白云鄂博式铁铌稀土矿床成矿形式 (白云鄂博式铁矿床)

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白云鄂博式铁铌稀土矿床成矿形式

白云鄂博式铁铌稀土矿床是国际外唯一无二的关键矿床，有用组分多，不只铁为大型，其稀土、铌达超大型，磷和钾也可圈出独立矿体。

有综合应用价值的矿物原料有萤石、重晶石、钾长石、霓石。

矿物成分复杂，已确定的新矿物和新变种矿物有16种。

白云鄂博矿床的稀土储量居环球首位，在国际外具备十分关键的经济价值，资源策略价值和政治意义渺小。

一、矿床的基本特色

白云鄂博矿床物品长18 km，南北宽0.5～5 km（图3－18），由4种产状不同的含矿地质体组成。

图3－18 白云鄂博铁、铌、稀土矿区地质图

1）层状矿体：为白云鄂博矿床的主体，由含矿白云岩、铁矿层、富钾板岩组成。

矿体产状与地层产状分歧，同步褶皱，构成矿区向斜和苏木图向斜。

2）含矿碳酸岩脉：多散布在宽沟背斜轴部混合片麻岩区及其两翼H－H地层中。脉体与地层走向垂直或斜交，普通宽1～2 m，长数十米，散布稠密。

3）产于层状矿体中的前期含矿细脉：走向与层状矿石的条带方向垂直或平行，粒度远比层状矿石粗大，细脉矿物成分与其“围岩”层状矿石的矿物成分相似。

产于主东铁矿体中的细脉，普通长数米，宽数厘米到20 cm，含块状易解石和黄河矿。

脉石矿物关键为萤石、钠长石、霓石；无所谓矿物有重晶石、钠长石和石英等；稀土矿物有独居石和氟碳铈矿。

西矿区白云岩中有含大青山矿、碳铈钠石、菱钡镁石的白云石脉。

在东介勒格勒东段白云岩中，有含硅钛铈矿的方解石细脉。

前期含矿细脉脉体粗大，散布稠密，且都产于层状矿层内，故一致并入层状矿体启开工业评估。

4）白云岩和钾长板岩与海西期花岗岩接触所构成的矽卡岩矿体。

二、矿段和矿体特色

白云鄂博矿床规模渺小，由矿区向斜和苏木图向斜组成，可划分红4个大矿段。

（一）中部矿段

该矿段位于白云鄂博矿区向斜中段，物品长3500 m，南北宽2000 m。

向斜核部由富钾板岩型铌稀土矿石组成；北翼由主东铁铌稀土矿体及其下盘白云岩型铌稀土矿体组成；南翼西段地表被第四系砂砾层笼罩，属高磁区，钻探证明有含矿岩层的存在，东段为东介勒格勒铁铌稀土矿体及白云岩型铌稀土矿体。

中部矿段为白云鄂博矿床的关键矿段，也是现今国度正轨开采的关键矿段，由下列5个矿体组成。

1.主铁矿体

走向近EW，长1250 m，最宽514 m，平均宽245 m，最大延深深度1030 m，偏差S，倾角50°～65°，呈透镜体状，两端尖灭于白云岩中；上盘为黑云母岩，下盘为白云岩，由北而南，依次有（图3－19）萤石型铌稀土铁矿化（占矿石总量的73.25％，属中贫层次铁矿石和低层次稀土矿石）、块状铌稀土铁矿化（占铁矿石总量的9.36％，属富铁矿石）、霓石型铌稀土铁矿化、钠闪石型铌稀土铁矿化和黑云母型铌稀土铁矿化（铁矿石总量区分占8.38％、5.2％和3.8％，都属中贫层次铁矿石和中层次稀土矿石）。

2.东铁矿体

走向呈NEE向，长1300 m，最宽390 m，平均宽179 m，最大延深深度870 m，偏差S，倾角50°～65°，呈不规定透镜体状，西窄东宽；两端突变成白云岩及板岩，上盘围岩为板岩和白云岩，下盘为白云岩，由北而南依次为萤石型铌稀土铁矿化、块状铌稀土铁矿化、钠闪石型铌稀土铁矿化和霓石型铌稀土铁矿化（图3－20）；所占铁矿石资源储量比例区分为19.39％、5.06％、49.21％和27.34％。

