云南易門大開裂山鐵礦礦床特征

尹紅光，楊昌華，蔣 政，史雪飛

（1.云南省有色地質(zhì)局313隊(duì),云南玉溪653100；2.云南省有色地質(zhì)局地質(zhì)地球物理化學(xué)勘查院,云南昆明650031）

大開裂山鐵礦位于易門縣境內(nèi)，屬滇中“魯奎山式”沉積改造型鐵礦類型之一，礦床產(chǎn)于中元古昆陽群大龍口組，主礦體賦存于大龍口組第三—五段（Pt2d3-5），巖性為重結(jié)晶灰?guī)r、含疊層石灰?guī)r；礦石礦物以褐鐵礦、赤鐵礦為主。受地層、巖性、構(gòu)造、巖漿熱液的控制。

1 地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位于揚(yáng)子—華南陸塊區(qū)（V）上揚(yáng)子陸塊（V-2）康滇基底斷隆帶（V-2-3）玉溪褶皺基底隆起（V-2-3-4）西部。出露地層分為基底和蓋層兩部分，基底由昆陽群綠汁江組（Pt2lz）、鵝頭廠組（Pt2e）、落雪組（Pt2l）、因民組（Pt2y）、美黨組（Pt2m）、大龍口組（Pt2d）、富良棚組（Pt2f）、黑山頭組（Pt2hs）組成；蓋層由侏羅系馮家河組（J1f）、三疊系舍資組（T3s）、干海子組（T3g）組成。

礦區(qū)位于富良棚復(fù)式背斜北西傾末端（圖1）。富良棚復(fù)式背斜軸部出露的最老地層是昆陽群黑山頭組，西翼相繼為大龍口組、美黨組、綠汁江組；因民組受斷裂破壞，東翼未出露。背斜軸的位置基本就是縱切其軸的腳家甸—銅廣山斷層（F3）的部位。復(fù)式背斜向北傾伏，寬達(dá)8km。

斷裂構(gòu)造夾持于近南北向的牛尖山斷層（F2）與東西向弧形斷裂—老吾街?jǐn)鄬樱‵12）形成的三角地段。巖漿巖為晉寧期超基性—基性侵入巖，規(guī)模小，以小巖株、巖墻、巖床形式出露，巖石主要為灰綠色、風(fēng)化后呈灰黃色輝長(zhǎng)輝綠巖；噴出巖以發(fā)育一套基性海相火山噴發(fā)巖—安山玄武巖，即老吾火山巖的西延部分。

區(qū)內(nèi)賦礦層位為中元古界昆陽群大龍口組，系一套沉積變質(zhì)的碳酸鹽類巖石。紅巖山礦段V1礦體賦礦層位為大龍口組第四—五段（Pt2d4-5），巖性為重結(jié)晶灰?guī)r、含疊層石灰?guī)r；礦石礦物以褐鐵礦為主。大開裂山礦段V2鐵礦賦存于大龍口組第三段（Pt2d3）重結(jié)晶含蠕條灰?guī)r，礦石礦物以赤、褐鐵礦為主。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)范圍內(nèi)出露的地層為昆陽群美黨組（Pt2m）、大龍組（Pt2d）、富良棚組（Pt2f）、黑山頭組（Pt2hs）（圖2）。地層自新至老分述如下：

（1）昆陽群美黨組（Pt2m）?？偤?000m以上，區(qū)內(nèi)僅出露其底部層位（Pt2m1-2），為深灰色薄層板巖，厚度大于200m。

（2）昆陽群大龍口組（Pt2d）。為一套厚達(dá)2700m的灰?guī)r，是區(qū)內(nèi)出露最廣的地層，細(xì)分為五段，第三—五段是主要鐵礦的賦存層位。

