会东县菜园子磁铁矿床地质特征及成因

徐彬

（四川省地矿产勘查开发局四O四队，四川 西昌 615000）

菜园子磁铁矿区位于扬子地台西缘康滇地轴中段东缘，江舟—米市断陷盆地带南段，是以前震旦系变质岩为基底，以古生代海相沉积及中生代陆相碎屑沉积为盖层的长期隆起地带。区域构造属东西向老油房复式向斜褶皱，菜园子磁铁矿区处于该复式向斜的南翼[1]（图1）。

1 矿床地质背景

区域地层具康滇地轴的二元结构，盖层主要由二迭系、寒武系和震旦系所组成，基底主要以前震旦系会理群浅变质岩系为主。区域内地质构造极为复杂。主干构造以近东西向褶皱和近南北向断裂为主，它们又常被北东向、北西向断裂所横切，反映了区内构造活动的多期性和继承性。褶皱主要表现为一系列近东西向（或向西封闭）的复式褶皱，具明显的重褶和包容特征。盖层中褶皱主要呈南北向开阔背、向斜。断裂构造以近南北向断裂为主，东西向断裂亦较发育。它们多表现为逆断层和冲断层性质。

区域内岩浆岩主要发育酸性和中—基性浅成—喷发岩。侵入岩以燕山期花岗岩和晋宁期辉长辉绿岩类为主。其中，菜园子磁铁矿区的晋宁期辉长辉绿岩与该区磁铁矿关系密切。

该区位于川滇黔相邻成矿区之会理—会东前寒武纪铁铜铅锌银成矿远景区内。区内矿产资源丰富，目前已发现具工业价值的矿产主要有铁、铜、铅、锌、金、磷等，著名的矿产地有：满银沟赤铁矿区（大型）、大梁子铅锌矿（大型）、菜园子磁铁矿（中型）、油房沟铜矿（中型）、金锁桥金矿（小型）等。

2 矿床特征

2.1 矿床地质特征

菜园子磁铁矿区位于区域性老油房复式向斜南翼之火烧村背斜东段，处于近南北向鹿鹤断层与北东向麻塘断裂带的交汇部位。区内除盖层系统的地层在测区外围较连续出露外，前震旦系变质基底多受岩浆岩吞蚀而分布零星；岩浆活动频繁，断裂构造发育。区内磁铁矿主要赋存于中～基性次火山岩中。

2.1.1 地层

具二元结构地层。盖层主要有震旦系灯影组和观音崖组和澄江组，分布于矿区两侧，不整合于基底地层之上；基底地层主要出露前震旦系凤山营组和力马河组中上部，多呈零星残留体或不连续岩块分布于侵入岩带内及边缘。

2.1.2 构造

矿区位处火烧村复式向斜之次级白龙沟背斜西翼，呈单斜产出。基底地层均为残留体，无次级褶皱显示，断裂和次级节理裂隙发育。区内断裂以菜园子控矿断裂为主，其余小断裂多为切割破坏矿体、地质体的小型张扭性后期断裂。

2.1.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩分布广，岩性复杂，主要可分为晋宁期中基性火山岩—次火山岩类和燕山期中酸性火山岩、侵入岩类。

图2 四川省会东县菜园子磁铁矿区物磁测等值线及工程分布图

2.1.4 变质作用

区内岩石的变质作用，主要有区域变质作用、自变质作用和接触变质作用、围岩蚀变。

2.1.5 地球物理特征

勘查工作中于矿区内开展了1/2 000高精度磁测，划分出5条（C1～C5）近东西向展布正负异常伴生的ΔT异常带。

1）C1异常带：横贯测区中部，近东西向略呈反S形展布，异常平面延展与北侧（1）、（2）矿体一致，东西长约1 600m，正负异常伴生分布范围东宽西窄宽度可达200 m，异常强度总趋势是东强西弱，中间被分隔出强弱相间3个异常段。C1-1异常，分布在区内西段78-52线间，与（1）矿体西段相吻合，长约520 m，异常南翼正值1 800nT，北翼负值-3 000nT。C1-2异常，分布在区内中段48-35线间，与（2）矿体西段相当，长约360 m，异常南翼正值普遍较低，局部可达2 000nT，北翼负值受C2异常带叠加影响异常负值仅－600nT。C1-3异常，分布在区内东段32-1线间，与（2）矿体东段相对应，长约620 m，异常南翼由三个正值分别为为3 200 nT、3 600 nT、4 400nT的局部极大值呈串珠状分布，北翼负异常宽缓幅值3 000nT。

