云南新平县鲁奎山地区铁矿床特征及分布规律
2021-04-09杜彦强杨建文肖仕银
杜彦强,杨建文,梁 琼,肖仕银
(青海齐鑫地质矿产勘查股份有限公司,青海 西宁 810016)
山铁矿鲁奎区位于云南新平县扬武镇北东65°方向约10Km一带,大地构造位于扬子准地台滇东台褶带昆明台褶束之建水台隆西南缘,夹持于青龙厂-扬武断裂与法记断裂带之间鲁奎山向斜两翼。区域内出露地层主要有元古界昆阳群基底,其上零星沉积了南华系下统澄江组和中、新生界地层;区内构造复杂,断裂和褶皱纵横交错,总体呈北西-南东向之反“S”形复式(鲁奎山)向斜构造,断裂主要有东西向、南北向、北西向、北东向多期次继承性断层。区内昆阳群大龙口组下部及富良棚组上部的碳酸盐岩系为区域上重要的赋铁矿地层及区内铁矿主要含矿层位,矿体主要分布于鲁奎山向斜核部及两翼,受层位、构造、岩浆岩三重因素控制明显,矿床以沉积-改造型铁矿为主,其次为构造热液型。
1 铁矿区地质特征
1.1 矿区地层
区内出露地层为中元古界昆阳群、南华系下统澄江组和中生界三叠系、侏罗系,各地层单元总体呈近南北向断块状展布(图1)。
中元古界昆阳群分别为黄草岭组(Pt2h):灰黑色绢云千枚状板岩、粉砂质千枚状板岩夹灰白色变质石英砂岩及砂质白云岩;黑山头组(Pt2hs):灰白色、黑色含绢云黑云变质石英粉砂岩、板岩夹灰白色块状石英岩,富良棚组(Pt2f)浅灰-鸭蛋绿色绢云板岩、钙质板岩、含安山凝灰质板岩夹变质石英粉砂岩及泥灰岩;大龙口组(Pt2d):深灰-浅灰色灰岩、蠕条状灰岩夹藻礁灰岩及板岩。
南华系下统澄江组(Nh1c):暗红色-紫红色砾岩、长石石英砂岩、岩屑砂岩夹黄绿色页岩,局部夹碱性玄武岩、粗安岩或酸性凝灰岩;
中生界三叠系上统分别为普家村组(T3p):由黄绿色砾岩、长石石英砂岩、粉砂岩、泥岩自下而上组成下粗上细的碎屑岩夹煤线沉积;干海子组(T3g):灰白、黄绿、灰黑色细砂岩、粉砂岩、页岩互层夹煤层或煤线;舍资组(T3s)浅灰、绿黄色岩屑砂岩、长石石英。砂岩夹粉砂岩、泥岩、炭质页岩。
侏罗系中-下统禄丰群(JL1)杂色砾岩,暗紫红色-深红色粉砂岩、泥岩夹石英砂岩。
1.2 矿区地质构造
分析区位于北东向青扬断裂和北西向法记断裂所夹持的鲁奎山复式向斜两翼,受青扬、法记断裂控制及影响,区内构造形迹以断层为主。对区域构造起控制作用的为一系列北东向、北西向逆断层,纵贯全区且有分支、复合现象,其次为后期近南北向及近东西向平移断层。褶皱构造多被断层切割破坏,发育较差,形成孤立的背、向斜构造,且规模和幅度不大,褶皱的轴线与区域构造线方向基本一致;规模较大且尚可辩认的主要为鲁奎山向斜(图1)。
图1 云南新平鲁奎山地区地质构造及矿产分布图Fig 1.Geological Structure and Mineral Resource Distribution Map of Lukuishan Area in Xinping,Yunnan1.第四系全新统;2.古近系下统路南组;3.侏罗系中-下统禄丰群;4.三叠系上统舍资组;5.三叠系上统干海子组;6.三叠系上统普家村组;7.南华系下统澄江组;8.昆阳群大龙口组;9.昆阳群富良朋组;10.昆阳群黑山头组;11.昆阳群黄草岭组;12.侏罗纪二长花岗岩;13.新元古界二长花岗岩、花岗闪长岩、钾长花岗岩;14.中元古界二长花岗岩;15.整合/不整合地质界线;16.性质不明断层;17.平移断层;18.逆断层;19.向斜轴线;20.岩层产状劈理产状;21.小型/中型铁矿床
1.3 岩浆岩