霓石型铌稀土铁矿化除关键散布在铁矿体南部外，在北部萤石型矿化散布区也有两条霓石型矿脉产出。

3.东介勒格勒矿体

走向NEE，长约1100 m，宽约250 m；向北倾，倾角近70°，位于中部矿段南翼；有大小铁矿体19个，最大者也只数十米长；矿石类型为白云岩型铌稀土铁矿石和白云岩型铌稀土矿石，铁、铌、稀土氧化物层次都比主、东铁矿体低，平均NbO＝0.078％，REO＝2.35％。

4.主东铁矿体下盘白云岩型铌稀土矿体

东起库伦沟，西止主铁矿体北，物品长约3500 m，最宽1175 m，平均宽近600 m；向南歪斜，倾角50°～65°；矿体以白云岩为主，部分夹石英岩、板岩和铁矿透镜体；白云岩型矿石以白云石为主，依无所谓矿物的含量不同又可分为纯白云岩亚型、磁铁矿亚型、钠闪石亚型、黑云母亚型和萤石亚型等。白云岩的铌稀土含量平均为NbO＝0.079％，REO＝3.65％，磁铁矿亚型和萤石亚型矿石接近主东铁矿体，铌稀土矿化较强，矿石多呈条带状和浸染条带状。钠闪石亚型和黑云母亚型稀土含量偏低，仅2.5％左右。各亚型的铌含量差异不大。

5.向斜核部矿体

主东矿段向斜核部以富钾板岩为主，夹有白云岩、霓石岩和石英岩透镜体；物品全长3500 m，南北宽600 m，倾角50°～90°；板岩中部分有磁铁矿化、钠闪石化、霓石化和萤石化。板岩中的钾含量很高，KO＝7％～15％，已达制钾肥目的。向斜核部各类矿石的NbO＝0.037％～0.17％，REO=0.23%~3.18%。

（二）西部矿段

图3－19 主矿7勘探线地质剖面图

图3－20 东矿23勘探线地质剖面图

该矿段物品长10 km，南北宽1 km左右；铁矿和白云岩分处南北两翼，向斜核部关键为长石板岩和黑云母岩。

该矿段共有铁矿7层，其中1～6层关键散布在白云岩层上部，7号铁矿层产于板岩中。铁矿层呈层状、透镜状；具条带状结构；铁矿体与围岩界限不清，由层次圈定。铁矿体与白云岩互层产出，其产状、规模和外形变动与白云岩分歧。铁矿石类型关键为白云石型铌稀土铁矿石和黑云母钠闪石型铌稀土铁矿石，萤石化和霓石化作用比主东铁矿体弱。铁矿石多为中贫矿，平均TFe＝31.34％，NbO＝0.077％，REO＝1.09％。该矿段铁矿石中有许多菱铁矿层，厚数米到20多米，与白云岩或磁铁矿层呈互层产出，其中铌稀土含量与普通铁矿石分歧。铁矿体产状，北翼向南倾，倾角50°～60°。已知最大加长深度达855 m（图3－21）。

图3－21 白云鄂博西矿区10勘探线剖面图

白云岩由东向西延续散布，宽度为200～700 m，东部宽，西部窄；东部加长深，西部翘起；东部质地较纯，西部具备较高的长石板岩、云母板岩、钠闪板岩的夹层。

白云岩中的萤石含量普通比中部矿段白云岩低；稀土含量东段普通为1.5％～2.5％，西段为0.5％～1.5％；铌含量平均接近0.1％，部分地段铌层次达0.2％～0.3％。

长石板岩、黑云母板岩和钠闪石板岩以向斜核部出露最多，白云岩中也夹有薄层。东部地段板岩含钾较高，9号、10号铁矿体上盘板岩中KO大于9％的岩层累计厚度为21～117 m，其中平均含NbO＝0.066％，REO＝0.146％；云母岩和钠闪板岩以西段出露较多，其中均含NbO＝0.067％，REO＝0.135％。

（三）东部矿段

该矿段由矿区向斜东段北翼的白云岩及向斜核部的板岩和暗色岩系夹白云岩透镜体组成。

向斜南翼地层全被海西期花岗岩并吞，仅部分地段残存小块地层俘虏体。

白云岩型矿化依产出地段不同、交代蚀变作用不同和矿化强弱的差异可分为3个矿体群。

1.菠萝头白云岩型铌稀土矿体

该矿体物品长3000多米，南北宽70 ～360 m，平均宽230 m；加长深度超越800 m，偏差南，倾角50°～65°。矿体关键为白云岩型铌稀土矿石，占矿石总量的70％；其次为萤石亚型和钠闪石亚型；矿体西北端部分有矽卡岩化。全矿体平均NbO＝0.097％，部分为0.2％～0.3％，平均REO＝3％；稀土含量东端偏低，仅1％左右，西端较高，为3.5％～4％；部分含磷偏高，PO＝5％～32％的磷矿层长达270 m，宽25 m。

