华北地区铬铁矿资源概况及其资源潜力

　　华北地区铬铁矿资源概况及其资源潜力

　　铬因其具有质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀性等特性，是发展冶金、国防、化工等工业领域不可缺少的矿产资源。我国铬铁矿消耗量巨大，已成为全球不锈钢生产和消费第一大国。未来世界铬铁矿需求总体依旧保持增长，且集中在以我国为主的亚洲市场。然而，我国铬铁矿资源一直呈现储量少、品位低的特点，供需缺口急剧增加，铬铁矿已被自然资源部列为15种紧缺金属矿产之一。鉴于我国铬铁矿资源的紧缺形势，摸清铬铁矿资源家底，加强铬铁矿成矿规律研究，为指导找矿勘查提供服务支撑已成为保障资源安全的当务之急。

　　华北地区构造岩浆活动强烈，发育多条镁铁质一超镁铁质岩及蛇绿岩混杂带，为铬铁矿床的形成提供了有利的地质构造条件。前入主要针对华北地区铬铁矿成因、形成背景及找矿预测方面做了较多的研究工作，为推动华北地区铬铁矿成矿规律研究奠定了坚实的基础。笔者在前人工作资料基础上，对华北地区铬铁矿资源概况、矿床类型及区域成矿规律等方面进行总结，并对铬铁矿成矿潜力与找矿方向进行了探讨，以期为华北地区铬铁矿找矿勘查部署提供基础资料和理论支撑。

　　1.华北地区铬铁矿资源概况

　　华北地区铬铁矿主要分布在内蒙、河北、河南和北京等地。华北地区铬铁矿（点）数量多而规模小，资源储量偏低。截止2016年，华北地区先后发现／勘查了铬铁矿矿床(点)49处，包括中型1处，小型11处，矿（化）点37处，累计查明铬铁矿资源量283.41万吨。其中，内蒙古铬铁矿矿床（点）39处，包括中型1处，小型5处，矿（化）点33处，主要沿区内几条蛇绿岩带分布，查明铬铁矿资源储量103.32万吨；河北省小型铬铁矿矿床4处，主要分布于承德、遵化等地；在康保永德堂、万全洗马林、黄土梁、平泉大庙罗区沟、兴隆卦兰峪、迁西汉儿庄岔沟、元氏鹿台等超镁铁质岩中也见有铬铁矿矿化；河南省铬铁矿矿床（点）4处，包括小型1处，矿（化）点3处，主要分布在商丹蛇绿岩片、熊耳山及泌阳县古元古代片麻岩系中；北京铬铁矿矿床（点）2处，包括小型l处，矿点l处，主要分布在密怀隆起平顶山一放马峪一带。

　　2.主要矿床类型

　　铬铁矿主要产于镁铁质一超镁铁质岩中，具有极强的成矿专属性。根据成矿作用和成矿地质条件的不同，可将华北地区铬铁矿分为蛇绿岩型和岩浆型两种预测类型。其中，蛇绿岩型铬铁矿主要分布在内蒙和河南等地，为华北地区铬铁矿主要矿床类型；岩浆型铬铁矿主要分布在河北和北京。

　　2.1蛇绿岩型铬铁矿床

　　蛇绿岩型铬铁矿主要赋存在俯冲挤压环境下沟弧盆体系蛇绿岩混杂带或俯冲增生杂岩带中，是大洋地幔高度部分熔融的产物。岛弧、弧后盆地、弧前盆地、增生带均是该类矿床成矿的有利构造部位。由于构造运动强烈，蛇绿岩特征受到破坏，勘查难度较大，但因其质优、品位高而具有良好的工业价值。蛇绿岩型铬铁矿为华北地区铬铁矿主要的矿床类型，代表性矿床有内蒙古赫格敖拉、索伦山、柯单山、贺根山铬铁矿及河南洋淇沟铬铁矿等。

