會(huì)東縣菜園子磁鐵礦床地質(zhì)特征及成因

徐彬

（四川省地礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四O四隊(duì)，四川 西昌 615000）

菜園子磁鐵礦區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)西緣康滇地軸中段東緣，江舟—米市斷陷盆地帶南段，是以前震旦系變質(zhì)巖為基底，以古生代海相沉積及中生代陸相碎屑沉積為蓋層的長(zhǎng)期隆起地帶。區(qū)域構(gòu)造屬東西向老油房復(fù)式向斜褶皺，菜園子磁鐵礦區(qū)處于該復(fù)式向斜的南翼[1]（圖1）。

1 礦床地質(zhì)背景

區(qū)域地層具康滇地軸的二元結(jié)構(gòu)，蓋層主要由二迭系、寒武系和震旦系所組成，基底主要以前震旦系會(huì)理群淺變質(zhì)巖系為主。區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜。主干構(gòu)造以近東西向褶皺和近南北向斷裂為主，它們又常被北東向、北西向斷裂所橫切，反映了區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)的多期性和繼承性。褶皺主要表現(xiàn)為一系列近東西向（或向西封閉）的復(fù)式褶皺，具明顯的重褶和包容特征。蓋層中褶皺主要呈南北向開闊背、向斜。斷裂構(gòu)造以近南北向斷裂為主，東西向斷裂亦較發(fā)育。它們多表現(xiàn)為逆斷層和沖斷層性質(zhì)。

區(qū)域內(nèi)巖漿巖主要發(fā)育酸性和中—基性淺成—噴發(fā)巖。侵入巖以燕山期花崗巖和晉寧期輝長(zhǎng)輝綠巖類為主。其中，菜園子磁鐵礦區(qū)的晉寧期輝長(zhǎng)輝綠巖與該區(qū)磁鐵礦關(guān)系密切。

該區(qū)位于川滇黔相鄰成礦區(qū)之會(huì)理—會(huì)東前寒武紀(jì)鐵銅鉛鋅銀成礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，目前已發(fā)現(xiàn)具工業(yè)價(jià)值的礦產(chǎn)主要有鐵、銅、鉛、鋅、金、磷等，著名的礦產(chǎn)地有：滿銀溝赤鐵礦區(qū)（大型）、大梁子鉛鋅礦（大型）、菜園子磁鐵礦（中型）、油房溝銅礦（中型）、金鎖橋金礦（小型）等。

2 礦床特征

2.1 礦床地質(zhì)特征

菜園子磁鐵礦區(qū)位于區(qū)域性老油房復(fù)式向斜南翼之火燒村背斜東段，處于近南北向鹿鶴斷層與北東向麻塘斷裂帶的交匯部位。區(qū)內(nèi)除蓋層系統(tǒng)的地層在測(cè)區(qū)外圍較連續(xù)出露外，前震旦系變質(zhì)基底多受巖漿巖吞蝕而分布零星；巖漿活動(dòng)頻繁，斷裂構(gòu)造發(fā)育。區(qū)內(nèi)磁鐵礦主要賦存于中～基性次火山巖中。

2.1.1 地層

具二元結(jié)構(gòu)地層。蓋層主要有震旦系燈影組和觀音崖組和澄江組，分布于礦區(qū)兩側(cè)，不整合于基底地層之上；基底地層主要出露前震旦系鳳山營(yíng)組和力馬河組中上部，多呈零星殘留體或不連續(xù)巖塊分布于侵入巖帶內(nèi)及邊緣。

2.1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位處火燒村復(fù)式向斜之次級(jí)白龍溝背斜西翼，呈單斜產(chǎn)出?；椎貙泳鶠闅埩趔w，無次級(jí)褶皺顯示，斷裂和次級(jí)節(jié)理裂隙發(fā)育。區(qū)內(nèi)斷裂以菜園子控礦斷裂為主，其余小斷裂多為切割破壞礦體、地質(zhì)體的小型張扭性后期斷裂。

2.1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖分布廣，巖性復(fù)雜，主要可分為晉寧期中基性火山巖—次火山巖類和燕山期中酸性火山巖、侵入巖類。

