云南易门大开裂山铁矿矿床特征

尹红光，杨昌华，蒋 政，史雪飞

（1.云南省有色地质局313队,云南玉溪653100；2.云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院,云南昆明650031）

大开裂山铁矿位于易门县境内，属滇中“鲁奎山式”沉积改造型铁矿类型之一，矿床产于中元古昆阳群大龙口组，主矿体赋存于大龙口组第三—五段（Pt2d3-5），岩性为重结晶灰岩、含叠层石灰岩；矿石矿物以褐铁矿、赤铁矿为主。受地层、岩性、构造、岩浆热液的控制。

1 地质背景

矿区大地构造位于扬子—华南陆块区（V）上扬子陆块（V-2）康滇基底断隆带（V-2-3）玉溪褶皱基底隆起（V-2-3-4）西部。出露地层分为基底和盖层两部分，基底由昆阳群绿汁江组（Pt2lz）、鹅头厂组（Pt2e）、落雪组（Pt2l）、因民组（Pt2y）、美党组（Pt2m）、大龙口组（Pt2d）、富良棚组（Pt2f）、黑山头组（Pt2hs）组成；盖层由侏罗系冯家河组（J1f）、三叠系舍资组（T3s）、干海子组（T3g）组成。

矿区位于富良棚复式背斜北西倾末端（图1）。富良棚复式背斜轴部出露的最老地层是昆阳群黑山头组，西翼相继为大龙口组、美党组、绿汁江组；因民组受断裂破坏，东翼未出露。背斜轴的位置基本就是纵切其轴的脚家甸—铜广山断层（F3）的部位。复式背斜向北倾伏，宽达8km。

断裂构造夹持于近南北向的牛尖山断层（F2）与东西向弧形断裂—老吾街断层（F12）形成的三角地段。岩浆岩为晋宁期超基性—基性侵入岩，规模小，以小岩株、岩墙、岩床形式出露，岩石主要为灰绿色、风化后呈灰黄色辉长辉绿岩；喷出岩以发育一套基性海相火山喷发岩—安山玄武岩，即老吾火山岩的西延部分。

区内赋矿层位为中元古界昆阳群大龙口组，系一套沉积变质的碳酸盐类岩石。红岩山矿段V1矿体赋矿层位为大龙口组第四—五段（Pt2d4-5），岩性为重结晶灰岩、含叠层石灰岩；矿石矿物以褐铁矿为主。大开裂山矿段V2铁矿赋存于大龙口组第三段（Pt2d3）重结晶含蠕条灰岩，矿石矿物以赤、褐铁矿为主。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区范围内出露的地层为昆阳群美党组（Pt2m）、大龙组（Pt2d）、富良棚组（Pt2f）、黑山头组（Pt2hs）（图2）。地层自新至老分述如下：

（1）昆阳群美党组（Pt2m）。总厚3000m以上，区内仅出露其底部层位（Pt2m1-2），为深灰色薄层板岩，厚度大于200m。

（2）昆阳群大龙口组（Pt2d）。为一套厚达2700m的灰岩，是区内出露最广的地层，细分为五段，第三—五段是主要铁矿的赋存层位。

第五段（Pt2d5）：浅灰色薄层状细—中粒重结晶灰岩，单层厚0.2～2cm，块状构造，厚117m。

第四段（Pt2d4）：深灰色、局部黄褐色厚层状含叠层石灰岩，偶夹少量薄层板岩及蠕条灰岩，叠层石发育，厚296m。

第三段（Pt2d3）：青灰—黑灰色薄—中厚层状细—中粒重结晶含蠕条灰岩，具蠕条状构造、缝合线构造及块状构造，显细线状、断续线状及微波状层理，厚200～750m。

图1 区域地质简图

第二段（Pt2d2）：中上部为深灰—灰黑色薄层状细—中粒重结晶灰岩，偶夹中厚层状灰岩，底部具少量瓦灰色板岩。灰岩中可见带状水平层理、斜层理、楔形层理，以块状构造为主，偶见条带状、条纹状构造。厚150～1000m。