2.东部接触带矽卡岩及白云岩型铌矿体

菠萝头白云岩型铌稀土矿体向东，通过一断层冲沟后，依次散布有1号、2号、3号、4号矽卡岩化白云岩型铌矿体，其长度区分为820 m、500 m、440 m和160 m；出露宽度区分为100 m、85 m、65 m和50 m。

向南倾，倾角45°～75°。

下盘围岩为石英岩，偶见斜交层理的碳酸岩脉及霓长岩化带；上盘则与花岗岩间接接触。

1号矿体南侧白云岩矽卡岩化剧烈，部分已构成透镜状金云母透辉石矽卡岩型矿石。

白云岩两边有板岩夹层，多蚀变为钠闪石长石岩、透辉石长石岩及黑云母岩。

白云岩除普通含必定量磁铁矿外，还有大批萤石、钠闪石、金云母、硅镁石、透辉石、透闪石及磷灰石。

1号、2号、3号和4号矿体铌含量区分为0.146％、0.202％、0.173％及0.126％，稀土含量区分为0.99％、0.37％、0.30％和0.2％。

铌矿物中除铌铁矿外，褐铈铌矿和铌钙矿产出较多是该矿段的特点。

3.向斜核部暗色板岩及其中的透镜状白云岩型铌稀土矿体

向斜核部的板岩、黑云母岩及暗色岩石在菠萝头矿体以南出露较宽，达700 m左右。白云岩之上就有宽数十米、长2000多米的致密层状黑云母岩和斜长角闪板岩（基性火山岩层），其中夹铌稀土矿化白云岩透镜体；再往南则为碳质板岩、黑云母化板岩，也夹有弱铌稀土矿化的白云岩。板岩因部分与花岗岩间接接触，因此有些蚀变为钠闪石长石岩、透闪石板岩、透辉石化板岩、斑点板岩和角岩。基性火山岩蜕变成斜长角闪板岩等等。板岩、黑云母岩及暗色岩系中的铌稀土矿化很弱，而白云岩透镜体则尚可，NbO＝0.05％～0.08％，REO＝2.5％；亦具磁铁矿化及萤石化；稀土矿物以稀土硅酸盐矿物较多，构成粗晶团块或细脉，如粗晶褐帘石团块、磷硅钙铈矿汇合体和硅钛铈矿细脉等。白云岩透镜体大小不等，大的长数十米，厚数米；小的长数米，宽无余1 m。

（四）苏木图矿段（又称C105－2意外）

在西矿段以南2 km左右有一隐伏磁意外带，编号C105－2意外。意外带全长13 km，宽0.5 ～1km，由4个意外组成，经钻探验证，意外由白云岩及产于其中的铁矿层惹起。含矿岩系由互层的白云岩（包含方解石大理岩）、铁矿层、钾长混合岩层和角闪斜长混合岩层等含矿岩层组成向斜核部，两翼为H石英岩，向斜轴面南倾，倾角南翼为70°～75°，北翼为60°～65°。仅在苏木图地段有大批白云岩露头产出，矿段向西全被数十米厚的砂砾层所笼罩。

含矿岩系厚230～400 m，由4～5层白云岩与互层的钾长混合岩或角闪斜长混合岩层组成。白云岩单层厚10～90 m，东段以白云岩为主，西段灰岩增多；东段铌稀土矿化较强，NbO＝0.06％～0.3％，REO＝0.13～1％，向西含量逐渐降落，NbO＝0.006％～0.1％，REO＝0.05％～0.3％；白云岩中含PO＝1％～5％，西高东低。白云岩以白云石为主，西段方解石增多，无所谓矿物还有磁铁矿、磷灰石、钠闪石、透闪石、透辉石和金云母等，具弱矽卡岩化。

