牟定大灣山磁鐵礦成礦規(guī)律

李石英

(云南省有色地質(zhì)局楚雄勘查院，楚雄 675000)

牟定安益地區(qū)屬攀西裂谷一部分及攀西～滇中銅鐵鉑金成礦區(qū)域。成礦帶屬上揚子(陸塊)成礦省(Ⅱ3)，康滇隆起(滇中基底隆起帶)Fe-Cu-Pb-Zn-Ag-Pt-Pd-Ni-Ti-Sn-W-REE-P-S重晶石～藍石棉～鹽類～煤礦成礦帶(Ⅲ9)，楚雄前陸盆地Cu-Fe-Pb-Zn-Ag-An-Pt-Pd-Ni-Ti-REE-藍石棉～鹽類成礦亞帶(Ⅳ21)。

1 地質(zhì)背景

1.1 地 層

區(qū)域?qū)缏兜貙又饕憩F(xiàn)為蓋層系和基底系兩種不同的巖性地層。蓋層系主要由中、新生界泥砂質(zhì)細碎屑巖和少量震旦系碳酸鹽巖組成；基底系由元古界川群海子哨組(Pt2Lh)、鳳凰山組(Pt2Lf)、路古模組(Pt2Ll)、普登組(Pt1Lp)等變質(zhì)巖地體和侵入其中的基性超基性、酸性巖體等組成。與鐵礦成礦作用關(guān)系密切的元古界川群路古模組第三段為一套綠片巖—低角閃巖相的中淺變質(zhì)巖系，原巖為中基性火山碎屑巖系(圖1)。

圖1 大灣山地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖

1.2 構(gòu) 造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，延續(xù)時間長，晉寧、華力西、印支、燕山、喜山各期運動均有不同性質(zhì)、不同程度的反映。構(gòu)造線各不一致。晉寧運動為結(jié)束早元古代地槽發(fā)展的主旋回，區(qū)內(nèi)上升隆起長期處于被剝蝕的環(huán)境下，缺失寒武系—下三疊統(tǒng)地層。加里東運動有少量基性—超基性巖侵入。華力西運動以斷裂活動及伴隨的超基性—酸性巖漿活動為特征。印支—燕山運動也伴隨有基性—超基性巖漿活動。燕山運動強烈而廣泛，致使本區(qū)蓋層褶皺并奠定了區(qū)域上如今的構(gòu)造輪廓。喜山運動較微弱，主要為小規(guī)模的斷層及部分斷裂的復(fù)活。除晉寧期及燕山期屬褶皺運動外，其它各期均為升降運動。根據(jù)沉積建造、變形變質(zhì)作用、接觸關(guān)系及含礦特征等，總體可將區(qū)內(nèi)劃分為基底和蓋層兩個構(gòu)造體系。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，呂梁、晉寧、華力西、印支、燕山、喜山期均有表現(xiàn)，從超基性～中性～酸性均有出露，以酸性花崗巖體分布最廣，次為華力西期基性—超基性巖、花崗斑巖及燕山期煌斑巖類。

1.4 變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用，以中低壓區(qū)域動力熱流變質(zhì)及淺層區(qū)域低溫動力變質(zhì)作用為主體，變質(zhì)巖相多為低角閃巖相—低綠片巖相。巖石類型有板巖類、千枚巖類、片巖類、石英巖類及大理巖類等。變質(zhì)原巖為晉寧期及以前的所有地質(zhì)體，以沉積巖、火山沉積巖為主，花崗巖類次之。變質(zhì)巖主要巖石類型有綠泥石英片巖、石英片巖、片麻巖、大理巖、混合巖、石英巖、千枚巖、板巖等。

1.5 地球物理特征

該區(qū)在1∶20萬剩余重力異常圖上，大致分為北段重力高和南段重力高，與區(qū)內(nèi)基性、超基性巖帶空間分布基本一致，北段為姜驛地區(qū)重力高，南段為安益地區(qū)重力高，基本反映了該區(qū)地質(zhì)背景；該區(qū)航磁異常總體呈北東向雁行展布。

