越西县拉尔铁矿地质特征及控矿因素

2022-08-17林寿海

现代矿业 2022年7期

林寿海

（四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队）

“宁乡式”铁矿床是我国最重要的沉积型铁矿床，广泛分布在湖北、湖南、江西、四川、云南、贵州、广西以及甘肃南部地区，含铁岩系主要赋存于中上泥盆统，层位、品位较为稳定，占全国沉积型铁矿资源量80%以上［1-5］。拉尔铁矿行政区划属于四川省凉山彝族自治州越西县，位于碧鸡山一带，为一小型矿山，属于越西地区典型的“宁乡式”铁矿床。拉尔铁矿拥有采矿权和探矿权两个范围，采矿权范围内铁矿资源经过多年开采，资源已渐匮乏，急需加大勘查投入寻找接替的铁矿资源。现阶段，学术界对于越西地区铁矿床所作研究工作比较少［6-8］，有待进一步深入。本研究通过详细梳理近几年矿区取得的勘查工作成果，对铁矿成矿地质背景、矿床地质特征及控矿因素进行综合分析，为矿山后期寻找接替资源提供参考。

1 成矿地质背景

越西县拉尔铁矿区域上位于上扬子台坳西缘，凉山陷褶断束和江舟—米市断凹交接部位［8］。成矿区带上位于上扬子中东部（坳褶带），是滇东—川南—黔西Pb—Zn—Fe—REE—Mn—磷—硫—钙芒硝—煤和煤层气成矿亚带、甘洛Pb—Zn—Cu—Fe—磷矿远景区、甘洛则洛—越西碧鸡山铁铜磷矿靶区，显示了极佳的找矿前景。

越西地区在晚志留世的加里东运动后期大规模上升为陆地并遭受风化剥蚀，仅剩部分地区仍为陆棚相沉积环境；泥盆纪初期，受到区内SN向断裂构造运动的影响，越西地区以断块运动为主；早泥盆世初期，经海侵运动后发育滨海相沉积环境，晚期受曲靖运动的影响，越西地区上升为陆并遭受剥蚀，为沉积型铁矿床的形成奠定了矿物质来源基础；中泥盆世，海侵范围扩大，越西地区再次沦为海域，形成一支海湾，沉积了滨海相的砂（页）岩；同时在EW 向拉张应力的环境下形成了凉山断陷盆地并受到了比较大规模的沉积作用，矿区内的铁矿床即在该时期形成［8-9］。

2 矿区地质特征

2.1 地层

拉尔铁矿区位于切罗木向斜东翼南段，矿区地层从奥陶系中统巧家组砂岩至二叠纪峨眉山玄武岩均有分布，其中除了缺失石炭系以及因断层关系缺失部分奥陶系地层外，其余地层均有出露（图1）。

（1）奥陶系中统巧家组（O2q）。上部为浅黄、灰色石英细砂岩，与深灰色条纹状细砂岩互层，下部为深灰色粗景介壳灰岩及条纹状细砂岩，地层厚45 m。

（2）奥陶系上统大箐组（O3d）。岩性为灰白色的厚层状细晶—粗晶白云岩，中部夹薄层状细晶白云岩。底部晶洞白云岩与巧家组上段含燧石白云岩整合接触。

（3）志留系下统龙马溪组（S1l）。岩性为灰、深灰色的薄层状—厚层状灰质白云岩、白云质灰岩、礁灰岩，夹数层1.5～8.2 cm厚的灰黑色泥页岩。底部以及薄的黏土岩与下伏大箐组晶洞状的白云岩整合过渡。

（4）志留系中统大关组（S2d）。岩性为黄灰、灰黑色粉砂质页岩、泥质粉砂岩及白云岩或不等厚互层；底部以灰黑色页岩与下伏龙马溪组白云质灰岩整合接触。

（5）志留系上统韩家店组（S3h）。岩性为紫红色粉砂质黏土岩夹灰绿色页岩；顶部为一层厚4～5 m的泥砂质白云岩，底部以紫红色粉砂质黏土岩与下伏大关组整合接触。

（6）泥盆系下统翠峰组（D1c）。下部为灰、深灰色粉砂质黏土岩、石英粉砂岩互层；中、上部位灰白、浅灰色的中层状—厚层状细粒石英砂岩、岩屑石英砂岩夹泥质粉砂岩，以及深灰、灰黑色页岩、粉砂质黏土岩夹泥质粉砂岩和泥质白云岩。