三、矿石类型、物质组成及结构结构

（一）矿石类型

1.铌稀土铁矿石

铌稀土铁矿石（简称铁矿石）是矿山目前开采的对象，它关键赋存在白云岩层的中上部，或处于白云岩与板岩的过渡带。矿体呈似层状和透镜状。铌稀土铁矿石以脉石矿物的不同细分为萤石型、块状型、钠闪石型、霓石型、白云石型、云母型。稀土矿化以萤石型最强，REO＝6％～10％，其次为霓石型，REO＝5％～8％；其他类型铁矿石含REO＝1％～3％。各类型铁矿石的铌含量差异不大，平均NbO＝0.065％～0.15％。

2.白云岩铌稀土矿石及白云岩铌矿石

本类型在矿区散布最广，矿层与地层分歧，构成矿区向斜和苏木图向斜南北两翼主体。该类矿石依无所谓矿物含量的不同可细分为磁铁矿型、钠闪石型、萤石型、云母型、矽卡岩型。白云岩中铌稀土矿化广泛，铌矿化很平均，普通NbO＝0.06％～0.27％，以0.08％左右者最多。稀土矿化不同地段不同类型差异清楚，以中部矿段为核心向西、向东均降落，由4.02％降到0.1％。

3.硅酸盐岩铌稀土矿石

硅酸盐岩矿石的稀土含量简直都在1％以下，不能作为稀土矿石的评估目的。矿石类型细分为矽卡岩型、钾长混合岩型、长石岩型、黑云母型、霓石型。铌含量在霓石型、矽卡岩型和钾长混合岩型矿石中较高，NbO平均都在0.1％以上；黑云母型略低；最低的是长石岩型，仅为0.05％左右。

4.碳酸岩脉型铌稀土矿石

碳酸岩脉关键散布在宽沟背斜轴部片麻岩带及其两翼H1—H4碎屑岩系中。

矿石类型细分为白云石型、方解石型。

该类矿石中稀土含量多为1％～5％，含铌0.033％～0.065％。

（二）物质组成

1.矿石的化学成分

已发现73种元素，除铁、铌、稀土外，还有多种分散元素和喷射性元素。块状铁矿石的TFe平均含量为58.78％。稀土元素关键为铈族元素，占稀土总量的97％，稀土总量以萤石型矿石最高，REO达5.89％～18.40％，块状铌、稀土铁矿石最低，REO为0.49％～2.88％。矿石中富铌贫钽，铌含量以钠辉石型和萤石型矿石最高，平均为0.16％。喷射性元素以钍较高，ThO2由0.029％～0.051％，铀含量为0.00n％～0.000n％。分散元素有Ga、In、Sc、Rb、Cs及Zr、Hf，但含量都较低。其他元素Na、F、P、K、S、Ba的含量较高，P与K区分富集于铁矿围岩的白云岩和富钾板岩中。

2.矿物组成

已知有161种矿物。

含铁矿物：磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、磁赤铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿、针铁矿、纤铁矿、水赤铁矿、菱铁矿、菱镁铁矿、菱铁镁矿、铁白云石等14种。

稀土矿物：独居石、氟碳铈矿、氟碳铈钡矿等18种。

铌矿物：铌铁金红石、铌铁矿、烧绿石、易解石等19种。

上述不同类型矿石的关键矿物和无所谓矿物见下表。

中国铁矿成矿法令

（三）结构结构

矿石结构：矿石具备粒状变晶结构、粉尘状结构、交代结构、固溶分别结构等。

矿石结构：矿石具块状结构、浸染状结构、条带状结构、层纹状结构、斑杂状结构、角砾状结构等。

四、矿床成因及成矿形式

锶、钕同位素特色标明，白云鄂博矿床物质来自ε（t）≈0，ε（t）＞0的OIB（洋岛玄武岩）地幔源区。白云鄂博矿床硫同位素组成具备清楚的塔式效应，峰值集中在零值左近，属幔源硫。含矿岩系中菱铁矿、方解石、稀土氟碳酸盐矿物及碳酸岩脉的δC＝－9.27‰～－0.6‰，均值－4.94‰，与典型碳酸岩的碳同位素组成接近。白云石和白云岩的δC＝－6.3‰～1.62‰，均值－2.08‰，比典型碳酸岩偏高，显示幔源碳酸岩受表壳碳同位素的混染。含矿白云岩、铁矿石全岩及其中的方解石、菱铁矿、磷灰石、易解石、褐帘石等锶同位素初始比值为0.7036 ～0.7047，与典型碳酸岩的分歧。含矿岩系硅同位素组成为－2.7‰～0.0‰，与堆积地层的0.0‰～0.8‰清楚不同，显示来自深源物质。氢、氧、铅同位素也显示为深部起源。这些特色标明，白云鄂博矿床物质或者是来自地幔深部670 km或更深部位地幔柱碱性－碳酸岩岩浆，经分异结晶、热液交代作用成矿。

