胡 毅，廖阮穎子，張明勝，龍 菊

(四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局一○六地質(zhì)隊(duì)，四川 成都 611130)

0 引言

紅格鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)侵入體位于峨眉山大火成巖省內(nèi)帶[1]，賦存了我國(guó)最大的釩鈦磁鐵礦礦床。紅格巖體由超鎂鐵質(zhì)巖和輝長(zhǎng)巖兩部分組成，明顯不同于攀西地區(qū)同樣賦存有超大型釩鈦磁鐵礦床，以輝長(zhǎng)巖為主的攀枝花、白馬、太和巖體[2]。前人對(duì)紅格礦床巖漿演化、地球化學(xué)特征、礦床成因等均有較深入研究[3-4]，但在找礦預(yù)測(cè)方面研究極少。

本文基于紅格礦區(qū)整裝勘查最新資料結(jié)合前人研究成果[5-7]，構(gòu)建紅格礦床找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型，力圖解決礦區(qū)深部找礦理論和技術(shù)方面的關(guān)鍵疑難問(wèn)題，為深部找礦提供科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

紅格礦區(qū)大地構(gòu)造位置上屬康滇地軸中段的中軸偏東部位的攀西裂谷帶中，區(qū)域上巖漿活動(dòng)頻繁，深成作用和火山活動(dòng)并重，主要有晉寧期、華力西期、印支期、燕山期4個(gè)時(shí)期，形成種類(lèi)繁多、系列齊全的巖漿雜巖帶。基底為元古界變質(zhì)結(jié)晶褶皺地層，蓋層為震旦系和古生界，其中發(fā)育SN向構(gòu)造帶，也是本區(qū)的主干斷裂，EW向褶皺(復(fù)式背斜)中發(fā)育的張性正斷層，從而構(gòu)成了攀西地區(qū)構(gòu)造的基本特征。SN向構(gòu)造帶對(duì)區(qū)內(nèi)各種礦產(chǎn)、特別是含釩鈦磁鐵礦層狀雜巖體產(chǎn)出、分布的控制作用十分明顯。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

紅格礦區(qū)普查工作區(qū)內(nèi)出露地層較簡(jiǎn)單，但分布較零亂，出露不全。主要有震旦系燈影組(Z2d)、二疊系峨眉山玄武巖(P2β)、第三系昔格達(dá)組(N2x)、第四系(Q)等。

SN向的壓扭性斷裂多次活動(dòng)的區(qū)域構(gòu)造背景，使本區(qū)經(jīng)受了復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，不同時(shí)期、不同性質(zhì)、不同規(guī)模的構(gòu)造形跡廣泛發(fā)育。區(qū)內(nèi)主要可分為成礦前和成礦后海西期、印支期3個(gè)主要構(gòu)造階段。成礦前主要為銅山背斜、馬鞍橋逆斷裂、白泥巴包包背斜、白泥巴包包斷裂、崖上田背斜組成的銅山—黑谷田“多”字型構(gòu)造體系，成礦后主要為海西期路枯—磨槽灣SN向斷裂構(gòu)造和印支期馬松林—廟子溝帚狀斷裂構(gòu)造。

工作區(qū)為紅格含礦基性—超基性層狀雜巖體的分布區(qū)，巖漿分帶上為康定—米易中軸隆起亞帶的紅格—新街段，受到昔格達(dá)斷裂的控制，區(qū)內(nèi)有華力西期、印支期、燕山期巖漿巖出露。其中二疊紀(jì)基性—超基性與釩鈦磁鐵礦形成有直接關(guān)系。含礦巖體以基性—超基性巖侵入體為主，主要由橄欖巖、橄欖輝巖、輝石巖、輝長(zhǎng)巖、橄欖輝長(zhǎng)巖等韻律層組成，礦體主要賦存于巖體中下部巖石基性程度較高巖相帶中。據(jù)巖體不同部位的巖石組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦化程度以及礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀等特點(diǎn)，自上而下分為輝長(zhǎng)巖相帶(ν)、輝石巖相帶(φ)、橄輝巖相帶(σφ)3個(gè)巖相帶。組成各個(gè)巖相帶的巖石自上而下巖性呈逐漸過(guò)渡關(guān)系，因而顯示出明顯的韻律式變化，即自上而下巖石基性程度和含礦性逐漸增加的韻律式變化①。這就構(gòu)成了紅格巖體區(qū)別于其他巖體如白馬、太和、攀枝花巖體巖石類(lèi)型上的顯著特征(圖1)。