区内岩浆活动频繁,晋宁期主要发育中-基性岩浆的喷发,形成昆阳群富良棚组安山质凝灰岩、沉凝灰岩,以及酸性岩浆的侵入,形成昌明河二长花岗岩体,其次为小规模基性岩浆的侵入作用,形成强蚀变辉绿岩体;澄江期主要为酸性岩浆的侵入,形成峨山二长花岗岩、花岗闪长岩、钾长花岗岩体;华力西期~印支期主要为基性岩浆的侵入作用,形成小规模的变辉绿岩、辉长辉绿岩脉;燕山期以酸性-中性-基性杂岩体的侵入为主,形成了法乌二长花岗岩、攀枝花东细粒花岗岩体及驴子村、反冲石英闪长岩脉和分布于昆阳群各地层内的辉绿岩、辉长辉绿岩类侵入。
1.4 变质作用
区内变质作用主要有区域低温动力变质作用(低绿片岩相)、接触变质作用和动力变质作。区域上中元古界昆阳群均发生浅变质,形成一套以板岩、变质长石石英砂岩、重结晶大理岩为主的岩性组合;岩石变余组构清楚,总体构成一套成层完整有序,变质程度达绢云母至绿泥石级,接触关系清晰的变余地层结构。属区域低温动力变质作用类型。此外,在局部区域可见沿青杨断裂带分布、由片岩等为主组成的动力变质带。
2 矿体地质特征
2.1 赋存于昆阳群大龙口组下部矿体地质特征
该地区赋存于昆阳群大龙口组下部的矿床分别有新平县鲁奎山铁矿和新平县自走铁矿。
(1)新平县鲁奎山铁矿:矿体赋存于大龙口组底部第一段(Pt2d1)深灰-灰黑色薄-中层泥质条带状灰岩、条带状含碳泥质灰岩内,矿体呈层状顺层产出,矿体产状与岩层产状一致,并随着围岩的褶曲而同步褶曲(图2)。经详细勘探及矿山开采揭露,共发现及圈定了两个主矿体及两个小矿体,主矿体特征如下:
图2 新平县鲁奎山、自走铁矿区3号勘探线剖面图Fig 2.Section of Exploration Line 3 o Zizou Orefield of Lukuishan,Xinping1.第四系人工堆积层;2.第四系残坡积层;3.三叠系上统干海子组;4.昆阳群大龙口组六层;5.昆阳群大龙口组五层;6.昆阳群大龙口组四层;7.昆阳群大龙口组三层;8.昆阳群大龙口组二层;9.昆阳群大龙口组一层;10.昆阳群富良朋组上段;11.昆阳群富朋组下段;12.昆阳群黑山头组;13.蚀变辉绿岩;14.地质界线;15.断层及编号;16.褐铁矿矿体;17.混合矿矿体;18.菱铁矿矿体
鲁奎山Ⅴ1号矿体:矿体走向延伸650m,倾斜延深500m,产状变化大,平、剖面上均呈反“S”形。在1750m标高以上,北段走向近东西,倒转向南倾斜,倾角一般60°~70°;中段走向近南北,向东近直立陡倾;南段走向逐渐向南东弯曲,倾向北东,倾角一般30°~50°。总体呈走向北西,倾向北东且北陡南缓,扭曲程度自上而下随深度增加而逐渐变小的趋势。矿体厚2.78m~55.36m,平均厚20.24m;1750m标高以上矿石矿物主要为褐铁矿,次为赤铁矿,品位TFe45.88ω%~61.04ω%,平均54.89ω%;在1750m~1680m标高矿石矿物为褐铁矿+赤铁矿+菱铁矿组合,品位TFe40.51ω%~47.53ω%,平均42.25ω%;在1680m标高以下矿石矿物主要为菱铁矿,次为赤铁矿,品位TFe35.46ω%~42.83ω%,平均38.22ω%。
鲁奎山Ⅴ2号矿体:矿体走向延伸280m,倾斜延深170m,赋存标高1962m~1364m。矿体走向近于南北,向东倾斜,倾角70°,局部直立倒转;矿体厚2.81m~39.06m,平均厚14.70m;在1750m标高以上矿石矿物主要为褐铁矿,次为赤铁矿,品位TFe47.52ω%~53.92ω%,平均50.88ω%;在1750m~1680m标高矿石矿物为褐铁矿+赤铁矿+菱铁矿组合,品位TFe35.98ω%~42.07ω%,平均39.36ω%;在1680m标高以下矿石矿物主要为菱铁矿,次为赤铁矿,品位TFe30.72ω%~44.15ω%,平均37.26ω%。