圖2 四川省會(huì)東縣菜園子磁鐵礦區(qū)物磁測(cè)等值線及工程分布圖

2.1.4 變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)巖石的變質(zhì)作用，主要有區(qū)域變質(zhì)作用、自變質(zhì)作用和接觸變質(zhì)作用、圍巖蝕變。

2.1.5 地球物理特征

勘查工作中于礦區(qū)內(nèi)開展了1/2 000高精度磁測(cè)，劃分出5條（C1～C5）近東西向展布正負(fù)異常伴生的ΔT異常帶。

1）C1異常帶：橫貫測(cè)區(qū)中部，近東西向略呈反S形展布，異常平面延展與北側(cè)（1）、（2）礦體一致，東西長(zhǎng)約1 600m，正負(fù)異常伴生分布范圍東寬西窄寬度可達(dá)200 m，異常強(qiáng)度總趨勢(shì)是東強(qiáng)西弱，中間被分隔出強(qiáng)弱相間3個(gè)異常段。C1-1異常，分布在區(qū)內(nèi)西段78-52線間，與（1）礦體西段相吻合，長(zhǎng)約520 m，異常南翼正值1 800nT，北翼負(fù)值-3 000nT。C1-2異常，分布在區(qū)內(nèi)中段48-35線間，與（2）礦體西段相當(dāng)，長(zhǎng)約360 m，異常南翼正值普遍較低，局部可達(dá)2 000nT，北翼負(fù)值受C2異常帶疊加影響異常負(fù)值僅－600nT。C1-3異常，分布在區(qū)內(nèi)東段32-1線間，與（2）礦體東段相對(duì)應(yīng)，長(zhǎng)約620 m，異常南翼由三個(gè)正值分別為為3 200 nT、3 600 nT、4 400nT的局部極大值呈串珠狀分布，北翼負(fù)異常寬緩幅值3 000nT。

2）C2異常帶：分布在測(cè)區(qū)中部C1異常帶北側(cè)，近東西向展布，東西長(zhǎng)約400m，正磁異常600 nT與北翼負(fù)異常－2 200 nT伴生所組成，分布范圍寬度可達(dá)100 m，異常強(qiáng)度總趨勢(shì)是西弱東強(qiáng)，中間被弱值相間分隔出C2-1，C2-2兩個(gè)異常段。該異常與（1）號(hào)礦體東段對(duì)應(yīng)。

3）C3異常帶，分布在測(cè)區(qū)西北端，80-70線間，東西長(zhǎng)約200m，由兩條近東西向平行正異常C3-1、C3-2錯(cuò)列展布，異常強(qiáng)度C3-1為2 200 nT、C3-2為1 200 nT，并在其北側(cè)形成寬緩正異常向北延伸，伴生負(fù)異常僅在西北角出現(xiàn)，與C1磁異常帶被寬緩負(fù)背景場(chǎng)相分隔。異常處有（3）號(hào)礦體出露。

4）C4異常帶：分布在測(cè)區(qū)中部C1異常帶南側(cè)與之平行并列，呈近北西西向在40-5線間展布，東西長(zhǎng)約700m，向西異常不夠完整，由C4-1、C4-2、C4-3三個(gè)呈串珠局部異常組成，北側(cè)以負(fù)異常（－600 nT）和低磁場(chǎng)（800 nT）與C1異常帶相隔，異常強(qiáng)度總趨勢(shì)是西弱東強(qiáng)，與C1異常帶相似，三個(gè)局部異常強(qiáng)度分別是800 nT、2 400 nT、4 400 nT，分布范圍寬度可達(dá)100 m。該異常帶的異常特征、地質(zhì)條件與C1異常帶相似。

5）C5異常：分布在測(cè)區(qū)中部南側(cè)40-37線間，向西、向南異常未測(cè)完整，東西長(zhǎng)約60m，C5異常北側(cè)以500 nT低磁場(chǎng)與C4異常帶相隔，C5正異常強(qiáng)度可達(dá)4168 nT,異常特征與地質(zhì)條件與C1異常帶相似。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的主要礦體（帶）是（1）、（2）號(hào)，現(xiàn)將這兩個(gè)礦體產(chǎn)出特征敘述如下：

