云南省鎮(zhèn)康縣小河邊鐵礦地質(zhì)特征及成因分析

何正文，莫亞龍，謝佳成

(1.云南旅游職業(yè)學(xué)院，云南 昆明 650221；2.云南省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，云南 昆明 650106)

小河邊鐵礦位于鎮(zhèn)康縣115°方向，平距7.5千米處，礦區(qū)地處瀾滄江結(jié)合帶西部，位于保山—鎮(zhèn)康陸塊構(gòu)造單元南段永德地塊(圖1)。大致南為汀河斷裂，西為保山—鎮(zhèn)康地塊，東為昌寧—孟連褶沖帶，是三江構(gòu)造帶的重要組成部分(程裕淇1994)。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為寒武系上統(tǒng)核桃坪組、沙河廠組及保山組，奧陶系上統(tǒng)火燒橋組、中統(tǒng)蒲縹組及第四系。(見表1)

1.2 構(gòu)造

1.2.1 褶皺

1.2.2 斷裂

礦區(qū)主要發(fā)育兩組斷裂，北東向斷裂組和北西向斷裂組。

(1)北東向斷裂(組)

沿蘆子園背斜軸部發(fā)育，多屬張扭性斷裂。上盤地層產(chǎn)狀較陡，下盤較緩。斷層屬先壓后張扭，并隨之于沙河廠組地層內(nèi)產(chǎn)生了一系列的縱張裂隙和層間破碎帶，成礦熱液沿裂隙上升與圍巖接觸變質(zhì)形成矽卡巖和鐵礦體。該組斷裂控制了全礦區(qū)鉛鋅鐵礦體產(chǎn)出形態(tài)，屬容礦構(gòu)造，為熱液的運(yùn)輸和儲存提供了良好的場所。

(2)北西向斷裂(組)

總體呈北西向展布，多為橫張斷裂，具一定的等間距特征，錯斷北東向組斷裂和礦體，對礦體和地質(zhì)體起破壞作用，屬成礦后期的破礦構(gòu)造。

1.3 巖漿巖

圖1 礦區(qū)大地構(gòu)造位置示意圖

Fig.1 Tectonic position of the orefield

1—Ⅰ級單元界線；2—Ⅱ級單元界線；3—板塊結(jié)合帶；4—斷層；5—礦床位置及名稱

表1 鎮(zhèn)康縣小河邊鐵礦礦區(qū)地層簡表

注：資料來源于楊淑勝等.2011.云南省鎮(zhèn)康縣小河邊鐵礦詳查報告。

1.4 變質(zhì)作用及圍巖蝕變礦化特征

1.4.1 變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用主要有區(qū)域變質(zhì)作用、接觸熱變質(zhì)作用和動力變質(zhì)作用三種類型。區(qū)域變質(zhì)作用較普遍，形成大面積的結(jié)晶灰?guī)r、大理巖、板巖、變質(zhì)砂巖及片巖等淺成變質(zhì)巖；熱液變質(zhì)作用于小河邊一帶形成北東向展布的陽起石矽卡巖，局部為磁鐵礦體，與礦化關(guān)系密切；動力變質(zhì)作用主要沿斷裂帶形成構(gòu)造角礫巖和層間破碎帶。

1.4.2 蝕變帶及礦化特征

近礦圍巖蝕變礦化發(fā)育，主要可見矽卡巖化、綠泥石化、硅化、大理巖化、黃鐵礦化、褐鐵礦化等。其中矽卡巖化與鐵銅鉛鋅礦化關(guān)系密切，硅化、大理巖化鉛鋅礦關(guān)系密切，黃鐵礦化、褐鐵礦化工業(yè)氧化鐵礦體關(guān)系密切。

2 礦區(qū)礦化特征

2.1 礦體特征

小河邊鐵礦礦床由V1-1、V1-2、V2、V3、V4五個主礦體及小副礦體V組成(如圖2所示)。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石的礦物成份

礦石中礦物種類較多，金屬礦物有硫化物類(黃銅礦、黃鐵礦等)、碳酸鹽類(孔雀石、藍(lán)銅礦、菱鐵礦等)、氧化物類(褐鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦等)。以氧化物類為主，氧化礦礦石礦物以褐鐵礦為主，次為磁鐵礦、赤鐵礦。原生礦礦石礦物主要為磁鐵礦，脈石礦物以碳酸鹽類(方解石、白云石、鐵白云石等)為主，次有硅酸鹽(綠泥石、透閃石、陽起石、透輝石、斜長石、綠簾石、絹云母、石榴石等)及氧化物(石英)類，以陽起石為主，次為石榴石、綠簾石、綠泥石、方解石、石英及白云母等。

圖2 小河邊鐵礦礦體分布剖面圖

Fig.2 Distribution section of orebody in Xiaohebian iron deposit

1—?dú)埰路e物；2—灰?guī)r；3—大理巖；4—矽卡巖；5—泥質(zhì)、粉砂質(zhì)板巖；6—鐵礦體及編號；7—低品位礦體及編號；8—實測、推測斷層；9—灰?guī)r；10—大理巖；11—泥質(zhì)板巖；12—磁鐵礦化陽起石矽卡巖

2.2.2 礦石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

原生礦礦石以自形晶結(jié)構(gòu)為主，其次為半自形—它形晶結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造為主，其次為網(wǎng)脈狀、塊狀構(gòu)造。氧化礦礦石具自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)，纖狀或片狀結(jié)構(gòu)，但主要是浸染狀構(gòu)造，局部見皮殼狀、薄膜狀、塊狀構(gòu)造。

