云南元谋姜驿铁矿地质特征及找矿标志

2021-02-11徐兴业洪钟明赵庆红

云南地质 2021年4期

关键词：山岩片岩磁铁矿

徐兴业，洪钟明，赵庆红，赵贤

(云南省地质矿产勘查院，云南昆明 650051)

元谋姜驿铁矿处于扬子陆块区，上扬子古陆块，康滇基底断隆与楚雄陆内盆地两个构造单元结合部。矿体主要产于大营山岩组上段(Pt1dy2)绿泥片岩、变粒岩中。矿石类型主要为磁铁矿。

1 矿区地质特征

1.1 地层

区内地层主要由基底岩系古元古界河口群大营山岩组上段(Pt1dy2)变质岩及盖层岩系中生界三叠系上统白果湾组(T3bg)、第四系(Q)组成。从老到新简述如下：

(1)大营山岩组上段(Pt1dy2)：灰、灰绿色云母石英片岩、石英片岩、钠长白云片岩、变粒岩、石榴角闪黑云片岩夹透镜状白云质大理岩，是矿区主要的磁铁矿含矿层。

(2)三叠系上统白果湾组(T3bg)：长石石英砂岩、粉砂质泥页岩互层，夹泥质粉砂岩、炭质页岩，局部有底砾岩。

(3)第四系(Q)：为杂色残坡积物。

1.2 构造

矿区节理、片理，揉皱、露头尺度的褶皱、断层较发育。可分北东向、南北向及北西向三组(图1)。北东向主要表现为北东向片理、褶曲和一系列走向小断层；南北向构造受北东向构造的改造，区内走向已变为北北东向；北西向表现为数量多规模小的张扭性断层，明显切割区内各构造，为最晚期构造。区内主要断层有：F1、F2。

图1 姜驿铁矿地质简图

F1断层：主要受区域南北向断裂元谋-绿汁江深大断裂影响，呈南北向产出，倾向东，陡倾角，局部近于直立，展布于图面南部外。

F2黎溪断裂：总体呈13°方向展布于四川会理黎溪-拉拉-云南元谋姜驿-盐水井一带，向南交汇于绿汁江断裂F1、向南、北延伸出图，长约45km，可能为绿汁江断裂的派生次级断裂。是区内的次要控岩、控矿构造，切割地层跨度大，西盘出露古元古界(Pt1)，东盘为上三叠统(T3)。沿断裂带岩层强烈挤压揉皱、地层逆冲-倒转并发育大量擦痕，构造角砾岩发育，界牌箐一带可见宽度约200m的断层角砾岩带及构造透镜体，角砾成份复杂，主要有片岩、变粒岩、砂岩。断裂倾向北西，倾角35°～70°，显示多期次活动，具逆断层特征。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩主要为辉绿、辉长岩脉、煌斑岩脉等，出露面积较大，地表风化较强。呈脉状分布。具多期次、多旋回特点，以晋宁早期中、酸性火山喷发活动和晋宁中、晚期基性侵入作用最为强烈。

1.4 变质作用

变质作用以中低温区域变质为主，变质程度为低绿片岩相。矿物组合绢云母、绿泥石为主，变质强度均匀，岩石应力作用明显，褶皱、劈理等发育，岩石类型有片岩类、石英岩类及大理岩类，局部分布有变粒岩等。原岩主要为砂泥质细碎屑岩、碳酸盐岩等。

1.5 蚀变及矿化

蚀变主要表现为绢云母化，弱绿泥石化，弱绿帘石化，局部弱硅化。变粒岩、绿泥片岩中为磁铁矿化、褐铁矿化。根据矿区矿化特征，地表已圈出KT1、KT3两个矿体及KHT1-KHT7矿化体，均产于大营山岩组上段(Pt1dy2)绿泥石英片岩、变粒岩中，矿石主要为磁铁矿。

