化念鐵礦特征及成因淺析

李先棋 王承平

（云南省地質礦產局勘查院玉溪地質礦產所，云南 玉溪 653100）

化念鐵礦特征及成因淺析

李先棋 王承平

（云南省地質礦產局勘查院玉溪地質礦產所，云南 玉溪 653100）

本文較為系統地從化念鐵礦礦體形態、礦石成分、結構構造、與圍巖關系及區域地質、礦區地質、同位素年齡等方面，論述了礦床的成礦物質來源、成礦環境、控礦因素，認為礦床的成因類型為沉積改造型鐵礦床或沉積變質型礦床。

化念；鐵礦；成因

1 位置及交通

化念鐵礦礦區中心地理坐標：東經102°13′02″，北緯 24°05′40″。礦區由 213 國道老路 15km 通化念鎮與玉元高速公路相接，再沿高速公路向北27km達峨山縣城、142km達省會昆明市。交通較為方便。

2 礦區地質概況

礦區大地構造位置處于揚子準地臺川滇臺背斜武定-石屏隆斷束西側。礦區內出露地層主要為元古界昆陽群富良棚組、大龍口組，總體呈北西-南東向展布，從南西至北東由下至上排列。三疊系上統普家村組不整合覆于昆陽群巖層之上。第四系殘坡積層及沖積層分布于溝谷低洼地帶。昆陽群巖層遭受綠片巖相區域低溫動力變質作用，為一套成層有序的淺變質巖系（圖2-1）。

礦區位于青龍廠-揚武南北向斷裂與高寨-小維堵東西向斷裂交匯部位，構造復雜，斷裂發育，尤以北西、北東至東西向斷裂最發育。不同規模、不同性質斷裂有30余條，可分為以下四組斷裂：（1）北西向斷裂、（2）北東向斷裂、（3）東西向斷裂、（4）南北向斷裂。正是因為區內斷裂構造的發育，形成了區內礦體形態的復雜多變。

區內巖漿活動主要表現為輝綠巖脈的侵入。其產出受北西向構造的嚴格控制，呈脈狀沿北西向斷裂分布。最大規模400×110m，一般＞80×8m，與區內礦體走向多呈平行。

輝綠巖礦物粒度多呈細-中粒狀，變余含長結構、變余輝綠結構及變余輝長輝綠結構，塊狀構造。原巖產生了強烈蝕變，原生暗色礦物已全部綠泥石化、黑云母化；淺色礦物為斜長石，基本保留有斜長石假象或見斜長石殘余。其蝕變特征表現為粘土化、碳酸鹽化及綠泥石化。金屬礦物見磁鐵礦零星分布。

3 礦床特征

礦體主要賦存于大龍口組下段第二巖性層第一亞層（Pt2da2-1）粉晶灰巖中，夾持于北西向斷裂之間。主要分布于11-12勘探線之間長近600m，寬約300m范圍之內。礦體最高出露標高為1655m，向下延深最低標高為850m（菱鐵礦）。1320m-1350m標高（相當于當地潛水面）之上為褐鐵礦，之下為菱鐵礦。

鐵礦體形態復雜，分支復合現象普遍。總體呈似層狀、透鏡狀及脈狀產出，沿北西向展布。與區內北西向斷裂平行，與地層產狀相近。傾向北東15-85°，傾角50-80°。礦體在剖面上多呈上陡下緩，平面上中部陡兩端緩。礦體向北西側伏，側伏角75°。

礦區目前共發現礦體三十三個。其中具有一定規模的工業礦體(指已圈定并計算了儲量的礦體)十六個。依其規模大小和產出位置順次編號為：I、II、III……XVI。這些礦體總體上相互平行，且由西南至東北向上疊置，緊密相鄰。礦體沿傾斜或走向方向為自然尖滅趨勢，與圍巖界線總體清楚。十六個工業礦體中，除I、II、VII和XI號礦體出露地表外，其余均為隱伏肓礦，礦體埋深標高850－1655m，最大垂深805m。各礦體總體形態及各礦體間空間位置關系如圖2－2所示。

4 礦石質量

4.1 礦石物質成分

礦石垂直分帶現象明顯受礦區潛水面控制，潛水面以下為原生-菱鐵礦石，之上為氧化－褐鐵礦石。而在潛水面附近，則出現有少量的混合礦石。鐵礦石的礦石礦物主要為菱鐵礦及褐鐵礦，次為赤鐵礦、硬錳礦、軟錳礦、水錳礦，偶有磁鐵礦、鏡鐵礦等。脈石礦物有方解石、石英、綠泥石、蛋白石、炭質及粘土礦物等。