第五段（Pt2d5）：淺灰色薄層狀細(xì)—中粒重結(jié)晶灰?guī)r，單層厚0.2～2cm，塊狀構(gòu)造，厚117m。

第四段（Pt2d4）：深灰色、局部黃褐色厚層狀含疊層石灰?guī)r，偶夾少量薄層板巖及蠕條灰?guī)r，疊層石發(fā)育，厚296m。

第三段（Pt2d3）：青灰—黑灰色薄—中厚層狀細(xì)—中粒重結(jié)晶含蠕條灰?guī)r，具蠕條狀構(gòu)造、縫合線構(gòu)造及塊狀構(gòu)造，顯細(xì)線狀、斷續(xù)線狀及微波狀層理，厚200～750m。

圖1 區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖

第二段（Pt2d2）：中上部為深灰—灰黑色薄層狀細(xì)—中粒重結(jié)晶灰?guī)r，偶夾中厚層狀灰?guī)r，底部具少量瓦灰色板巖。灰?guī)r中可見帶狀水平層理、斜層理、楔形層理，以塊狀構(gòu)造為主，偶見條帶狀、條紋狀構(gòu)造。厚150～1000m。

第一段（Pt2d1）：青灰—深灰色中—厚層狀細(xì)—中粒重結(jié)晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾不規(guī)則塊狀白云巖及薄層灰?guī)r，底部有厚10～25m的青灰色薄層灰?guī)r。

（3）昆陽群富良棚組（Pt2f）。見于礦區(qū)東側(cè)邊緣，細(xì)分為三小層，自上而下分述如下：

第三層（Pt2f3）：灰—灰黃色板巖夾泥灰?guī)r，板巖，局部鈣質(zhì)多，局部泥質(zhì)較重或含凝灰質(zhì)，變化較大。斷續(xù)出露，多因受深風(fēng)化而成土狀。厚0～50m。

第二層（Pt2f2）：即老吾火山巖，巖體成層性好，產(chǎn)狀與圍巖一致，中部以黑母云村一帶為中心，呈東西向展布，往兩側(cè)逐漸變薄，可細(xì)分為六層。巖性以灰綠色凝灰質(zhì)板巖及凝灰?guī)r、灰色火山角礫巖、灰綠色集塊熔巖、暗灰色枕狀熔巖、灰綠色玄武質(zhì)凝灰?guī)r為主?？偤?05～240m。

第一層（Pt2f1）：灰—淺灰綠色凝灰質(zhì)砂質(zhì)板巖，局部相變?yōu)榉凵百|(zhì)板巖，上部夾淺灰白色長(zhǎng)石石英砂巖扁豆體，顯直線密集型細(xì)紋，厚度大于150m。

（4）黑山頭組（Pt2hs）由變質(zhì)石英砂巖、石英巖、粉砂巖、板巖組成。頂?shù)拙鶠檎详P(guān)系。黑山頭組總厚2382～2584.6m。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于富良棚復(fù)式背斜北西傾末端，次級(jí)的褶皺構(gòu)造屬于大龍洞復(fù)式褶皺的北西側(cè)、北東向的老廠—河尾倒轉(zhuǎn)向斜（南東傾向）南東側(cè)。礦區(qū)范圍內(nèi)構(gòu)造形態(tài)表現(xiàn)背斜的一翼，呈北西—南西傾向，且?guī)r層傾角變陡，大開裂山一帶普遍在70°以上，局部見一些小的褶曲和灰?guī)r的撓曲。斷層構(gòu)造主要發(fā)育近東西向F10及F12斷層，位于礦區(qū)的東側(cè)和南側(cè)。

F10：位于大塘子以東落水洞丫口一帶，走向北東70°，NW傾向，西段至大塘子村南走向?yàn)楸睎|45°，傾向北西，傾角60°。該斷層使大龍口組一段（Pt2d1）、富良棚組第三層（Pt2f3）地層在大塘子村南斷失。F10斷層南東出露地層為富良棚組一、二段，黑山頭組地層。