1.6 地球物理地球化学特征

(1)重力异常特征：1：25万剩余重力异常平面图姜驿工区为10～20×10-5m/s2之间，位于永仁-姜驿异常高脊线部位(编号：G滇-62)。

(2)航磁异常特征：1：25万航磁异常总体呈北东走向，异常正负伴生，姜驿工区位于北端正负异常交接部位，异常梯度大，强度为0～150nT；工区北西部进入四川境内。

(3)1：1万地面高精度磁测异常特征：从△T等值线平面图看，工区磁异常总体分布态势是在测区中部，由南西向北东分布一条异常带，向北东延伸出工区。由众多条带状异常组成，单个异常正负伴生，正值大于负值。异常带大致由两条带状异常组成，其一从根树、泥嘎姑开始，往红坡、白泥湾连续展布出工区至老庙子；其二由大阱底西侧向北东断续分布至黑皮地以北。两者异常在根树南侧有交汇之势。异常(群)带在红坡以南单个异常表现为异常规模较大，异常强度较高(最高正磁达2550nT)，以北异常规模相对较小，强度较弱，一般为100～1000nT。

异常带主要分布在绿汁江深大断裂带附近河口群大营山岩组上段(Pt1dy2)灰绿色斜长片麻岩、千枚岩夹角闪片岩、石英片岩和三叠系上统白果湾组(T3bg)砂、泥、砾岩接触带上。地层、构造走向北东，异常走向与其一致，显然异常受地层、构造控制。异常带上有多条铁矿体产出和多处矿(化)点分布，铁矿体及矿(化)点与异常带吻合。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

区内工程控制有两个矿体KT1及KT3(表1)，其中，KT1为工业铁矿体，资源量估算推测类铁矿石量569.15万吨，矿床规模为小型。

一号矿体(KT1)：呈似层状产于大营山岩组上段(Pt1dy2)石英片岩、绿泥片岩、变粒岩中，岩性与顶、底板一致，产状与岩层产状基本一致，呈北东-南西走向，倾向北西西，倾角50°～55°，平均53°。长约796m，厚1.61m～11.58m，平均7.22m，厚度变化系数69.11%，厚度变化属稳定型。含TFe26.84ω%～38.41ω%，mFe21.51ω%～28.59ω%，平均TFe31.20ω%，mFe24.07ω%，品位变化系数TFe27.69%，mFe26.67%，有用组分变化属均匀型。

三号矿体(KT3)：呈似层状产于大营山岩组上段(Pt1dy2)石英片岩、绿泥片岩，绢云片岩中，岩性与顶、底板一致，产状与岩层产状相同，呈北东-南西走向，倾向北西，倾角43°～55°。矿体长约173m，矿体厚1.40m～1.59m。含TFe22.24ω%～22.32ω%，mFe17.24ω%～17.76ω%，平均TFe22.27ω%，mFe17.45ω%。

2.2 矿化体特征

参照河北省国土资源厅组织制定的《超贫磁铁矿勘查技术规程(暂行)》中推荐的超贫磁铁矿工业指标(按mFe≥6%圈定)，工程控制了七个矿化体，经估算获推测类超贫磁铁矿石量1.6亿吨，代表性矿化体KHT1、KHT3特征如下，其余矿化体特征见表1。

表1 姜驿铁矿矿化体特征一览表

一号矿化体(KHT1)：矿化体呈似层状产于大营山岩组上段(Pt1dy2)石英片岩、绿泥片岩、变粒岩中，岩性与顶、底板一致，呈北东-南西走向，倾向北西，倾角31°～65°。长约7300m，厚4.74m～54.39m，平均20.84m，含mFe6.37ω%～21.51ω%，平均mFe10.83ω%。

三号矿化体(KHT3)：呈似层状产于大营山岩组上段(Pt1dy2)石英片岩、绿泥片岩，绢云片岩中，岩性与顶、底板一致，走向近东西向，倾向南，倾角43°～55°，平均50°。长约3300m，厚21.82m～51.90m，平均32.31m，含mFe7.71ω%～25.22ω%，平均mFe11.45ω%。