2）C2异常带：分布在测区中部C1异常带北侧，近东西向展布，东西长约400m，正磁异常600 nT与北翼负异常－2 200 nT伴生所组成，分布范围宽度可达100 m，异常强度总趋势是西弱东强，中间被弱值相间分隔出C2-1，C2-2两个异常段。该异常与（1）号矿体东段对应。

3）C3异常带，分布在测区西北端，80-70线间，东西长约200m，由两条近东西向平行正异常C3-1、C3-2错列展布，异常强度C3-1为2 200 nT、C3-2为1 200 nT，并在其北侧形成宽缓正异常向北延伸，伴生负异常仅在西北角出现，与C1磁异常带被宽缓负背景场相分隔。异常处有（3）号矿体出露。

4）C4异常带：分布在测区中部C1异常带南侧与之平行并列，呈近北西西向在40-5线间展布，东西长约700m，向西异常不够完整，由C4-1、C4-2、C4-3三个呈串珠局部异常组成，北侧以负异常（－600 nT）和低磁场（800 nT）与C1异常带相隔，异常强度总趋势是西弱东强，与C1异常带相似，三个局部异常强度分别是800 nT、2 400 nT、4 400 nT，分布范围宽度可达100 m。该异常带的异常特征、地质条件与C1异常带相似。

5）C5异常：分布在测区中部南侧40-37线间，向西、向南异常未测完整，东西长约60m，C5异常北侧以500 nT低磁场与C4异常带相隔，C5正异常强度可达4168 nT,异常特征与地质条件与C1异常带相似。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿区内目前发现的主要矿体（带）是（1）、（2）号，现将这两个矿体产出特征叙述如下：

3.1.1 （1）号矿体

分布于矿区19—16线间长约920m地带，矿体（带）由（1）号主矿体和7个零星矿体组成。

矿体产于花岗岩体外接触带的变质中基性次火山岩中，各零星矿体近平行分布于主矿体之上；矿体与围岩界线有时清楚，有时以边部的贫磁铁矿与围岩呈渐变过渡。规模最大的为（1）号主矿体，其余7个为单工程控制的零星矿体（表1）。

（1）号主矿体为近东西走向的不规则层状体，产于花岗岩体外接触带变中基性次火山岩边部。经46个工程控制，矿体控制长920m，控制产出标高2 516～1 948m，高差达568m；控制倾斜宽325～540m；厚 1.03～20.74m，平均厚 5.17m，厚度变化系数71.86%，属厚度变化中等型矿体。矿体向南陡倾，倾角73°～84°，由西向东，倾角逐渐增大；沿走向及向倾斜方向具S型舒缓波曲。

矿体连续性好，厚度变化总体具西薄东厚、上薄下厚的特点，矿体倾斜方向上 5个边部工程中厚度为2.40～14.38m，均未圈边，局部有分枝现象。

3.1.2 （2）号矿体

分布于矿区14～42线间长约700m地段。原勘查时圈定主矿体1个，零星矿体18个。经本次降低工业指标后原单独圈定的（2）-1、8、12、15号等零星矿体与（2）号主矿体并为一体，重新圈定的矿体个数减少为：1个主矿体、11个零星矿体。

矿体产出部位与（1）矿体相同，均产于花岗岩体外接触带的变质中基性次火山岩中，零星矿体近平行分布于主矿体之上；矿体与围岩界线有时清楚，有时以边部的贫磁铁矿与围岩呈渐变过渡。规模较大的（2）号主矿体产出特征叙述如下，其余零星矿体见表1。

