云南大紅山礦區(qū)魯格鐵礦地質(zhì)特征及找礦方向

張武鵬，殷燦春，張達兵，張永彬

（1.云南銅業(yè)股份有限公司礦山研究院，云南 昆明 650051；2.玉溪礦業(yè)有限公司，云南 玉溪 653100）

云南大紅山礦區(qū)位于滇中區(qū)域所屬的新平大紅山群鐵銅多金屬成礦帶，區(qū)內(nèi)產(chǎn)出特大型的大紅山鐵銅礦區(qū)鐵、銅礦床，區(qū)內(nèi)磁異常特征表現(xiàn)為北東向，礦區(qū)外圍尚有多個磁異常，充分說明該區(qū)內(nèi)找礦潛力較大。本文重點結(jié)合大紅山礦區(qū)成礦地質(zhì)背景及成礦地質(zhì)特征進行研究，對魯格鐵礦的成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志進行探索，提高礦床研究程度，為礦床下一步的勘查、開發(fā)提出重要的理論支撐及指導(dǎo)意義[1]。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

以紅河大斷裂將區(qū)內(nèi)地層分為兩部分，南西側(cè)為混合巖化作用的哀牢山變質(zhì)巖帶，北東側(cè)出露大紅山群和晚三疊世干海子組的兩套地層，其中大紅山群是一套古海底火山噴發(fā)-沉積變質(zhì)巖系，富含鈉質(zhì)火山巖及鐵銅礦。區(qū)內(nèi)東西向、南北向及北西向構(gòu)造活動十分強烈，其構(gòu)造形跡和巖漿活動、變質(zhì)作用既相互繼承又相互疊加，其中南北向構(gòu)造對大紅山式鐵銅礦帶的分布進行控制，東西向構(gòu)造對區(qū)內(nèi)大紅山鐵銅礦床及其他伴生礦體的分布進行控制，北西向構(gòu)造具有破壞作用。區(qū)內(nèi)巖漿活動與各期次的構(gòu)造運動相伴，在紅山期、龍川期、晉寧期、加里東期及燕山期均有體現(xiàn)，特殊的大地構(gòu)造位置，加之構(gòu)造活動與多期的巖漿侵入活動，為區(qū)內(nèi)的成礦提供了條件，形成了大紅山式鐵銅礦床及外圍眾多銅、鐵等多金屬礦床、點。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

（1）三疊系上統(tǒng)（T3）分布于礦床東西礦段，按巖性的不同可分為2 段，舍資組下段（T3S1），主要分布于B172（A235）線以北及二道河以南地區(qū)。巖性主要為灰色厚層狀粗—中粒長石英鐘石英砂巖，局部夾泥質(zhì)粉砂巖。干海子組（T3g）巖性主要為深灰色薄層—中厚層狀含炭泥質(zhì)粉砂巖間夾長石石英細(xì)砂巖薄層，下部夾不穩(wěn)定煤線其下與大紅山群（Ptd）呈角度不整合接觸。

（2）大紅山群（Ptd）按巖性組合、沉積韻律、變質(zhì)程度及含礦性等特征劃分為肥味河組（Ptdf）和紅山組（Ptdh）；其中肥味河組（Ptdf）巖性以白云石大理巖夾炭質(zhì)板巖為主，該組與魯格鐵礦的含礦地層紅山組（Ptdh）呈整合接觸；紅山組（Ptdh）主要分為上下兩層。上層巖性主要為塊狀角閃變鈉質(zhì)熔巖，下層為石榴黑云角閃片巖，魯格Ⅳ4 鐵礦體主要賦存于上層。

（3）曼崗河組（Ptdm）僅出露底部于礦段的北東邊緣，中等變質(zhì)海相中基性火山巖，為大紅山I 號銅鐵礦帶的層位，巖性為含綠簾角閃變鈉質(zhì)熔巖、含角閃變鈉質(zhì)層凝灰?guī)r、石榴黑云片巖夾變鈉質(zhì)凝灰、變鈉質(zhì)凝灰?guī)r夾片巖、白云石大理巖及片巖，I號礦帶中的鐵礦體，自南向北，由磁鐵礦至磁、菱鐵礦到菱鐵礦的變化規(guī)律。