據(jù)1∶2.5萬地面高精度磁異常特征(見圖2)，牟定大灣山貧磁鐵礦按地質(zhì)成因定為沿元古界龍川群路古模組含鐵片巖、綠片巖及部份海資哨組綠泥石英片巖分布的磁異常。該類磁異常和含礦地層吻合度較高，在地層內(nèi)巖石具片理化，沿片理面分布細粒磁鐵礦化體，形成低品位貧磁鐵礦化體，在該地層外側(cè)的北東向構(gòu)造帶內(nèi)，則沿層理面或構(gòu)造帶產(chǎn)有品位較高的赤褐鐵礦體，同時在鐵礦體附近往往有后期基性巖體侵入。

圖2 牟定安益地區(qū)大灣山1∶2.5萬高精度磁異常平面圖

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地 層

元古界龍川群(PtL)分布于大灣山礦區(qū)及其以北廣大地區(qū)，主要由龍川群海子哨組(Pt2Lh)千枚巖、鳳凰山組(Pt2Lf)大理巖、鈣質(zhì)片巖，路古模組(Pt2Ll)石英巖、綠片巖，普登組(Pt1Lp)片巖、片麻巖等組成。

龍川群海子哨組(Pt2Lh)：分布于礦區(qū)北西角，由灰、灰黑、灰綠色千枚巖、局部片巖夾灰、灰白色石英巖、變質(zhì)石英砂巖等組成。

龍川群鳳凰山組(Pt2Lf)：由灰、淺灰色中—厚層狀大理巖、硅質(zhì)大理巖夾薄層條帶狀泥灰?guī)r、鈣質(zhì)板巖、片巖等組成。

龍川群路古模組(Pt2Ll)，路古模組由四段組成：

①Pt2Ll4：為灰黃、灰白色厚層、塊狀石英巖夾灰、灰綠至深灰色片巖、綠泥石英片巖；巖層產(chǎn)狀穩(wěn)定，走向60～80°，傾向北西，傾角50～70°，其中多發(fā)育細脈、團斑狀鏡鐵礦。

②Pt2Ll3；上部為灰、灰紫色石英片巖，中下部為灰、灰綠色含磁鐵綠片巖，其中夾透鏡狀、條帶狀低品位鐵礦石，規(guī)模大小不一，從幾十米至幾百米不等，“大灣山式”貧磁鐵礦即產(chǎn)于其中。

③Pt2Ll2：為灰黃、灰白色厚層、塊狀石英巖與灰、灰綠至深灰色片巖、綠泥石英片巖互層，厚度約200～300m。

④ Pt2Ll1：為灰黃、灰白色厚層石英巖，巖石硅化、石英巖化強。厚度約100m。

龍川群普登組(Pt1Lp)：分布于礦區(qū)中南部廣大地區(qū)，巖層產(chǎn)狀穩(wěn)定，走向60～80°，傾向北西，傾角50～80°，局部有倒轉(zhuǎn)，本段基本上由三部分組成：下部以片麻巖、片巖為主，局部夾石英巖；中部灰綠、深灰色片巖、板巖夾一至二層大理巖、石英巖，厚層狀至塊狀，常呈凸透鏡體沿走向斷續(xù)分布，在區(qū)內(nèi)分布頗為穩(wěn)定，局部片巖中發(fā)育含銅石英脈。上部巖性比較復(fù)雜，常有各種片巖、片麻巖及角閃片巖，按片巖中主要變質(zhì)礦物如十字石、蘭晶石、柘榴石之有無及多寡不同，又可分為蘭晶石白云英片巖、十字石云英片巖、柘榴石云英片巖、蘭晶石二云英片巖等。

2.2 構(gòu) 造

區(qū)內(nèi)褶皺有北東向海資哨—新田復(fù)式向斜，斷裂主要有近南北向新田斷裂、伏龍基—凹溪河斷裂，大灣山礦區(qū)位于海資哨—新田復(fù)式向斜南西段水箐向斜南東翼。

