四川會(huì)理縣蒿枝壩磁鐵礦床地質(zhì)特征及找礦前景

凌培平

(四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八一大隊(duì)，四川 西昌 615000)

蒿枝壩磁鐵礦區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)西緣，康滇地軸中段，瀘定一米易臺(tái)拱,米易穹斷束南端，南嶺東西構(gòu)造帶與川滇南北構(gòu)造帶的復(fù)合部位[1-2]，河口復(fù)式背斜南翼。該區(qū)出露地層主要以前震旦系河口組為主，次為通安組、力馬河組、震旦系燈影組、三疊系白果灣組及第四系。主要含礦巖系為河口組第四段及第二段的一套變鈉質(zhì)火山巖，巖性主要為石英鈉長(zhǎng)巖。區(qū)域褶皺主要為河口復(fù)式背斜。區(qū)域斷裂以近南北向斷裂為主，次為近東西向斷裂，具多期性和繼承性的活動(dòng)特點(diǎn)，控制著本區(qū)的巖漿活動(dòng)、沉積建造和構(gòu)造變形[3]。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，早期以海底火山噴發(fā)為主，屬地槽初期下降階段的細(xì)碧—角斑巖系火山建造；晚期以巖漿侵人為主，呈大小不等的巖體、巖株、巖脈分布，主要為輝長(zhǎng)巖，常吞蝕圍巖，破壞礦體，并對(duì)礦體進(jìn)行熱液疊加富集改造。區(qū)域礦產(chǎn)以銅鐵為主，目前已發(fā)現(xiàn)的礦床(點(diǎn))有20余處。銅、鐵礦主要賦存于河口組第二段和第四段，成因類型主要為火山沉積變質(zhì)礦床、火山熱液變質(zhì)礦床兩種。該區(qū)大規(guī)模的火山噴發(fā)活動(dòng)，為該區(qū)銅、鐵礦床的形成提供了豐富的物質(zhì)來源。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)出露地層主要有前震旦系河口組(Pt1h)、會(huì)理群力馬河組(Pt2lm)、震旦系燈影組(Zbd)、三疊系白果灣組(T3bg)及第四系(Q)。

1)河口組

河口組是以一套沉積變質(zhì)巖和火山變質(zhì)巖組成的中深變質(zhì)雜巖系，據(jù)沉積旋回和巖性組合特征，將河口組劃分為兩段：

河口組第一段分布于礦區(qū)東南角。上部為灰褐色絹云母石英片巖、絹云母片巖及含鐵綠泥石英巖，厚度大于405 m；中部為淺灰色石英白云石大理巖、絹云母片巖夾少量變質(zhì)砂巖和炭硅質(zhì)板巖，石英白云石大理巖及炭硅質(zhì)板巖中見黃鐵礦化、黃銅礦化、孔雀石，厚度313～612 m；下部為灰褐色石榴白云片巖，具中細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，厚度67 m。

河口組第二段分布于礦區(qū)西南部。巖性為灰白色片理化石英鈉長(zhǎng)巖、灰色黑云石英鈉長(zhǎng)巖、方解石英鈉長(zhǎng)巖、陽起石英鈉長(zhǎng)巖、片理化石英簾石鈉長(zhǎng)巖、角閃黑云石英片巖，石英鈉長(zhǎng)巖和角閃黑云石英片巖中均見磁鐵礦化，局部見黃鐵礦化、鈦鐵礦化、黃銅礦化，厚度407～528 m。

2)力馬河組

力馬河組分布于礦區(qū)中部。上部為灰白色石英巖夾絹云母片巖、絹云母石英片巖，厚133～352 m；下部為灰褐色絹云母片巖、絹云母石英片巖夾石英巖、變質(zhì)砂巖，厚229～580 m。

3)燈影組

分布于礦區(qū)西北角，巖性為灰色中厚層狀白云石大理巖夾白云質(zhì)灰?guī)r，單層厚度7～30 cm。局部見黃鐵礦化，黃鐵礦呈星點(diǎn)狀產(chǎn)出。厚320～995 m。

4)白果灣組

是一套以碎屑巖為主夾少許有機(jī)質(zhì)的山間內(nèi)陸湖沼沉積，其分布多受南北向構(gòu)造的控制，與下伏河口組地層不整合接觸。上部為土黃色中厚層狀砂巖、粉砂巖，單層厚25～40 cm，礦物的磨圓度較好，厚0～66 m；中部為黃褐色長(zhǎng)石石英砂巖、粉砂巖夾薄煤層，厚度大于63 m；下部為黃褐色中厚層狀底礫巖，厚37～61 m。