（7）泥盆系中统箐门组（D2q）。岩性为灰白、黄灰色的中层状细粒石英砂岩夹灰绿色粉砂质泥页岩；夹有0.9～2.63 m 厚的含铁质砂岩或为鲕状赤铁矿矿层。该层位为矿区内主要的含铁矿层位。

（8）泥盆系中统曲靖组（D2qj）。中下部是灰色中厚层状泥质白云岩夹紫红、灰绿色粉砂质泥岩、粉砂岩互层，上部为灰、灰白色细粒砂岩与灰绿、紫红色粉砂质黏土岩、粉砂岩互层，底部以褐灰色泥质白云岩与下伏箐门组灰黑色黏土岩整合接触。

（9）二叠系下统阳新组（P1y）。岩性为灰色的厚层状生物碎屑灰岩夹深灰色的薄层状泥质灰岩、白云质灰岩。

（10）二叠系峨眉山玄武岩（P2β）。岩性为深灰绿色的玄武岩，具有致密状、斑状、杏仁状，以及玻璃质玄武岩。

（11）第四系。不整合于各组地层之上，为坡积物，主要由砂、土、砾岩组成。

2.2 构造

（1）褶皱。矿区内的褶皱为切木罗向斜，向斜轴向NNW—SSE，有由南而北逐渐倾伏之势；向斜长约9 km，宽约6 km；核部最新地层为峨眉山玄武岩，岩层走向与轴向略为一致，倾向为234°～267°，倾角为23°～45°，两翼略为对称。

（2）断层。矿区主要断层为F4断层，为破矿断层，对矿体破坏性极大，断层走向由近SN 向转变为NE—NEE向，产状不明，推测断层性质为正断层。

3 矿床特征

3.1 矿体特征

拉尔铁矿为碧鸡山切罗木赤铁矿区中的一小段，系沉积成因的单一矿层，产于中泥盆统中部浅海相的碎屑岩系中；矿体顶板为灰绿、白色细粒石英砂岩，底板为暗绿色细粒石英砂岩及泥质砂岩。

矿区铁矿体位于切罗木向斜两翼，属于相同含矿层位，矿体出露于地表，沿走向被断层错切，分为3条矿体，即I-1号、I-2号、I-3号矿体。

I-1 号矿体为目前矿区开采矿体，呈层状产出，分布于切罗木向斜南端，由TC27、TC28、TC29、TC30、TC31 等槽探工程控制；矿体断续出露长度约279 m，出露地表标高为2 732～3 127 m，矿层厚度为0.45～3.10 m，平均厚度为1.01 m；西翼矿体由西而东展布，倾向为335°～38°，倾角30°～60°；东翼矿体由南而北，倾向为269°～284°，倾角为23°～45°，产状较为稳定；矿体品位为39.80%～47.46%。通过采矿坑道的揭示，矿体下部倾角变陡，倾角为55°～60°，矿体厚度变厚变稳定，厚度为2.75～3.04 m，矿体品位较高，品位达45.56%～49.32%。该段矿体内发育有一断层F4，由于受断层切割对该段矿体破坏性极大。

I-2 号矿体分布于矿区中北部切罗木向斜东翼北段，由TC25、TC17 槽探控制；矿体在矿区断续出露长约132 m，并且向北延伸出矿区，矿体在矿区内出露地表标高为2 709～2 926 m，矿层厚度为0.50～0.64 m，平均厚度为0.52 m，矿体品位为40.12%～48.62%；矿体产状为260°∠40°，产状较稳定，该段矿体受断层F4切割而破坏性极大。