2.3 矿石质量

(1)矿石的矿物成分：矿区矿石矿物以磁铁矿(Fe3O4)为主，次为褐铁矿(Fe2O3、nH2O)，另有少量的赤铁矿(Fe2O3)、钛铁矿(FeO.TiO2)等，其中磁铁矿(Fe3O4)：为矿石中主要的铁矿物。磁铁矿呈半自形细粒状、它形微粒状结构，粒度一般小于0.1mm；星散、脉状、条带状、稀疏浸染状构造，磁铁矿集合体粒度一般为2mm～4mm，分布于造岩矿物粒间。

褐铁矿(Fe2O3.nH2O)：多由黄铁矿蚀变而成。主要由隐晶质或胶状的赤铁矿、针铁矿、纤铁矿等集合体构成，少数成脉状或脉状浸染状分布。

(2)脉石矿物：主要为石英、绢云母、绿帘石、绿泥石，少量斜长石、钠长石、角闪石、黑云母、锆石、方解石等。其中：

石英(SiO2)：主要脉石矿物。常呈它形粒状变晶结构，粒度变化较大，呈薄层状分布，粒度一般0.03mm～0.1 mm。

绢云母(K[Al2(AlSi3O10)(OH)2)。：显微鳞片状，变晶绢云母呈连续定向排列。

绿泥石((Mg，Fe)3[(Si，Al)4O10](OH)2·(Mg，Fe)3(OH)6)：鳞片变晶结构，具定向排列。

绿帘石(Ca2(Al，Fe)3[Al2O7][SiO4]O(OH))：它形粒状结构，呈平行定向分布。粒度一般小于0.4mm。

方解石(CaCO3)：呈它形粒状，粒度变化较大，部分0.03mm～2mm左右，部分大于0.4mm。常呈脉状产出。

(3)铁赋存状态及分布特征：铁元素主要赋存于磁铁矿中(Fe3O4)中。少量赋存于褐铁矿(Fe2O3.nH2O)、菱铁矿(Fe[CO3])、赤铁矿(Fe2O3)中。

矿石中铁品位与岩性有关，在KT1矿体中，铁分布规律为TFe品位集中在8ω%～20ω%之间，mFe品位集中在6ω%～16ω%之间。走向上3～16线和48～60线矿体厚度相对厚度大，铁品位相对高。

2.4 矿石类型和品级

(1)矿石自然类型：矿石自然类型简单，根据铁物相样分析成果，按组成矿石的主要铁矿物可分为磁铁矿石；按结构构造可分为浸染状、脉状、条纹-条带状铁矿石；按矿石主要脉石矿物的种类可分为石英型。

(2)矿石工业类型：需选铁矿石工业类型，从选矿工艺要求出发，根据磁性铁(mFe)对全铁(TFe)的占有率，将其划分为磁性铁矿石和弱磁性铁矿石。ω(mFe)/ω(TFe)≥85%为磁性铁石，ω(mFe)/ω(TFe)≤85 %为弱磁性铁矿石。当矿石物成分复杂，矿石中硅酸铁(siFe)、硫化铁(sfFe)和碳酸铁(cFe)的质量分数大于3%，或三者之和大于3%时，ω(mFe)/ω(TFe-siFe-sfFe-cFe)≥85 %为磁性铁石，ω(mFe)/ω(TFe-siFe-sfFe-cFe)≤85 %为弱磁性铁矿石。矿石主要为弱磁铁矿石，磁性铁平均占有率81.55%。

(3)矿石品级：矿区圈定的KT1矿体平均品位TFe31.20ω%，mFe24.07ω%；KT3矿体平均品位TFe22.27ω%，mFe17.45ω%。矿石以磁铁矿石为主。