（二）成矿时代

据张宗清等（2003）钻研，白云鄂博矿床构成于中、新元现代。

主矿、东矿铌稀土铁矿石同位素年龄1305 Ma，主矿、东矿、菠萝头白云岩1273 Ma，苏木图白云岩1296 Ma，主矿、东矿富钾板岩1023 Ma，黑云母岩1360 Ma，暗色板岩1235 Ma，东矿东黑云母板岩1333 Ma，侵上天层的碳酸岩脉1240 Ma和1289 Ma。

因此，白云鄂博矿床构成于13亿年左右。

在400 Ma左右，主矿、东矿、西矿、碱性火山杂岩及碳酸岩脉等早先构成的地质体均遭受了剧烈的地质作用变革，矿物Ar/Ar同位素系统、全岩Rb－Sr同位素系统、全岩和矿物Th－Pb同位素系统被剧烈扰动或齐全再置，有斜切矿体含黄河矿的早期钠长石、钠闪石细脉构成。但这期地质作用对白云鄂博矿床成矿的奉献不大。

侵入矿区的辉长岩和花岗岩构成于250 Ma左右，对白云鄂博矿床的奉献很小，仅在接触带构成大批矽卡岩型和混合岩型铌稀土矿体。

（三）运移、积淀形式

白云鄂博含矿岩系矿物包裹体类型多，可分为液相包裹体、气液包裹体、气相包裹体和多相包裹体，未见岩浆包裹体报道。

因此，成矿物质运移及积淀的形式是热液流体，而不是岩浆。

流体包裹体的类型及均一温度如下。

液相包裹体：多呈椭圆形，气液比0％～5％，直径2～4μm，均一温度70℃～140℃，多散布在远离铁矿体的微矿化纯白云岩中。

气液包裹体：多呈菱形和四边形、椭圆形等，气液比多为20％～40％，普通边长为5～10 μm，均一温度多为250℃～300℃，多散布在白云岩、萤石、重晶石中。

气相包裹体：呈椭圆形、负晶形，直径多为5～15 μm，均一温度为300℃～450℃，大多散布在铁矿体萤石、霓石和石英等矿物中。

多相包裹体：是含有气相、液相和子矿物的包裹体，呈四边形、六边形及负晶形，普通边长为6～10 μm，气液为20％左右，子矿物以食盐为主，扫描电镜还发现有钡盐矿物和呈绿色的稀土矿物。

均一测温NaCl子矿物在285℃隐没，绿色稀土子矿物在424℃～440℃隐没。

这类包裹体见于铁矿体内萤石和石英中。

图3－22 白云鄂博铁矿床成矿形式图

（四）矿床成因与成矿形式

对白云鄂博矿床的成矿作用和成矿物质起源有多种意识，其中关键的有：(1)成矿与华力西期花岗岩无关，花岗岩浆的上侵是蒙古洋板块向南爬升的结果，成矿物质由花岗岩浆派生的热液带来；(2)由加里东期板块优惠派生的热液造成成矿；(3)成矿物质关键由华北地台搬运而来，部分红矿物质来自地幔深处；(4)成矿与碳酸岩无关，矿区白云岩就是火成碳酸岩；(5)成矿具堆积蜕变－热液交代的多成因特色；(6)成矿物质关键来自地幔，矿床为与碱性岩－碳酸岩无关的火山喷气堆积矿床。

白云鄂博矿床的成矿时代区分有华力西期、加里东期及元古宙的不批准识。

依据前述地质特色及同位素示踪成绩，咱们将白云鄂博矿床的成因总结为：受蜕变的海底喷气－堆积矿床，即蜕变的SEDEX矿床。

其成矿形式如图3－22所示。

1.海底喷气堆积成矿（图3－22A）

13亿年左右，白云鄂博地域地壳拉张裂陷，构成断陷盆地。来自地幔的富稀土铌铁等成矿物质的碳酸盐流体沿宽沟同生断裂回升，在以主矿和东矿为核心的海底断陷盆地出现海底喷气－堆积，构成与地层整合的层状、透镜状铁铌稀土矿体，在整合矿体下伏地层H－H中构成同时代的通道相网脉状矿体。

