云南新平县东么铁铜矿地质特征及找矿潜力分析

2022-08-07卢玉喜易丙红李锡康郝学峰

云南地质 2022年2期

卢玉喜，易丙红，李锡康，郝学峰

(云南省地质调查院，云南昆明 650216)

东么铁铜矿区位于新平县嘎洒镇北东部大红山外围嘎洒江与浑龙河交汇处。属上扬子古陆块，楚雄陆内盆地，元谋-大红山古裂谷南段，红河断裂与绿汁江断裂夹持部位。经云南省3年找矿行动计划“云南新平县大红山外围铁、铜矿资源普查”项目勘查，估算工业铁矿石资源量及潜在矿产资源量336.72万吨，铜金属潜在矿产资源量3961吨。超贫磁铁矿石潜在矿产资源量11989.86万吨。

1 矿区地质特征

1.1 地层

矿区出露古元古界大红山岩群肥味河岩组(Ptdf)，上三叠统舍资组(T3s)、干海子组(T3g)及第四系(Q)(图1)。

图1 东么矿区地质简图Fig 1.Geological Sketch Map of Dongme Orefield1-第四系冲积物；2-上三叠统舍资组；3-上三叠统干海子组；4-大红山岩群肥味河岩组第三段；5-大红山岩群肥味河岩组第二段；6-大红山岩群肥味河岩组第一段；7-变质辉长辉绿岩；8-钠化变质辉长辉绿岩；9-英安岩；10-地质界线；11-三叠系沉积盖层与古元古界大红山岩群基底不整合界线；12-水系及流向；13-实测正断层及编号；14-实测逆断层及编号；15-实测不明性质断层及编号；16-推测不明性质断层及编号；17-勘探线及编号；18-老硐及编号；19-见矿钻孔及编号；20-未见矿钻孔及编号；21-工业磁铁矿体及编号；22-超贫磁铁矿及编号。

(1)古元古界大红山岩群肥味河岩组(Ptdf)：主要为一套碳酸盐岩夹炭质板岩、绢云板岩建造，中生代地层大面积覆盖，呈“天窗”出露于深切戛洒江河谷地带。分三个岩性段：第三段(Pt1df3)，块状白云石大理岩、条纹条带状钠长白云石大理岩、炭质绢云片岩，局部夹凝灰岩、长石石英岩、含长石英岩透镜体。厚>412m；第二段(Pt1df2)，白云石大理岩夹含黄铁矿炭质板岩、绢云板岩，局部夹角砾状炭质大理岩。厚575m；第一段(Pt1df1)，条纹条带状绢云角闪白云石大理岩夹凝灰岩。厚>340m。

肥味河岩组大理岩、凝灰岩、长石石英岩中局部地段见弱铜矿化，与岩体接触带普遍发生混染岩化作用及交代作用，形成角闪黑云白云石大理岩、绿泥白云石大理岩、钠长白云石大理岩等。

(2)三叠系上统干海子组(T3g)：主要为深灰色泥岩、炭质粉砂岩，夹少量中厚层状细砂岩。底部为一层深灰色(风化后呈黄褐色)中厚层状中粒长英砂岩，局部相变为厚0～10m底砾岩，厚400m。

(3)三叠系上统舍资组(T3s)：以灰、灰白色(风化后为黄褐色)中厚层状长石石英砂岩为主，夹灰黑色泥质粉砂岩及泥岩数层。厚>500m。

(4)第四系(Q)：分布在戛洒江河谷及浑龙河河谷低洼地带，为砂砾堆积、腐质土、黄土，一般厚0～5m。戛洒江河床及河漫滩河流砂砾堆积厚0～80m。

1.2 构造

1.2.1 褶皱构造

矿区属底巴都背斜南延部位东南翼，受次火山岩体侵入及后期构造影响，肥味河岩组肢解、破坏，地层走向及倾向无明显规律，产状变陡、倒转及直立。三叠系盖层产状变化不大，多呈北西走向，倾向南西或北东，倾角5°～30°。

1.2.2 断裂构造

矿区断裂构造主要呈北西向展布，北东向次之，共计6条。主要特征如下：

(1)F1：呈北西走向延伸，地表长约150m，向南东延伸被戛洒江及第四系掩盖。北东盘出露变辉长辉绿岩、英安岩及英安斑岩，南西盘出露三叠系干海子组，为元古代形成中生代仍处活动的多期活动断裂。断层倾向不清，可能为正断层。