圖1 云南大紅山區(qū)域構(gòu)造綱要圖

圖2 云南省大紅山礦區(qū)縱V 線構(gòu)造剖面圖

圖3 云南大紅山礦區(qū)魯格鐵礦平面圖

（4）老廠河組（Ptdl）頂部為條紋條帶狀黑云白云石大理巖，中下部為淺色石榴白云片巖夾變鈉質(zhì)凝灰?guī)r。

2.2 構(gòu)造

大紅山銅礦西礦段產(chǎn)于底巴都背斜南翼的單斜地層中，背斜軸向南西西-北東東，以近于25 度的傾伏角向南西傾伏，軸面近似直立，兩翼對稱。背斜核部向兩翼依次出露曼崗河組（Ptdm2）、紅山組（Ptdh）、肥味河組（Ptdf）等地層。魯格鐵礦主要產(chǎn)于底巴都背斜的南翼西端。

魯格鐵礦位于東西向、北西向及南北向構(gòu)造線的交匯地帶偏東西向構(gòu)造帶內(nèi)，以北西向F3 斷層規(guī)模較大，為大紅山銅礦區(qū)I 號含鐵銅礦帶東西礦段的自然邊界，斷層傾角64°左右，垂直斷距215m，使I 號含鐵銅礦帶平均垂直落差200m。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿活動頻繁，存在多其次，既有火山噴溢作用，又有巖漿侵入作用，大紅山群地層，以一套鈉質(zhì)火山巖為主，伴隨著小規(guī)模的巖漿侵入（石英鈉長斑巖），該期火山活動是“大紅山式”鐵銅礦床的主要物質(zhì)來源。Ⅳ號鐵礦帶產(chǎn)于紅山組第三巖性段（Pt1dh3）角閃變鈉質(zhì)熔巖。巖石為灰綠色，細(xì)粒、交織結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀球狀、杏仁狀構(gòu)造。主要礦物為鈉長石（50%～70%）、角閃石（10%～40%），次為黑云母（3%～7%）、磁鐵礦（5%～15%），少量磷灰石、鈦鐵礦。蝕變礦物有綠泥石。

2.4 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)各類巖石及礦體，均經(jīng)受了不同程度的變質(zhì)和蝕變作用，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)為主，其次為熱液變質(zhì)和動力變質(zhì)。主要蝕變類型有鈉長石化、絹云母化及碳酸鹽化，其次為硅化、電氣石化。其中早期鈉長石化，使鈉長石普遍交代了熔巖、火山碎屑巖、輝長輝綠巖中的基性斜長石。晚期鈉長石化表現(xiàn)為鈉長石對其它礦物進行蠶食交代現(xiàn)象，或引起巖石中鈉長石發(fā)生重結(jié)晶現(xiàn)象。鈉長石化在近礦圍巖中，對鐵礦物的富集起著促進作用。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

魯格鐵礦產(chǎn)于紅山組（Ptdh）上部角閃變鈉質(zhì)熔巖的中下部。礦體頂板為角閃變鈉質(zhì)熔巖，底板為石榴角閃變鈉質(zhì)熔巖、絹云角閃變鈉質(zhì)熔巖。礦體頂?shù)装鍑鷰r及夾石中，一般含浸染狀、斑塊狀、星點狀粗晶磁鐵礦，礦體與圍巖多為過渡接觸，界線不明顯，但當(dāng)富礦與圍巖接觸時，界線比較清楚。礦體多為似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦體走向延伸斷續(xù)發(fā)育，礦體分為東西兩部分，中部為淺灰色含白云石變鈉質(zhì)熔巖，導(dǎo)致礦體缺失。東部礦體分布于B96-B104 線間，傾向延伸往上無工程控制礦體邊界，深部延深至斷層FIV-10，西部礦體分布于B104-B112 線間礦體于106 線最為厚大，礦體走向方向被斷層FVI-2 斷層措斷，往西部延伸礦體分支變薄，礦體傾向延深方向，上部已控制至礦體邊界，礦體深部延深至斷層FIV-10。

3.2 礦石特征

魯格鐵礦礦石礦物為磁鐵礦和赤鐵礦。其中磁鐵礦呈自形、半自形，少量為他形粒狀，粒度0.2mm～0.3mm，呈顆粒毗連鑲嵌，稠密浸染狀均勻嵌布。赤鐵礦呈自形半自形，少量為他形粒狀，粒度0.1mm～0.2mm，呈顆粒狀毗連鑲嵌,稠密浸染狀均勻嵌布。脈石礦物石英呈半自形、他形粒狀，粒度0.1mm～0.2mm，呈顆粒嵌布于礦石或脈石中；鈉長石呈板柱狀及不規(guī)則粒狀，粒度0.4mm～0.5mm，呈板柱狀、粒狀嵌布于礦石或脈石中；角閃石呈不規(guī)則粒狀，粒度0.2mm～0.4mm，呈顆粒嵌布于礦石或脈石中。礦石結(jié)構(gòu)為自形-半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，其次有赤鐵礦交代磁鐵的交代網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，星點狀赤鐵礦變晶組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為浸染狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造（磁鐵礦）及星點狀構(gòu)造（赤鐵礦）。