(2)新平县自走铁矿:矿体(群)赋存于大龙口组底部第一段(Pt2d1)深灰-灰黑色薄-中层泥质条带状灰岩、条带状含碳泥质灰岩内,矿体(群)呈层状顺层产出,矿体产状与岩层产状一致,并随着围岩的褶曲而同步褶曲(图2)。矿群由6个矿体组成。
ZⅢa号铁矿体:走沿向延伸1090m,沿倾向延深400m,矿体厚1.96m~35.67m,平均厚10.60m;在1680m标高以上矿石矿物为褐铁矿+赤铁矿+菱铁矿组合,品位TFe43.10ω%~47.80ω%,平均46.97ω%;在1680m标高以下矿石矿物主要为菱铁矿,次为赤铁矿,品位TFe32.24ω%~41.14ω%,平均38.85ω%。
ZⅢb号铁矿体:位于ZⅢa号铁矿体上部,呈平行产出,走沿向延伸1100m,沿倾向延深370m,矿体厚0.92m~31.02m,平均厚9.96m;在1680m标高以上矿石矿物为褐铁矿+赤铁矿+菱铁矿组合,品位TFe48.86ω%~50.04ω%,平均49.85ω%;在1680m标高以下矿石矿物主要为菱铁矿,次为赤铁矿,品位TFe28.03ω%~41.66ω%,平均39.46ω%。
ZⅢ+1号铁矿体:矿体走向430m,倾斜延深180m,矿体厚1.00m~5.35m,平均厚1.48m;矿石矿物为菱铁矿,品位TFe26.97ω%~40.39ω%,平均30.68ω%。
ZⅢ-1号铁矿体:矿体走向300m,倾向最大延深为130m,矿体厚1.00m~6.35m,平均厚2.64m;矿石矿物主要为菱铁矿,品位TFe29.25ω%~39.32ω%,平均33.54ω%。
ZⅢ-2号铁矿体:走向延伸约120m,倾斜延深数十米,矿体厚3.19m;矿石矿物主要为菱铁矿,品位TFe330.76ω%。
2.2 赋存于昆阳群富良棚组(Pt2f)上部铁矿体地质特征
该地区赋存于昆阳群富良棚组(Pt2f)上部铁矿分别有新平县野河铁矿和新平县好木冲铁矿。
(1)新平县野河铁矿:矿体赋存于富良朋组第二段(Pt2f2)深灰色碳质灰岩内,圈定了一条铁矿体(YHⅠ),矿体呈似层状、层状产出,矿体产状与岩层产状一致,倾向235°~260°,倾角45°~62°,控制矿体走向延伸690m,倾向延深65m;矿体厚1.05m~6.70m,平均厚2.74m;矿石矿物主要为褐铁矿,单工程矿体品位TFe44.12ω%~51.60ω%,矿体平均品位48.06ω%。
(2)新平县好木冲铁矿:区内发现并圈定了两条铁矿体
HⅠ号铁矿体:赋存于富良棚组(Pt2f2)灰、深灰-灰黑色、灰绿色色碎裂角砾状含碳泥质灰岩、凝灰质板岩、含碳粉砂质板岩中,矿化蚀变主要为褐铁矿化、菱铁矿化、黄铁矿化、碳酸盐化、硅化、绿泥石、碳化。矿体呈大透镜状,矿体产状与岩层产状一致,倾向200°~240°,倾角65°~80°,矿体走向延伸960m,倾斜延深565m,赋存标高1386m~821m。在1200m标高以上矿石矿物主要为褐铁矿、赤铁矿,矿体厚5.37m~71.46m,平均真厚26.78m,单工程矿体品位TFe42.39ω%~54.67ω%,矿体平均品位为45.83ω%。在1200m标高以下矿石矿物主要为菱铁矿,单工程矿体品位TFe31.06ω%~35.98ω%,矿体平均品位34.31ω%。
HⅡ号矿体:矿体呈透镜状、囊状产出,产状200°~230°∠50~70°,矿体走向延伸400m,倾斜延深186m,赋存标高1442m~1256m。在1300m标高以上矿石矿物主要为褐铁矿、赤铁矿,矿体厚3.57m~15.07m,平均真厚10.04m,单工程矿体品位TFe36.66ω%~48.56ω%,矿体平均品位为44.41ω%。在1300m标高以下矿石矿物主要为菱铁矿,矿体厚2.19m,矿体品位TFe31.47ω%。
2.3 赋存于断层破碎带中的铁矿床特征
