里竹山铁矿地质特征及成因

2021-04-05胡兴涛李仕斌杨俊楠

中国金属通报 2021年1期

胡兴涛，李仕斌，杨俊楠

（云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院，云南昆明 650216）

1 矿区地质特征

1.1 地层

矿区地层主要为马邓岩群外麦地岩组（Pzw）变质岩系。区内地层划分为a、b、c三个非正式岩性段，但紧出露a、b两个非正式岩性段，由于各岩段已发生多期构造（褶皱）变形，并被顺层韧性或脆韧性剪切带分隔，致使三个岩性段表现在空间上呈成层无序岩块拼贴，新老叠置关系不清。

图1 矿区主要地质特征

1.1.1 外麦地岩组b岩段（Pzwb）

分布于矿区中偏南西部。以一套呈间层状产出的灰、深灰色绢云石英千枚岩、结晶硅质灰岩、变质石英砂岩为主，间层条带状含炭泥质硅质岩、绢云千枚状板岩、砂质板岩和炭质绢云千枚岩为特征。各岩层之间多为断层接触，并具间隔状糜棱岩化。碳酸盐岩、硅质岩及炭质层多呈似层状、透镜状展布，构成该岩性段的主要标志。

1.1.2 外麦地岩组c岩段（Pzwc）

分布于矿区北东部。该岩段主要以一套灰、深灰、灰黑色千枚岩系列间层浅灰色变质石英砂岩为特征。岩石类型有：千枚岩、变质石英砂岩、钠长绿泥绢云石英千枚岩、绢云千枚岩、绿泥绢云千枚岩、变质粉砂岩及少量千枚状板岩等。岩层间多为小型脆韧性剪切或断层分隔，并发育有间隔状糜棱岩化带。

1.2 构造

区内表部构造变形较强，区域或矿区处于“哀牢山造山带外带”近中段部位。区域上哀牢山和九甲韧（脆）性剪切带由北东向南西的逆冲推覆造山、兼左行韧性剪切作用，使区域或矿区遭受多期构造变形，处于中深层次的顺层或具分划性的韧性剪切糜棱岩化带，构成多条纵向分隔矿区不同岩石类型或岩性段的边界；随着中深构造的抬升，各岩性段内的岩石或岩层又被不同规模的浅部顺层韧脆性碎裂岩带复杂化，使矿区总体构成一个在基底构造控制作用下的单斜构造样式；总体岩层或千枚（板）理走向310°～340°，倾向北东，倾角30°～55°。矿区控矿构造F1发育于矿区中部，呈北西向（矿区北部转为南北向）展布，南北两端延出矿区外，至昆岗磁铁矿一带，断层延续性较好，但受到后期多条平行的北东向平移断层的错段，错距120m～300m不等，形成“叠瓦状”构造，F1断层总体走向不变。

1.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩为华力西期的产物，出露于矿区中部，假厚度17.6m～140.76m不等，地表岩石蚀变较强不易辨认，从钻孔中可见其为Ⅰ号矿体的直接或间接顶板，标志面或劈理面与F1基本一致，呈似层状“整合”于马邓岩群外麦地岩组中，并与围岩产生相同的低绿片岩相变质特征，与Ⅰ号矿体成矿关系密切。主要岩性为变质辉绿岩：灰绿色，变余辉绿结构，块状、杏仁状构造。矿物成分由纤闪阳起石化辉石（30%）、绿泥石化黑云母（5%）、基性斜长石（50%）组成；副矿物组合为榍石、绿帘石等。总体岩石被构造挤压成板状体，平行围岩千枚理（S1）分布，空间上岩体略呈似层状产出，具弱黄铁矿化，与围岩呈“整合”接触。

1.4 变质作用

区域属安定—和平变质带，花山街至变质亚带，矿区位于花山街至变质亚带中偏北西部位。变质体主要为古生界马邓岩群外麦地岩组（Pzw）。从区域基础成果资料分析，该亚带经受了华力期至印支早期的主变质和印支中期的叠加变质。华力期至印支早期的主变质形成的岩石类型以千枚岩、变质砂岩类为主，其次为结晶灰岩、变质硅质岩、变质基性火山岩类。印支中期的叠加变质变质作用形迹，叠加在早期以千枚理（S1）为变形面，形成轴向北西或南东的紧闭褶皱和分划性脆韧性—韧脆性剪切带上。具体表现为轴面劈理（S2）之劈理域和剪切劈理（S2）中，有显微鳞片状绢云母、绿泥石和微细粒石英新晶定向排列产出。