圖4 磁鐵礦鏡下照片

圖5 IV 鐵礦成礦模式圖

4 礦床成因分析

4.1 礦床控礦因素

（1）地層控礦：地層的含礦性是形成各類礦床的礦源基礎(chǔ)，曼崗河組石榴黑云片巖是大紅山Ⅰ號鐵銅礦帶的主要賦礦地層；紅山組角閃變鈉質(zhì)熔巖是Ⅳ4 鐵礦體的賦礦地層，礦體的產(chǎn)狀與賦礦地層的產(chǎn)狀基本一致，地層對礦體的控制現(xiàn)象較明顯。

（2）火山噴溢中心控礦：Ⅳ4 鐵礦體靠近噴發(fā)中心部位，主要表現(xiàn)為在中心部位礦體和火山巖厚度較大，四周逐漸變薄至殲滅，礦物為磁鐵礦和赤鐵礦。

（3）巖性巖相控礦：Ⅰ號銅鐵礦帶受深色石榴黑云變鈉質(zhì)（層）凝灰?guī)r、石榴黑云片巖、不純白云石大理巖的控制，即受火山噴發(fā)—沉積過渡相的控制。

（4）火山噴發(fā)—沉積旋回控礦：Ⅰ號銅鐵礦帶產(chǎn)于曼崗河組旋回的中上部，屬火山噴發(fā)中晚期，在弱還原環(huán)境下成礦；在火山噴發(fā)中期，Ⅳ4 鐵礦體賦存于紅山組旋回的中部，礦體形成于氧化環(huán)境。

4.2 礦床成因分析

Ⅳ號礦帶鐵礦床成因與本區(qū)火山活動和巖漿侵入密切相關(guān)，屬火山氣液和巖漿熱液在充填交代作用下形成的礦床，火山熔巖中所含的氧化物、硫化物為與熔巖的硅酸鹽熔巖結(jié)晶期互不混溶所致，造就含礦熔巖的預(yù)富集，形成了大紅山式鐵銅礦床的物質(zhì)基礎(chǔ)，鐵礦主要受紅山組地層控制。

5 結(jié)論

大紅山礦區(qū)魯格鐵礦床成因?qū)倩鹕綒庖杭訋r漿熱液充填交代鐵礦床，形成和分布嚴(yán)格受地層、構(gòu)造、巖漿巖的控制，礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征及控礦地質(zhì)條件，可作為魯格鐵礦的重要找礦標(biāo)志。

（1）研究區(qū)內(nèi)富鐵的變鈉質(zhì)火山巖主要賦存于紅河斷裂與綠汁江斷裂之間，滇中中生代坳陷帶內(nèi)，構(gòu)造基本控制著新平大紅山一帶含礦鈉質(zhì)火山巖系（大紅山群）。

（2）區(qū)內(nèi)晚古元古界-早中元古界變鈉質(zhì)火山巖系為大紅山式鐵銅礦重要的地層標(biāo)志，其中鐵礦與中淺灰色堿中性變鈉質(zhì)火山巖密切相關(guān)，鈉鐵隨著火山巖漿從基性向堿中性巖化逐漸富集，形成富鐵的變鈉質(zhì)熔巖和火山碎屑巖，可作為尋找鐵礦的重要巖性標(biāo)志。

（3）大紅山式鐵、銅礦受火山機構(gòu)以及噴發(fā)沉積中心控制，鐵礦和銅礦基本圍繞火山活動中心分布，尋找火山噴發(fā)沉積中心及層火山機構(gòu)，對于尋找魯格鐵礦具有重要意義。

（4）魯格鐵礦受次火山氣液加富型及后期改造疊加蝕變較明顯，以后期鈉長石化為主、碳酸鹽化為次形成褪色帶，形成后期交代充填鐵礦的重要圍巖蝕變標(biāo)志，其次絹云母化、早期硅化也是次火山氣液加富型鐵礦的主要圍巖蝕變標(biāo)志。

研究表明，魯格礦化帶沿礦床北西地段延伸較連續(xù)，部分鉆孔及坑道揭露礦體厚度較大，說明具有較好的找礦前景。其次，在魯格鐵礦區(qū)域地磁強度較大，背景值高，達數(shù)百至1000nT，說明大面積富鐵火山巖存在一級異常，因此魯格鐵礦周邊極有可能存在類似IV4 的鐵礦體，今后應(yīng)加強對該地區(qū)的找礦勘查工作。