云南省镇康县小河边铁矿地质特征及成因分析

何正文，莫亚龙，谢佳成

(1.云南旅游职业学院，云南 昆明 650221；2.云南省核工业地质调查院，云南 昆明 650106)

小河边铁矿位于镇康县115°方向，平距7.5千米处，矿区地处澜沧江结合带西部，位于保山—镇康陆块构造单元南段永德地块(图1)。大致南为汀河断裂，西为保山—镇康地块，东为昌宁—孟连褶冲带，是三江构造带的重要组成部分(程裕淇1994)。

1 矿区地质

1.1 地层

矿区出露地层主要为寒武系上统核桃坪组、沙河厂组及保山组，奥陶系上统火烧桥组、中统蒲缥组及第四系。(见表1)

1.2 构造

1.2.1 褶皱

1.2.2 断裂

矿区主要发育两组断裂，北东向断裂组和北西向断裂组。

(1)北东向断裂(组)

沿芦子园背斜轴部发育，多属张扭性断裂。上盘地层产状较陡，下盘较缓。断层属先压后张扭，并随之于沙河厂组地层内产生了一系列的纵张裂隙和层间破碎带，成矿热液沿裂隙上升与围岩接触变质形成矽卡岩和铁矿体。该组断裂控制了全矿区铅锌铁矿体产出形态，属容矿构造，为热液的运输和储存提供了良好的场所。

(2)北西向断裂(组)

总体呈北西向展布，多为横张断裂，具一定的等间距特征，错断北东向组断裂和矿体，对矿体和地质体起破坏作用，属成矿后期的破矿构造。

1.3 岩浆岩

图1 矿区大地构造位置示意图

Fig.1 Tectonic position of the orefield

1—Ⅰ级单元界线；2—Ⅱ级单元界线；3—板块结合带；4—断层；5—矿床位置及名称

表1 镇康县小河边铁矿矿区地层简表

注：资料来源于杨淑胜等.2011.云南省镇康县小河边铁矿详查报告。

1.4 变质作用及围岩蚀变矿化特征

1.4.1 变质作用

区内变质作用主要有区域变质作用、接触热变质作用和动力变质作用三种类型。区域变质作用较普遍，形成大面积的结晶灰岩、大理岩、板岩、变质砂岩及片岩等浅成变质岩；热液变质作用于小河边一带形成北东向展布的阳起石矽卡岩，局部为磁铁矿体，与矿化关系密切；动力变质作用主要沿断裂带形成构造角砾岩和层间破碎带。

1.4.2 蚀变带及矿化特征

近矿围岩蚀变矿化发育，主要可见矽卡岩化、绿泥石化、硅化、大理岩化、黄铁矿化、褐铁矿化等。其中矽卡岩化与铁铜铅锌矿化关系密切，硅化、大理岩化铅锌矿关系密切，黄铁矿化、褐铁矿化工业氧化铁矿体关系密切。

2 矿区矿化特征

2.1 矿体特征

小河边铁矿矿床由V1-1、V1-2、V2、V3、V4五个主矿体及小副矿体V组成(如图2所示)。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石的矿物成份

矿石中矿物种类较多，金属矿物有硫化物类(黄铜矿、黄铁矿等)、碳酸盐类(孔雀石、蓝铜矿、菱铁矿等)、氧化物类(褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿等)。以氧化物类为主，氧化矿矿石矿物以褐铁矿为主，次为磁铁矿、赤铁矿。原生矿矿石矿物主要为磁铁矿，脉石矿物以碳酸盐类(方解石、白云石、铁白云石等)为主，次有硅酸盐(绿泥石、透闪石、阳起石、透辉石、斜长石、绿帘石、绢云母、石榴石等)及氧化物(石英)类，以阳起石为主，次为石榴石、绿帘石、绿泥石、方解石、石英及白云母等。

图2 小河边铁矿矿体分布剖面图

Fig.2 Distribution section of orebody in Xiaohebian iron deposit

1—残坡积物；2—灰岩；3—大理岩；4—矽卡岩；5—泥质、粉砂质板岩；6—铁矿体及编号；7—低品位矿体及编号；8—实测、推测断层；9—灰岩；10—大理岩；11—泥质板岩；12—磁铁矿化阳起石矽卡岩

2.2.2 矿石的结构和构造

原生矿矿石以自形晶结构为主，其次为半自形—它形晶结构，矿石构造以浸染状构造为主，其次为网脉状、块状构造。氧化矿矿石具自形—它形粒状结构，纤状或片状结构，但主要是浸染状构造，局部见皮壳状、薄膜状、块状构造。