　　铬铁矿矿体宏观上常具有塑性变形特征，矿体形态不规则，常呈豆荚状、透镜状及不规则状产出。浸染状矿体与围岩呈渐变过渡，致密块状矿体与围岩接触清楚。一条矿带中常由数十至数百个矿体组成。矿石矿物主要为铬尖晶石，伴生有少量黄铁矿、镍黄铁矿、赤铁矿等，偶见铂族矿物。镍黄铁矿含量自稀疏浸染条带状一中等浸染条带状一致密块状矿石具有明显增高的趋势。脉石矿物因矿石类型不同而异，稀疏浸染状及中等浸染状矿石的脉石矿物主要为镁橄榄石、纤维蛇纹石、胶蛇纹石、叶蛇纹石，偶有滑石及方解石。稠密浸染状矿石脉石矿物以斜绿泥石、纤维蛇纹石、叶蛇纹石、胶蛇纹石及碳酸盐为主，偶有橄榄石残晶。致密块状矿石中脉石矿物为铬斜绿泥石及少量纤维蛇纹石、叶蛇纹石。矿石结构以半自形一他形不等粒结构、自形一半自形中细粒结构为主，次为他形不等粒结构、包橄结构、熔蚀结构等。矿石构造主要为浸染状构造，少量致密块状构造。矿体边缘常有斜绿泥石或蛇纹石组成外壳，围岩多具蛇纹石化、斑点状滑石化蚀变现象。

　　该类矿床成矿模式为：扩张脊构造背景，地幔上涌，比较重的矿浆沉淀于上地幔中岩浆房底部。当扩张脊温度和压力下降时，铬铁矿结晶并聚集形成矿体。随着板块在扩张脊两侧的相向运动，矿体也随板块向大陆边缘运移，并受到地幔运移中的塑性剪切作用而在地幔橄榄岩中发育叶理，使与叶理不整合的矿体逐渐转为整合。板块运移离扩张脊越远，水平拉伸持续的时间越长，剪切作用也越强，从而使原矿体支离破碎，形成串珠状小豆荚体。在空间上，矿体要经历从上地幔、扩张脊、大陆边缘仰冲带这样宽广的区域；时间上要经历板块从扩张脊至大陆边缘所需的时间，最终定位形成矿床。如河南洋淇沟含铬超镁铁质岩可能形成于新元古代古秦岭洋中脊，在新元古代末向秦岭岛弧的俯冲，早古生代进一步深俯冲达到高压一超高压基性麻粒岩相；之后经历了构造挤出、推覆隆升和断块抬升等复杂构造过程，最终定位在南、北秦岭缝合带的蛇绿岩片中。

　　2.2岩浆型铬铁矿床

　　岩浆型铬铁矿床主要分布在地台凹陷带或裂谷带附近的镁铁质．超镁铁质岩中，以品位低、规模小、工业价值不高为特点。化学成分以高铁、高钛为特点，并可与铁、铜、镍、铂族元素等矿种伴生。代表性矿床有承德高寺台铬铁矿、遵化毛家厂铬铁矿、北京密云平顶山和放马峪铬铁矿。

　　岩浆型铬铁矿主要产于纯橄岩和蛇纹石化纯橄榄岩中，岩石类型主要为蛇纹石化辉橄一纯橄岩、橄榄岩、橄榄一辉石岩。岩石普遍遭受强烈的蛇纹石化，次为碳酸盐化、绿泥石化和滑石化。矿石矿物以铬铁矿、铬尖晶石为主，另有少量磁铁矿、钛磁铁矿；脉石矿物以橄榄石、蛇纹石为主，少量绿泥石、云母、铬云母，蛭石、滑石、碳酸盐矿物等。矿石结构主要有自形中粗粒结构、自形不等粒结构、自形一半自形不等粒度结构，偶见交代结构和压碎结构。矿石构造依据铬铁矿和脉石矿物的相对含量、排列组合可分为6种类型。1）致密块状构造：铬铁矿以中粗粒自形为主，脉石矿物为叶蛇纹石，少量脉石胶结自形的铬铁矿，碳酸盐以细脉状充填于铬铁矿裂隙中；2）浸染状构造：以铬铁矿含量及浸染程度分为稠密浸染状、中等浸染状、稀疏浸染状以及多类浸染状矿石组成的斑杂状；3）同生角砾状构造：为致密块状或稠密浸染状矿石胶结，包裹棱角不明显或浑圆的纯橄榄岩崩离体；4）网环状构造：网环由稀疏一中等浸染矿石组成，铬铁矿为自一半自形不等粒结构，大小不一，脉石矿物为蛇纹石化橄榄石、绿泥石；5）斑点浸染状构造：铬铁矿呈自形不等粒，压碎结构明显、其间偶见蛇纹石化橄榄石包体，脉石矿物为叶蛇纹石、碳酸盐等；6）浸染条带构造：铬铁矿矿石为它形晶，少部分为半自形，铬铁矿浸染体增加则形成不甚清晰的条带构造，有时具雏网环形构造，脉石为橄榄石。

