会理县牛筋树—烂木桥蛇纹岩矿床地质特征及开发利用

2022-10-21刘大生

世界有色金属 2022年13期

刘大生

（四川省地质矿产勘查开发局四0四地质队，四川西昌 615000）

1 成矿环境

本区位于扬子地台（Ⅱ级）西缘、“康滇地轴”（Ⅱ级）中段之“通安弧形构造带”。东邻江舟—米市断陷（Ⅲ级），西接泸定—米易台拱（Ⅲ）之米易穹断束（Ⅳ级）。区域历经了晋宁、澄江、华力西、燕山、喜山等运动，构造岩浆岩发育。构造线呈近东西向及南北向。本区处于扬子地台西缘、“康滇地轴”中段通安弧形构造的西翼，构造线方向有北东、北西及南北向几组。经受多期次级地壳运动和构造活动的叠加，形成了一系列北东向的压扭性断裂构造及北西向的张性断裂系统。基底构造在尘河以东，为一个不完全的向西倾伏的东西向背斜构造，断裂构造有东西向、南北向及北东向三组，多为逆断层；在尘河以西，则发育不对称的北西向背、向斜，断层有东西向，南北向及北西向三组，以逆断层为主。基底层中的断裂构造是区内岩浆岩体（脉）的侵位通道和储藏场所。本区具体情况如图1所示。

图1 区域地质简图

区域内岩浆岩活动强烈，出露广泛，侵入时代以华力西晚期及燕山期为主，以侵入岩为主，主要有中元古界菜子园蛇绿岩带、白云村蛇纹岩体、大陆闩～桃树湾超基性杂岩体、田房及小关河超基性岩体、长塘花岗岩体等。各类岩体均侵位或侵入于前震旦系会理群下亚群地层中，早期岩体受东西向菜子园深大断裂及其派生的断裂控制，晚期岩体主要受南北向构造控制。其中超基性岩与区内铁、镍、蛇纹岩等矿产关系密切。

2 磁异常特征

经高精度磁测，区内划分出3条异常带，又划分出9个次一级局部异常，M1烂木桥矿段异常、M2牛筋树-烂木桥矿段异常区、M3白云村矿段异常，为找矿重要靶区，对寻找铁镍具有重要意义。M1异常区走向近南北，南北长约700m，东西宽约300m～500m。正负异常伴生，最大异常值2603.6nT,最小异常值-2775.7nT。M2：异常区走向南西北东，横跨整个牛筋树-烂木桥测区。从总的异常特征来看，西北为负异常，东南为正异常[1]。依据局部异常所在区域，自东向西地将异常区M2划分为9个次一级局部异常。M3异常区处在麻地沟、胡家湾、庙子堡一带，呈宽带状展布，走向北东南西，整体长约900m，大致宽约100m。正负异常伴生，最大异常值2791.6nT，最小异常值-1541.1nT。

3 矿床地质特征

（1）矿体特征。Ⅰ号矿体，埋深在1325m～1737m标高，矿体呈柱状，连续性较好。矿体总体走向0°，倾向西，倾角60°。矿体延长703m，沿倾向延深25m～280m，矿体真厚度在7.12m～171.64m之间，平均为76.95m，厚度变化系数为85.44%，品位在38.34%～39.62%之间变化，平均品位39.99%，品位变化系数1.07%。Ⅱ号矿体埋深在1131m～1567m标高，矿体呈柱状、枝状，连续性较好，矿体总体走向80°，倾向南东，倾角60°～65°。矿体延长1560m，沿倾向延深25m～340m，矿体真厚度在9.37m～114.02m之间，平均为58.98m，厚度变化系数为63.28%，品位在27.94%～35.89%之间变化，平均品位32.08%，品位变化系数10.13%。

（2）矿石质量。矿石自然类型为蛇纹岩，鳞片变晶结构，块状构造，矿石矿物主要为蛇纹石，金属矿物有少量磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、赤铁矿、锐铁矿、钛铁矿、褐铁矿，脉石矿物主要为滑石、透闪石、白云石，其次为黑云母、方解石、绿泥石等；矿石构造可分为块状构造，片状构造、定向构造、千枚状构造等四种。其中以块状构造，片状构造为主，定向构造、千枚状构造次之；一般化学成分为SiO239.28、Fe2O33.85、Al2O31.71、TiO20.08、Gr2O30.23、Ni 0.2。矿石具体分布如图2所示。