3.1.1 （1）號(hào)礦體

分布于礦區(qū)19—16線間長(zhǎng)約920m地帶，礦體（帶）由（1）號(hào)主礦體和7個(gè)零星礦體組成。

礦體產(chǎn)于花崗巖體外接觸帶的變質(zhì)中基性次火山巖中，各零星礦體近平行分布于主礦體之上；礦體與圍巖界線有時(shí)清楚，有時(shí)以邊部的貧磁鐵礦與圍巖呈漸變過渡。規(guī)模最大的為（1）號(hào)主礦體，其余7個(gè)為單工程控制的零星礦體（表1）。

（1）號(hào)主礦體為近東西走向的不規(guī)則層狀體，產(chǎn)于花崗巖體外接觸帶變中基性次火山巖邊部。經(jīng)46個(gè)工程控制，礦體控制長(zhǎng)920m，控制產(chǎn)出標(biāo)高2 516～1 948m，高差達(dá)568m；控制傾斜寬325～540m；厚 1.03～20.74m，平均厚 5.17m，厚度變化系數(shù)71.86%，屬厚度變化中等型礦體。礦體向南陡傾，傾角73°～84°，由西向東，傾角逐漸增大；沿走向及向傾斜方向具S型舒緩波曲。

礦體連續(xù)性好，厚度變化總體具西薄東厚、上薄下厚的特點(diǎn)，礦體傾斜方向上 5個(gè)邊部工程中厚度為2.40～14.38m，均未圈邊，局部有分枝現(xiàn)象。

3.1.2 （2）號(hào)礦體

分布于礦區(qū)14～42線間長(zhǎng)約700m地段。原勘查時(shí)圈定主礦體1個(gè)，零星礦體18個(gè)。經(jīng)本次降低工業(yè)指標(biāo)后原單獨(dú)圈定的（2）-1、8、12、15號(hào)等零星礦體與（2）號(hào)主礦體并為一體，重新圈定的礦體個(gè)數(shù)減少為：1個(gè)主礦體、11個(gè)零星礦體。

礦體產(chǎn)出部位與（1）礦體相同，均產(chǎn)于花崗巖體外接觸帶的變質(zhì)中基性次火山巖中，零星礦體近平行分布于主礦體之上；礦體與圍巖界線有時(shí)清楚，有時(shí)以邊部的貧磁鐵礦與圍巖呈漸變過渡。規(guī)模較大的（2）號(hào)主礦體產(chǎn)出特征敘述如下，其余零星礦體見表1。

（2）號(hào)主礦體為總體近東西走向的不規(guī)則層狀體，產(chǎn)于花崗巖體外接觸帶變中基性次火山巖邊部。經(jīng)23個(gè)工程控制，礦體控制長(zhǎng)698m，控制產(chǎn)出標(biāo)高2 333～1 936m，高差397m；控制斜寬230～420m；厚1.10～19.85m，平均厚5.58m，厚度變化系數(shù)74.91%，屬厚度變化穩(wěn)定型礦體。礦體走向自西向東由南東東漸變?yōu)楸睎|東，傾向南（變化區(qū)間為200°～150°），傾角陡（70°～80°），由西向東傾角逐漸增大；沿走向及向傾向具舒緩波曲。

礦體連續(xù)性好，厚度變化總體亦具西薄東厚、上薄下厚的特點(diǎn)，礦體西端于14線以西尖滅，東端在42線以東受限于震旦系燈影組、觀音巖組與變中基性巖體接觸界線；礦體傾斜方向5個(gè)邊部工程中厚度為2.40～14.38m，均未圈邊。中段20～36線間有分枝現(xiàn)象。

