大红山铁铜矿床地质特征

大红山铁铜矿床地质特征
引言：康滇地轴位于扬子准地台西南缘，是我国重要的元古宙铁铜矿床集中分布区，产有大量赋存于元古宙变质火山沉积岩中的Fe-Cu多金属矿床，其中大红山铁铜矿床为该区南部的代表性矿床。

大红山矿床既是大型铁矿又是大型铜矿，两者密切共生，但又各自富集成独立矿体，所以它的矿床地质特征及成因就特别引人注意。

三十多年来，人们纷纷提出许多不同的认识，先后有岩浆热液成矿，火山喷发沉积成矿，火山喷发沉积―后期变质改造成矿，火山喷发沉积一多阶段复合改造富集成矿等观点。

因此，本文试图通过总结前人对矿床地质特征认识，为进一步研究矿床成因及矿区远景区勘查开发活动提供参考依据。

一、成矿地质背景大红山铁铜矿床大地构造位置位于滇中中?_坳南端，介于红河断裂与绿汁江断裂所夹持的三角地区。

区内构造运动强烈，处于东〜西向、南〜北向及北〜西向三组主要构造线的交汇地带。

从太古代末期开始，不同时期和不同阶段的构造运动在本区均有不同程度的反映。

所形成的构造线、构造形态和伴随的岩浆活动、变质作用自成体系，相互继承和干扰，致使本区地质构造趋于复杂化，对“大红山式"铁、铜矿的形成、富化和发展变化有着一定的依存关系。

矿床的形成与早元古代的海相基性岩浆喷发作用关系密切，在火山作用的过程中形成了较为丰富的以铜、铁为主，伴随有金、银、钒、钴、镍等元素的矿床。

矿床具有火山喷溢和火山喷发沉积的特点，后期又经历了区
域变质作用的改造，是经过多次地质作用而形成的多成因复合型矿床。

二、矿床地质特征
2.1 地层矿区仅出露两套地层，盖层为晚三叠世干海子组及舍资组；基底为早元古代大红山群，是一套古海底火山喷发〜沉积变质岩系。

大红山群主要见于大红山矿区及外围东么、河口等地，在矿区内赋存的大红山群地层出露比较完整，自下而上由老厂河组、曼岗河组、红山组、肥味河组及坡头组构成。

矿段内铁、铜矿体产于大红山群曼岗河组、红山组地层中，简述含矿地层如下：
2.1.1曼岗河组（Ptdm）:是大红山铜矿的产出层位。

其组成以钠质火山沉积岩为特征，火山岩以凝灰岩为主，全组构成一火山沉积旋回。

自下而上分为四个岩段，下部一、二岩段以火山岩及火山碎屑岩为主，笫三岩段为火山沉积变质的绿片岩段，其间产大型的贫铁黄铜矿体（I号矿体），第四岩段为大理岩。

2.1.2红山组（Ptdh）:大红山式铁矿即赋存与红山组地层中，自下至上分为三段。

第一段为浅灰色变钠质熔岩及火山角砾岩，厚大的H1铁矿体产于其中；第二段为绿色片岩，产铁铜共生的山号铜铁矿；第三段为角闪变钠质熔岩，其顶部赋存V号铁矿，下部产有W号铁矿。