2.5 矿体围岩及夹石

矿体围岩有石英绿帘石片岩、绿帘绿泥石片岩、黑云石英片岩、绿帘二云片岩、绿泥钠长片岩及少量绢云千枚岩等。顶、底板围岩具弱磁铁矿化，矿体与顶、底板岩石渐变过渡，其界线只能通过化学分析确定。夹石岩性与围岩一致，具弱磁铁矿化，与顶、底板岩石渐变过渡。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因

根据姜驿地区含矿层、铁矿化体基本特征及邻区冷水塘、大平地含矿层、铁矿化体基本特征综合分析，区内含矿层原岩主要为中基性火山碎屑岩，呈层状产出，厚度稳定；磁铁矿化体呈层状、透镜状沿层产出，中基性火山碎屑岩经区域地质变质作用，产生不均匀片理化作用及岩石自生蚀变，暗色矿物蚀变析出铁质，强片理化带中富集形成磁铁矿化(TFe品位12ω%～24ω%)；矿石中金属矿物以氧化物为主，次为硫化物，氧化物主要为磁铁矿、钛磁铁矿，硫化物为少量黄铁矿。

综上，铁矿应属早期中基性火山岩沉积形成矿源层，经区域变质作用形成的磁铁矿，同时局部还有岩浆分异-贯入作用，热液作用，风化淋漓作用，形成多种成矿作用叠加的矿床。

3.2 找矿标志

根据姜驿矿区含矿层、磁铁矿化体的基本特征综合分析：矿区含矿层原岩为中基性火山碎屑岩，呈层状产出，厚度薄；磁铁矿化体呈层状、透镜状沿层断续产出，含矿层中或附近见有辉绿岩脉、辉长岩脉(体)侵入，但岩脉(体)对磁铁矿化没有明显的改造富集作用，所以含矿层即为磁铁矿化体矿源层；中基性火山碎屑岩经区域地质变质作用，岩石产生不均匀的片理化或条纹条带作用及岩石自生蚀变，岩石中暗色矿物蚀变析出铁质，在强片理化带或白云母片岩带中富集形成磁铁矿化；矿石中金属矿物以氧化物为主，次为硫化物，氧化物主要为磁铁矿、钛磁铁矿，硫化物为少量黄铁矿、黄铜矿。按照上述特征，本区磁铁矿应属中基性火山碎屑岩沉积形成矿源层，经区域变质作用叠加富集形成磁铁矿。所以矿床成因为中基性火山-沉积变质型超贫磁铁矿。本区有如下找矿标志

(1)地层标志：区内贫磁铁矿化体均产于元古界河口群大营山岩组上段(Pt1dy2)浅变质石英片岩、绿泥片岩、变粒岩中。

(2)变质岩相标志：区内贫磁铁矿化体均产于含矿层强片理化带或白云母片岩石中，磁铁矿化与岩石变质程度呈正比，岩石变质程度高，则磁铁矿化相对较强。

(3)地球物理标志：经地面高精度磁测，磁异常多沿元古界河口群大营山岩组上段(Pt1dy2)含磁铁绿片岩分布，且磁异常与含磁铁地层套合较好，磁异常由含磁铁绿片岩中的磁铁矿所致，故高精度磁测是寻找含磁铁绿片岩中磁性铁矿的有效手段。

4 找矿远景评价及找矿方向

4.1 找矿远景评价

姜驿矿区成矿条件有利。若参照河北省国土资源厅组织制定的《超贫磁铁矿勘查技术规程(暂行)》中推荐的超贫磁铁矿的工业指标，即mFe品位≥6ω%圈定矿体，姜驿矿区圈定7条矿化体，现编号为KHT1-KHT7，共估算334类资源量16318.73万吨，矿床平均mFe品位为10.74ω%。目前地表工程控制，缺少中深部工程控制，矿体向深部延伸情况不明朗，若在该区投入一定钻探工程，控制矿体向深部延伸变化情况，可进一步探增资源量。