I-3 号矿体分布于切罗木向斜西翼，有TC36 槽探控制；矿体在矿区断续出露长度约90 m，并且向西延伸出矿区，矿体在矿区内出露地表标高为2 731～2 908 m，矿层厚度为0.45～3.10 m，平均厚度为1.01 m，矿体品位为41.20%～44.83%；矿体产状为（20°～55°）∠40°，产状较为稳定，该段矿体受断层F4切割而破坏性极大。

3.2 矿石类型

（1）矿石自然类型。鲕状赤铁矿、含赤铁矿鲕绿泥石菱铁矿矿石、鲕状含鲕绿泥石菱铁矿赤铁矿矿石。

（2）按构造特征分。鲕状矿石、条带状矿石、块状矿石。

（3）按铁矿工业指标对矿石中的TFe、SO3、P2O5的要求分类，矿区所有矿石均属需选弱磁性铁矿石。

3.3 矿石组分

矿石矿物成分主要为赤铁矿，脉石的矿物成分有石英、绿泥石等。矿石化学成分主要为Fe，据分析：w（TFe）为39.80%～49.32%，平均45.62%；w（S）为0.12%；w（P）为0.50%～0.69%；w（SiO2）为15.47%～25.67%；w（CaO+MgO）为3.34%～5.80%。

3.4 矿石结构与构造

矿石结构呈砂状结构、鲕状结构，矿石构造呈致密块状构造、长条状构造。

4 控矿因素

控矿因素是指控制矿床形成与分布的地质因素［10］，主要包括地层与岩性条件、构造条件、岩浆热液条件、地球化学条件、古环境条件等因素。

（1）地层和岩性。区内及邻区矿山，如碧鸡山北西矿区、切罗木、敏子洛木、甘花铁矿厂，赋矿层位均为中泥盆统，铁矿体呈层状产出；暗示了矿区与华南区域中泥盆世成矿的一致性［8］，并显示出地层对其成矿具有一定的控制作用［11］。拉尔铁矿赋存于箐门组中泥盆统箐门组砂岩夹页岩的碎屑岩中，与本地区几个铁矿床的含矿岩性具有一致性，并在形态上受中泥盆统箐门组地层控制。

（2）构造。构造运动造就了不同的构造格架和沉积基底，从而控制岩相古地理和沉积盆地的特征，影响沉积型铁矿床的分布和特征［8］。拉尔铁矿区大地构造单元属于碧鸡—宁南凹褶断束，华南大陆经过加里东旋回运动末期扬子陆块与华夏陆块碰撞统一后，进入海西旋回运动早期处于拉张松弛的构造背景，区内发育SN 向拉张断裂［12］。越西地区褶皱、断层较为发育，以SN 向构造为主；切罗木向斜近SN向展布，拉尔矿区铁矿体位于切罗木向斜两翼地层中，铁矿体形态及所处的构造位置，暗示了构造对其成矿具有一定的控制作用。

（3）古地理环境。早泥盆世受到曲靖运动的影响，越西地区上升为陆并遭受风化剥蚀，为拉尔铁矿床的形成提供了一定的物质来源。矿区处于越西县碧鸡山一带，当时是一个半封闭的海湾，海洋的大风大浪不易侵袭到这个海湾中，海水动力较为平静，有利于拉尔铁矿沉积作用的进行［13-14］。

5 矿床成因

越西县拉尔铁矿的铁质形成可能是由古陆河流搬运夹带胶体形式的铁质物质而来，铁质搬运至近岸浅海处，在湿热半封闭的海湾中，海面相对比较平静、海水动力较弱，在氧气充足、二氧化碳不足的条件下，水温升高，经过沉积作用形成了赤铁矿；在硅质矿物的作用下，形成了鲕绿泥石；在有机质的参与下，生成了黄铁矿、菱铁矿等这些低价矿物，从而形成了赤铁矿和菱铁矿等的共生物。

拉尔铁矿产于中泥盆统中部浅海相的碎屑岩系中，经过沉积作用形成。结合前人成果，本研究认为该矿床成因属于沉积型胶体化学成矿。