（2）号主矿体为总体近东西走向的不规则层状体，产于花岗岩体外接触带变中基性次火山岩边部。经23个工程控制，矿体控制长698m，控制产出标高2 333～1 936m，高差397m；控制斜宽230～420m；厚1.10～19.85m，平均厚5.58m，厚度变化系数74.91%，属厚度变化稳定型矿体。矿体走向自西向东由南东东渐变为北东东，倾向南（变化区间为200°～150°），倾角陡（70°～80°），由西向东倾角逐渐增大；沿走向及向倾向具舒缓波曲。

矿体连续性好，厚度变化总体亦具西薄东厚、上薄下厚的特点，矿体西端于14线以西尖灭，东端在42线以东受限于震旦系灯影组、观音岩组与变中基性岩体接触界线；矿体倾斜方向5个边部工程中厚度为2.40～14.38m，均未圈边。中段20～36线间有分枝现象。

从（1）、（2）矿体产出形态和部位来看，应属同一矿体在花岗岩体侵入时的推挤作用下断为的两段。

表1 菜园子磁铁矿区（1）、（2）号零星矿体产出特征一览表

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石矿物成份及结构、构造

1）矿石的矿物成份。矿石矿物主要是磁铁矿，其次是磁赤铁矿，少量赤铁矿、褐铁矿，副矿物有黄铜矿、黄铁矿、钛铁矿等。脉石矿物主要为石英、钠长石，次为黑云母、角闪石、绿泥石、绿帘石、方解石、钾长石、绢云母等，副矿物有白钛石、榍石、电气石、磷灰石及锆石（偶见）等。2）矿石的结构构造。矿石结构较简单，主要为半自形晶结构、包含镶嵌结构、格状结构及交代结构。矿石构造主要有块状、浸染状、团块角砾状、杏仁状及条带状等。

3.2.2 矿石化学成分

1）有益组份。矿石有益组份是Fe，主要来自于磁铁矿，各矿体中Fe的赋存规律是：（1）号主矿体工程平均TFe品位变化为20.06%～50.46%，平均27.85%；品位变化系数为25.25%，属品位变化均匀类型矿体。（2）号主矿体工程平均TFe品位变化为21.55%～49.64%，平均30.53%；品位变化系数为23.47%，属品位变化均匀类型矿体。

2）有害组份。矿石中有害组份硫、磷均未超过允许含量。各矿体硫平均含量0.02%～0.06%，硫主要含在黄铁矿中；磷平均0.09%～0.18%。

3）造渣组份。矿石中主要造渣组份为SiO2，次为Al2O3和少量K2O、Na2O、CaO、MgO、TiO2等。主要造渣组分总量为23.22%～46.00%。SiO2含量与TFe含量呈互消长关系。SiO2含量一般为13.63%～56.50%，平均38.70%，超出了炼铁用铁矿石规定要求。矿石属需选矿石矿石酸碱度比值（CaO+MgO/ Al2O3+ SiO2）=0.043～0.127，属酸性矿石。

3.2.3 矿石类型和品级

1）矿石的自然类型：按矿石主要脉石矿物划分为玄武磁铁矿型矿石、石英磁铁矿型矿石、黑云母磁铁矿型矿石、绢云母磁铁矿型矿石。按矿石氧化程度划分为原生矿石（磁铁矿石）、混合矿石、氧化矿石（赤铁矿石）。按矿石的结构构造划分为致密块状、浸染状、角砾—团块状、条带状等矿石。

2）矿石的工业类型，可分为炼铁用铁矿石和需选铁矿石。

3.2.4 矿体围岩和夹石

区内主矿体顶板及其它次要、零星矿体之顶、底板和夹石，均为变质中基性次火山岩，主要有：变粒玄岩、变杏仁状辉绿岩、变辉绿岩，几种岩石多渐变过渡。

近矿围岩及夹石与致密状矿石界线清楚但不规则，与浸染状矿石则多为渐变过渡。近矿围岩蚀变主要有磁铁矿化、角岩化、黑云母化、方解石化、绿泥石化，次有钾长石化、钠长石化、铁白云石化等［2］。