2.2 矿区岩浆岩
矿区变质火山岩种类较多，其中较主要的有角斑岩、角斑质火山凝灰岩、角斑质凝灰角砾岩，细碧岩、细碧质凝灰岩等。

次火山岩则有石英钠长斑岩、变斑状辉绿岩、辉长辉绿岩及石英钠长白云石岩等。

综合本区各类火山岩和次火山岩的岩石特征，并结合其化学成分特点，可知本区各类火山岩具有以下特点：
①火山岩系总体属细碧―角斑岩系列，为碱中性和碱基性变钠质火山岩。

②火山岩浆属于贫硅、钙，缺钾、镁的碱中性和碱基性的火山熔浆体系。

③根据岩石中的主要矿物成分，钠长石化普遍，Na2O H2O含量甚高，说明火山熔浆进入海水，与海水发生激烈水岩反应，致使火山岩产生强烈的气体与热液作用。

④原岩中磁铁矿广泛而普遍存在，
Fe203+ Fe0 含量高而均匀，多在20%- 28%之间。

这是原岩富含铁质所造成的必然结果，Fe203 —
般均大于Fe0，Fe203/Fe0 比值多大于1，说明其延续时间长，为氧化条件下的产物。

⑤成岩环境及介质中富钠，属区域性富钠区，碱交代普遍，除广泛而普遍见到基性长石被钠长石交代外，辉石均已变为角闪石、纤闪石或透闪石。

⑥辉长辉绿岩及辉绿岩明显切穿火山岩系及多层矿体，说明是成矿后的次火山侵入作用形成，且其含铁量正常，一般低于变钠质火山岩，说明其与铁矿的成因和富化无直接联系。

⑦区内变火山岩中的方柱石全为钠柱石，石榴石均为铁铝一锰铝榴石，角闪石多为长柱状角闪石，它们均与原岩成分有关，系区域变质作用的产物。

⑧碱基性火山岩含铜量甚高，对铜的成矿有利；碱中性火山岩铁、钠含量较高，对铁矿生成极为有利。

2.3 变质和蚀变作用
矿区火山一沉积岩系普遍经受了浅〜中等程度的变质，其中
角斑岩及其火山碎屑岩、块状大理岩、石英岩相当于变粒岩或浅粒岩相；细碧岩、绿片岩等相当于绿片岩相中的石英―钠长石― 绿帘石―铁铝榴石岩相。

变质作用主要以区域变质、热液交代变质对各类岩石
有较大影响。

蚀变作用主要表现在变钠质熔岩、凝灰岩及构造带中，主要有硅化、钠长石化、绢云母化，次要有碳酸盐化、绿泥石化、黑云母化、电气石化等
2.4 矿区构造
大红山矿区构造与区域构造基本一致，以东西向及北西向构造最为发育。

近东西向基底构造活动时间最长，而北西向构造则叠加和切割了东西向构造。

可分褶皱与断裂两方面加以说明。

2.4.1 东西向构造（1）区内东西向褶皱构造是含矿系基底构造的
主要型式。

①、底巴都主背斜轴向接近东西，西端有向南偏转之势。

总体上看，背斜两翼比较平缓、对称开阔，北翼倾角（15°〜20。

），南翼略陡（20。

〜35°）。

核部为老厂河组及曼岗河组下段，两翼为曼岗河组、红山组和肥味河组。

背斜出露走向长达9km以上，沿走向往东、往西均被上三叠统所覆盖。

I号铁铜矿的分布受其南翼产状和形态
所控制。

②、大红山向斜
即深部铁矿所分布的储矿向斜，由红山组及肥味河组第一岩段组成。

轴向80° E,其北翼缓而南翼较。

长约2650m宽为400, 750m东端仰起，西端倾伏，西段倾伏角16°〜21°，东段倾伏角41 °。

（2）矿区内东西向断裂较为发育，其规模和延伸也相对较大，主要代表有F1 、F2 等。

①F1断裂：
分布于大红山向斜南面，为深部H1 铁矿的南界。

地表见有
断裂带露头，断裂带倾向南，倾角70°左右。

断裂带内辉长、
辉绿岩，断层角砾岩十分发育。

断裂具有多期运动复合的特征，早期为逆断层或逆平移断层，晚期为正断层或正平移断层。

F1 断裂构成H1铁矿的天然南界
②F2断裂：位于大红山向斜北面，走向北东东，倾向南南东，倾
角为
70°〜85°，断裂有明显的多期活动迹象，沿断裂带辉长辉绿岩、角砾岩，碳酸盐化普遍，钠化退色现象也很强烈，伴随钠化常有不规则状小铁矿体产出。

F2断裂为深部铁矿与浅部铁矿的自然分界。

上述东西向构造，是矿区主要基底构造，为同一南北向挤压应力作用的结果，大红山铁铜矿床产于东西向底巴都主背斜南翼
西端，属层控矿床。

铁矿分布于曼岗河南岸及大红山向斜中，产于红山组地层中；铜矿赋存于背斜南翼曼岗河组第三岩段中；铁铜矿含矿岩系的分布，与东西向古断裂（F1）有关。

2.4.2 北西向构造主要分布于矿区西南，是与北西向哀牢山构造带和红河深断裂方向相一致的构造。

（1）F3断层
走向北西，倾向南西，倾角65°,延长达4?N。

使I号含铁铜矿带平均垂直落差200m断裂构造特征明显，断层擦痕及断层角砾岩可见，
具平移活动特征。

由水平擦痕判断北东盘相对北西推移。

F3断裂是划分
I号含铁铜矿带东西段的自然边界。

2.5 矿体特征
本矿床为古海相火山岩型铁铜矿床，矿床规模巨大。

矿段内铁、铜矿体产于大红山群曼岗河组、红山组地层中。

根据矿体产出层位和部位，划分为7个含矿带（I、H、M、W、V、W、叫），其中I、山矿带中的矿体为铁、铜共生矿体；H、W、V 矿带中的矿体为单一的铁矿体两个矿体不具工业价值。