3 礦床地質(zhì)特征

紅格釩鈦磁鐵礦體總體呈層狀、似層狀、長(zhǎng)透鏡狀；走向NW，傾向NE，傾角緩—中等，一般為10°～30°，礦體沿走向、傾向延伸較大。礦體賦存于含礦層狀基性—超基性巖體的3個(gè)巖相帶中，含礦巖體延長(zhǎng)4.2 km，寬1～2.5 km，厚度大于1400 m。礦體呈較規(guī)整的多層似層狀，產(chǎn)于巖體中下部和韻律層的底部。礦體累計(jì)厚度為10～654 m，延深200～2000 m，為特大型礦床。成礦后斷裂和巖脈發(fā)育，常破壞礦體在走向、傾向上的連續(xù)性②(圖2)。

礦區(qū)含礦基性—超基性巖體的頂蓋已被剝蝕，厚度不清。據(jù)資料，含礦巖體保存厚度大于1500 m。其底板為上震旦統(tǒng)燈影組白云質(zhì)灰?guī)r，普遍角巖化、蛇紋石化、透輝石化和石榴石化，底板不平整；受巖性及接觸帶產(chǎn)狀控制，礦體多呈似層狀、層狀、透鏡狀。礦體產(chǎn)于含礦基性—超基性巖體中，礦體邊界依據(jù)TFe品位圈定，與礦石自然類(lèi)型同巖性而品位不夠礦石要求的含礦母巖即構(gòu)成礦體夾石，礦體與圍巖和夾石的區(qū)別就在于含礦母巖中鐵鈦氧化物的含量，即鐵鈦氧化物含量達(dá)到一定程度就稱(chēng)為礦石，不夠者為夾石。夾石也包括后期的各種脈巖和巖體。

礦石具浸染狀、條帶狀、塊狀構(gòu)造，海綿隕鐵嵌晶結(jié)構(gòu)、固溶體分解結(jié)構(gòu)(圖3)。金屬礦物以鈦磁鐵礦為主，粒狀鈦鐵礦次之，并含少量磁黃鐵礦、黃鐵礦及其他鈷鎳硫化物。脈石礦物有輝石、基性斜長(zhǎng)石、橄欖石、磷灰石等。礦石含w(TFe)為13.17%～36.28%，w(TiO2)為5.16%～15.94%，w(V2O5)為0.10%～0.37%，伴生Cu、Co、Ni、S、P、Cr、Sc等。

4 成礦地質(zhì)條件分析

4.1 地層成礦條件

形成巖漿房有利條件的易(熔)層和隔擋層地層，主要標(biāo)志為碳酸鹽巖層(白云巖)。含礦巖體大多侵位于震旦系燈影組中白云巖及前震旦系碳酸鹽巖層中。

圖3 紅格礦區(qū)礦石顯微結(jié)構(gòu)構(gòu)造

4.2 構(gòu)造成礦條件

1)大地構(gòu)造環(huán)境：結(jié)合深大斷裂、巖漿活動(dòng)、古地理環(huán)境、古地磁特征、成礦組合等認(rèn)為形成環(huán)境為古裂谷隆起區(qū)[8]。

2)導(dǎo)礦構(gòu)造：紅格含礦巖體的產(chǎn)出條件和分布規(guī)律受昔格達(dá)斷裂的控制。昔格達(dá)—元謀深大斷裂北起冕寧，向南經(jīng)磨盤(pán)山、得力鋪，通過(guò)普威、米易埡口、昔格達(dá)直達(dá)云南元謀以南，呈近SN向的舒緩波狀延伸。斷裂帶在四川境內(nèi)長(zhǎng)約240 km，東西寬12～20 km，由若干平行且不很連續(xù)的斷裂組成，地貌上多表現(xiàn)為斷陷谷、盆。其總體走向近SN，傾向西(主)或東，傾角中等至陡。沿?cái)嗔褞Х植加形迮_(tái)—中條、晉寧期中酸性巖漿巖和華力西期—印支期基性、超基性及酸堿性巖漿活動(dòng)，且主要分布于斷裂帶東側(cè)，該斷裂為含礦巖漿上升提供了通道。