2.2.3 礦石主要礦物的特征

礦石中主要的礦物及其相關(guān)特征如下：

3 礦床成因

3.1 礦床成礦階段

由上述礦床地質(zhì)特征可知，小河邊鐵礦礦床呈現(xiàn)顯著的“二期四階段”特征：

3.1.1 矽卡巖期

3.1.1.1 早期矽卡巖階段

作為礦床形成的早期，該階段以超臨界狀態(tài)的氣相高溫?zé)嵋簽橹?，主要形成鈣、鎂、鐵、鋁等的硅酸鹽礦物，形成島狀—鏈狀無水硅酸鹽礦物(如硅灰石、鈣鋁—鈣鐵石榴石、輝石等)組成矽卡巖體。該階段無礦，僅形成巖石(矽卡巖)。

3.1.1.2 晚期矽卡巖階段

隨著成礦熱液溫度的下降，在接近臨界狀態(tài)下，礦化劑(H2O、CO2、H2S等)參與交代矽卡巖，形成復(fù)雜鏈狀含水硅酸鹽礦物(陽起石、透閃石、綠簾石等)。該階段出現(xiàn)并富集磁鐵礦，因此又稱磁鐵礦階段(陳洪冶2007)。該階段為小河邊鐵礦床礦體的主要成礦時期。

3.1.1.3 氧化物階段

在次臨界高溫?zé)嵋鹤饔孟?，生成層狀或架狀硅酸鹽(如正長石，酸性斜長石，云母等)和氧化物(如錫石、磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等)。該階段為本礦床礦體的次要成礦時期。

3.1.2 石英—硫化物期

早期硫化物階段在成礦熱液溫度下降到高—中溫階段時，早期形成的矽卡巖礦物被大量交代，開始形成綠泥石、絹云母等。在這一溫度階段，SiO2一般不再參與形成矽卡巖，而是大量形成獨(dú)立礦物—石英，同時方解石、瑩石也開始大量出現(xiàn)。此階段，金屬氧化物已很少見，大量金屬硫化物開始出現(xiàn)，以磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、毒砂等為代表(涂光熾1989)。

鐵礦床形成后，因地殼隆升而近或出露地表，礦體在表生作用下，進(jìn)一步分解為鹽類，再經(jīng)水解作用于地表或近地表形成氧化礦(褐鐵礦)。

3.2 礦床成因

小河邊鐵礦賦礦巖石為陽起石矽卡巖，礦體圍巖以矽卡巖為主，次為上寒武統(tǒng)沙河廠組二段、三段大理巖、大理巖化灰?guī)r，局部為板巖。礦體主要呈層狀產(chǎn)出，次為脈狀、透鏡狀，局部受構(gòu)造控礦。

礦體呈多層狀產(chǎn)于陽起石矽卡巖帶中，礦物的共生組合為矽卡巖型磁鐵礦礦石的典型礦物組合特征，礦體與矽卡巖為漸變過渡關(guān)系，近礦圍巖蝕變?yōu)槲◣r化、綠泥石化、硅化、黃鐵礦化及大理巖化等。礦區(qū)礦體由地表至深部具有Pb、Zn、Cu、Fe的垂直分帶特征，表層的Pb、Zn由于受到地表的風(fēng)化剝蝕作用而被搬運(yùn)遷移到他地。

根據(jù)區(qū)域重力、航磁及遙感等資料綜合分析，礦區(qū)深部存在隱伏酸性巖體，礦區(qū)北部出露酸性巖脈，蘆子園見到薔薇輝石，進(jìn)一步證實了隱伏酸性巖體的存在(蔣成興等2017)。

源于該隱伏酸性巖體的富含鐵質(zhì)元素的成礦熱液，沿蘆子園背斜軸部北東向張性斷裂及破碎帶向上運(yùn)移，并于合適的位置條件下(蘆子園背斜軸隆起部、轉(zhuǎn)折部)對碳酸鹽巖進(jìn)行交代，帶入Fe、Pb、Zn、Cu、SiO2和Al2O3，帶出CO2和CaO，形成以陽起石矽卡巖為代表的鈣矽卡巖系列，并沿著成礦熱液交代的沉積灰?guī)r地層呈層狀于礦區(qū)內(nèi)產(chǎn)出，局部地段富集成為工業(yè)鐵礦體或鉛鋅礦體。原生鐵礦石在風(fēng)化、氧化等表生作用下，進(jìn)一步分解為鹽類，再經(jīng)水解作用于地表或近地表形成氧化礦(褐鐵礦)(劉偉等2014)。

4 結(jié)論

(1)礦床成因類型為熱液交代型鐵礦床(矽卡巖型鐵礦床)，其成礦熱液主要來源于深部隱伏酸性巖體。

(2)成礦熱液以蘆子園背斜軸部北東向張性斷裂及破碎帶為主要運(yùn)移通道，并于背斜軸部的隆起、轉(zhuǎn)折部及與同期斷裂構(gòu)造的交匯部為主要礦體賦存部位。

(3)礦區(qū)內(nèi)鐵礦體的直接找礦標(biāo)志為矽卡巖帶及磁異常。區(qū)內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造的同期次級構(gòu)造帶有鉛鋅礦成礦可能。