第一段（Pt2d1）：青灰—深灰色中—厚层状细—中粒重结晶灰岩、白云质灰岩夹不规则块状白云岩及薄层灰岩，底部有厚10～25m的青灰色薄层灰岩。

（3）昆阳群富良棚组（Pt2f）。见于矿区东侧边缘，细分为三小层，自上而下分述如下：

第三层（Pt2f3）：灰—灰黄色板岩夹泥灰岩，板岩，局部钙质多，局部泥质较重或含凝灰质，变化较大。断续出露，多因受深风化而成土状。厚0～50m。

第二层（Pt2f2）：即老吾火山岩，岩体成层性好，产状与围岩一致，中部以黑母云村一带为中心，呈东西向展布，往两侧逐渐变薄，可细分为六层。岩性以灰绿色凝灰质板岩及凝灰岩、灰色火山角砾岩、灰绿色集块熔岩、暗灰色枕状熔岩、灰绿色玄武质凝灰岩为主。总厚105～240m。

第一层（Pt2f1）：灰—浅灰绿色凝灰质砂质板岩，局部相变为粉砂质板岩，上部夹浅灰白色长石石英砂岩扁豆体，显直线密集型细纹，厚度大于150m。

（4）黑山头组（Pt2hs）由变质石英砂岩、石英岩、粉砂岩、板岩组成。顶底均为整合关系。黑山头组总厚2382～2584.6m。

2.2 构造

矿区位于富良棚复式背斜北西倾末端，次级的褶皱构造属于大龙洞复式褶皱的北西侧、北东向的老厂—河尾倒转向斜（南东倾向）南东侧。矿区范围内构造形态表现背斜的一翼，呈北西—南西倾向，且岩层倾角变陡，大开裂山一带普遍在70°以上，局部见一些小的褶曲和灰岩的挠曲。断层构造主要发育近东西向F10及F12断层，位于矿区的东侧和南侧。

F10：位于大塘子以东落水洞丫口一带，走向北东70°，NW倾向，西段至大塘子村南走向为北东45°，倾向北西，倾角60°。该断层使大龙口组一段（Pt2d1）、富良棚组第三层（Pt2f3）地层在大塘子村南断失。F10断层南东出露地层为富良棚组一、二段，黑山头组地层。

图2 易门大开裂山铁矿地质图

F12：即老吾街断层，位于大开裂山南侧，老吾街—六合村一带，为一旋扭逆断层，断层以北侧大面积出路昆阳群地层，南侧则出露三叠系—侏罗系地层。东段为NE走向、NW倾的走向断层，周家村以西转为SN向并往南形成一“S”形转折。该断层使黑山头组地层在大开裂山一带全部断失。从形态上看，显示黑山头组地层在该断层以东形成一NE走向，往SW倾没的背斜。该断层在六合村北走向转为北西，倾向北东，倾角50°～60°。

其他张性小断层构成矿区的容矿构造或对矿体进行叠加改造作用，在断层附近的矿体变富或变贫。

2.3 岩浆岩

岩浆岩为晋宁期超基性—基性侵入岩，规模小，以小岩株、岩墙、岩床形式出露，岩石主要为灰绿色、风化后呈灰黄色辉长辉绿岩，规模较小，一般宽仅十几米至几十米，长几十米至百余米，主要矿物为斜长石及普通辉石；沿裂隙面普遍铁锰质染。岩石具辉绿结构，块状构造。喷出岩以发育一套基性海相火山喷发岩—安山玄武岩，即老吾火山岩的西延部分，发育一套基性海相火山喷发岩—安山玄武岩，以黑母云水塘附近厚度最大，岩石类型多样，显破火山口特征，且由枕状熔岩构成。熔岩过渡的火山碎屑岩、火山喷发表现出物质成分和喷发强度的多项性变化，反映早期火山强烈喷溢，中期爆发，而晚期以平静喷溢为主。值得提出的是，该岩体以高铝（49.98%）、高钾（3.6%）、低钠（0.89%）、钙（4.25%）、镁（6.07%）为特征，但Fe2O3和FeO的含量分别为5.83%、6.07%，二者合计达11.9%的高含量，这就为区内铁矿的形成提供了丰富的矿源，其火山喷发应属壳源型。