4.2 礦石結構、構造特征

4.2.1礦 石結構

原生礦石結構主要為粒狀結構和粒狀鑲嵌結構。氧化礦石呈似樹枝狀結構、鱗片狀結構、隱晶結構與交代殘余結構。

4.2.2礦 石構造

礦石構造主要有塊狀構造、條帶狀構造、孔洞狀構造、斑塊狀構造和角礫狀構造。其中條帶狀構造、斑塊狀構造系原生礦石的構造。其它如孔洞狀、蜂窩狀構造等為氧化礦石所特有。塊狀構造為本礦區礦石的主要構造類型，它同時為兩種類型礦石所具有。

4.3 礦物共生組合

圖2 -2化念鐵礦區4號勘探線剖面礦體形態特征圖

原生礦石：礦石礦物幾乎全為菱鐵礦，另有微量黃鐵礦，脈石礦物主要為白云石、方解石和少量有機質、石英。在氧化礦與原生礦交接部位則出現少量混合礦石。

氧化礦石的礦物共生組合為：褐鐵礦-赤鐵礦-軟錳礦-硬錳礦-磁鐵礦-鏡鐵礦-水錳礦與方解石、石英、粘土、綠泥石、蛋白石、炭質共生。據各礦物的產出特征及結構判斷，菱鐵礦、石英、炭質、粘土礦物、赤鐵礦、黃鐵礦應生成于沉積期和熱液改造期，鏡鐵礦、磁鐵礦及綠泥石、蛋白石應形成于熱液期，褐鐵礦、軟錳礦、硬錳礦、水錳礦主要生成于表生成礦階段，方解石生成時間較長，從沉積階段至表生成礦階段都有生成。

4.4 礦石化學成分

礦石化學成分簡單。除主要有益組分鐵外，伴生有益組分有錳和鈦，有害組分有硫和磷，其它組分有銅、鋅、錫等。各組分在不同類型礦石中的平均含量如下：

①原生礦石：TFe33.63%、S0.34%、P0.02%、SiO24.67% 、Al2O30.57% 、CaO7.23% 、MgO4.17% 、TiO20.11% 、Mn1.35% 、Cu0.006% 、Zn0.008% 、Sn0.002%、燒失量36.27%。其中富礦：TFe37.52%、S0.31%、P0.02%、SiO23.27%、Al2O30.57%、CaO4.20%、MgO4.04% 、TiO20.11% 、Mn1.54% 、Cu0.004% 、Zn0.011%、Sn0.002%、燒失量36.61%。

②氧化礦石：據120件組合樣品分析結果統計，主要有益組份TFe含量為30.25-60.04%，主要有害元素S、P最高含量不大于0.06%、0.025%，平均含S0.0186-0.018%（前者為富礦、后者為貧礦平均數。下同）、P0.017-0.027%，其它雜質Cu（0.002-0.005%）、Pb（0.0103-0.014%）、Zn（0.007-0.008%）、Ni（0.001%）、Co（0.001%），Sn（0.0016-0.0019%）、As（0.0029-0.0023%）、F（0.004%），雜質含量均遠低于有關工業要求。

Mn在礦石中平均含量為2.25-1.21%，富礦中Mn含量比貧礦平均含量高出1.04%。

造渣組分中酸、堿氧化物在礦石中分布與礦化程度有關，在富礦中SiO2含量一般大于CaO含量，貧礦則反之。酸性氧化物以SiO2為主，平均含量5.59-8.79%，TiO20.054-0.09%，含量低微，堿性氧化物以CaO為主，平均含量為4.20-16.77%，其余MgO （1.07-0.97%）、K2O （0.055-0.19%）、Na2O（0.115-0.1%）、BaO（0.03-0.025%），Al2O3平均含量為0.41-1.27%。

