云南新平大紅山鐵銅礦床西礦段控礦因素及找礦前景

張永彬 肖術安 陸 博 余 璨

(1.玉溪礦業(yè)有限公司大紅山銅礦；2.中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設計研究院有限公司)

滇中地區(qū)出露的大紅山群及昆陽群主要發(fā)育一套前寒武系變質(zhì)巖系，其中，大紅山群由一套古元古代綠片巖相-綠簾角閃巖相變質(zhì)巖系構成[1-4]。由于區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期次劇烈的構造、巖漿活動的變形-變質(zhì)改造作用，原始層序被破壞為老廠河、曼崗河及紅山、肥味河等多個巖組，其發(fā)育的變回火山巖與大紅山銅鐵礦床的形成密切相關[5-9]。大紅山鐵銅礦床大地構造位置處于滇中臺拗南緣，夾持于紅河深大斷裂與綠汁江深斷裂的三角地帶[10]。作為滇中地區(qū)陸相“紅色盆地”找礦的代表，前人對大紅山鐵銅礦床進行了大量研究，但地質(zhì)成果多圍繞礦床成因、巖性特征及儲量推估等方面展開[11-18]，缺乏對礦床成礦模式的系統(tǒng)總結。本研究在對礦區(qū)進行詳細的野外地質(zhì)調(diào)查的基礎上，認為礦床成因機制復雜，結合前人研究成果，對大紅山鐵銅礦床西礦段礦體地質(zhì)特征、控礦因素及成礦模式進行深入研究，并對區(qū)內(nèi)找礦前景進行探討，為礦區(qū)下一步的地質(zhì)找礦工作提供參考。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

大紅山礦區(qū)所在區(qū)域出露的地層較為廣泛，自太古界至新生界均有發(fā)育，以紅河深大斷裂為界，可劃分為兩套不同的地層建造及構造單元(圖1)。紅河斷裂以西以變質(zhì)程度較深、混合巖化作用強烈的哀牢山深變質(zhì)巖系為主；斷裂北東側(cè)則大量出露中生界上三疊系、侏羅系及古生界昆陽群地層，發(fā)育一套海陸交互相的陸源碎屑巖相砂、頁巖沉積建造，礦床的賦礦層位大紅山群則以“構造窗”的形式出露于區(qū)域北東側(cè)的中生代蓋層中。大紅山群的坡頭、肥味河、紅山、曼崗河及老崗河5個地層共同構成了滇中中臺拗中生界之下的結晶基底，總體發(fā)育一套由細碧-角斑巖、綠片巖及不純大理巖等組成的海相火山噴發(fā)—沉積巖系，以產(chǎn)出變質(zhì)火山—沉積作用成因的銅、鐵礦為主。

圖1 大紅山礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)域構造活動頻繁、劇烈，在多期次巖漿活動的影響下，地質(zhì)構造趨于復雜，礦區(qū)位于南嶺緯向構造體系、藏滇“歹”字型構造體系及川滇經(jīng)向構造體系的復合部位。此外，紅山期、龍川期、晉寧期、加里東期及燕山期5個巖漿活動期使得區(qū)內(nèi)巖漿巖十分發(fā)育，深成巖-噴出巖、超基性—酸性巖均有出露，為“大紅山式”鐵礦及“大紅山式”銅礦提供了豐富的物源。

2 西礦段地質(zhì)特征

2.1 地 層

2.2 構 造

西礦段位于底巴都背斜南西傾伏端，核部出露有曼崗河組角閃變鈉質(zhì)凝灰?guī)r段(Ptdm2)，兩翼分別為紅山組(Ptdh)及肥味河(Ptdf)組地層，嚴格控制著Ⅰ#銅鐵礦帶的產(chǎn)出。此外，礦段內(nèi)斷裂構造發(fā)育，除F3斷層屬晉寧期斷層外，其余13條斷層均形成于印支期，其中F3、F5、F20等斷層影響最為強烈。F3斷層為西礦段與東礦段的分界線，為西礦段內(nèi)主要的破礦構造，致使Ⅰ#鐵-銅礦帶落差達200 m，上盤礦體薄、貧而下盤礦體厚大、富集，指示著后期熱液為下盤礦體富化的關鍵；F5斷層為NW—SE向逆掩斷層，見拖曳及揉皺現(xiàn)象；F20斷層為NW—SE向正斷層，斷層兩盤巖石破碎、裂隙發(fā)育，局部被輝綠巖脈、石英脈及鈉長巖脈充填[10]，局部發(fā)育微弱黃銅礦化、黃鐵礦化，為礦段內(nèi)的主要控礦構造。

2.3 變質(zhì)火山-沉積巖及侵入巖

西礦段內(nèi)于早元古時期發(fā)育了一套海底火山-沉積巖，經(jīng)多期次的巖漿侵入活動后發(fā)生了輕微變質(zhì)，具體可劃分為3類：熔巖-火山碎屑巖以含磁鐵變鈉質(zhì)熔巖、角閃變鈉質(zhì)熔巖、含鈦變鈉質(zhì)熔巖及變鈉質(zhì)凝灰?guī)r為主，多發(fā)育于紅山組中深部及曼崗河組底部，含磁(赤)鐵12%～15%，含鈉6%～7%；火山碎屑沉積巖以鈉長角閃片巖、鈉長黑云片巖、角閃綠泥片巖及二云片巖為主，主要位于老廠河組；變輝長輝綠巖為西礦段內(nèi)規(guī)模最大的侵入巖，呈巖床、巖枝狀貫入整個大紅山群，兼具成礦及破礦作用；石英鈉長斑巖呈巖床狀貫入曼崗河組Ⅰ#礦帶下部，周圍多發(fā)育白云石-鈉長石巖?？傮w上，變質(zhì)火山-沉積巖系成層性顯著，旋回韻律清晰，沿走向及傾向呈凝灰?guī)r→黑云片巖→片巖、大理巖巖相變化趨勢，其間的熔巖、凝灰?guī)r、大理巖等多與鐵、銅礦體平行產(chǎn)出。