图2 本区矿石具体分布简图

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

对勘查区地层、构造、岩浆岩、变质作用等基本地质特征有了深一步的了解，提高了对成矿条件和控矿因素等认识，进一步丰富了工作区地质资料和成果。总结的工作区矿床成因类型有：

（1）该蛇纹岩矿床系晋宁期镁质超基性岩，侵入于前震旦系青龙山组与力马河组钙质板岩、石英砂岩、灰岩、白云质灰岩中，该类蛇纹岩矿在我国有“蛇绿岩套”蛇纹岩矿之称。对于“蛇绿岩套”蛇纹岩矿成因的研究，中、外地质工作者做了许多工作，形成一致看法，即为镁质超基性岩矿床。

（2）超基性岩为角闪辉石岩、橄榄单斜辉石岩、橄榄岩-辉石岩、纯橄榄岩；岩体就是矿体，是其找矿前提。

（3）地表蛇纹岩矿体露头、蛇纹岩转石等均属直接找矿标志。

（4）蛇纹岩石局部具有强磁性，在蛇纹岩矿体地表露头地段或矿体埋深不大的情况下可引起很强的磁异常；在埋深较大的情况下，可以引起低缓磁异常,因此可根据异常所处的地质背景解释磁异常是否由蛇纹岩体引起，磁异常是寻找蛇纹岩的间接找矿标志。

（5）依据各工作区成矿地质特点和矿体产出特征、内部组构特征等，对本次控制的矿体进行了合理的对比连接和圈定，初步查明了勘查区内矿体数量、规模、形态、产状和空间分布。

（6）初步查明了工作区矿石物质组分及其质量变化情况，为工业利用提供了初步依据。

（7）对勘查区水文地质、工程地质、环境地质有了更深入的了解并进行了相应的评价，为矿床开发建设提供了初步依据。工作程度和研究程度与本次矿床评价相适应[2]。

（8）物探高精度磁测工作，基本查明了各工作区岩矿石磁性特征；对各工作区圈出的磁异常进行了大量细致的解释推断研究工作，编制了项目“高精度磁测工作报告”。工作结果初步证实：高精度磁测对牛筋树-烂木桥蛇纹岩矿区寻找铁镍具有重要意义。

（9）依据本次选矿试验，经较为充分的论证而确定的资源量估算的工业指标是合理的；估算的蛇纹岩资源量数据是可靠的。

（10）矿床开发经济意义概略评价选取的相关技术经济指标依据较为充分，评价方法正确，参数确定合理，评价结论客观。概略评价认为：项目新增蛇纹岩资源量的开发具有较好的经济效益和社会效益。

4.2 找矿标志

超基性岩为角闪辉石岩、橄榄单斜辉石岩、橄榄岩-辉石岩、纯橄榄岩；岩体就是矿体，是其找矿前提。地表蛇纹岩矿体露头、蛇纹岩转石等均属直接找矿标志。蛇纹岩石局部具有强磁性，在蛇纹岩矿体地表露头地段或矿体埋深不大的情况下可引起很强的磁异常；在埋深较大的情况下，可以引起低缓磁异常，因此可根据异常所处的地质背景解释磁异常是否由蛇纹岩体引起，磁异常是寻找蛇纹岩的间接找矿标志。

4.3 矿石矿物成份及类型

4.3.1 矿石矿物成份

矿石自然类型为蛇纹岩，柱粒状鳞片变晶结构，略具定向构造，矿石矿物主要为蛇纹石，金属矿物有少量黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿，其次钛铁矿，脉石矿物主要为滑石、白云石等。蛇纹岩在矿区广泛分布，现将各种蛇纹岩分述如下：

块状蛇纹岩：岩石中蛇纹石变晶与少量滑石变晶无规则不均匀相间分布，部分蛇纹石变晶略具定向分布，铁质及金属矿物呈不均匀略具定向分布，变晶粒径为0.01mm～0.25mm。蛇纹石（利蛇纹石、叶蛇纹石、纤维蛇纹石）变晶呈柱粒状、纤柱状、鳞片状、叶片状无规则相间分布，部分略具定向分布，粒径为0.01mm～0.25mm。