(2)F2：呈北西走向延伸，出露长165m，往北西及南东分别被三叠系干海子组及第四系掩盖，断层南东为变质辉长辉绿岩，北西为肥味河组白云石大理岩。断层面清楚，见滑动面，构造破碎带发育，倾向北东，倾角50°～65°，为正断层，属容矿构造，其下盘产出囊状超贫磁铁矿体。

(3)F3：呈北西走向延伸，长670m，局部地段被戛洒江及三叠系掩盖，断层北东侧白云石大理岩产状混乱，局部近直立，倾向北东，倾角较陡，属张性正断层。断层带发育宽数十米隐爆角砾岩、震碎角砾岩，表明断层带曾发生强烈火山隐爆及热液活动，与成矿关系密切。断层早期为次火山岩及次火山爆发的主要通道，后期活动又对矿体造成破坏，矿体垂直断距达370m。

(4)F4：呈北西走向延伸，长约140m，断层两盘均为变质辉长辉绿岩，构造破碎带宽50m～180m，局部见块状磁铁矿，断面不清晰，断层性质不详。

(5)F5：呈北东向延伸，长约190m，位于背斜核部，为推测断层，性质不清。其北西盘为肥味河岩组一段条纹条带状白云石大理岩，产出热液型透镜状块状磁赤铁矿，南东盘掩盖大，发育板岩碎块，推测南东盘为构造破碎带，为肥味河岩组二段破碎白云石大理岩夹板岩。

(6)F6：位于矿区东部肥味河岩组与三叠系干海子组接触带，呈北东走向，延伸250m，逆断层，倾向280°～293°，倾角84°～86°，断层北东盘主要为肥味河岩组白云石大理岩，南西盘主要为三叠系干海子组泥岩夹砂岩，断层带内产出热液型铁矿体。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩极为发育，规模较大。主要为古元古代变质辉长辉绿岩、变质辉绿岩、钠化变质辉长辉绿岩及隐爆角砾岩，另有少量英安岩、英安斑岩、二长变粒岩、变质花岗闪长斑岩，总体构成复杂的中-基性次火山岩体。贯穿于大红山群肥味河岩组白云石大理岩及炭质板岩中，呈岩床、岩株、岩枝状产出，出露长数十米至1000米，宽数米至300米，厚数米至千余米。岩石斑状、似斑状结构发育，其中斜长石斑晶呈自形-半自形板状，具聚片双晶纹，边缘熔蚀现象强烈呈锯齿状。岩体内及围岩中隐爆角砾岩大量产出，岩体中钠长石化及磁铁矿化较为普遍，矿化富集处形成铁、铜矿(化)体。岩体中常见白云石大理岩残留体，内外接触带混染岩化强烈，局部形成接触交代型磁铁矿。边缘常见铁白云石脉、石英脉穿插，局部具角砾岩化和铜矿化。

1.4 变质作用

矿区变质岩石主要为肥味河岩组白云石大理岩的重结晶结构及炭质板岩的板状构造，基性辉长辉绿岩普遍具变晶结构、变余似斑状结构及变余辉长辉绿结构，反映岩石经历了区域变质作用、气-液接触交代等变质作用。其中肥味河岩组主要矿物组合为白云石、绿泥石、绢云母、石英、黑云母，相当于浅变质的绢云母相，变质辉长辉绿岩主要矿物组合为角闪石、钠长石、绿泥石、阳起石，属浅-中变质的绿片岩相-角闪岩相。

1.5 围岩蚀变

矿区围岩蚀变有钠长石化、黑云母化、阳起石化、纤闪石化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化。与成矿有关的蚀变主要是钠长石化、黑云母化及绿泥石化。