3 矿体地质

矿区主要分红岩山、大开裂山、中开裂山、小开裂山共4个矿段，主矿体2个：红岩山矿段V1、大开裂山矿段铁V2。红岩山矿段、大开裂山矿段平面走向340°，相距1.9km。

V1矿体：分布于红岩山矿段，为半隐伏矿体，局部于地表出露。赋矿层位为大龙口组第四—五段（Pt2d4-5），岩性为重结晶灰岩、含叠层石灰岩。矿体呈似层状、透镜状。分布标高2290～2000m。矿体长度462m，控制最大斜深240m。总体走向305°，矿体走向与地层走向成70°～80°相交，倾向215°，倾角63°～83°、平均75°（图3）。矿体单工程厚度1.28～9.80m、平均4.64m，单工程品位TFe30.67%～54.25%，平均TFe43.38%。厚度变化系数61.20%，属较稳定型；品位变化系数104.72%，属不均匀分布型。矿石矿物为褐铁矿。为矿区第二大规模矿体，占总矿石量的38.9%。

V2矿体：分布于大开裂山矿段，为地表出露的陡倾斜矿体。赋矿层位为大龙口组第三段（Pt2d3），岩性为重结晶含蠕条灰岩。矿体呈似层状、透镜状，矿体中偶有夹石，夹石少。分布标高2172～1900m。矿体长度560m，控制最大斜深220m。总体走向315°，倾向225°，倾角60°～86 °，平均80°。矿体单工程厚度1.31～11.66m、平 均4.84m，单 工 程 品 位TFe31.74%～56.87%，平均TFe43.67%。厚度变化系数67.06%，属较稳定型；品位变化系数26.38%，属均匀分布型。矿石矿物为褐铁矿，占总矿石量的61.1%。

4 矿石质量

（1）矿石结构、构造。褐铁矿呈土状集合体、他形粒状—胶状集合体结构。赤铁矿呈显微鳞片状—他形粒状、残余状。常见褐铁矿交代赤铁矿，或赤铁矿呈残余状于褐铁矿中。针铁矿呈细鳞片状或他形粒状结构，纤铁矿含量甚微，且粒度小于0.05mm，呈纤维状结晶。

矿石呈块状、蜂窝状、格子状、皮壳状、稀疏浸染状及溶洞沉积的带状构造，野外还常见铁质细脉沿灰岩风化裂隙充填形成次生角砾状构造。

图3 易门大开裂山铁矿A0、B8剖面图

（2）矿物成分。矿石矿物主要为褐铁矿，有微量赤铁矿、针铁矿及纤铁矿。脉石矿物以灰质、白云质及隐晶质铁泥质等组成，成分主要为方解石。

（3）矿物嵌布特征。褐铁矿土状者多与隐晶铁泥质混杂，局部堆积，胶状者局部沿岩石裂隙充填，含矿岩石为灰岩。脉石矿物方解石，粒度细且均匀，重结晶明显，密集状堆积，间隙为隐晶质灰岩充填。

（4）化学成分及有用有害组分。通过光谱分析、多元素分析和物相分析（表1～表3），矿石的化学成分：TFe 47.16%、S 0.006%、P 0.04%、SiO27.51%、MgO 0.073%、Ca O 1.87%、As 0.0033%、TiO20.31%、Al2O33.95%、FeO 0.01%。矿石的有用组分主要为TFe，伴生有用组分TiO2，但含量低；有害组分S、P、SiO2、As含量均未超标，矿石中铁主要赋存于赤褐铁矿中，占全铁含量的99.5%，其他矿物中铁的分布量很低。

