承德地区矿山地质特征及成矿规律研究
刘宇航
河北钢铁集团矿业有限公司承德柏泉铁矿 河北省承德市平泉市 067500
承德位于河北省东北部,地处华北地台北缘与兴蒙造山带接合部,是京津冀协同发展的资源支撑区。承德有着丰富的矿产资源,已探明矿产 90 种[1],其中,金属矿以钒钛磁铁矿为主,集中分布于隆化、大庙、黑山、头沟、丰宁招兵沟等地,涵盖铁矿、金矿、银矿等,非金属矿主要分布于承德县、滦平、兴隆等地,以萤石、磷矿、水泥用灰岩为主。区域成矿受燕山期构造-岩浆活动主导,形成多元矿产格局,是研究华北克拉通边缘成矿效应的典型示范区。
1.承德地区矿山地质特征分析
1.1 区域地质背景特征
承德地处华北克拉通北缘裂陷带,构造演化分三阶段。古元古代,吕梁运动使迁西群变质为角闪斜长片麻岩、磁铁石英岩,构成铁矿源层,变质达角闪岩相。中—新元古代燕辽裂谷沉积长城系白云岩、蓟县系硅质灰岩,为矽卡岩矿提供围岩。中生代燕山运动引发强烈构造—岩浆活动,进入成矿高峰期。构造格架受三大断裂控制,EW 向丰宁—隆化深断裂控岩浆成矿带。NE 向密云—喜峰口断裂导岩导矿。NNE 向上黄旗—乌龙沟断裂派生 NNW 裂隙容矿。燕山期构造呈 “挤压—伸展” 转换,早燕山期挤压成逆冲断裂,中燕山期伸展促岩浆侵入。地层具成矿专属性,迁西群为铁矿赋矿层,长城系—蓟县系促矽卡岩化,侏罗系火山—沉积岩容金。岩浆活动以燕山期高钾钙碱性花岗岩为主,二长花岗斑岩为斑岩钼矿母岩,基性—超基性岩体为钒钛磁铁矿母岩。
1.2 矿化空间分布规律
承德地区矿床受构造—岩浆带控制,呈“一带三区” 聚集特征,矿种与区域地质背景高度适配。EW 向钼多金属成矿带沿丰宁—隆化断裂带延展,为区域核心钼资源富集带。燕山期二长花岗斑岩、花岗闪长岩广泛出露,形成以斑岩型钼矿为核心、伴生矽卡岩型铜钼矿的组合。已探明多座大中型钼矿,钼金属量占全市绝大部分;矿化强度西低东高,与东部岩浆分异更充分、断裂活动更强烈密切相关。NE 向金铜矿集区沿密云—喜峰口断裂带分布,是金铜主要产出区。受 NE 向二级断裂控制,燕山期中酸性闪长岩、花岗闪长岩与中元古界碳酸盐岩接触带发育,为矽卡岩型铜矿、石英脉型金矿提供有利环境。已探明多座矿床,构成华北重要金铜生产基地,矿床密度与间距规律化,与 NE 向次级断裂分布高度一致。NNE 向铁矿集中区沿上黄旗—乌龙沟断裂带东侧展布,为岩浆型铁矿集中区。受NNE 向三级断裂控制,燕山期基性—超基性岩体以岩床状产出,形成岩浆型钒钛磁铁矿为主的组合。已探明铁矿铁矿石储量占全市绝大部分,矿体赋存于岩体底部且与岩体走向一致,呈连续“矿带”,从北至南,矿体厚度与钒品位逐步递增,反映岩浆演化与矿质富集的空间关联[2]。非金属矿分布区呈“南北分异” 特征。北部围场膨润土矿集中区位于华北克拉通北缘变质基底,赋矿地层为中生界侏罗系火山碎屑岩,以钙基膨润土为主、少量钠基,是北方重要膨润土基地。南部鹰手营子石灰岩矿集中区,赋矿地层为中元古界长城系—蓟县系碳酸盐岩,品质符合水泥、冶金用灰岩标准,支撑京津冀建材产业。丰宁萤石矿集中区赋矿于中元古界长城系石英砂岩,受 NE 向断裂控制形成脉状矿,是国内优质冶金级萤石产区。
2 承德地区矿山成矿规律研究
2.1 构造控矿—三级断裂系统的控带—导岩—容矿作用