5)第四系

分布于地形平緩、低凹處，主要為粘土、砂土和砂礫層，厚0～50 m。

1.2 構(gòu)造

1)斷層：礦區(qū)西部F13斷裂為河口組與力馬河組地層之間的接觸界線，斷層近南北向展布，向西陡傾，傾角65(°)～80(°)，破碎帶寬11～20 m，擠壓和炭化現(xiàn)象明顯。該斷層為區(qū)域性具平移性質(zhì)的逆斷層，并具有明顯的扭性特征。由于該斷裂的影響，致使區(qū)內(nèi)次級(jí)構(gòu)造特別發(fā)育，復(fù)雜多變。另有打銅溝斷層、石頭溝斷層等。

2)褶皺：礦區(qū)內(nèi)褶皺僅出露大營(yíng)山向斜西翼，其軸部地層為河口組一段上部，翼部地層為河口組一段中部，軸長(zhǎng)2.1 km。兩翼不對(duì)稱，其北翼傾角5(°)～30(°)，南翼傾角10(°)～35(°)，為一開闊型褶皺，中段被白果灣組覆蓋。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖發(fā)育，侵入巖主要為晉寧期輝長(zhǎng)巖。在礦區(qū)西南部沖溝中輝長(zhǎng)巖出露廣泛，主要見于河口組的磁鐵礦化石英鈉長(zhǎng)巖中，呈巖脈、巖珠狀產(chǎn)出，有順層貫入的趨勢(shì)，多已強(qiáng)烈蝕變，對(duì)礦體有破壞和捕虜作用。輝長(zhǎng)巖總體呈深灰色，主要礦物有斜長(zhǎng)石、輝石、角閃石等，巖石具細(xì)粒輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，見陽起石化、綠簾石化、黃鐵礦化。

1.4 磁異常特征

礦區(qū)分布有M161航磁異常[4]，通過1∶1萬地面高精度磁測(cè)，礦區(qū)共圈定磁異常區(qū)2個(gè)，分別為①、②號(hào)異常區(qū)。

①號(hào)異常是礦區(qū)磁測(cè)工作的最大發(fā)現(xiàn)，該異常呈條帶狀，長(zhǎng)500 m，寬320 m，北北東向展布，正負(fù)異常相伴(圖1 )。在正負(fù)異常值分界處，異常等值線較密，梯度較陡，△T數(shù)值最高為2 126 nT，最低為-1 497 nT；正負(fù)極差3 623 nT，這也是礦區(qū)最大的極差。已達(dá)到數(shù)千納特。經(jīng)鉆探工程驗(yàn)證，在該異常區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了Ⅰ號(hào)磁鐵礦(化)體，充分說明該異常為礦致異常。

②號(hào)異常面積較大，呈帶狀，長(zhǎng)1 000 m，寬360 m，南北向展布，為一正異常，等值線相對(duì)較緩，△T數(shù)值最高為1 965 nT。通過地質(zhì)填圖，在該異常區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了Ⅱ號(hào)磁鐵礦(化)體，說明該異常為礦致異常。

圖1 ①號(hào)異常區(qū)磁測(cè)平面異常

異?？傮w反映了河口組第二段變鈉質(zhì)火山巖的存在，大部分磁異常屬低品位磁鐵礦(化)體引起，不排除深部可能有含礦基性巖體存在。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦(化)體特征

經(jīng)槽探、鉆探工程揭露，礦區(qū)已圈定低品位磁鐵礦(化)體2個(gè)，編號(hào)為Ⅰ、Ⅱ(圖2)。磁鐵礦(化)體均賦存于河口組第二段變鈉質(zhì)火山巖中，形態(tài)較簡(jiǎn)單，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，受地層和巖性控制，屬火山沉積變質(zhì)型磁鐵礦。

1 第四系殘坡積層； 2 三疊系白果灣組砂巖、粉砂巖夾煤層； 3 震旦系燈影組白云石大理巖夾白云質(zhì)灰?guī)r； 4 會(huì)理群力馬河組絹云母石英片巖夾石英巖； 5 前震旦系河口組二段石英納長(zhǎng)巖、角閃黑云石英片巖； 6 前震旦系河口組一段絹云母片巖、石英白云石大理巖等； 7 晉寧期輝長(zhǎng)巖； 8 磁異常區(qū)及編號(hào)； 9 磁鐵礦化體及編號(hào)； 10 實(shí)測(cè)及推測(cè)斷層； 11 實(shí)測(cè)及推測(cè)的地質(zhì)界線； 12 地層不整合接觸界線； 13 地層產(chǎn)狀