（5）矿石的结构构造及嵌布特征。

表1 矿石光谱分析结果

矿物结构：显微鳞片状—他形粒状结构。

矿物构造：稀疏浸染状构造。

嵌布特征：金属矿物粒径不大于0.25mm，他形粒状—胶状褐铁矿、显微鳞片状—他形粒状、残余状赤铁矿等，呈稀疏浸染状产出，常见褐铁矿交代赤铁矿，或赤铁矿呈残余状于褐铁矿中。

（6）矿石物理性质。赤褐铁矿为47.01%，占有率为99.5%，有害元素等含量甚微。该矿石类型CaO+MgO/SiO2=2.6/7.51=0.35＜0.5属酸性矿，mFe/TFe=0.01/47.01=0.02≤85%，属弱磁性矿石。

表2 矿石多元素分析结果

表3 矿石铁物相分析结果

5 矿床成因

5.1 矿床成因

据目前所获资料，矿床成因属沉积改造型，成矿时代为晋宁期。主要依据为：

（1）具明显的层控及沉积特征：①铁矿体严格受地层层位及岩相控制，赋存于富镁、炭和硫的弱还原环境的台盆相碳酸盐岩沉积中。②矿体呈似层状、透镜状顺层产出，与围岩界线清楚。③矿体中灰岩夹层产状与矿体的产状一致。④矿石化学成分单一，主要为铁，伴生组分甚微。⑤矿物组成简单，主要为褐铁矿。以上特征反映出沉积矿床的特征。

（2）后期改造加富现象显著：①矿体主要以需选矿的铁矿体为主，炼铁用体产于需选矿的铁矿体的旁侧或断层发育处及附近，少量铁矿体直接产于断层中，具有后期改造加富迹象。②有微弱的围岩蚀变。③表生氧化作用形成氧化褐铁矿。

5.2 控矿因素

矿区铁矿受地层控制：老红岩矿段产于大龙口组第四—五段（Pt2d4-5），大开裂山矿段产于昆阳群大龙口组第三段（Pt2d3）。

矿区铁矿受岩性控制：老红岩矿段岩性为灰色薄层状细至中粒重结晶灰岩；深灰色、局部黄褐色厚层状含叠层石灰岩。矿体沿305°方向的裂隙产出，矿体走向与地层走向成70°～80°相交，倾角较陡。大开裂山矿段岩性为青灰至黑灰色薄至中厚层状细至中粒重结晶含蠕条灰岩。矿体沿315°方向的裂隙产出，矿体走向与地层走向成大角度相交，倾角较陡。

综述主要的控矿因素为地层、岩性、构造的控制。

6 找矿标志、远景及找矿方向

（1）找矿标志。根据矿区的矿体特征、矿石质量特征及控矿因素，归纳找矿标志为：①以肉眼可见的铁矿体原生露头为直接的找矿标志，以铁矿石转块为间接的找矿标志；②以大龙口组为主要地层标志，以地层分组、岩石相变地带为间接的找矿标志；③地貌标志：地貌上表现为开裂，并常伴有褐铁矿化或围岩蚀变。

（2）找矿远景及找矿方向。

①红岩山矿段矿体从地表至地下有增长、增厚现象，控制深度240m；大开裂山矿段矿体至下部产状明显向北东倾斜，矿体变富，控制深度220m。各种迹象显示两个矿段的矿体深部有很好的找矿空间。

②从红岩山矿段至小开裂山、中开裂山、大开裂山矿段有1900m长的区带，地貌多处出现开裂现象，以大开裂山规模最大；近10年来浅表已探到矿体，没有深部工程，找矿前景和空间极大，规模有望达中—大型。

③大开开裂山—落水洞—洗晒衣—底尼—三棵树一带近60km2的地带，为主要的赋矿层位，地表有多个矿点露头，均没有深部工程，岩浆岩分布广泛，物化探资料不详，有进一步找矿空间。