构造为成矿主导要素,三级断裂构成完整控矿体系:一级断裂以丰宁—隆化断裂为代表,奠定区域构造格架,控岩浆带与成矿带宏观展布。切割深度大,沟通地幔与地壳,为物质交换通道。断裂带两侧岩浆岩广泛出露,成矿带与断裂走向一致。菱形断块为岩浆侵位提供空间,大型矿床赋矿岩体常位于断块交界。二级断裂以 NE 向密云—喜峰口断裂为代表,承担导岩导矿功能,控矿田分布。切割深度适中,沟通深部岩浆房与浅部地壳,岩浆沿断裂上升形成岩株、岩枝。断裂旁侧次级褶皱,如背斜轴部,扩大岩浆—围岩接触面积,促矽卡岩化与矿质沉淀。断裂间距与矿田密度高度一致,呈断裂控矿田规律[3]。三级断裂以 NNW 向张性裂隙为代表,作为容矿空间,控矿体形态与规模。为二级断裂派生构造,以张性、张扭性为主,内部充填石英、辉钼矿形成脉状矿体。裂隙产状,如走向、倾角决定矿体形态,分布密度与矿体厚度正相关。
2.2 岩浆控矿 —— 成矿专属性与岩浆演化的物质匹配
岩浆岩是成矿物质基础,不同岩浆岩与特定矿床呈一一对应专属性,演化程度决定成矿潜力:斑岩型钼矿,与高分化 S 型花岗岩相关。该类花岗岩轻稀土富集、Eu 负异常明显,黑云母、白云母含量高,富水岩浆利于流体析出,为钼矿提供载体,大型钼矿多产于此类岩体。矽卡岩型铜矿与中酸性I 型岩浆岩,如闪长岩、花岗闪长岩相关。岩石属钙碱性系列,角闪石含量高,与碳酸盐岩接触发生交代作用形成矽卡岩。成矿元素含量高于地壳均值,为铜矿提供物质,矿床多产于岩体—碳酸盐岩接触带。岩浆型钒钛磁铁矿与基性—超基性岩体相关。岩石属拉斑玄武岩系列,铬、镍含量高。岩浆分异充分,经橄榄石、辉石结晶分异,使铁、钛、钒在残余岩浆富集,矿体多产于岩体底部。此外,岩浆演化程度与成矿规模正相关,分异越充分,矿床规模越大,为找矿预测提供依据。
2.3 地层控矿——岩性界面效应与矿源层的空间匹配
地层为成矿空间载体,通过岩性界面效应与矿源层供给控矿床形成:碳酸盐岩层为矽卡岩型矿床必备围岩。以白云岩、硅质灰岩为主,化学活泼性强,与中酸性岩浆热液接触生成矽卡岩矿物。反应释放的二氧化碳提升流体 pH 值,促铜、钼沉淀[4]。地层厚度与矿床规模正相关,碳酸盐岩—碎屑岩接触带因流体流速变化易矿质富集。变质基底地层为岩浆型铁矿矿源层。由角闪斜长片麻岩、磁铁石英岩组成,铁含量远高于地壳均值。燕山期基性岩浆上升时与之同化混染,萃取铁元素,磁铁石英岩经热液重结晶进一步富集,大型铁矿均分布于迁西群出露区。火山—沉积岩系为热液型金矿容矿空间。由安山岩、凝灰岩、砂岩组成,砂岩孔隙度高、安山岩裂隙发育,为金沉淀提供空间;地层中黄铁矿、有机质与金离子络合,石英颗粒吸附金元素,形成浸染状矿体。侏罗系玄武岩区因岩性单一、孔隙不发育,无工业价值金矿。
3.结语
承德地区作为华北克拉通北缘与兴蒙造山带接合部的典型区域,其矿山地质特征与成矿规律深刻反映了燕山期构造、岩浆、成矿的协同作用,形成了“构造控带、岩浆控类、地层控位、时代集中”的成矿模式。研究不仅为华北克拉通边缘成矿理论提供案例,还指导深部找矿。未来需聚焦深部资源预测与绿色开发,推动矿业经济高质量转型。
参考文献
[1] 对 政协 河北 省 第十 五届 委 员会 第二 次 会议 第 212 号 提 案 的 答复 [EB/OL].https://zrgh.chengde.gov.cn/art/2022/7/18/art_1066_880718.html
[2]甄博颖.矿山地质特征与矿产资源评估方法研究[J].中文科技期刊数据库(引文版)工程技术,2024(04):66-69.
[3]张莉莉,江思宏,李红梅,等.河北丰宁撒岱沟门钼矿床成岩成矿年代学及成矿岩体地球化学特征[J].地球学报,2019(05):708-723.
[4]李德先,王登红,王岩,等.中国稀散金属矿成矿规律及找矿方向[J].岩石学报,2025(09):2932-2960.