圖2 易門大開裂山鐵礦地質(zhì)圖

F12：即老吾街?jǐn)鄬?，位于大開裂山南側(cè)，老吾街—六合村一帶，為一旋扭逆斷層，斷層以北側(cè)大面積出路昆陽群地層，南側(cè)則出露三疊系—侏羅系地層。東段為NE走向、NW傾的走向斷層，周家村以西轉(zhuǎn)為SN向并往南形成一“S”形轉(zhuǎn)折。該斷層使黑山頭組地層在大開裂山一帶全部斷失。從形態(tài)上看，顯示黑山頭組地層在該斷層以東形成一NE走向，往SW傾沒的背斜。該斷層在六合村北走向轉(zhuǎn)為北西，傾向北東，傾角50°～60°。

其他張性小斷層構(gòu)成礦區(qū)的容礦構(gòu)造或?qū)ΦV體進(jìn)行疊加改造作用，在斷層附近的礦體變富或變貧。

2.3 巖漿巖

巖漿巖為晉寧期超基性—基性侵入巖，規(guī)模小，以小巖株、巖墻、巖床形式出露，巖石主要為灰綠色、風(fēng)化后呈灰黃色輝長(zhǎng)輝綠巖，規(guī)模較小，一般寬僅十幾米至幾十米，長(zhǎng)幾十米至百余米，主要礦物為斜長(zhǎng)石及普通輝石；沿裂隙面普遍鐵錳質(zhì)染。巖石具輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。噴出巖以發(fā)育一套基性海相火山噴發(fā)巖—安山玄武巖，即老吾火山巖的西延部分，發(fā)育一套基性海相火山噴發(fā)巖—安山玄武巖，以黑母云水塘附近厚度最大，巖石類型多樣，顯破火山口特征，且由枕狀熔巖構(gòu)成。熔巖過渡的火山碎屑巖、火山噴發(fā)表現(xiàn)出物質(zhì)成分和噴發(fā)強(qiáng)度的多項(xiàng)性變化，反映早期火山強(qiáng)烈噴溢，中期爆發(fā)，而晚期以平靜噴溢為主。值得提出的是，該巖體以高鋁（49.98%）、高鉀（3.6%）、低鈉（0.89%）、鈣（4.25%）、鎂（6.07%）為特征，但Fe2O3和FeO的含量分別為5.83%、6.07%，二者合計(jì)達(dá)11.9%的高含量，這就為區(qū)內(nèi)鐵礦的形成提供了豐富的礦源，其火山噴發(fā)應(yīng)屬殼源型。

3 礦體地質(zhì)

礦區(qū)主要分紅巖山、大開裂山、中開裂山、小開裂山共4個(gè)礦段，主礦體2個(gè)：紅巖山礦段V1、大開裂山礦段鐵V2。紅巖山礦段、大開裂山礦段平面走向340°，相距1.9km。

V1礦體：分布于紅巖山礦段，為半隱伏礦體，局部于地表出露。賦礦層位為大龍口組第四—五段（Pt2d4-5），巖性為重結(jié)晶灰?guī)r、含疊層石灰?guī)r。礦體呈似層狀、透鏡狀。分布標(biāo)高2290～2000m。礦體長(zhǎng)度462m，控制最大斜深240m。總體走向305°，礦體走向與地層走向成70°～80°相交，傾向215°，傾角63°～83°、平均75°（圖3）。礦體單工程厚度1.28～9.80m、平均4.64m，單工程品位TFe30.67%～54.25%，平均TFe43.38%。厚度變化系數(shù)61.20%，屬較穩(wěn)定型；品位變化系數(shù)104.72%，屬不均勻分布型。礦石礦物為褐鐵礦。為礦區(qū)第二大規(guī)模礦體，占總礦石量的38.9%。