圖2蒿枝壩磁鐵礦區(qū)地質(zhì)

1)Ⅰ號(hào)磁鐵礦(化)體

位于礦區(qū)西南部，礦化賦存于河口組第二段石英鈉長(zhǎng)巖、石英簾石鈉長(zhǎng)巖、角閃黑云石英片巖中，為主礦體。礦(化)體呈似層狀，局部地段呈透鏡狀，與圍巖呈漸變過渡關(guān)系，產(chǎn)狀與圍巖基本一致，傾向南東，傾角30(°)～50(°)。經(jīng)鉆探工程揭露，長(zhǎng)度大于600 m，厚度3～65 m，傾向延伸大于300 m，一般礦石含TFe 12%～30.90%，mFe 5%～20.68%。

2)Ⅱ號(hào)磁鐵礦(化)體

位于礦區(qū)東部，礦化賦存于河口組第二段灰褐色片理化石英鈉長(zhǎng)巖、方解石英鈉長(zhǎng)巖中，呈似層狀產(chǎn)出。傾向南東，傾角10(°)～20(°)，地表出露長(zhǎng)560 m，寬12～40 m；地表礦石風(fēng)化呈粉狀，取樣分析，TFe 11.00%～25.87%，mFe 5.00%～17.57%。工作程度較低。

3.2 礦石類型

礦區(qū)磁鐵礦石自然類型有石英鈉長(zhǎng)巖型、角閃黑云石英片巖型。

3.3 礦物組分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦化具有組分簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。根據(jù)野外觀察和室內(nèi)鑒定，礦石礦物主要為磁鐵礦，次為黃鐵礦、鈦鐵礦，及少量赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦；脈石礦物主要為鈉長(zhǎng)石、石英，次為黑云母、角閃石、方解石、簾石、綠泥石及陽起石等。主要礦石礦物特征如下。

磁鐵礦：自形—半自形晶，晶體為八面體或不規(guī)則粒狀，主要呈浸染狀分布于脈石礦物粒間，或相聚呈脈狀、團(tuán)塊狀或不規(guī)則狀，或與黃鐵礦、鈦鐵礦共生，粒度一般0.01～2.4 mm，具磁性。

黃鐵礦：呈淺銅黃色，具金屬光澤，自形—半自形晶，晶體多為五角十二面體，與磁鐵礦共生，粒度一般0.01～0.8 mm，不均勻星散狀分布，常不均勻交代包裹磁鐵礦，或被鎳黃鐵礦不均勻交代。

鈦鐵礦：呈鐵黑色或鋼灰色，呈半自形—它形柱粒狀不均勻分布于脈石礦物粒間，粒度一般0.01～0.1 mm，部分鈦鐵礦被銳鈦礦不均勻交代或蝕變?yōu)榘租伿J鈦礦為<0.02 mm的微粒集合體相聚成團(tuán)塊狀或不規(guī)則狀不均勻分布。

礦石具自形、半自形—它形柱粒狀結(jié)構(gòu)、柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)；構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造、條紋條帶狀構(gòu)造、定向構(gòu)造、星點(diǎn)狀及粉狀構(gòu)造。

3.4 礦石的化學(xué)成分

一般礦石化學(xué)成分為TFe 11%～30.90%， mFe 5%～20.68%，S 0.01%～0.02%，P 0.05%～0.30%，SiO29.7%～43.21%，Al2O34.21%～16.57%，CaO 1.61%～4.75%，MgO 1.09%～4.36%，均為低硫低磷的需選鐵礦石。局部地段含銅，Cu含量在0.10%～0.30%之間，可綜合利用。

3.5 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)礦化蝕變現(xiàn)象普遍，局部表現(xiàn)比較強(qiáng)烈，主要蝕變類型有硅化、鈉長(zhǎng)石化、黑云母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、綠簾石化、陽起石化、電氣石化及磷灰石化等。特別是硅化、鈉長(zhǎng)石化、黑云母化與磁鐵礦化關(guān)系密切，初步總結(jié)主要有以下兩類。