赋存于断层破碎带中的铁矿床较多,代表性矿点如下
(1)新平县木波免铁矿:矿体赋存于断层破碎带中,近矿围岩为黑山头组(Pt2hs)灰、灰黑色变质粉砂岩、粉砂质板岩。圈定了三条铁矿体,含矿岩性为碎裂角砾状变质含碳质长石石英粉砂岩、含碳泥质粉砂质板岩,矿石矿物主要为褐铁矿,围岩蚀变为硅化+碳酸盐化+褐铁矿化组合,各矿体特征如下:
MⅠ号铁矿体:赋存于北西向断层破碎带内,矿体呈脉状产出,产状210°~220°∠61~70°。矿体走向延伸60m,倾向延深43m;单工程矿体厚1.89m~2.99m,矿体平均厚2.52m;单工程矿体品位TFe47.99ω%~53.32ω%,矿体平均品位TFe50.90ω%。
MⅡ号铁矿体:赋存于近东西向断层破碎带内,矿体呈脉状产出,矿体产状180°~190°∠59~61°。矿体走向延伸225m,倾向延深44m;单工程矿体厚1.12m~1.65m,矿体平均厚1.38m;单工程矿体品位TFe40.04ω%~44.88ω%,矿体平均品位TFe42.38ω%。
MⅢ号铁矿体:赋存于近南北向断层破碎带内;矿体呈脉状产出,矿体产状265~270°∠50~62°。目前控制矿体走向延伸200m,倾向延深40m;单工程矿体厚1.00m~1.14m,矿体平均厚1.07m;单工程矿体品位TFe44.29ω%~55.92ω%,矿体平均品位TFe50.49ω%。
(2)新平县阿者铁矿:矿体赋存于断层破碎带中,大龙口组中上部第六岩性段、第七岩性段灰、深灰-灰黑色中厚层状泥晶-粉晶灰岩、千层糕状灰岩为其近矿围岩。经矿山边探边采及浅表工程揭露,发现及圈定了两条铁矿体,含矿岩性为碎裂角砾状含碳质泥晶-粉晶灰岩、含碳泥质泥晶灰岩,矿石矿物主要为褐铁矿、赤褐铁矿,各矿体特征如下
AⅠ号铁矿体:赋存于北东向断层破碎带内,呈透镜状产出,矿体倾向110°~130°,倾角60°~85°。控制矿体走向延伸260m,倾向延深85m;单工程矿体厚3.69m~8.65m,矿体平均厚6.78m;单工程矿体品位TFe45.60ω%~58.99ω%,矿体平均品位TFe50.97ω%。
AⅡ号铁矿体:赋存于北西向断层破碎带内,呈透镜状产出,矿体产状倾向240°~250°,倾角75°~80°。控制矿体走向延伸310m,倾向延深143m;单工程矿体厚3.84m~9.85m,矿体平均厚6.06m;单工程矿体品位TFe45.01ω%~56.72ω%,矿体平均品位TFe51.18ω%。
(3)新平县田房铁矿:矿体赋存于断层破碎带中,大龙口组下部(Pt2d1)深灰-灰黑色条带状灰岩、含碳质纹层状灰岩为之近矿围岩。矿区共发现及圈定了七条铁矿体,含矿岩性为碎裂角砾状含碳质泥晶灰岩、含碳泥质条纹条带状灰岩,矿石矿物主要为褐铁矿、赤褐铁矿,次为赤铁矿;围岩蚀变为碳酸盐化+褐铁矿化+黄铁矿化组合,各矿体特征如下:
TⅠ~TV号铁矿体:呈层状、似层状均产于大龙口组第一段(Pt2d1)条带状灰岩中上部层间破碎带内,TⅠ~TⅥ号铁矿体产状倾向30°~50°,倾角40°~80°。
其中TⅠ号铁矿体走向延伸270m,倾向延深65m,单工程矿体厚5.31m~16.85m,矿体平均厚9.21m,单工程富矿品位TFe49.31ω%~53.19ω%,富矿平均品位TFe51.60ω%,单工程贫矿品位TFe33.57ω%~38.72ω%,贫矿平均品位TFe36.08ω%;
TⅡ号铁矿体走向延伸400m,倾向延深90m;单工程矿体厚6.50m~20.54m,矿体平均厚13.76m,单工程富矿品位TFe46.87ω%~53.34ω%,富矿平均品位TFe50.91ω%,单工程贫矿品位TFe30.54ω%~39.23ω%,贫矿平均品位TFe35.61ω%;