富含Ca、Mg、Fe、Si、Na、K、Sr、Ba、REE、Nb、Th、 和挥发分F、P、S的成矿流体始终喷发到海底，因为矿化度高，比严重，在海底逐渐汇集构成高盐度热卤水，铌、稀土等元素也由喷溢核心（主东矿段）向周围平均分散。当元素到达其饱和度时则开局积淀，积淀顺序与喷溢流体中元素浓度大小的顺序大抵相反。

1）首先积淀的是CaCO。因为CaCO的积淀，使热卤水中Mg浓度增高，大部分方解石泥晶受镁的同生交代而转变为白云石，构成微矿化白云岩和矿化白云岩。

2）接着是菱铁矿和磁铁矿的堆积，因为方解石、白云石和菱铁矿的少量晶出，热卤水中的CO浓度降落，F的浓度相对升高，故在白云岩上部和铁矿层下部有少量萤石与赤铁矿、重晶石、磷灰石和稀土矿物互呈条带产出，构成富稀土铁矿层。

3）随着上述方解石、白云石、萤石和铁矿物的少量积淀，热卤水中硅、钠、钾浓度升高，于是顺序积淀了霓石铁矿层、钠闪石铁矿层、黑云母铁矿层，最后积淀钾长石层。

在主东矿段喷溢堆积核心，上述堆积演变顺序体现最完美，且含矿岩系厚度大，铁、铌、稀土矿化强度高。

遥远矿段，含矿岩系厚度递减，矿化渐弱。

2.前期蜕变变形改形成矿

在前期的蜕变变形环节中，原始堆积的赤铁矿等出现重结晶变为磁铁矿，同生成矿物质向褶皱的轴部（关键为向斜核部）集中，构成厚大铌稀土铁矿体。

4亿年左右，没有多少成矿元素从深处或外部带入，关键体现为原有成矿物质的变革和再组合（图3－22B）。

250 Ma左右，随着矿区西北部花岗岩基的侵位，矿床遭到变革，交代蚀变作用进一步发育，矿区东部的矽卡岩矿化构成（图3－22C）。

关键矿床实例

（一）东川式铜矿——汤丹铜矿床

汤丹铜矿床是康滇铜矿带中最大的矿床，也是国际这类矿床中最大的，目前已知铜储量大于200万t，在国际也可以算作超大型铜矿床了。

1.矿床地质

矿床位于黄草岭向斜南，宝台厂-九龙物品向大断裂的北缘，南北向小江大断裂的西缘。矿床由汤丹本部矿段和马柱硐矿段组成（图7-5），面积4km。

1）含矿地层

① 矿体赋存于过渡层和叠层石白云岩段中。

过渡层为黄白色、灰白色中厚层状泥砂质白云岩，间夹灰色泥质条带。

青灰色厚层含叠层石白云岩段，因为矿化蚀变，往往退色为黄白色、灰白色；白云岩段在该矿区大部分均有铜矿化。

②以8号断层为界，西部地层反常（向北歪斜），东部地层倒转。

③矿体上盘黑山组炭质板岩与白云岩接触的破碎带中部分有铜矿体，规模不大；矿体下盘为因民组紫色层。

2）结构控矿

该矿区构成黄草岭向斜南翼，在小江断裂与宝-九断裂交会处，故断裂很发育。

近物品向纵向断层，有因民组底部的逆断层与黑山组底部的水泄沟断层，均有较宽的破碎带和基性岩侵入。

近南北向横断层，错距小，多破坏矿体的完整性。

北西向、北东向断层所伴生的次一级羽状裂隙及层间裂隙多构成脉状贫矿体。

2.矿体及矿石特色

汤丹本部：①落雪组白云岩大部分矿化，构成渺小的铜矿层，矿体外形复杂，贫矿贫矿及夹石相互交叉频繁，矿体产状大体上与地层的分歧。

②按矿体赋存层位大抵可分为3个部分：下部矿体，赋存于过渡层及白云岩段底部，以1号矿体为主，占本部总储量的76%，矿体稳固，似层状，以斑铜矿为主。

矿体长3700m，厚10～96m，平均层次0.85%。