2.3 礦區(qū)磁異常特征

依據(jù)2010年6月，云南省地質(zhì)調(diào)查局完成的熱水塘—安益地區(qū)1∶2.5萬地面磁測，大灣山磁異常(M1)位于云南省牟定縣安樂鄉(xiāng)正東平距約7km處的大灣山—凹溪河一帶，磁異常中心坐標X=2818.000；Y=34471000。磁異常以規(guī)模大，強度高、延伸穩(wěn)定，形態(tài)規(guī)則完整為特征。認為其是區(qū)內(nèi)該類型成礦較為富集的地段，具有找低品位鐵礦意義。

磁異常呈北東—南西長帶狀，北起大灣山2529高地，南延至凹溪河一帶，全長約4.8km。磁異常帶由正負磁組成，具西陡東緩的特征。正磁異常由6個ΔT>500nT串珠狀線性排列高值區(qū)組成，正磁強度一般在800～1700nT，最高強度為2 407nT，正磁(ΔT>500nT)平均寬200～300m。負磁位于正磁北西側(cè)呈條帶狀平行分布，一般強度-100nT～ -300nT，最大負磁強度為-450nT。磁異常與龍川群路古模組第三段含磁鐵綠泥片巖基本套合，磁異常由綠泥片巖中所含磁鐵礦所致。

3 礦體地質(zhì)

3.1 礦化體特征

大灣山礦區(qū)貧磁鐵礦化體產(chǎn)于元古界龍川群路古模組第三段下部綠泥片巖中，礦化帶長5公里，從上至下有三層礦化體，呈條帶狀、透鏡狀沿層斷續(xù)產(chǎn)出。礦化體走向60～70°，傾向北西，傾角50～70°，長200～1780m不等，平均真厚3.05 ～26.32 m。平均含mFe6.17～11.77%(圖3、圖4)。

圖3 大灣山鐵礦地質(zhì)圖

3.2 礦石特征

圖4 大灣山鐵礦24號剖面圖

礦石礦物主要有金屬礦物和脈石礦物。金屬礦物主要為氧化物，其次為少量的硫化物。氧化物有磁鐵礦、鈦磁鐵礦，少量的赤鐵礦。硫化物有少量黃鐵礦；脈石礦物以鈉長石、陽起石、綠泥石、綠簾石為主，少量方解石、石英、絹云母等。

礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造：礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形—自形粒柱狀結(jié)構(gòu)、片狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、蝕變殘余結(jié)構(gòu)等；礦山構(gòu)造主要為星點狀、散點浸染狀、片狀、脈狀構(gòu)造等。

3.3 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)常見的蝕變有綠泥石化、綠簾石化、大理巖化、硅化及褐鐵礦化等。

大灣山鐵礦含磁鐵綠泥片巖具強烈的蝕變現(xiàn)象，以綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化為主，次為閃石化、硅化、褐鐵礦化等。大理巖化、硅化及褐鐵礦化主要見于含礦層上下地層中。其中綠泥石化、碳酸鹽化、鈉黝簾石化普遍存在含礦層中，與成礦關(guān)系密切。

礦區(qū)變質(zhì)作用主要為區(qū)域熱流變質(zhì)作用，變質(zhì)巖相達低綠泥石相—低角閃巖相，變質(zhì)巖石主要有片巖類、石英巖類、大理巖類等。

3.4 礦床成因

根據(jù)大灣山含礦層、貧磁鐵礦化體的基本特征綜合分析：礦區(qū)含礦層原巖為中基性火山碎屑巖，呈層狀產(chǎn)出，厚度穩(wěn)定；貧磁鐵礦化體呈層狀、透鏡狀沿層斷續(xù)產(chǎn)出，在含礦層上、中、下部均有產(chǎn)出；含礦層中或附近未見大的侵入巖體，所以含礦層即為貧磁鐵礦化體礦源層；中基性火山碎屑巖經(jīng)區(qū)域地質(zhì)變質(zhì)作用，巖石產(chǎn)生不均勻的片理化或條紋條帶作用及巖石自生蝕變，巖石中暗色礦物蝕變析出鐵質(zhì)，在強片理化帶中富集形成磁鐵礦化；礦石中金屬礦物以氧化物為主，次為硫化物，氧化物主要為磁鐵礦、鈦磁鐵礦，硫化物為少量黃鐵礦。按照上述特征，本區(qū)磁鐵礦應(yīng)屬早期中基性火山碎屑巖沉積形成礦源層，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用疊加富集形成磁鐵礦。所以礦床成因為中基性火山—沉積變質(zhì)巖型貧磁鐵礦。