滑石白云石蛇纹岩：岩石中蛇纹石、滑石鳞片变晶与粒状白云石变晶无规则不均匀相间分布，铁质及金属矿物呈不均匀分布，变晶粒径为0.01mm～0.13mm。蛇纹石（叶蛇纹石、利蛇纹石、纤维蛇纹石）变晶呈鳞片状、纤维状、柱粒状变晶集合体无规则相间分布，常与白云石、滑石变晶不均匀相混分布，粒径为0.01mm～0.13mm。滑石变晶呈鳞片状、纤柱状变晶无规则不均匀分布，部分与白云石、蛇纹石变晶相混分布，粒径为0.01mm～0.05mm，部分滑石被白云石不均匀交代或交代包裹。白云石变晶呈它形粒状或粒状集合体无规则不均匀分布，粒径为0.01mm～0.07mm。岩石裂隙中被无规则分布的0.02mm～0.11mm宽的滑石脉充填。

碎裂岩化含滑石蛇纹岩：岩石中蛇纹石变晶与滑石、白云石变晶无规则不均匀相间分布，铁质及金属矿物呈不均匀分布，变晶粒径为0.01mm～0.35mm。蛇纹石（利蛇纹石、叶蛇纹石、纤维蛇纹石）变晶呈鳞片状、纤维状、柱粒状变晶集合体无规则相间分布，粒径为0.01mm～0.35mm。滑石变晶呈鳞片状集合体相聚成团块状或不规则状不均匀分布，部分被蛇纹石包裹，粒径为0.01mm～0.08mm。

白云石蛇纹岩：岩石中蛇纹石鳞片变晶与滑石、白云石无规则不均匀相间分布，部分略具定向分布，铁质及金属矿物呈不均匀分布，部分相聚成条纹、条带状产出，粒径为0.01mm～0.4mm。蛇纹石（纤维蛇纹石、叶蛇纹石、利蛇纹石）变晶呈鳞片状、纤维状、柱粒状变晶集合体无规则相间分布，部分略具定向分布，粒径为0.02mm～0.4mm，部分蛇纹石被白云石不均匀交代或交代包裹。白云石变晶呈半自形-它形柱粒状或柱粒状集合体不均匀分布，粒径为0.01mm～0.39mm，部分白云石变晶相聚成团块状或不规则状不均匀分布。滑石呈鳞片变晶或鳞片变晶集合体不均匀分布，粒径为0.01mm～0.05mm。岩石裂隙中被无规则分布的0.02mm～1.2mm宽的白云石脉、白云石滑石蛇纹石脉等充填。

碎裂岩化白云石滑石蛇纹岩：岩石中蛇纹石、滑石鳞片变晶与柱粒状白云石变晶不均匀相间略具定向分布，部分无方向性分布，铁质及金属矿物呈不均匀分布，变晶粒径为0.01mm～1mm不等。蛇纹石（纤维蛇纹石、利蛇纹石、叶蛇纹石）变晶呈叶片状、鳞片状、纤维状、柱粒状变晶集合体相间不均匀大致定向分布，部分无方向性分布，粒径为0.01mm～0.7mm，部分蛇纹石变晶与滑石相混产出。滑石变晶呈鳞片状、纤维状变晶集合体相间不均匀略具定向分布，部分与蛇纹石、白云石变晶不均匀相混分布，粒径为0.01mm～0.25mm。白云石变晶呈半自形-它形柱粒状变晶集合体不均匀大致定向分布，粒径为0.01mm～1mm，部分白云石变晶内交代包裹滑石、蛇纹石或见微碎裂现象。