2.4 圍巖蝕變

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

表1 大紅山礦區(qū)西礦帶礦體特征參數(shù)

圖2 Ⅰ#礦帶巖相與礦層等厚線分布

3.2 礦石特征

西礦段內(nèi)的主要金屬礦物為黃銅礦、磁鐵礦及菱鐵礦，次要金屬礦物為斑銅礦、黃鐵礦[20]，脈石礦物則以石榴石、角閃石及白云母為主。在礦石中多見粒狀結構及粒狀變晶結構，銅礦石中多發(fā)育溶體分解結構及交代狀結構；鐵礦石中多以浸染狀構造或條紋/條帶狀構造為主，部分銅礦石中見有不規(guī)則脈狀構造及團塊狀構造。

(1)黃銅礦。呈自形、他形粒狀產(chǎn)出，粒度為0.02～0.4 mm，少數(shù)集合體的粒徑達1 mm以上。單晶或粒狀結合體呈浸染狀與脈石礦物或與磁鐵礦、菱鐵礦呈不規(guī)則狀毗連鑲嵌，或順層呈斷續(xù)狀充填交代為不規(guī)則細脈狀、團塊狀鑲嵌。

(2)磁鐵礦。多呈半自形、自形粒狀產(chǎn)出，粒徑集中于0.1～0.3 mm，少數(shù)集合體的粒徑達1 mm，多以鈉長石包體形式呈塵點狀產(chǎn)出，部分呈粒狀集合體呈浸染狀或與菱鐵礦、黃銅礦、斑銅礦等毗連鑲嵌。

(3)菱鐵礦。多呈他形、半自形粒狀產(chǎn)出，粒徑為0.1～0.3 mm，多呈粒狀集合體與鈉長石、石英、白云石或磁鐵礦呈粒狀鑲嵌，或呈不規(guī)則條帶狀分布，常具有細小磁鐵礦、石英包體。

4 控礦因素

4.1 地 層

4.2 巖性巖相

Ⅰ#鐵銅礦帶的含礦巖性組合為石榴黑云鈉質(zhì)沉凝灰?guī)r-黑云片巖-二云母片巖-石榴黑云片巖-大理巖-石英巖，屬火山碎屑巖-含火山碎屑沉積巖-正常沉積巖含礦。根據(jù)對礦區(qū)各巖類含銅量的分析，可知基性凝灰質(zhì)片巖、深灰色鈉質(zhì)沉凝灰?guī)r及不純白云石大理巖的含礦性最佳，且沿傾向顯示大理巖、片巖相，片巖及凝灰?guī)r相，凝灰?guī)r相、凝灰?guī)r及片巖相，片巖相、片巖、大理巖的巖相分帶特征[19-20]?？傮w上，火山噴發(fā)—沉積變質(zhì)型銅鐵礦受控于一套火山噴發(fā)—沉積相巖性，火山碎屑沉積向正常沉積的過渡巖性內(nèi)礦化最為富集。

Ⅳ#鐵礦帶內(nèi)的鐵礦體賦存于深色角閃變鈉質(zhì)熔巖及角閃變鈉質(zhì)凝灰?guī)r中，即受控于火山噴發(fā)相[10]，角閃變鈉質(zhì)熔巖與其下部輝長輝綠巖的接觸帶成礦性最佳，受巖體上接觸帶的控制作用顯著。

4.3 火山噴溢中心

Ⅳ#鐵礦帶也表現(xiàn)出靠近火山活動中心部位富集、厚大而向四周變薄至尖滅的礦化變化趨勢，受火山噴溢中心的控制作用同樣顯著。

4.4 火山-沉積旋回韻律

Ⅳ#鐵礦帶產(chǎn)于紅山組旋回中部，礦帶內(nèi)的礦石及頂板熔巖發(fā)育的角礫狀構造指示著西礦段形成于火山口附近[10]，即早期噴溢出的熔巖及礦層受后期熔巖噴溢作用的破壞而破碎，并疊加了輝長輝綠巖的侵入巖擠壓作用，總體屬于氧化環(huán)境下火山噴發(fā)中期的產(chǎn)物。

5 礦床成因

西礦段內(nèi)發(fā)育了多種礦化類型，其中Ⅰ#鐵銅礦帶的礦體總體呈層狀、似層狀平行產(chǎn)出，與圍巖產(chǎn)狀一致，礦(化)體均賦存于火山噴發(fā)沉積旋回中上部的過渡巖相中，礦化與凝灰沉積巖呈顯著正相關，星點狀、浸染狀及斑點狀硫化物及條紋-條帶狀構造顯示出了沉積型礦化特征。片理、層理及微細裂隙中的銅礦物及重結晶、變晶加大的鐵礦物則表明礦體的形成經(jīng)歷了后期的變質(zhì)改造作用，總體屬火山噴發(fā)—沉積變質(zhì)型礦床。總體上，Ⅰ#鐵銅礦帶經(jīng)歷的成礦過程為：中元古代地槽處于活動階段，中基性海底富鈉質(zhì)火山活動頻繁，以噴發(fā)作用為主，大量的基性物質(zhì)演化為中酸性巖漿，后期在火山噴氣作用促使下，大量銅質(zhì)以硫化物的形式進入水體，于區(qū)域近EW向的盆地中聚集成礦(圖3)[19]。

圖3 Ⅰ#礦帶“大紅山式”銅鐵礦帶成礦模式

圖4 Ⅳ#鐵礦帶成礦模式

6 結 語

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