2 矿床特征

2.1 矿体地质特征

主矿体（Ⅰ号）分布于矿区中部的F1断层破碎带内，主要呈脉状、似层状，局部呈透镜体状产出于顺层脆韧性剪切蚀变带中，产状与上下围岩（马邓岩群外麦地岩组b、c岩段之蚀变辉绿岩、变质石英砂岩、绢云石英千枚岩夹深灰、灰黑色绢云千枚岩）的千枚理（S1）基本一致。一般产于矿化带靠假顶板蚀变辉绿岩一侧（即靠F1断层上盘的一侧），矿体走向为北西—南东向（340°～360°），北部变为近南北向；倾向50°～105°，倾角43°～51°，平均79°∠45°。Ⅰ号矿体控制走向长1660m（4线～20线）、倾向最大延深480m（6线）、最大埋深285m（6线）。单工程矿体厚度1.87m～46.16m，平均厚度11.86m，厚度变化系数83.98%，属厚度变化不稳定型矿体；单工程矿体品位TFe11.31%～35.41%，平均品位TFe27.68%，品位变化系数21.47%；mFe3.13%～31.32%，平均品位mFe15.80%，品位变化系数45.67%，属有用组分分布均匀型矿体。

矿体以磁铁矿为主，矿体围岩、夹石主要为辉绿岩、弱铁矿化变质石英砂岩、千枚岩、石英千枚岩等。未见有明显经济意义的伴生矿产。

2.2 矿石质量

2.2.1 矿物组成

据野外观察及选矿试验报告，矿石中主要金属矿物为磁铁矿、半假象—假象赤铁矿、褐铁矿、软锰矿、偶见菱铁矿；脉石矿物以石英为主，次为绿泥石、一水硬铝石及少量绢云母和磷灰石，其它微量矿物见锆石、金红石、黝帘石等。

磁铁矿：黑、褐黑色，自形、半自形等轴粒状，晶体粒牙细小，大多在0.02mm～0.1mm之间。概括起来，矿石中磁铁矿主要以下列三种形式产出。

呈稠密浸染状，微细的磁铁矿紧密镶嵌构成集合体，其体积含量多在75%以上，局部可过渡为致密状集合体。

呈浸染带状嵌布在脉石中，与脉石之间的共生关系较为复杂，同时条带宽度也变化较大，宽者可达0.50mm以上，窄者小于0.06mm。

中稀疏-星散浸染状散布在脉石中，部分与褐铁矿混杂交生，粒度除个别可至0.20mm左右以外，一般小于0.06mm。

矿石结构主要有磁铁矿与赤铁矿组成的它形粒状结构、自形粒状变晶结构、它形粒状变晶结构；赤铁矿交代磁铁矿而形成的交代网状结构、环状结构等。

2.2.2 结构、构造

矿石构造主要有浸染状构造、块状构造、片状构造、网脉状构造及皮壳状、星点状、团块状、条带状构造等。磁铁矿呈稠密浸染状分布，形成浸染状、块状构造；褐铁矿呈网脉状分布，形成网脉状构造；矿石中绿泥石、绢云母定向排列，形成片状构造。

2.3 矿体围岩及夹石

区内Ⅰ号矿体围岩主要为蚀变辉绿岩和变质石英砂岩、石英岩与绢云石英千枚岩、千枚岩等，矿体夹石为磁铁矿化、赤铁矿化变质粘土，磁铁黑云石榴角岩和变质砂岩等。矿体假顶板为劈理化玄武岩，矿体假底板岩性主要为马邓岩群外麦地岩组c岩段（Pzwc）下部的浅灰、灰黄色变质粉砂岩、变质石英砂岩及灰色绢云石英千枚岩和间层深灰、灰黑色绢云千板岩。

矿体近矿围岩蚀变组合主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、磁铁矿化、褐铁矿化、碳酸盐化等，其中褐铁矿化与成矿关系较密切，是野外寻找铁矿体的宏观标志。

矿石化学成分。矿区组合样分析测试结果：铁矿石中主要化学成分含量—TFe30.41%、FeO7.80%、Fe2O334.81%、SiO225.17%、Al2O311.75%、CaO1.98%、MgO0.59%、MnO8.13%、Na2O0.07%、K2O0.12%、As0.0006%、S0.02%、P0.26%、Cu0.031%、Au0.12g/t、Ag2.00g/t、Ig8.61%、TFe/FeO3.90%、碱性系数0.07%。

从上述铁矿石的化学成分特征分析，矿石中几个主要氧化物含量均较低，有害杂质中SiO225.17%（＞18%）、P0.26%（＞0.25%），超过了允许含量（其他均未超过允许含量），为高硅、中磷、低硫矿石，按铁矿一般工业指标要求，矿石质量只达到需进行选矿的铁矿石标准。本区矿体的碱性氧化物（CaO+MgO）与酸性氧化物（SiO2+Al2O3）比值为0.07（小于0.50），应属酸性矿石。

3 矿床成因

3.1 矿床成因

里竹山磁铁矿热液作用极为明显，在含磁铁蚀变辉绿岩及破碎带中均发育强烈而普遍的规划，褐铁矿化、绢云母化等热液蚀变。根据钻孔资料，磁铁矿主矿体富存于灰绿色蚀变辉绿岩或黑云石榴角岩，磁铁矿呈脉状、侵染状及致密块状。根据矿床中的磁铁矿化成分和矿体特征，笔者认为该矿床应属于岩浆结晶分异作用形成的富铁残余岩浆冷凝，后期变质改造叠加矿床。