中部矿体，多沿裂隙富集，扁豆状、脉状者多，以黄铜矿为主，次为斑铜矿。

矿体长100～400m，厚2～25m，平均层次0.70%，延深300m以上。

上部矿体，沿黑山组与落雪组接触带产出，呈扁豆状，以黄铜矿为主。

矿体长200～450m，厚12～55m，平均层次1%，延深200～300m。

上述3个层位矿体的关键铜的硫化物，从下到上，构成了斑铜矿带黄铜矿、斑铜矿带和黄铜矿带。

矿物分带只管不够完整，缺少辉铜矿带，但这种原生分带，决不同于氧化带的次生分带，后者的方向与原生带的是相反的。

汤丹矿床铜硫化物的原生分带，与环球上这类矿床的分带是分歧的。

图7-5　汤丹铜矿床地质结构略图（据黎功举，1978）

1.望厂组；2.因民组；3.落雪组；4.黑山组；5.灯影组；6.辉长岩；7.蚀变白云岩；8.铜矿体；9.蚀变线；10.波状叠层石上界；11.逆断层；12.裂隙；13.岩层产状

马柱硐矿段，1号矿体为主，矿体与地层产状分歧；平面上呈“马蹄形”，纵剖面上呈筒状，向南歪斜，倾角大到70°～80°；矿体长100～350m，厚32m。

平均层次0.90%，延深600m以上。

矿石矿物以黄铜矿、斑铜矿为主，有大批辉铜矿、黝铜矿，呈散点状，密集细点组成条带状、“马尾丝”状、细脉状和网脉状；但铜矿化常伴有硅化，并反映出期次。

3.矿床的元素组合

该矿床关键为Cu，可回收的元素有Au（0.49g/t）、Ag（64.4g/t）、Co（120×10）、Ge（16×10）。

4.成矿法令

1）矿体关键赋存于过渡层中；矿体为层状、似层状和透镜状；

2）前期变革清楚，在羽状裂隙及层间破碎带发育处，经常出现较富的矿体或脉状矿；

3）矿体常伴有硅化和碳酸盐化，矿体无机质含量高于围岩，但因蚀变而退色；

4）原生铜铁硫化物分带比拟完整，底部斑铜矿为主，中部黄铜矿、斑铜矿为主，顶部为黄铜矿和黄铁矿。

（二）稀矿山铜铁矿床

1.矿床地质

该矿床散布于汤丹北60°西，平距13km处落雪铜矿区的大荞地矿段的南段（小溜口）和稀矿山矿段中，长约1.5km。

（1）赋矿地层及储矿岩类该铜铁矿床赋存于因民组中，东川314队将因民组划分为3段，从上到下为：①大劈槽段（Pty）为矿体上盘围岩，岩性为紫白色铁质砂质白云岩、粉砂岩夹铁质板岩，厚178～225m；②稀矿山段（Pty），自上而下又分3层：第三层，上部为紫色板岩夹泥质白云岩；下部为钠长石岩、碳酸盐岩、硅质粘土岩、粉砂岩、铁质板岩及大批硅质岩；底部为块状、似层状铁矿，呈角砾结构，厚44.3m，是矿区无所谓含铁层；第二层，上部为灰黑色角砾状粉晶灰岩、粉砂岩及铁质板岩；下部为灰光明绿色角砾状铁板岩及凝灰岩，厚25.4m，是矿区关键含铜层位；第一层，上部为铁质板岩与铜铁矿呈薄层状互层，下部铁质板岩、粉砂岩为铜铁矿夹层，底部有富铜铁矿，厚11.8m；③汤家箐段（Pty），普通称因民角砾岩段，厚度很不稳固，从n×10m到660m。与下伏地层似有堆积连续，为平行不整合接触。

（2）结构控矿矿床散布在四棵树-落因-九龙弧形背斜西翼和其伴生的弧形断裂的核心部位，北东东向断层F和F44管理着该矿床的北、南界限。在北东东向和北西西向两组张裂隙及层间破碎处构成脉状矿体或巢状矿体，矿体在岩层褶曲的陡歪斜部位富集，缓歪斜部位贫化。