4 矿床成因

4.1 成矿控制因素和富集规律

1）菜园子磁铁矿的形成与一套碱性玄武岩系列的富含钠质铁质的火山—次火山杂岩有关，铁矿的雏形即产生在火山喷溢—喷发相阶段。岩浆结晶后期，铁质以气液、矿浆等多种形式沿不同岩性虚脱部位或构造软弱带晶出、沉淀、充填成矿。

2）含矿围岩主要为含铁变粒玄岩（粗玄岩）、变杏仁状辉绿岩和变辉绿岩，受岩浆期后矿浆气液作用，使原始铁质层或贫磁铁矿石重熔改造，于构造有利部位充填成富矿，同时也使围岩中磁铁矿化增强。

3）近矿围岩的自变质作用和热液蚀变较强的地段，往往也是矿化相对富集地带。

4）近花岗岩接触带角岩化变中基性次火山岩顶部，由于热接触变质作用，往往存在较富厚矿体。

4.2 矿床成因

1）区内（1）、（2）主矿体产于变中基性次火山岩中，近矿围岩为变粒玄岩、变杏仁状辉绿岩、变辉绿岩，这套岩石本身含铁量较高，部分呈浸染状贫磁铁矿石与围岩渐变过渡；矿石化学成分与围岩具较高的一致性，矿石残余杏仁状构造常见，说明了矿石与含矿母岩形成过程的一致性。本矿床的形成主要与晋宁期中基性火山喷溢（发）活动所形成的次火山岩有关。

2）矿体与围岩在纵向（厚度方向）上呈多层次分布，矿石具残余杏仁（气孔）状、角砾状、熔团状构造，部分含铁粒玄岩中角砾状、不规则状被杏仁状辉绿岩、辉绿岩胶结和熔蚀等，说明区内岩浆喷溢、侵入过程具有间歇式和多期性；玄武磁铁矿型矿石中常伴有石英磁铁矿型矿石，说明区内在中基性岩浆活动的同时，伴有小规模含铁中酸性熔融体的喷发。

3）致密状矿石与贫磁铁矿石、围岩多界线清楚而不规则，有强烈的蚀变和自变质作用，交代残余结构发育，有铁质胶结含铁次火山岩而形成的角砾状构造等，反映了富含铁质的岩浆期后热液（残余熔浆）的充填—交代成矿作用特点，是区内矿体局部富化的主要因素。

4）晋宁期（早期）含矿中基性次火山岩与燕山期（后期）花岗岩接触带岩石普遍有花岗质混染和角岩化，并伴有少量磁铁矿化、赤铁矿化，见赤铁矿等变质热液产物在矿体或花岗质混染变基性角岩中呈细脉状产出，说明燕山期酸性岩浆侵入活动所产生的接触变质作用主要以热接触变质（重结晶）作用为主，其对矿体的富化作用有限。另一方面，花岗岩体的侵入也对（1）、（2）号矿体在空间的连续性造成破坏，两矿体因其侵入过程的推挤变形而于14线一带分离成东西两段。

5）从空间分布特征看，晋宁期（早期）含矿中基性次火山岩体与燕山期（后期）花岗岩体均沿火烧村向斜轴部的菜园子断裂喷溢（发）和贯入，矿体产出部位和形态也受两者接触带控制。构造对成岩成矿的控制作用明显。

综上所述，菜园子断层对含矿母岩和矿体的空间定位起主导作用，晋宁期中基性火山喷溢（发）活动是铁质的主要来源并对矿体的形成起决定性作用，岩浆期后热液的充填—交代作用使矿体局部富化。据此初步认为，菜园子磁铁矿属与中基性次火山岩有关的“火山喷溢（发）—热液型磁铁矿床”。

[1] 川地区测一队. 中华人民共和国区域地质调查报告.会理幅（1／20万）[R]. 1967.

[2] 李晓晶. 徐彬, 等. 四川省会东县满银沟铁矿接替资源勘查报告[R]. 2009.