁矿、磁铁矿3.3 矿石结构和构造矿石结构和构造比较复杂，丰富多样，根据矿石类型，分别概述如下：锰银型矿石 结构以变胶体、纤维状和叶片状为主，它型粒状结构次之。构
10、造以脉状、网脉状构造为主，角砾状构造次之。蚀变岩型银矿石 结构以变胶体为主，褐铁矿和黄甲铁钒外形呈球面状和波状。构造主要为脉状、网脉状及角砾状构造。4. 矿床成因及成矿模式4.1 铅同位素地球化学相广锰银矿床矿石中7件硫化物的铅同位素组成差异较大，其中206Pb204Pb15.98518.289，极差2.304；207Pb204Pb14.68116.542，极差1.861；208Pb204Pb36.13940.112，极差3.973；它们的方差分别为0.813，0.609和2.966。矿石铅同位素是在开放的系统中演化的，经历多次的放射成因铅的污染，属于B型铅（异常铅），其单阶段铅模式年龄（80
11、11378Ma）变化范围较大，且主要集中在8001000Ma内，反映了成矿物质部分来源于矿床下伏地层。4.2 物质来源通过光谱半定量测量方法分析了火山岩、次火山岩及白云岩（后城组下伏地层，矿区无出露）中Ag和Mn元素含量，火山岩和次火山岩中Ag为0.060.62106，Mn为361.43948.03106；白云岩中Ag近乎为0，Mn为300500106，而含锰白云岩Mn为10001500106，矿区火山岩、次火山岩微量元素含量见表2。从表2中可看出，作为围岩的火山岩及次火山岩中Mn、Ag含量较高，Mn平均1729.99106，Ag平均0.48106，分别为地壳Mn、Ag含量（Mn为130010
12、6，Ag为0.08106，黎彤1984）1.3倍和6倍。据此可见，成矿金属物质主要来自赋矿围岩和下伏地层。表2 围岩微量元素特征表（106）Table 2 Characteristics of the wall rock trace elements（106）样品编号件数围岩类型AgMnCuPbZnW（83）79802流纹质熔结凝灰岩（J3z）0.191315.543.8518.0467.92W（844）6105含砾熔结凝灰岩（J3z）0.483102.363.3119.5970.64W（83）81825花岗斑岩（Jgp）0.76772.063.7711.3456.71W（844）155平均值
13、0.481729.993.6416.3265.09矿区矿体与围岩的稀土元素分配模式（使用赫尔曼（1971）的22个球粒陨石REE平均值对数据标准化），均呈左高右低的相似形态。矿区相同地质体各样品的稀土元素分配模式相关性不明显，而不同地质体的差异性并不显著。含矿岩体与花岗斑岩、熔结凝灰岩的稀土元素特征差别较大，反映了矿石中的稀土元素并非单一继承围岩。说明金属成矿物质不完全由萃取成因形成，可能有一部分来自深源岩浆，即有深成物质的参与。4.3 成矿模式相广锰银矿床是一个典型的低硫化型浅成低温热液矿床，据其成矿地质地球化学特征，可对其形成过程和成因作如下分析，并归纳总结其成矿模式。侏罗纪晚期该地区在强
14、烈的燕山运动的影响下，形成近NE向相广断陷盆，同时，NE向乌龙沟上黄旗深断裂复活，在下地壳形成了含深源物质的花岗质岩浆房。在构造应力的作用下，岩浆沿深断裂上侵至断陷盆地多组断裂交汇部位，发生强烈的火山喷发，构成张家口组流纹质熔结凝灰岩以及花岗斑岩，花岗斑岩区域上呈环带状分布，系主要成矿母岩。成矿溶液主要来自大气降水补给的加热循环地下水。随着大气降水向下循环至深部岩浆房，岩浆热力作用使其发生沸腾，并在深部岩浆的初始动力和热驱动下，含矿热液沿断裂构造向上运移，对斑岩体及其围岩进行强烈的交代，在矿区深部形成中深成岩浆热液多金属矿床。含矿热液进一步上升，与富含O2、Fe、Mn、Mg、Ca、酸性低温大气
15、降水混合冷却，形成低硫化型浅成低温热液矿床；矿床中矿物组成相当丰富，矿物种类较多，组成较复杂以及存在自然银，成为相广锰银矿床的特色。围岩受热液影响形成明显的矿化蚀变带。成矿溶液为中低温和低密度的流体，活化的原始溶液携带深部成矿物质，经充分萃取围岩物质演化为赋矿流体，在有利地质环境内卸载而成矿。断裂构造提供了含矿溶液迁移及物质沉降空间，创造压力突变、温度降低等有利的地质条件。参考文献1 陈岳龙，杨忠芳，赵志丹同位素地质年代学与地球化学M北京：地质出版社，2005，85-932 毛德宝，钟长汀，陈志宏等铅同位素特征对成矿物质来源的制约-以华北地块北缘中段铅锌银矿床为例J前寒武纪研究进展，2001, 24(4): 193-2003 牛树银，孙爱群，谢汝斌等地幔热柱及其成矿作用研究J前寒武纪研究进展，2002, 25(1): 11-224 徐国梁冀西北相广锰银矿床地质特征及成因初探J化工地质，1993, 15(1): 25-325 马国玺，陈志宽，陈丽景等木吉村铜（钼）矿床地质特征J矿床地质，2010,
