攀枝花式(层状辉长岩型)铁矿床成矿模式

如题所述

攀枝花式铁矿是我国最重要的岩浆型铁矿,含矿岩体为海西期辉长岩类侵入体。以攀枝花铁矿床为典型代表。

一、矿床概况

攀枝花铁矿床位于四川省攀枝花市,属岩浆型钒钛磁铁矿床。全区铁矿石资源储量108297.8万吨,TiO2金属氧化物资源储量12539万吨,V2O5金属氧化物资源储量319万吨。矿石平均品位TFe33.23%,TiO211.68%,V2O50.30%;伴生有益组分:Cr2O30.13%,MnO0.30%,Co0.0203%,Ni0.018%,Cu0.04%。

二、矿床地质特征

(一)矿区成矿及控矿条件

攀枝花铁矿区地质图如图4-2所示。

1.地层

区内出露地层为震旦系上统、上三叠统丙南组和第三系。震旦系上统白云质灰岩仅零星出露于矿区中部、辉长岩体的下盘。上三叠统丙南组为一套陆盆相的紫色砂岩,厚度280 m,分布于矿区西部和北部。第三系主要分布于南部的公山和纳拉箐区段。在矿区外围的东南方向分布有前震旦系盐边群大田组斜长角闪岩、片麻岩、花岗质混合岩,厚度大于3000 m。

2.构造

区内以断裂构造最发育,主要有:

(1)攀枝花断裂(F1

不仅控制了海西期岩浆岩的分布,而且也破坏了岩体,具多期活动性质,长52 km,总体走向NE20°~40°,倾向SE,倾角45°~80°。断裂带宽度约27 km。

(2)五道河断层(F2

为逆断层挤压带,走向NW10°~30°,倾向SW,倾角32°~85°,切割震旦系上统灯影组及海西期基性岩体。

(3)近SN向断裂带

包括F3、F4、F5和F6断层。其走向NW10°~15°,倾向E,倾角70°~90°,具平移逆冲性质,分别将含矿辉长岩体分割为朱家包包、兰家火山、尖包包、倒马坎、公山和纳拉箐6个区段。

3.岩浆岩

海西期含矿辉长岩体原为一不对称的岩盆,因受攀枝花断裂控制,使其成为长19 km、宽2 km、走向NE、倾向NW、倾角40°~50°的“单斜岩床”。其岩浆液态分异和结晶分异的韵律层发育,岩体层状构造清楚,出露厚度712~2570 m。自上而下可划分为5个岩相带(含矿床)、9个含矿带。矿石划分为4个工业品级:Fe1:TFe≥45%,Fe2:TFe30%~<45%,Fe3:TFe20%~<30%,Fe4(表外矿):TFe15%~<20%。岩相带和含矿带从上而下分述如下:

(1)浅色中细粒角闪辉长岩带,厚度500~1500 m,无工业矿体。

(2)上部含矿层,为层状中细粒辉长岩,有Ⅰ、Ⅱ两个矿带,厚度10~120 m,含矿率为26%,以Fe3为主,夹若干Fe4薄矿层。

(3)中部暗色层状中粒辉长岩带,Ⅲ矿带产于其中,厚度164~600 m,含矿率10%~20%。

(4)下部含矿层为主要勘探及开采对象。暗色流层状中粗粒辉长岩,厚度60~498 m,有5个含矿带,它们是:

Ⅳ矿带:厚度30~240 m,含矿率20%,以Fe4为主。

Ⅴ矿带:厚度2~110 m,含矿率30%~63%,以Fe3为主,Fe4次之。

Ⅵ矿带:为主矿体,厚6~60 m,含矿率60%,以Fe2为主,Fe1及Fe3次之。

Ⅶ矿带:厚度0~50 m,含矿率32%,主要为Fe2及Fe3。

Ⅷ矿带:为主矿体,厚度0~60 m,含矿率78%,以Fe1为主,Fe2及Fe3次之。

(5)底部边缘带,为暗色细粒辉长岩,Ⅸ矿带产于其中,厚度0~40 m,含矿率52%,Fe3为主,Fe2及Fe4次之。

每个韵律层自下而上其基性程度降低,含矿层(体)分别赋存在各次级韵律层的下部,矿体也是层状岩体的组成部分。分异作用愈彻底,含矿组分就愈富集。在Ⅸ~Ⅷ矿带之间,常有宽度为20~40 m的伟晶辉长岩及贯入的富铁矿脉分布。