從（1）、（2）礦體產(chǎn)出形態(tài)和部位來看，應(yīng)屬同一礦體在花崗巖體侵入時(shí)的推擠作用下斷為的兩段。

表1 菜園子磁鐵礦區(qū)（1）、（2）號(hào)零星礦體產(chǎn)出特征一覽表

3.2 礦石質(zhì)量

3.2.1 礦石礦物成份及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

1）礦石的礦物成份。礦石礦物主要是磁鐵礦，其次是磁赤鐵礦，少量赤鐵礦、褐鐵礦，副礦物有黃銅礦、黃鐵礦、鈦鐵礦等。脈石礦物主要為石英、鈉長(zhǎng)石，次為黑云母、角閃石、綠泥石、綠簾石、方解石、鉀長(zhǎng)石、絹云母等，副礦物有白鈦石、榍石、電氣石、磷灰石及鋯石（偶見）等。2）礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，主要為半自形晶結(jié)構(gòu)、包含鑲嵌結(jié)構(gòu)、格狀結(jié)構(gòu)及交代結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有塊狀、浸染狀、團(tuán)塊角礫狀、杏仁狀及條帶狀等。

3.2.2 礦石化學(xué)成分

1）有益組份。礦石有益組份是Fe，主要來自于磁鐵礦，各礦體中Fe的賦存規(guī)律是：（1）號(hào)主礦體工程平均TFe品位變化為20.06%～50.46%，平均27.85%；品位變化系數(shù)為25.25%，屬品位變化均勻類型礦體。（2）號(hào)主礦體工程平均TFe品位變化為21.55%～49.64%，平均30.53%；品位變化系數(shù)為23.47%，屬品位變化均勻類型礦體。

2）有害組份。礦石中有害組份硫、磷均未超過允許含量。各礦體硫平均含量0.02%～0.06%，硫主要含在黃鐵礦中；磷平均0.09%～0.18%。

3）造渣組份。礦石中主要造渣組份為SiO2，次為Al2O3和少量K2O、Na2O、CaO、MgO、TiO2等。主要造渣組分總量為23.22%～46.00%。SiO2含量與TFe含量呈互消長(zhǎng)關(guān)系。SiO2含量一般為13.63%～56.50%，平均38.70%，超出了煉鐵用鐵礦石規(guī)定要求。礦石屬需選礦石礦石酸堿度比值（CaO+MgO/ Al2O3+ SiO2）=0.043～0.127，屬酸性礦石。

3.2.3 礦石類型和品級(jí)

1）礦石的自然類型：按礦石主要脈石礦物劃分為玄武磁鐵礦型礦石、石英磁鐵礦型礦石、黑云母磁鐵礦型礦石、絹云母磁鐵礦型礦石。按礦石氧化程度劃分為原生礦石（磁鐵礦石）、混合礦石、氧化礦石（赤鐵礦石）。按礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分為致密塊狀、浸染狀、角礫—團(tuán)塊狀、條帶狀等礦石。

2）礦石的工業(yè)類型，可分為煉鐵用鐵礦石和需選鐵礦石。

3.2.4 礦體圍巖和夾石

區(qū)內(nèi)主礦體頂板及其它次要、零星礦體之頂、底板和夾石，均為變質(zhì)中基性次火山巖，主要有：變粒玄巖、變杏仁狀輝綠巖、變輝綠巖，幾種巖石多漸變過渡。

近礦圍巖及夾石與致密狀礦石界線清楚但不規(guī)則，與浸染狀礦石則多為漸變過渡。近礦圍巖蝕變主要有磁鐵礦化、角巖化、黑云母化、方解石化、綠泥石化，次有鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、鐵白云石化等［2］。

4 礦床成因

4.1 成礦控制因素和富集規(guī)律

1）菜園子磁鐵礦的形成與一套堿性玄武巖系列的富含鈉質(zhì)鐵質(zhì)的火山—次火山雜巖有關(guān)，鐵礦的雛形即產(chǎn)生在火山噴溢—噴發(fā)相階段。巖漿結(jié)晶后期，鐵質(zhì)以氣液、礦漿等多種形式沿不同巖性虛脫部位或構(gòu)造軟弱帶晶出、沉淀、充填成礦。

2）含礦圍巖主要為含鐵變粒玄巖（粗玄巖）、變杏仁狀輝綠巖和變輝綠巖，受巖漿期后礦漿氣液作用，使原始鐵質(zhì)層或貧磁鐵礦石重熔改造，于構(gòu)造有利部位充填成富礦，同時(shí)也使圍巖中磁鐵礦化增強(qiáng)。