3)成礦前構(gòu)造(容礦構(gòu)造)：礦區(qū)成礦前構(gòu)造是在區(qū)域SN向壓扭性大斷裂控制下生成的次級(jí)“多”字型構(gòu)造，即銅山—黑谷田“多”字型構(gòu)造體系，該體系由南向北經(jīng)銅山背斜、白泥巴包包背斜及白泥巴包包壓性斷裂、崖山田背斜等呈NW—SE走向，在SN方向上呈斜列展布的壓性構(gòu)造。

銅山—黑谷田“多”字型構(gòu)造體系東西兩側(cè)分別被后期斷裂或巖漿巖破環(huán)，現(xiàn)存形態(tài)不完整，這組SN方向上呈斜列展布的壓性構(gòu)造，控制了震旦系地層呈SN向波狀起伏，該體系直接控制著后期貫入于震旦系燈影組大理巖層位的含礦巖體的巖漿房形態(tài)和展布規(guī)律，含礦巖漿選擇易被熔蝕及節(jié)理裂隙較發(fā)育的燈影組富鈣質(zhì)層位(大理巖)順層侵入。

4)成礦后構(gòu)造(破礦構(gòu)造)：成礦后構(gòu)造對(duì)礦體影響最大，斷裂形跡發(fā)育縱貫全區(qū)，主干斷裂自東向西由密變稀，呈舒緩波狀SN向展布，因受后期F23斷裂干擾，南礦區(qū)的北部、舊基地礦段的南部均向東偏轉(zhuǎn)，其中部分?jǐn)嗔鸦蚱洳糠值囟我蚝笃跇?gòu)造的疊加或改造使其具有很寬的破碎帶，該組斷裂結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)較為復(fù)雜，一般傾向東，傾角陡，多呈現(xiàn)壓扭性跡象。其中對(duì)礦體破壞最大的斷層主要有F1、F45、F25、F23等，將原來(lái)一個(gè)完整的巖體分割錯(cuò)開(kāi)成大小不等的若干塊體。

4.3 巖漿巖成礦條件

1)紅格釩鈦磁鐵礦床賦存于海西早期紅格基性—超基性層狀雜巖體中。

2)巖石化學(xué)成分：以貧硅和鎂、富鐵和鋁、含堿和鈣質(zhì)較高為特征。硫同位素δ34S為-1.9‰～+3.7‰。鎂鐵比值較小，一般為0.5～2.7。其中輝長(zhǎng)巖型巖體的鎂鐵比值為0.2～1.4，平均0.8。組合巖體中超基性巖的鎂鐵比值為1.2～2.7，平均1.5；不含礦巖體或輝長(zhǎng)巖上部巖相的鎂鐵比值<0.5。超基性巖的鎂鐵比值>2.5者對(duì)成礦不利③。

富鈦是含礦巖體主要巖石化學(xué)特征，一般含鈦量為3%～6%，平均4.12%。含礦巖體中TiO2與鐵呈正相關(guān)。礦石中鐵與鈦的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.688～0.959，平均0.87。由于巖體下部賦存鐵礦，故亦富鈦，向上鐵變貧，鈦亦降低。含礦層狀巖體由于含鈦很高，巖石化學(xué)計(jì)算的Ti、Cr、(Cu、Co、Ni)、S四組礦化特征值中的Ti(鈦)和標(biāo)志礦物Ti(鈦鐵礦)與其他含礦類(lèi)型巖體相比都高很多；同時(shí)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)礦物——磁鐵礦也明顯偏高③。

3)礦物學(xué)特征：紅格巖體下部巖相帶角閃(磁鐵)輝石巖和角閃(磁鐵)橄輝巖中角閃石含量為5%～15%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于區(qū)內(nèi)其他含超大型釩鈦磁鐵礦礦床的層狀巖體。巖體中角閃石呈嵌晶狀結(jié)構(gòu)，且具有均一干涉色，暗示其為巖漿成因，而非熱液蝕變的產(chǎn)物。此外，角閃石的地球化學(xué)特征表現(xiàn)為高Al2O3含量(10.5%～12.0%)、高Al/Si比值(0.30～0.37)和高M(jìn)g/(Fe3++Fe2++VIAl)比值(1.69～2.63)，以及低Si/(Si+Ti+Al)比值(0.69～0.74)，進(jìn)一步表明其直接在幔源基性巖漿中結(jié)晶形成[9]。