　　该类矿床应属早期岩浆重力分异和晚期压滤形成的混合类型，以晚期岩浆矿床成矿作用为主。如高寺台铬铁矿与围岩无明显界线的浸染矿条、浸染矿团及不规则浸染体是早期岩浆作用产物，Si、Fe、Co、V等元素明显的向边缘部位转移，而Mg、Cr元素则向中心部位集中，岩浆分异作用对矿液的富集起决定性作用；与围岩有明显界线的矿条、矿囊、透镜体、网状矿体，尤其具有同生角砾状构造矿石的矿体是属于晚期岩浆产物，在岩浆分异作用各种岩相已基本形成而处于塑性物质状态时，由于构造应力产生的原生构造破裂带，残余含矿岩浆伴随着大量挥发份向压力低和薄弱地带运移、结晶和聚集，形成带状富集成矿。毛家厂铬铁矿有些较大的单个矿体核部为稠密浸染状及致密块状的矿石，边缘迅速变为稀疏浸染及星散状矿石，两者界线清晰，并且接触面充填有后期的方解石脉或石棉脉。说明早期矿床形成以后，又有较晚期的富含矿的熔浆受其外力影响，被压入到早期形成的矿体中。有很多单个矿体赋存于岩体上盘或与片麻岩直接接触，说明早期矿床形成以后，本来应赋存于岩体下盘，但因顶盘含有较多的挥发份，致使矿体富集于岩体上盘。这些现象说明整个岩体在深部可能已经过一定程度的分异作用之后，又侵入到片麻岩的构造带中，继续进行分异、冷凝、结晶成铬铁矿与超基性岩体。

　　3.华北地区铬铁矿成矿规律

　　3.1铬铁矿时空演化特征

　　华北地区铬铁矿（点）形成时代从太古宙到中生代均有发育，但不同时代在强度上有一定的差异，其中新太古一古元古代、晚古生代是华北地区铬铁矿形成的两个高峰期。在空间上，华北地区铬铁矿分布具有成群带分布的特征。从地理位置上看，铬铁矿主要集中分布在内蒙古蛇绿岩带发育区，河北、河南和北京也少量产出。在大地构造位置上，除北京和河北几处岩浆型铬铁矿产在华北陆块北缘燕山台褶带之外，其余蛇绿岩型铬铁矿均产在天山兴蒙造山系（索伦山蛇绿岩带、贺根山蛇绿岩带）和秦岭造山系（商丹蛇绿岩带）中的洋壳蛇绿岩残片中。

　　新太古一古元古代，是华北地区岩浆型铬铁矿的主要成矿期之_，形成诸如平顶山、放马峪、毛家厂、闫家沟、闫王台等铬铁矿，主要分布在燕山台褶带迁西群广泛出露的构造隆起部位，集中分布于遵化一迁西一北京一带，其形成环境可能与华北克拉通经历了克拉通化后强烈的伸展事件有关。

　　古元古代，华北地区发育有铁炉坪、碾盘山、薛头湾等蛇绿岩型铬铁矿点，主要分布在河南熊耳山片麻岩穹隆、碾盘山构造混杂岩带中。该期铬铁矿点应代表了华北陆块区最后一次陆块聚合的洋壳，后期经历了古元古代大洋板块的俯冲、弧陆碰撞和志留纪以来的造山过程。

　　新元古代，主要发育秦岭构造带南部商丹缝合带中的洋淇沟、松树沟蛇绿岩型铬铁矿，陕西省商南县松树沟岩体是秦岭造山带规模最大、唯一赋存铬铁矿床的镁铁一超镁铁质岩。洋淇沟铬铁矿与松树沟铬铁矿属同一个矿床，形成环境为新元古代古秦岭洋中脊扩张阶段(1000~800Ma)，是中粗粒纯橄岩在热边界层的冷凝结晶过程中岩浆分异作用的产物。