V2礦體：分布于大開裂山礦段，為地表出露的陡傾斜礦體。賦礦層位為大龍口組第三段（Pt2d3），巖性為重結(jié)晶含蠕條灰?guī)r。礦體呈似層狀、透鏡狀，礦體中偶有夾石，夾石少。分布標(biāo)高2172～1900m。礦體長(zhǎng)度560m，控制最大斜深220m。總體走向315°，傾向225°，傾角60°～86 °，平均80°。礦體單工程厚度1.31～11.66m、平 均4.84m，單 工 程 品 位TFe31.74%～56.87%，平均TFe43.67%。厚度變化系數(shù)67.06%，屬較穩(wěn)定型；品位變化系數(shù)26.38%，屬均勻分布型。礦石礦物為褐鐵礦，占總礦石量的61.1%。

4 礦石質(zhì)量

（1）礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。褐鐵礦呈土狀集合體、他形粒狀—膠狀集合體結(jié)構(gòu)。赤鐵礦呈顯微鱗片狀—他形粒狀、殘余狀。常見褐鐵礦交代赤鐵礦，或赤鐵礦呈殘余狀于褐鐵礦中。針鐵礦呈細(xì)鱗片狀或他形粒狀結(jié)構(gòu)，纖鐵礦含量甚微，且粒度小于0.05mm，呈纖維狀結(jié)晶。

礦石呈塊狀、蜂窩狀、格子狀、皮殼狀、稀疏浸染狀及溶洞沉積的帶狀構(gòu)造，野外還常見鐵質(zhì)細(xì)脈沿灰?guī)r風(fēng)化裂隙充填形成次生角礫狀構(gòu)造。

圖3 易門大開裂山鐵礦A0、B8剖面圖

（2）礦物成分。礦石礦物主要為褐鐵礦，有微量赤鐵礦、針鐵礦及纖鐵礦。脈石礦物以灰質(zhì)、白云質(zhì)及隱晶質(zhì)鐵泥質(zhì)等組成，成分主要為方解石。

（3）礦物嵌布特征。褐鐵礦土狀者多與隱晶鐵泥質(zhì)混雜，局部堆積，膠狀者局部沿巖石裂隙充填，含礦巖石為灰?guī)r。脈石礦物方解石，粒度細(xì)且均勻，重結(jié)晶明顯，密集狀堆積，間隙為隱晶質(zhì)灰?guī)r充填。

（4）化學(xué)成分及有用有害組分。通過光譜分析、多元素分析和物相分析（表1～表3），礦石的化學(xué)成分：TFe 47.16%、S 0.006%、P 0.04%、SiO27.51%、MgO 0.073%、Ca O 1.87%、As 0.0033%、TiO20.31%、Al2O33.95%、FeO 0.01%。礦石的有用組分主要為TFe，伴生有用組分TiO2，但含量低；有害組分S、P、SiO2、As含量均未超標(biāo)，礦石中鐵主要賦存于赤褐鐵礦中，占全鐵含量的99.5%，其他礦物中鐵的分布量很低。

（5）礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及嵌布特征。

表1 礦石光譜分析結(jié)果

礦物結(jié)構(gòu)：顯微鱗片狀—他形粒狀結(jié)構(gòu)。

礦物構(gòu)造：稀疏浸染狀構(gòu)造。

嵌布特征：金屬礦物粒徑不大于0.25mm，他形粒狀—膠狀褐鐵礦、顯微鱗片狀—他形粒狀、殘余狀赤鐵礦等，呈稀疏浸染狀產(chǎn)出，常見褐鐵礦交代赤鐵礦，或赤鐵礦呈殘余狀于褐鐵礦中。

（6）礦石物理性質(zhì)。赤褐鐵礦為47.01%，占有率為99.5%，有害元素等含量甚微。該礦石類型CaO+MgO/SiO2=2.6/7.51=0.35＜0.5屬酸性礦，mFe/TFe=0.01/47.01=0.02≤85%，屬弱磁性礦石。