印支期花岗岩分布于矿区东南侧,岩石具碱性花岗岩性质。岩体侵入于上震旦统石灰岩及含矿层状辉长岩中。印支期角闪正长岩分布于矿区的西北侧。

图4-2 攀枝花铁矿地质图

(二)矿体特征

由Ⅰ—Ⅱ矿带组成上部含矿层,Ⅳ—Ⅸ矿带组成下部含矿层。各单矿体形态与层状辉长岩韵律构造多保持一致,其总体走向为NE20°~40°,倾向NW,倾角30°~60°,两个含矿层的露头长度15km。上含矿层平均厚度69 m,矿体平均累计厚度18 m,含矿率26%;下含矿层平均厚度210 m,矿体平均累计厚度130 m,含矿率为62%。按6个矿区分述如下:

(1)朱家包包矿区

下部含矿层延长2800 m,有Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ、Ⅸ等矿带,平均厚度164 m。矿体走向NE65°,倾向NW,倾角40°~70°。主矿体(Ⅷ)长1490 m,厚度35 m,控制埋深0 ~650 m,其资源储量占该区总量的19.10%。

(2)兰家火山矿区

为矿石质量较好、矿体相对稳定的一个矿区。下部含矿层延长1350 m,有Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ、Ⅸ等矿带,平均厚度126 m。主矿体(Ⅷ)长1200 m,厚23 m,控制埋深0~340 m,其储量占该区储量的28.7%。矿体呈弧形展布,走向NW80°至NE25°,倾向NW,倾角40°~65°(图4-3)。

图4-3 攀枝花铁矿兰家火山矿区P15线剖面图

(3)尖包包矿区

下部含矿层延长800 m,有Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ等矿带,平均厚度137 m。矿体走向NE80°~85°,倾向NW,倾角35°~53°。主矿体(Ⅷ)长800 m,厚28 m,控制埋深0~500 m,其储量占该区储量的36.7%。

(4)倒马坎矿区

下部含矿层延长1750 m,有5个矿带,已勘探Ⅵ、Ⅷ两个矿带。矿体走向NE30°~40°,倾向NW,倾角25°~42°,主矿体(Ⅷ)长1730 m,厚27 m,控制埋深54 ~420 m,其储量占该区储量的34.9%。

(5)公山矿区

下部含矿层延长2700 m,仅有Ⅳ、Ⅴ两个矿带。矿体走向NE25°~30°,倾向NW,倾角60°~80°。主矿体(Ⅴ)长2160 m,厚22~45 m,控制埋深0 ~446 m,其储量占该区储量的98.5%。

(6)纳拉箐矿区

下部含矿层延长1700 m,仅有两个矿带。矿体走向NE35°~40°,倾向NW,倾角59°~70°。主矿体(Ⅴ)长1150 m,厚16.6 m,控制埋深0~440 m,其储量占该区储量的93.7%。

(三)矿石特征

金属矿物主要是含钒、钛磁铁矿(由钛铁矿、钛铁晶石、磁铁矿、镁铝尖晶石组成的复合矿物)、粒状钛铁矿及少量磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、镍黄铁矿。脉石矿物以钛普通辉石、拉长石为主,有时见透闪石、绿泥石、蛇纹石、绢云母等。

矿石结构以嵌晶、海绵陨铁、粒状镶嵌结构为主,交代结构次之。

矿石构造以稠密浸染状(Fe2)、致密块状(Fe1)为主,稀疏浸染状(Fe3)、条带状(Fe2+Fe3)、星散浸染状(Fe4)次之。

含矿辉长岩体蚀变不强,常见绿泥石化、次闪石化、绢云母化。其底板围岩形成镁橄榄石大理岩、透辉大理岩、透辉岩、硅镁石大理岩及矽卡岩化灰岩等。

三、矿床成因及成矿模式

图4-4 攀枝花式典型矿床成矿模式图

攀枝花式钒钛磁铁矿床成矿模式如图4-4。来自深部的玄武质岩浆向上运移,当上侵到震旦系—寒武系地层中时,受碳酸盐围岩的混染,岩浆发生分异,钒钛磁铁矿富集成矿,集中分布于岩体的底部;当该玄武质岩浆喷出地表,则其中的铁质来不及分异富集,形成的峨眉山玄武岩中磁铁矿呈浸染状分散于火山岩中。稍晚有碱性岩脉侵入。含矿辉长岩、玄武岩和碱性岩是同一期岩浆活动的产物。

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