　　早古生代，华北地区铬铁矿成矿作用较弱，主要在二郎坪群与秦岭杂岩之间的构造混杂岩中零星发育少量铬铁矿点，如老坟扒和老龙泉铬铁矿点。铬铁矿点主要发育在辉橄岩异离体边部，有关岩片、岩块规模甚小，其成矿潜力有限。有关超镁铁岩带与岛弧火山岩、基底杂岩构造混杂在一起，处在弧后盆地枕状熔岩南侧的俯冲带，时代应为早古生代。

　　晚古生代为华北地区蛇绿岩型铬铁矿另一主要成矿时期。矿床主要分布在天山一兴蒙造山系内索伦山和贺根山洋壳残片中，代表性矿床有赫格敖拉、索伦山、贺根山、柯单山、二道沟等。矿床形成时间上与蛇绿岩一致，主要为晚古生代。晚古生代时期，华北陆块北缘以陆缘俯冲一碰撞造山作用为主，经历了多期洋壳扩张与俯冲、碰撞造山过程，贺根山蛇绿岩型铬铁矿床即形成于泥盆一石炭纪俯冲作用过程中洋内弧后盆地环境，而索伦山、柯单山蛇绿岩型铬铁矿则形成于二叠纪洋中脊扩张环境。

　　中生代，华北地区铬铁矿发育较少，仅见有1处岩浆型小型铬铁矿床一河北高寺台铬铁矿。该矿床位于华北陆块北缘，形成时代为晚三叠世，其形成环境为碰撞后伸展阶段。

　　3.2主要控矿因素

　　(1)构造对成矿的控制作用

　　矿床形成过程中，成矿流体运移和成矿物质沉淀、定位空间及形成保存条件与构造息息相关。在古秦岭洋和古亚洲洋洋盆生成、发育和消亡过程中，不同的构造环境内发生不同的成矿作用。如洋中脊扩张或洋盆拉张环境下，地幔物质上涌，形成与洋壳相关的岩浆熔离贯人型铬铁矿。

　　(2)蛇绿岩带对成矿的控制作用

　　华北地区商丹、二连一贺根山、索伦山和柯单山等蛇绿岩带中发育有幔源超镁铁质岩，这些幔源超镁铁质岩控制华北地区大部分蛇绿岩型铬铁矿的形成。

　　(3)超镁铁质岩相带对成矿的控制作用

　　岩相带是岩浆分异程度的记录，分异时间越充足、分异程度越好，其所形成的岩体岩相带越明显，对成矿也最为有利；相反则成矿不利或不成矿。铬铁矿大多数产在纯橄岩一斜辉辉橄岩相带的纯橄岩析离体内，且主要赋存在纯橄岩中上部，向下逐渐减、少，少量发育于斜辉橄榄岩内。该类岩相带规模越大，纯橄岩析离体规模越大，矿床规模也越大；反之矿床规模较小。

　　(4)超镁铁质岩规模与成矿的关系

　　铬铁矿成矿与超镁铁质岩块的规模有密切关系。成矿条件最好、赋存有中型铬铁矿的贺根山超镁铁质岩块，出露面积约80km2;赋存有3个小型铬铁矿床的索伦山超镁铁质岩块出露面积约72km2，说明岩体的规模大，对成矿有利。

　　(5)超镁铁质岩岩石化学成分对成矿的控制

　　铬铁矿和铬尖晶石的成矿与岩体含铬的丰度和m/f比值有关。镁质超基性岩基性程度愈高，即m/f比值愈高且变化范围宽、铬在岩体中的丰度愈高且变化范围宽，对成矿有利。河北高寺台含铬超基性杂岩m/f值为1.89~17.23，平均为7.30；内蒙古二连一贺根山东段崇根山蛇绿岩m/f值为8.72-11.60；贺根山蛇绿岩m/f值为8.47~10.78；河南洋淇沟含铬超基性岩m/f值为6.2~8.4。

　　4.华北地区铬铁矿资源潜力与找矿方向

　　华北地区经历了多次洋壳/洋盆闭合，洋陆俯冲、陆陆碰撞演化阶段，发育形成了二连一贺根山、索伦山、柯单山等几条大的蛇绿岩混杂带，这些蛇绿岩混杂带内已发现／勘查了40余处蛇绿岩型铬铁矿床（点），显示蛇绿岩带内铬铁矿找矿潜力较大，应作为今后找矿的主攻方向。