2.2.3 矿石主要矿物的特征

矿石中主要的矿物及其相关特征如下：

3 矿床成因

3.1 矿床成矿阶段

由上述矿床地质特征可知，小河边铁矿矿床呈现显著的“二期四阶段”特征：

3.1.1 矽卡岩期

3.1.1.1 早期矽卡岩阶段

作为矿床形成的早期，该阶段以超临界状态的气相高温热液为主，主要形成钙、镁、铁、铝等的硅酸盐矿物，形成岛状—链状无水硅酸盐矿物(如硅灰石、钙铝—钙铁石榴石、辉石等)组成矽卡岩体。该阶段无矿，仅形成岩石(矽卡岩)。

3.1.1.2 晚期矽卡岩阶段

随着成矿热液温度的下降，在接近临界状态下，矿化剂(H2O、CO2、H2S等)参与交代矽卡岩，形成复杂链状含水硅酸盐矿物(阳起石、透闪石、绿帘石等)。该阶段出现并富集磁铁矿，因此又称磁铁矿阶段(陈洪冶2007)。该阶段为小河边铁矿床矿体的主要成矿时期。

3.1.1.3 氧化物阶段

在次临界高温热液作用下，生成层状或架状硅酸盐(如正长石，酸性斜长石，云母等)和氧化物(如锡石、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿等)。该阶段为本矿床矿体的次要成矿时期。

3.1.2 石英—硫化物期

早期硫化物阶段在成矿热液温度下降到高—中温阶段时，早期形成的矽卡岩矿物被大量交代，开始形成绿泥石、绢云母等。在这一温度阶段，SiO2一般不再参与形成矽卡岩，而是大量形成独立矿物—石英，同时方解石、莹石也开始大量出现。此阶段，金属氧化物已很少见，大量金属硫化物开始出现，以磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、毒砂等为代表(涂光炽1989)。

铁矿床形成后，因地壳隆升而近或出露地表，矿体在表生作用下，进一步分解为盐类，再经水解作用于地表或近地表形成氧化矿(褐铁矿)。

3.2 矿床成因

小河边铁矿赋矿岩石为阳起石矽卡岩，矿体围岩以矽卡岩为主，次为上寒武统沙河厂组二段、三段大理岩、大理岩化灰岩，局部为板岩。矿体主要呈层状产出，次为脉状、透镜状，局部受构造控矿。

矿体呈多层状产于阳起石矽卡岩带中，矿物的共生组合为矽卡岩型磁铁矿矿石的典型矿物组合特征，矿体与矽卡岩为渐变过渡关系，近矿围岩蚀变为矽卡岩化、绿泥石化、硅化、黄铁矿化及大理岩化等。矿区矿体由地表至深部具有Pb、Zn、Cu、Fe的垂直分带特征，表层的Pb、Zn由于受到地表的风化剥蚀作用而被搬运迁移到他地。

根据区域重力、航磁及遥感等资料综合分析，矿区深部存在隐伏酸性岩体，矿区北部出露酸性岩脉，芦子园见到蔷薇辉石，进一步证实了隐伏酸性岩体的存在(蒋成兴等2017)。

源于该隐伏酸性岩体的富含铁质元素的成矿热液，沿芦子园背斜轴部北东向张性断裂及破碎带向上运移，并于合适的位置条件下(芦子园背斜轴隆起部、转折部)对碳酸盐岩进行交代，带入Fe、Pb、Zn、Cu、SiO2和Al2O3，带出CO2和CaO，形成以阳起石矽卡岩为代表的钙矽卡岩系列，并沿着成矿热液交代的沉积灰岩地层呈层状于矿区内产出，局部地段富集成为工业铁矿体或铅锌矿体。原生铁矿石在风化、氧化等表生作用下，进一步分解为盐类，再经水解作用于地表或近地表形成氧化矿(褐铁矿)(刘伟等2014)。

4 结论

(1)矿床成因类型为热液交代型铁矿床(矽卡岩型铁矿床)，其成矿热液主要来源于深部隐伏酸性岩体。

(2)成矿热液以芦子园背斜轴部北东向张性断裂及破碎带为主要运移通道，并于背斜轴部的隆起、转折部及与同期断裂构造的交汇部为主要矿体赋存部位。

(3)矿区内铁矿体的直接找矿标志为矽卡岩带及磁异常。区内北东向断裂构造的同期次级构造带有铅锌矿成矿可能。