3）近礦圍巖的自變質(zhì)作用和熱液蝕變較強(qiáng)的地段，往往也是礦化相對(duì)富集地帶。

4）近花崗巖接觸帶角巖化變中基性次火山巖頂部，由于熱接觸變質(zhì)作用，往往存在較富厚礦體。

4.2 礦床成因

1）區(qū)內(nèi)（1）、（2）主礦體產(chǎn)于變中基性次火山巖中，近礦圍巖為變粒玄巖、變杏仁狀輝綠巖、變輝綠巖，這套巖石本身含鐵量較高，部分呈浸染狀貧磁鐵礦石與圍巖漸變過渡；礦石化學(xué)成分與圍巖具較高的一致性，礦石殘余杏仁狀構(gòu)造常見，說明了礦石與含礦母巖形成過程的一致性。本礦床的形成主要與晉寧期中基性火山噴溢（發(fā)）活動(dòng)所形成的次火山巖有關(guān)。

2）礦體與圍巖在縱向（厚度方向）上呈多層次分布，礦石具殘余杏仁（氣孔）狀、角礫狀、熔團(tuán)狀構(gòu)造，部分含鐵粒玄巖中角礫狀、不規(guī)則狀被杏仁狀輝綠巖、輝綠巖膠結(jié)和熔蝕等，說明區(qū)內(nèi)巖漿噴溢、侵入過程具有間歇式和多期性；玄武磁鐵礦型礦石中常伴有石英磁鐵礦型礦石，說明區(qū)內(nèi)在中基性巖漿活動(dòng)的同時(shí)，伴有小規(guī)模含鐵中酸性熔融體的噴發(fā)。

3）致密狀礦石與貧磁鐵礦石、圍巖多界線清楚而不規(guī)則，有強(qiáng)烈的蝕變和自變質(zhì)作用，交代殘余結(jié)構(gòu)發(fā)育，有鐵質(zhì)膠結(jié)含鐵次火山巖而形成的角礫狀構(gòu)造等，反映了富含鐵質(zhì)的巖漿期后熱液（殘余熔漿）的充填—交代成礦作用特點(diǎn)，是區(qū)內(nèi)礦體局部富化的主要因素。

4）晉寧期（早期）含礦中基性次火山巖與燕山期（后期）花崗巖接觸帶巖石普遍有花崗質(zhì)混染和角巖化，并伴有少量磁鐵礦化、赤鐵礦化，見赤鐵礦等變質(zhì)熱液產(chǎn)物在礦體或花崗質(zhì)混染變基性角巖中呈細(xì)脈狀產(chǎn)出，說明燕山期酸性巖漿侵入活動(dòng)所產(chǎn)生的接觸變質(zhì)作用主要以熱接觸變質(zhì)（重結(jié)晶）作用為主，其對(duì)礦體的富化作用有限。另一方面，花崗巖體的侵入也對(duì)（1）、（2）號(hào)礦體在空間的連續(xù)性造成破壞，兩礦體因其侵入過程的推擠變形而于14線一帶分離成東西兩段。

5）從空間分布特征看，晉寧期（早期）含礦中基性次火山巖體與燕山期（后期）花崗巖體均沿火燒村向斜軸部的菜園子斷裂噴溢（發(fā)）和貫入，礦體產(chǎn)出部位和形態(tài)也受兩者接觸帶控制。構(gòu)造對(duì)成巖成礦的控制作用明顯。

綜上所述，菜園子斷層對(duì)含礦母巖和礦體的空間定位起主導(dǎo)作用，晉寧期中基性火山噴溢（發(fā)）活動(dòng)是鐵質(zhì)的主要來源并對(duì)礦體的形成起決定性作用，巖漿期后熱液的充填—交代作用使礦體局部富化。據(jù)此初步認(rèn)為，菜園子磁鐵礦屬與中基性次火山巖有關(guān)的“火山噴溢（發(fā)）—熱液型磁鐵礦床”。

[1] 川地區(qū)測(cè)一隊(duì). 中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.會(huì)理幅（1／20萬）[R]. 1967.

[2] 李曉晶. 徐彬, 等. 四川省會(huì)東縣滿銀溝鐵礦接替資源勘查報(bào)告[R]. 2009.