2.5.1 大红山铁矿体特征
大红山矿区铁矿带主要由三个矿带组成，而V、W、％矿体规模较小，远不及前者。

上述三个矿带及其间的所有矿体都是本区海底火山喷发―沉积不同阶段、不同环境的产物。

现将主要铁矿体H1 矿组的特征简述如下：
H1矿组南以Fl断层为界，北至F2断层，呈一轴向近东西向延伸的断块倾伏向斜，矿体产状与围岩基本一致，矿体倾伏方向南西，南翼陡于北翼，轴部矿体厚大，产状平缓。

总观H1 矿体是一个东高西低、南北翘起、中厚边薄、形似如船形。

矿体产于红山组下部（Ptdh1 ）富铁的角斑质火山碎屑岩夹熔岩中，位于大红山向斜底部，受地层，岩性及交叉断裂的复合控制，以富矿为主，贫矿次之。

贫矿与围岩呈渐变关系，富矿与贫矿及围岩界限清楚。

各类矿石在分布上，沿垂向由浅到深赤铁矿增加而磁铁矿减少，沿横向由东向西赤铁矿增加，磁铁矿减少。

其含量变化规律是由浅到深，由东向西，由磁铁矿一赤、磁铁矿一磁、赤铁矿一赤铁矿。

且矿石
越富粒度越粗，且其成分以磁铁矿为主；脉石少，几乎全为石英。

总的来看矿体为高硅，低硫、磷的酸性铁矿石。

2.5.2 大红山铜矿体特征
大红山铜矿体位于铁矿体的下部，产于Ptdm3 石榴黑云角闪片岩夹变钠质凝灰岩段的中上部。

为一铁铜含矿带，铁铜矿体共生。

含矿岩石为石榴黑云钠长片岩（变钠质凝灰岩）、石榴黑云片岩、石榴黑云白云石大理岩、炭质凝灰岩、炭质板岩。

自上而下包含Ic 含铜铁矿体、I3 含铁铜矿体、Ib 含铜铁矿体、I2 含铁铜矿体、Ia 含铜铁矿体、I1 含铁铜矿体、Io 含铜铁矿体等七个矿体。

平面上，I3 、I2 主铜矿体在区段内连续分布，呈层状、似层状产出，其他次要矿体断续分布，呈似层状、透镜状产出。

其中I3 、I2 、I1 三个主铜矿体均具有铁铜共生特点，属贫铁黄铜矿型组合。

铜含量的变化特点是：沿走向由西到东，矿体由厚变薄，由富变贫；由以铜为主，变成以铁为主；由以凝灰岩型磁铁为主，变成以大理岩型菱铁为主。

沿倾向，在200〜600m
标高内较厚较富。

矿体的厚度和品位，铁与铜的含量均有正相关关系，即矿体厚度越大，品位越高，而?F 与铜含量有同步消长趋势，铜矿富集时，磁铁品位较高，铜矿变贫时，含铁品位就低，并往往被菱铁矿所代替。

变钠质凝灰岩中含铜和磁铁品位较高，白云石大理岩中，含铜变低，而菱铁矿较富集。

结语：大红山矿床产于大红山群变质火山岩系地层中，受时代、层位、岩性、岩相控制明显，故首先具有层控特征；其次矿床多产于火山
机构及其附近，使矿床除层控之外，并有火山岩控特征；由于火山活动多期次，多旋回性，地幔与热流多次上升成矿（大型工业富矿即是多次火山热液充填，交代的结果。

其主矿体为两个阶段的产物，首先火山喷溢形成富铁凝灰角砾岩及贫矿，后期火山气液沿层交代、充填和富化，形成厚大的富铁矿体），从而形成了铁、铜、金等成矿元素富集的规模大、品位富的成矿系列与矿床组合。