1)碳酸鹽—綠簾石化—黑云母化—硅化—鈉長(zhǎng)石化組合

巖石為石英鈉長(zhǎng)巖類，主要有磁鐵石英鈉長(zhǎng)巖、石英鈉長(zhǎng)巖、黑云石英鈉長(zhǎng)巖、石英簾石鈉長(zhǎng)巖、方解石英鈉長(zhǎng)巖。巖石鈉長(zhǎng)石化普遍發(fā)育，硅化、黑云母化、碳酸鹽化、綠簾石化等熱液蝕變較強(qiáng)。金屬礦物主要為黃鐵礦—磁鐵礦組合，局部見鈦鐵礦、赤鐵礦、黃銅礦。鐵礦石中主要為磁鐵礦，偶見赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦。黃鐵礦呈半自形—它形、少量自形柱粒狀不均勻分布，部分黃鐵礦不均勻交代包裹磁鐵礦；磁鐵礦呈自形、半自形—它形粒狀不均勻分布，部分相聚呈脈狀、團(tuán)塊狀或不規(guī)則狀產(chǎn)出。磁鐵礦與鈉長(zhǎng)石化、硅化、碳酸鹽化、黑云母化相伴產(chǎn)出。

2)角閃石—黑云母化—硅化組合

巖石主要為角閃黑云石英片巖。黑云母化、硅化等熱液蝕變較強(qiáng)，局部見綠泥石化。金屬礦物主要為黃鐵礦—鈦鐵礦—磁鐵礦組合，局部見鎳黃鐵礦、褐鐵礦，及少量錫石、黃銅礦。鐵礦石中主要為磁鐵礦，次為鈦鐵礦、褐鐵礦。黃鐵礦呈半自形—它形柱粒狀不均勻大致定向分布，部分黃鐵礦被鎳黃鐵礦不均勻交代；磁鐵礦呈自形—半自形粒狀較均勻大致定向分布，呈稀疏浸染狀產(chǎn)出；鈦鐵礦呈半自形—它形柱粒狀不均勻分布，部分鈦鐵礦不均勻交代磁鐵礦。磁鐵礦與硅化、黑云母化相伴出現(xiàn)。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 控礦因素淺析

1)地層：礦(化)體的分布嚴(yán)格受河口組地層控制，礦(化)體賦存于河口組第二段(Pt1h2) 石英鈉長(zhǎng)巖、角閃黑云石英片巖中，屬層控礦床。

2)變質(zhì)作用：區(qū)域變質(zhì)作用大規(guī)模發(fā)生使變質(zhì)熱液疊加于早期形成的含礦層，使其再度富化，從而形成現(xiàn)在的磁鐵礦(化)體。

3)巖漿活動(dòng)：區(qū)內(nèi)晉寧期巖漿活動(dòng)非常強(qiáng)烈，與本區(qū)成礦的關(guān)系非常明顯?；詭r漿的侵入，為成礦提供了熱源，并對(duì)礦體進(jìn)行熱液疊加富集改造。因此，晉寧期輝長(zhǎng)巖外接觸帶磁鐵礦化相對(duì)富集。

4.2 礦床成因探討

根據(jù)礦床地質(zhì)特征及控礦因素分析，可看出蒿枝壩磁鐵礦床成礦具有以下特征：

礦床受一定的地層層位控制，并與一定的巖性(石英鈉長(zhǎng)巖、角閃黑云石英片巖)有關(guān)。含礦層中的成礦元素先分散沉積后經(jīng)變質(zhì)作用富集成礦。

磁鐵礦的物質(zhì)來源于晉寧初期的海相火山巖。在火山爆發(fā)過程中，含鐵的火山物質(zhì)噴出地殼，因海水的作用達(dá)到初步富集，在噴發(fā)后期或間隙期環(huán)境產(chǎn)生變化，隨沉積物沉淀形成含礦層或磁鐵礦(化)體。因后期區(qū)域變質(zhì)作用，使部分鐵質(zhì)遷移富集，對(duì)已形成的磁鐵礦(化)體產(chǎn)生變質(zhì)熱液再度富化而形成現(xiàn)在的磁鐵礦(化)體。

綜上所述，蒿枝壩低品位磁鐵礦床的成因類型為火山沉積變質(zhì)礦床。

4.3 找礦標(biāo)志

根據(jù)礦區(qū)的情況，提出以下幾點(diǎn)找礦標(biāo)志：

1)地層與巖性標(biāo)志：河口組第二段石英鈉長(zhǎng)巖、角閃黑云石英片巖等。

2)侵入巖標(biāo)志：晉寧期基性巖體(脈)內(nèi)、外接觸帶。

3)地磁異常具有一定規(guī)模，是本區(qū)磁鐵礦的重要找礦標(biāo)志。

4)采礦遺跡標(biāo)志。如老硐、民采坑等。