(1)钠长石化：主要表现为辉长辉绿岩、次英安岩或白云石大理岩中基性斜长石、角闪石、黑云母、白云石被钠长石取代或蚕食，磁铁矿常与钠长石紧密共生。钠长石化有两种方式：一是岩浆凝固或变质作用过程中钠质逐渐富集并交代已结晶的基性斜长石、角闪石等矿物，此类钠长石占80%；二是岩浆分异作用晚期，形成的富含气液及铁质的钠质岩浆、英安质岩浆发生贯入及次火山隐爆作用，微粒状钠长石混杂磁铁矿呈细脉状贯入先期形成的岩石间交代斜长石、纤闪石化辉石、白云石等。钠长石残余岩浆的贯入又使得部分金属矿物及白云石发生重结晶生长成晶形自形程度较好的晶粒。钠长石化常使铁质及铜质逐渐富集形成富钠富铁质次火山岩、铁矿石或铜矿石，并使岩石颜色变浅或褪色。

(2)黑云母化：由晚期微粒状钠长石、黑云母混杂磁铁矿呈细脉状贯入辉长辉绿岩被交代呈角砾状，辉石、角闪石、阳起石被新生黑云母交代转变为黑云母，部分黑云母集合体构成聚晶结构。强烈黑云母化使辉长辉绿岩变为黑云角闪岩、黑云钠长岩等，常导致磁铁矿的形成及富集。黑云母富集部位往往伴随有磷灰石产出，其在隐爆角砾岩也大量出现，推测黑云母的大量出现与火山气液活动有关。

(3)绿泥石化：基性岩石中辉石、角闪石、黑云母或阳起石受热水溶液作用蚀变为绿泥石，形成绿泥钠长岩、绿泥片岩等。并常见后期绿泥石细脉沿岩石裂隙充填。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

矿区内共圈出6条(KT1-KT3、KT6-KT8)工业铁矿体(磁性铁(mFe)≥20%)、3条(KT4、KT5、KT9)工业铜矿体(Cu≥0.4%)及8条(KT10-KT17)超贫磁铁矿体(铁矿石为8%≤磁性铁(mFe)<20%)。工业铁、铜矿体均以单工程见矿为主，圈定的矿体除KT10超贫磁铁矿体在地表有出露外，其余均为隐伏矿体，部分铁矿体中伴生铜矿，个别铜矿体伴生金矿、银矿，局部见脉状辉钼矿化。

(1)铁矿体产在钠长石化、黑云母化、绿泥石化、阳起石化蚀变辉长辉绿岩或隐爆角砾岩中。呈似层状、透镜状近于平行成群产出，少部分呈脉状产出，具尖灭再现、膨大缩小、分枝复合现象，与围岩呈渐变过渡(图2)。工业铁矿体长80m～520m，垂厚3.64m～7.84m，品位TFe26.26ω%～46.77ω%，mFe17.69ω%～39.29ω%。超贫磁铁矿KT13-KT15主要产于次火山岩体底部，长100m～1220m，垂厚2.52m～64.45m，TFe12.57ω%～18.10ω%，mFe8.47ω%～12.43ω%。

图2 东么矿区23勘探线剖面图Fig 2.Section of Exploration Line 23 of Dongme Orefield1-上三叠统干海子组；2-大红山岩群肥味河岩组第三段；3-变质辉长辉绿岩；4-钠化变质辉长辉绿岩(经钠化交代所形成的钠长岩、次闪钠长岩、角闪钠长岩、阳起钠长岩、黑云钠长岩、绿泥钠长岩等各类岩石的总称)；5-泥岩；6-炭质泥岩；7-粉砂质泥岩；8-白云石大理岩；10-变质辉长辉绿岩；11-钠化变质辉长辉绿岩；12-隐爆角砾岩；13-三叠系沉积盖层与古元古界大红山岩群基底不整合界线；14-正断层及编号；15-推测正断层及编号；16-工业磁铁矿体及编号；17-超贫磁铁矿体及编号；18-工业铜矿体及编号；19-低品位铜矿体及编号；20-磁铁矿化；21-黄铜矿化；22-钠长石化；23-黑云母化；24-白云母化；25-绿泥石化；26-阳起石化；27-碳酸盐化。

(2)工业铜矿体产于钠化变质辉长辉绿岩、隐爆角砾岩与围岩接触带白云石大理岩中，其次于次闪钠长岩中，呈似层状或透镜状，长80m～100m，垂厚2.76m～7.86m，Cu品位0.44ω%～1.23ω%。

2.2 矿石矿物及结构构造

2.2.1 矿石矿物

矿石矿物主要有磁铁矿、黄铜矿，少量赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿、斑铜矿、孔雀石、黄铁矿。脉石矿物主要为纤状角闪石(次闪石)、钠长石，其次为阳起石、透闪石、绿泥石、黑云母、方解石、白云石、石英、绿帘石等。