白云石：白云石变晶呈半自形-它形柱粒状或柱粒状集合体不均匀分布，粒径为0.01mm～0.39mm，部分白云石变晶相聚成团块状或不规则状不均匀分布。

滑石：滑石变晶呈鳞片状、纤柱状变晶无规则不均匀分布，部分与白云石、蛇纹石变晶相混分布，粒径为0.01mm～0.05mm，部分滑石被白云石不均匀交代或交代包裹。

矿石结构以显微鳞片变晶结构为主，纤维状、柱粒状变晶结构次之。矿石构造可分为块状构造，片状构造等四种。其中以块状构造，片状构造为主，千枚状构造次之。

4.3.2 矿石的化学成份

矿石的有益有害组份及赋存规律已基本查清且变化不大，发现伴生有益组份Gr2O3、mFe、Co、Pt，有害元素Ni、Al2O3、S、P、CaO、SiO2等均较低，本次工作时对烂木桥Ⅰ号矿体样品矿石组合分析以了解矿石中的有益有害及造渣组份的变化。

（1）有益组份。矿石有益组份是氧化镁，MgO绝大部份来自蛇纹岩，组合分析矿石中各类有益组份含量的比例分别为：

各矿体品位情况如下：Ⅰ号矿体：矿石MgO品位在26.35%～34.62%之间变化，平均品位30.78%，品位变化系数11.78%。属矿化均匀型矿体。Ⅲ号矿体：矿石MgO品位在30.28%～32.99%之间变化，平均品位31.64%，品位变化系数6.06%。属矿化均匀型矿体。

（2）有害组份。矿石中有害组份主要为镍，均未超过允许含量。各矿体镍含量一般0.01%～0.73%，镍主要含在蛇纹岩中。

（3）造渣组份。矿石中主要造渣组份为CaO，次之Al2O3、SiO2等。勘查区内主要矿体矿石CaO含量0.05%～22.75%。它与MgO二者互为消长关系。氧化镁越高，氧化钙就越低。

4.3.3 矿石类型和品级

（1）矿石自然类型。根据矿石的矿物成分、结构构造和成因特征分为：块状蛇纹岩矿石、滑石白云石蛇纹岩矿石、碎裂岩化含滑石蛇纹岩矿石、白云石蛇纹岩矿石、碎裂岩化白云石滑石蛇纹岩矿石。各种矿石MgO平均品位变化幅度不大。本区矿石类型为蛇纹岩。

（2）矿石工业类型。根据矿石加工技术性能划分为超基性岩热液蚀变型蛇纹岩矿床。

5 开发利用前景

会理烂木桥-牛筋树地区蛇纹岩带属中板块俯冲带的深大断裂，地壳薄而较活动，应力易于集中和释放，因此深大断裂不仅活动强度大、切割深、地温梯度小（几米/1℃），易使深部熔点高的富镁地幔岩（以橄榄岩层为主）发生熔融，形成镁质超基性岩；对铬镍矿形成有利，而对钒钛磁铁矿的形成不利。

就蛇绿岩套本身而言，铬铁矿则产于超镁质（变形）橄榄岩层之上部与镁铁质堆积杂岩层之下部过渡带附近层位上，与滑石化及次闪石化密切相关；而镍矿（含镍磁铁矿及硫化钴镍矿）则与超镁质（变形）橄榄岩层有。牛金树以西是以含镍磁铁矿型镍矿为主，牛金树之东便为硫化钴镍矿床占强。这与围岩中硫的含量直接相关。

我国蛇纹岩矿产资源十分丰富，大都是超基性岩类型的蛇纹岩矿床，具有矿床多，规模大、分布广、质地条件好等特点。但是目前蛇纹岩仅限于制作钙镁磷肥、耐火材料、雕刻材料。利用价值较低，其伴生Fe、Gr2O3、Ni、Pt、Co属硫化物类型，连续性较差，品位变化较大，就目前选矿技术还无法回收利用。对今后矿区地质工作的建议及开发利用前景如下。

（1）由于本矿床为岩浆岩矿床，所以矿山在生产建设的同时应加强生产勘探工作，随时注意矿体形态变化。

（2）蛇纹岩伴生铬、镍、钴、铁资源量综合利用价值较大，潜在经济价值较高。本次工作只预测了远景资源量，工作程度较低，在今后的工作中应对其进一步勘查，补充其不足。

（3）矿区环境质量较好，但由于生态环境比较脆弱，在未来开采过程中应采取必要的措施，减少对原生地形地貌和生态环境的破坏，在裸露开采区种植草地、树木，进行复垦，防止水土流失。