TⅢ号铁矿体走向延伸180m,倾向延深40m,单工程矿体厚13.66m~16.02m,矿体平均厚14.84m,单工程富矿品位TFe51.48ω%~51.52ω%,富矿平均品位TFe51.50ω%,单工程贫矿品位TFe35.05ω%~38.89ω%,贫矿平均品位TFe38.45ω%;
TⅣ号铁矿体走向延伸60m,倾向延深20m,矿体平均厚2.90m,平均品位TFe43.83ω%;
TⅤ号铁矿体倾向220°,倾角35°,走向延伸200m,倾向延深20m,矿体平均厚9.77m,平均品位TFe32.67ω%。
TⅥ号铁矿体:呈大透镜状赋存于北西向斜切断层破碎带中,大龙口组下部(Pt2d1)深灰、灰黑色条纹条带状灰岩围近矿围岩,矿体倾向45°~60°,倾角70°~80°。制矿体走向延伸350m,倾向延深97m;单工程矿体厚1.20m~14.81m,矿体平均厚6.03m;单工程矿体品位TFe40.12ω%~52.31ω%,矿体平均品位TFe46.60ω%。
TⅦ号铁矿体:呈脉状赋存于北西向断层接触破碎带中,围岩为大龙口组下部(Pt2d1)深灰色条带状含碳质灰岩、灰黑色纹层状碳泥质灰岩。矿体倾向60°,倾角70°~76°。控制矿体走向延伸100m,倾向延深25m;单工程矿体厚1.90m~3.02m,矿体平均厚2.47m;单工程矿体品位TFe41.06ω%~51.23ω%,矿体平均品位TFe47.45ω%。
3 矿床分布规律
区内矿点较多,但整体勘查程度较低,仅鲁奎山铁矿、自走铁矿、田房铁矿及好木冲铁矿做过详细普查-详细勘探的找矿和评价工作,其余矿点仅进行过边采边探的浅部找矿和初步评价工作;
3.1 从各矿点的空间分布与地质构造来看具如下规律
(1)木波免、阿者、夺跌铁矿点分布于鲁奎山向斜核部。
(2)田房、大寨、新寨、猛迭莫、鲁奎山、自走中、小型铁矿床和铁矿点分布于鲁奎山向斜西翼。
(3)鱼补、野猪塘、野河铁矿点和好木冲中型铁矿床分布于鲁奎山向斜东翼。
3.2 从控矿条件看有如下特点
(1)受断层破碎带控制的铁矿有9个(表1),这类铁矿规模较小,仅一处达小型,其余的都为矿点;
表1 鲁奎山地区铁矿床(点)一览表Tab 1.List of Fe Deposits in Lukuishan Area
(2)受中元古界昆阳群大龙口组一段(Pt2d1)控矿的铁矿床有两处,这类铁矿床规模可达中型;
(3)受中元古界昆阳群富良棚组二段(Pt2f2)控矿的铁矿有两处,一处达中型,一处为小型。
4 矿床成因及矿体赋存规律
区内矿体受层位、构造、岩浆岩三重因素控制明显,昆阳群富良棚组和大龙口组含碳质碳酸盐岩为矿区含矿母岩,其基性火山碎屑岩、沉凝灰岩及辉绿岩类为区内含矿元素的富集提供了物质来源,岩浆活动及区域变质作用为区内含矿元素的活化迁移和再次富集提供了热议来源,不同岩性组间的断裂构造为矿液提供了导矿通道或容矿环境,而断裂旁侧的脆性岩石(特别是碳酸盐岩)及次级构造、裂隙则是较好的容矿空间。
区内铁矿以沉积-改造型似层状、层状矿体为主,其次为赋存于各个期次、不同方向的断层破碎带内的热液脉状、透镜状-大透镜状、似层状矿体。其中沉积-改造型层状矿体含矿层位主要为昆阳群大龙口组底部第一段(Pt2d1)深灰、灰黑色薄—中层泥质条带状含碳质灰岩(如鲁奎山铁矿、自走铁矿),其次为富良朋组第二段(Pt2f2)深灰色碳质灰岩(如野河铁矿、好木冲铁矿);而热液矿体主要赋存于与法记断裂有关的配套或次级北西向、北北西向断层破碎带内(其大透镜状、似层状矿体如田房铁矿TⅥ号铁矿体),其次为赋存于与青扬断裂有关的配套或次级北东断层破碎带内和赋存于发记、青扬断裂共轭作用诱发的近东西向、南北向次级断层破碎带内。