2.2.2 矿石结构构造

(1)矿石构造主要为稀疏浸染-稠密浸染状构造，其次为块状、脉状构造。

(2)矿石结构主要为交代残余角砾结构。磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿等呈自形、半自形-它形粒状结构。赤铁矿交代角闪石呈角闪石假象状，构成假象结构。斜长石呈板柱状半平行-杂乱排列，角闪石或黑云母沿斜长石间隙中充填，磁铁矿在岩石中呈浸染状分布，构成变余辉绿结构。磁铁矿在岩石中呈浸染状分布，构成变余辉长结构。

2.3 矿床成因及成矿模式

2.3.1 矿床成因

铁、铜矿成因类型主要为受变质次火山气液钠化交代型。据香港大学赵新福等对ZK09钻孔中隐爆角砾岩旁侧产出的辉钼矿采样进行Re-Os同位素测年，获得成矿年龄799.0Ma～866.1Ma，成矿时代主要为新元古代早期至晋宁运动阶段青白口纪时期。

2.3.2 成矿机制及成矿模式

矿区地处大红山矿区外围，变辉长辉绿岩、变辉绿岩等岩浆岩是Fe、Cu成矿物质的主要来源之一，具有铁、铜成矿专属性。据与大红山矿区矿石与围岩常量元素、稀土元素对比结果分析，二者稀土配分曲线特征均为右倾型，说明大红山矿区与东么矿区次火山岩来自同一岩浆源。笔者通过类比大红山矿区成矿机制，东么铁铜矿区铁、铜矿体主要受次火山岩体及次火山机构控制，次火山活动后期富钠质铁质岩浆水流体发生隐爆及交代作用是主要的成矿控制因素，其成矿过程：①大红山地区岩浆演化次火山活动晚期阶段。一方面形成富含铁质钠质岩浆水流体形成贯入型磁铁矿(化)体，另一方面富含成矿物质的次火山气液等成矿流体在次火山隐爆作用条件下，钠化交代早期形成的辉长辉绿岩，并促使Fe、Cu成矿元素活化富集，形成交代型铁铜矿(化)体。同时，富钠质和成矿物质的岩浆水、气液等成矿流体在向上运移过程中不断迁移活化大红山岩群肥味河岩组(Ptdf)沉积变质岩系中的Fe、Cu成矿元素，在肥味河岩组(Ptdf)沉积变质岩系及捕掳体内外接触带交代形成铁铜矿(化)体，并对早期铜铁矿(化)体进一步叠加富集。②受变质热液叠加作用阶段。在强烈区域变质作用下形成广泛的变质热液，使围岩发生钠长石化、黑云母化、绿泥石化等围岩蚀变作用，进一步促进成矿物质富集及重结晶作用，形成有价值的工业矿体。后期，伴随着晋宁期-加里东期构造运动，区内发生小规模辉长辉绿岩脉侵入，对部分矿体造成一定破坏。矿区成矿模式如图3。

图3 东么矿区成矿模式图Fig 3.Metallogenesis Model of Dongme Orefield1-上三叠铜干海子组；2-大红山岩群肥味河岩组；3-变质辉长辉绿岩；4-钠化变质辉长辉绿岩(经钠化交代所形成的钠长岩、次闪钠长岩、角闪钠长岩、阳起钠长岩、黑云钠长岩、绿泥钠长岩等各类岩石的总称)；5-泥岩；6-炭质泥岩；7-粉砂质泥岩；8-粉砂岩；9-长石石英砂岩；10-砾岩；11-白云石大理岩；12-炭质板岩；13-变质辉长辉绿岩；14-钠化变质辉长辉绿岩；15-隐爆角砾岩；16-三叠系沉积盖层与古元古界大红山岩群结晶基底不整合界线；17-地质界线；18-断层；19-磁铁矿(化)体；20-铜矿(化)体；21-磁铁矿、黄铁矿化等铁矿化蚀变带；22-斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿等铜矿化蚀变带；23-钠长石化/黑云母化蚀变带；24-绿泥石化/阳起石化蚀变带；25-岩浆活动晚期富含铁质、钠质岩浆水流体及运动方向；26-后期变质水流体及运动方向。