5 巖漿演化與成礦機(jī)理探討

紅格鐵礦成礦地質(zhì)作用為侵入巖漿地質(zhì)作用，亞類(lèi)為正巖漿作用，礦床成因類(lèi)型為巖漿分異型。

幔源基性巖漿侵入地殼后，其成礦經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期，并受到各種復(fù)雜因素的影響，也就是說(shuō)，巖漿的演化和成礦作用是在一個(gè)開(kāi)放—半開(kāi)放體系中進(jìn)行的，親硫成礦元素衰退，大量親氧元素沉淀Ti、Fe、V、P[10]。巖漿通道或中間巖漿房間歇地把新巖漿推進(jìn)到巖漿房，并發(fā)生多次的間歇結(jié)晶分異作用，形成大小各韻律層。在每一個(gè)旋回中適宜溫度、壓力、氧逸度等條件下，液態(tài)巖漿即發(fā)生熔離—結(jié)晶重力分異。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造隨巖體韻律旋回變化而遞變，韻律旋回底部基性巖相中常見(jiàn)自形粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)和海綿結(jié)構(gòu)的致密塊狀、稠密浸染狀礦石，構(gòu)成主礦層。巖體主體上是由一個(gè)巖漿房經(jīng)正常的結(jié)晶分異形成的，底層的硫化物富集帶和中上層位的釩鈦磁鐵礦是巖漿熔離—結(jié)晶分異產(chǎn)生的堆積相，并非是巖漿多次脈動(dòng)式補(bǔ)給的結(jié)果[2]。

紅格鐵礦成礦作用貫穿于整個(gè)成巖全過(guò)程，可分為早期巖漿階段、晚期巖漿階段、巖漿期后階段[4]。

含礦層狀巖體，大多侵位于前震旦系—震旦系燈影組中。侵位為13～23 km的淺—中深度。

同位素年齡測(cè)定紅格巖體U-Pb法鋯石年齡為(259.3±1.3)Ma[11]，紅格蝕變輝長(zhǎng)巖鋯石206U -238Pb年齡(258.4±4.1)Ma[12]，均形成于華力西晚期，巖體與晚二疊世峨眉山玄武巖為同期異相，但玄武巖晚于巖體形成，玄武巖超覆于巖體之上。

6 找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型

紅格釩鈦磁鐵礦床賦存于海西早期紅格基性—超基性層狀雜巖體中，含礦巖體位于昔格達(dá)深斷裂與安寧河深斷裂所挾持的康滇古隆起南段，其產(chǎn)出受昔格達(dá)斷裂控制，順層侵入在上震旦統(tǒng)燈影組中。其形態(tài)產(chǎn)狀受底板形態(tài)和它本身多旋回式分異特點(diǎn)所控制，為一SN向延伸的中部略為隆起的寬闊平緩層狀分異的盆狀巖體。其原始產(chǎn)狀總體上是一個(gè)層狀侵入體，F(xiàn)1斷層西盤(pán)礦體的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了紅格“大巖盆”在礦區(qū)西部的存在。一方面，巖漿活動(dòng)及巖體空間分布受形成時(shí)構(gòu)造的控制，使得巖體在整體上和局部地段上顯示盆狀構(gòu)造特征；另一方面，成巖后又受后期斷裂構(gòu)造的破壞，使原來(lái)一個(gè)完整的巖體，被分割成大小不等、產(chǎn)狀各異的若干塊體，分屬于若干個(gè)礦區(qū)和成礦遠(yuǎn)景地段。

結(jié)合礦床地質(zhì)特征、成礦地質(zhì)條件、巖漿演化及成礦機(jī)制分析，建立紅格礦床成礦模式(圖4)及找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型(表1)，為找礦部署提供參考。

圖4 攀枝花式典型礦床(紅格)成礦模式圖

表1 紅格礦床找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型Table 1 Geological exploration prediction model of Hongge deposit

注釋?zhuān)?/p>

① 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局一○六地質(zhì)隊(duì). 四川省渡口市紅格礦區(qū)釩鈦磁鐵礦詳細(xì)勘探地質(zhì)報(bào)告 [R]. 1986.

② 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局一○六地質(zhì)隊(duì). 四川省鹽邊縣紅格礦區(qū)釩鈦磁鐵礦深部及外圍普查報(bào)告 [R]. 2018.

③ 四川省地質(zhì)調(diào)查院．攀枝花式釩鈦磁鐵礦資源潛力評(píng)價(jià)典型示范成果報(bào)告 [R]．2009.