　　(1)-连一贺根山蛇绿岩带

　　二连一贺根山蛇绿岩带呈北东东向展布，基岩断续出露长约180km，最大宽约50km，由数十个规模不等、大小悬殊、岩石类型各异的蛇绿岩块组成。该岩带分布有国内规模最大的朝根山、贺根山、崇根山、乌兹尼黑等蛇绿岩块。地表超镁铁质岩体出露规模较大，且物化探异常及航磁异常套合较好。目前，该岩带已发现有l处中型铬铁矿、1处小型铬铁矿和14处铬铁矿点，显示较好的成矿潜力。以往地质勘查深度主要在400m以浅，应加强已知矿区深部地质矿产勘查，有望实现铬铁矿找矿突破。

　　(2)索伦山蛇绿岩带

　　该岩带位于中蒙边境内蒙古中段西部的中国一侧，分为东西两部分。西部为索伦山岩块，东西长约32km，宽2—6km，面积70km2，已发现有查汗胡勒、索伦山2个小型矿床和巴音301、两棵树、巴润索伦、巴音104、巴音查等5个矿点；东部为阿布格一乌珠尔岩块，东西长约20km，宽2—5km，面积23km2，已发现有乌珠尔三号小型矿床和桑根达来209、桑根达来206、桑根达来、塔塔等4个矿点。该蛇绿岩带航磁及物化探异常呈条带状、串珠状套合，显示较好的成矿潜力。需要关注的是，该岩带地表未见超镁铁质岩出露而航磁和物化探异常套合较好地区，可能暗示有新的超镁铁质岩体隐伏，有望实现铬铁矿找矿突破。

　　(3)柯单山蛇绿岩带

　　柯单山蛇绿岩带沿西拉木伦河北岸分布。该岩带由柯单山、九井子和杏树洼蛇绿岩块组成，其中柯单山蛇绿岩块发育最好，长约10km，宽0.3~1.7km，面积8km2，已发现有1处柯单山小型铬铁矿。该蛇绿岩带航磁和物化探异常也有较好的套合，局部存在隐伏的超镁铁质岩，成矿潜力较好。该区工作程度相对较低，勘查深度较浅。加强已知矿区外围调查和深部勘查，有望发现新的超镁铁质岩隐伏岩体，实现铬铁矿找矿突破。

　　(4)商丹蛇绿岩带

　　商丹蛇绿混杂岩为秦岭造山系中早古生代重要的缝合带，主要为橄榄岩一纯橄岩、辉长岩一闪长岩一石英闪长岩组合，已发现有洋淇沟、松树沟等小型铬铁矿床，具有较好的找矿潜力。然而，洋淇沟发现的矿体大多位于北带，次为中带，而西部相邻的松树沟铬铁矿体主要分布在南带。因此，今后应加强该岩带研究程度相对较低的南西部勘查和研究工作。另外，仇东东等根据已知探矿工程控制及三维地质模型研究表明，松树沟岩体下盘和深部也具有较大的找矿潜力。

　　5.结论

　　(1)华北地区铬铁矿主要分布在内蒙、河北、河南和北京等地，已发现／勘查了铬铁矿(点)49处，包括中型l处，小型11处，矿（化）点37处。

　　(2)华北地区铬铁矿分为岩浆型和蛇绿岩型两种预测类型。其中，蛇绿岩型铬铁矿主要分布在内蒙和河南等地，为华北地区铬铁矿主要矿床类型；岩浆型铬铁矿主要分布在河北和北京。

　　(3)华北地区铬铁矿床（点）形成时代从太古宙到中生代均有发育，其中新太古代一古元古代和晚古生代为两个主要成矿时期。铬铁矿分布具有成群带分布的特征，主要集中分布在天山兴蒙造山系（索伦山蛇绿岩带、贺根山蛇绿岩带）和秦岭造山系（商丹蛇绿岩带）中的洋壳蛇绿岩残片中。

　　(4)内蒙古二连一贺根山、索伦山、柯单山、商单等蛇绿岩混杂带具有较好的铬铁矿找矿潜力，应加强已知矿区外围和深部勘查，有望实现铬铁矿找矿突破。

　　摘自《华北地质》2023年第1期