另據500余件基本分析樣品的分析結果，礦石中的全鐵和可熔鐵含量差值很小，一般均小于百分之一。

從上述可知，本區鐵礦石化學成分以富鐵、低磷為特點。礦石含鐵量較高，不論是氧化礦還是原生礦，其全鐵含量均接近高爐富礦的要求，并平均含有1.4%的錳。主要有害組分磷含量很低，小于0.03%，硫在氧化礦中的含量也很低，一般小于0.02%，但在原生礦中硫含量較高，達0.34%(因含少量黃鐵礦之故)。此外，銅、鋅、錫含量甚微，均在0.01%以下，氧化鈦平均含量小于0.11%。造渣組分SiO2+Al2O3含量5.24－8.65%、CaO+MgO 含量 8.10%－11.40%。

5 礦體圍巖和夾石

5.1 礦體圍巖

此區鐵礦體圍巖為大龍口組下段第二層，主要圍巖巖性為深灰色粉晶灰巖、泥灰灰巖及蝕變輝綠巖，前兩者具相對富鎂、富有機質特點。

表1 硫同統計表

灰巖為致密-粉晶結構，薄-中厚層構造，主要成分為方解石，次為褐鐵礦、菱鐵礦、石英、綠泥石等。鐵礦物在灰巖中分布不均勻，以細脈狀產出為主，亦有呈浸染狀或花斑狀；石英含量小于3%，呈不規則顯微粒狀，常被方解石交代；綠泥石、錳質、粘土等礦物很少。蝕變輝綠巖巖性如巖漿巖一節所述。近礦體蝕變輝綠巖中鐵礦物含量一般偏高，并在局部富集呈脈狀、塊狀集合體。

近礦圍巖一般含鐵，但礦化程度不均勻，局部集中呈網脈狀穿插于圍巖中。一般緊靠礦體的頂、底板含鐵品位可達TFe9.5-20%，遠離礦體礦化程度漸弱。

近礦體圍巖蝕變分布局限，常見蝕變有碳酸鹽化、鐵礦化、硅化、粘土化、褪色化，局部見炭化和綠泥石化。鐵礦體與圍巖產出關系，多為平行或小角度斜交或部分切穿圍巖，接觸界面呈不規則的港灣狀。在礦體厚大部位，與圍巖界線清晰，反之則呈漸變過渡。

5.2 礦體夾石

礦體夾石與圍巖相似，以灰巖為主，少數為蝕變輝綠巖。由于受構造變形極深，夾石大小不一，形態復雜，厚度變化大，空間延續性差。以孤島狀、樹枝狀、透鏡狀為主，次為似層狀。夾石最大厚度29m，最大長度180m。夾石與礦體界線清楚。礦體內夾石分布基本無規律。

6 同位數特征

在巖石及原生礦石中，采集樣品28件，其中23件對伴生黃鐵礦進行硫同位數測試，5件作了碳、氧同位數測定，其結果如下表1、2。

7 結論

根據以上菱鐵礦硫同位數區間短、數值高，與典型沉積改造礦床--陜西大西溝菱鐵礦的硫同位數組成完全一致；碳同位素組成數值小、變幅窄，與澳大利亞威特隆白云巖的同位素組成一致，表現為一種還原環境的沉積特征；而氧同位數組成與變質成因的角閃巖和石英巖的氧同位素特征相近。綜觀區內原生菱鐵礦中氧、硫、碳三種同位素的組成特征，結合區內主要礦體均產于昆陽群大龍口組下段第二層碳酸鹽巖地層內，產出明顯受層位控制；礦體分布及形態受北西向構造制約，礦體與北西向斷裂帶基本平行；區內蝕變輝綠巖脈局部與礦體伴生，輝綠巖發育部位礦化程度有加強的趨勢；礦石類型分布與表生作用直接相關，在潛水位以下原生礦均為菱鐵礦，潛水位以上因受強烈氧化等表生作用，則成為褐鐵礦等特點。筆者初步認為：化念鐵礦成因類型為沉積改造型鐵礦床或沉積變質型鐵礦床。

表2 碳、氧同位素統計表

[1]《化念鐵礦區鐵礦詳細普查地質報告》（云南第一地質大隊，1983,11.）

[2]《云南省峨山縣化念鐵礦11-12線首采地段勘探地質報告》（冶金工業部西南地質勘查局昆明地質調查所 1993年6月）

[3]《云南省峨山縣化念鐵礦儲量核實報告》（中國冶金地質勘查工程總局昆明地質勘查院2003，11.

[4]《云南省峨山縣化念鐵礦儲量核實報告》（玉溪邁物實業有限公司 2008年12月）

[5]《中國鐵礦志》冶金工業出版社

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