4 礦床成礦基本規(guī)律及遠景評價

4.1 礦床成礦規(guī)律

本區(qū)地處鹽邊～元謀臺拱南端之元謀臺穹南西側(cè)，元謀深大斷裂以西，西與滇中斷陷盆地相連。南北向的元謀—綠汁江巖石圈斷裂通過本區(qū)并嚴格控制了基、超基性巖帶的展布。屬攀西裂谷一部分及攀西—滇中銅鐵鉑金成礦區(qū)域。

“大灣山式”貧磁鐵礦屬火山沉積—變質(zhì)型貧貧磁鐵礦，早期中基性火山碎屑巖沉積形成礦源層，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用疊加富集形成的磁鐵礦?？偨Y(jié)多年地勘工作經(jīng)驗認為：地層、巖相巖性是主要控礦條件，其中地層是成礦的基礎(chǔ)，巖相巖性是成礦的關(guān)鍵。

根據(jù)所掌握的火山—沉積型貧磁鐵礦的成礦機理，參考國內(nèi)外有關(guān)資料，總結(jié)了區(qū)內(nèi)貧磁鐵礦成礦預(yù)測的三條標志：地層標志、巖性巖相標志、地球物理標志。

(1)地層標志

區(qū)內(nèi)貧磁鐵礦化體均產(chǎn)于元古界川群路古模組第三段(Pt2Ll3)淺變質(zhì)綠片巖地層中。

(2)巖性、變持巖相標志

區(qū)內(nèi)貧磁鐵礦化體均產(chǎn)于含礦層強片理化帶或條紋條帶巖石中，磁鐵礦化與巖石變質(zhì)程度呈正比，巖石變質(zhì)程度高，則磁鐵礦化相對較強。

(3)球物理標志

經(jīng)地面高精度磁測，區(qū)內(nèi)除去由基性超基性巖體引起的磁異常外，其它磁異常多沿元古界川群路古模組第三段(Pt2Ll3)含磁鐵綠片巖分布，如大灣山、冷水塘、路古模磁異常等，且磁異常與含磁鐵地層套合較好，磁異常由含磁鐵綠片巖中的磁鐵礦所致，故高精度磁測是尋找含磁鐵綠片巖中磁性鐵礦的有效手段。

4.2 找礦遠景評價

大灣山礦區(qū)目前僅有少量工程對磁異常、礦化體作稀疏控制，初步揭露了一些貧磁鐵礦化體，磁鐵礦化體品位低，均達不到現(xiàn)行鐵礦工業(yè)標準。區(qū)內(nèi)與大灣山相同的鐵礦化類型還有冷水塘、路古模等區(qū)塊，該區(qū)含礦層穩(wěn)定，磁異常強度高，面積分布廣，但總體工作程度較低。在該區(qū)找尋低品位磁鐵礦或在貧礦中探求能被工業(yè)利用的磁鐵礦化體還是有可能的。

參 考 文 獻

[1]云南省地質(zhì)局.1∶200 000大姚幅地質(zhì)報告書[R].昆明：1965.

[2]云南省地礦局.1∶200 000楚雄幅地質(zhì)報告書[R].昆明：1982.

[3]西南有色地質(zhì)勘查局.康滇地軸及其西緣(楚雄盆地)砂巖銅礦遠景調(diào)查報告[R].昆明：1996.

[4]成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所.西昌—滇中地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)研究[R].成都：1986.

[5]云南省地質(zhì)調(diào)查院.云南省牟定縣安益地區(qū)地面高精度磁測報告[R].昆明：2012.

[6]西南有色地質(zhì)勘查局.云南牟定安益貧鉑鈀礦床初步評價報告[R].昆明：1973.

[7]云南省有色地質(zhì)局楚雄勘查院.云南省牟定縣大灣山鐵礦普查報告[R].楚雄：2012.