表2 礦石多元素分析結(jié)果

表3 礦石鐵物相分析結(jié)果

5 礦床成因

5.1 礦床成因

據(jù)目前所獲資料，礦床成因?qū)俪练e改造型，成礦時(shí)代為晉寧期。主要依據(jù)為：

（1）具明顯的層控及沉積特征：①鐵礦體嚴(yán)格受地層層位及巖相控制，賦存于富鎂、炭和硫的弱還原環(huán)境的臺(tái)盆相碳酸鹽巖沉積中。②礦體呈似層狀、透鏡狀順層產(chǎn)出，與圍巖界線清楚。③礦體中灰?guī)r夾層產(chǎn)狀與礦體的產(chǎn)狀一致。④礦石化學(xué)成分單一，主要為鐵，伴生組分甚微。⑤礦物組成簡(jiǎn)單，主要為褐鐵礦。以上特征反映出沉積礦床的特征。

（2）后期改造加富現(xiàn)象顯著：①礦體主要以需選礦的鐵礦體為主，煉鐵用體產(chǎn)于需選礦的鐵礦體的旁側(cè)或斷層發(fā)育處及附近，少量鐵礦體直接產(chǎn)于斷層中，具有后期改造加富跡象。②有微弱的圍巖蝕變。③表生氧化作用形成氧化褐鐵礦。

5.2 控礦因素

礦區(qū)鐵礦受地層控制：老紅巖礦段產(chǎn)于大龍口組第四—五段（Pt2d4-5），大開裂山礦段產(chǎn)于昆陽群大龍口組第三段（Pt2d3）。

礦區(qū)鐵礦受巖性控制：老紅巖礦段巖性為灰色薄層狀細(xì)至中粒重結(jié)晶灰?guī)r；深灰色、局部黃褐色厚層狀含疊層石灰?guī)r。礦體沿305°方向的裂隙產(chǎn)出，礦體走向與地層走向成70°～80°相交，傾角較陡。大開裂山礦段巖性為青灰至黑灰色薄至中厚層狀細(xì)至中粒重結(jié)晶含蠕條灰?guī)r。礦體沿315°方向的裂隙產(chǎn)出，礦體走向與地層走向成大角度相交，傾角較陡。

綜述主要的控礦因素為地層、巖性、構(gòu)造的控制。

6 找礦標(biāo)志、遠(yuǎn)景及找礦方向

（1）找礦標(biāo)志。根據(jù)礦區(qū)的礦體特征、礦石質(zhì)量特征及控礦因素，歸納找礦標(biāo)志為：①以肉眼可見的鐵礦體原生露頭為直接的找礦標(biāo)志，以鐵礦石轉(zhuǎn)塊為間接的找礦標(biāo)志；②以大龍口組為主要地層標(biāo)志，以地層分組、巖石相變地帶為間接的找礦標(biāo)志；③地貌標(biāo)志：地貌上表現(xiàn)為開裂，并常伴有褐鐵礦化或圍巖蝕變。

（2）找礦遠(yuǎn)景及找礦方向。

①紅巖山礦段礦體從地表至地下有增長(zhǎng)、增厚現(xiàn)象，控制深度240m；大開裂山礦段礦體至下部產(chǎn)狀明顯向北東傾斜，礦體變富，控制深度220m。各種跡象顯示兩個(gè)礦段的礦體深部有很好的找礦空間。

②從紅巖山礦段至小開裂山、中開裂山、大開裂山礦段有1900m長(zhǎng)的區(qū)帶，地貌多處出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，以大開裂山規(guī)模最大；近10年來淺表已探到礦體，沒有深部工程，找礦前景和空間極大，規(guī)模有望達(dá)中—大型。

③大開開裂山—落水洞—洗曬衣—底尼—三棵樹一帶近60km2的地帶，為主要的賦礦層位，地表有多個(gè)礦點(diǎn)露頭，均沒有深部工程，巖漿巖分布廣泛，物化探資料不詳，有進(jìn)一步找礦空間。