2.矿床地球化学特点

矿床地球化学在前文中已有较多的叙说，这里不再赘述。此处仅对铜铁矿层中某些标记性元素的变动作些便捷的说明。①主铜矿体出如今富铁矿层之下；②Mn的高含量［w（Mn）为0.97%～1.16%］出如今铁矿层之上的钙质板岩或白云质板岩中；③Au的高含量［w（Au）为275～550×10］与铜矿体分歧，Ag的高含量［w（Ag）为（2～10）×10］一部分与Au、Cu是分歧的，另一部分与Mn的高含量分歧；④除Cu、Au、Ag、Fe和部分Mn外，其他微量元素在该矿床及围岩中均低于地壳丰度，为盈余元素，总稀土含量在（70～507）×10之间，清楚比迤纳厂铜铁矿的低。

3.矿体外形和散布特色

（1）铜铁矿层和铜矿层的矿体呈似层状和扁豆状　在大荞地小溜口矿段上部矿体很零星，下部较完整。

矿体走向N15°W，偏差SW，倾角70°～90°，长110～400m，厚7～25m,Cu平均层次为1.25%，管理深度400～500m。

在稀矿山矿段内，矿体走向N10°W，偏差SW，倾角70°～80°，长450m，厚12.5m，平均层次1.18%，管理深度600m；主矿体延深1339m，尚未尖灭。

（2）矿石类型　①含铜磁（赤）铁矿矿石，散布于铜铁矿体下部贫矿段内，呈块状，以磁铁矿为主（60%），次为假像赤铁矿（15%）、微晶赤铁矿（＜5%）、黄铜矿（3%～5%）。黄铜矿散点散布。矿石含Au为0.04～0.39g/t,Ag为2.47～3.01g/t，∑REE（70～507）×10，为轻稀土富集型。②豆状含铜磁（赤）铁矿矿石，散布于坑道浅部，由磁铁矿组成豆状及鲕粒。鲕粒由磁铁矿、碳酸盐岩、绿泥石组成。由石英、磷灰石、碳酸盐、绿泥石、石膏、微晶赤铁矿和斑铜矿组成胶结物，w（Cu）为2.99%、w（Au）为0.07×10、w（Ag）为7.52×10、w（ΣREE）为146.22×10。轻、重稀土均盈余，而中稀土（Eu、Gd、Tb、Dy、Ho）富集，该稀土形式与现代温泉的相似。③脉状矿石为含铜碳酸盐脉和含铜镜铁矿脉，规模甚小。

4.成矿法令

1）矿体赋存于因民组富铁板岩、层凝灰岩（即所谓红绿条带凝灰岩）和钙质板岩所组成的中部层位，铜主矿体在铁矿层的下部和铁矿层延深变薄或尖灭处。

2）矿床受四棵树－落因－九龙弧形背斜及其伴生的弧形断裂的管理。

沿北东东向和北西西向两组张裂隙及层间裂隙处构成脉状和巢状贫矿。

3）铜矿化构成于铁矿层构成之后，因民组铜矿床硫化物的Pb-Pb等时线年龄值在525～558Ma之间，平均值为535Ma，变异系数极小，为0.029，年龄值或者代表着改形成矿的年龄，与赋矿地层的年龄相差十多亿年。

依据Pb同位素组成复杂，和硫化物Pb同位素所演变的参数，如μ值、ω值和K值，铜矿的金属起源关键是元古宇地层和更老的太古宇基底（陈好寿、冉崇英，1992）。

（三）迤纳厂含稀土铜铁矿床

1.矿床地质

（1）矿区地层矿区出露因民组、落雪组、鹅头厂组和绿汁江组：①因民组下部砾岩出露不全，砾石成分有石英岩、粒序层条带状板岩、黑色—深灰色板岩或白云岩等。

胶结物为浅褐白色结晶粗大的碳酸盐，部分见黑云母和铜矿化；中部为灰—灰紫色薄层白云岩及钙质干枚状板岩互层。

见3～4m厚的铜铁矿层，矿体高低盘为2～5m的层状石榴子石黑云母片岩；上部为灰—灰紫色薄层砂质千枚状板岩，见4m左右的含铜铁矿层，矿石中有少量萤石条带及细纹，沿层理发育，矿体上盘经常出现1～2m黑云母绿泥石片岩。

因民组总厚＞186m。

②落雪组：中部和下部为灰、深灰色薄、中厚层状白云岩，部分夹泥砂质白云岩及钙质板岩；顶部灰、浅黄色微层状泥质白云岩，单层厚5～10cm，与鹅头厂组整合接触，总厚12～106m。

③鹅头厂组：下部为灰、深灰色薄层层状千枚岩；上部为灰、灰褐、浅绿灰色薄层绢云母板岩及千枚状板岩，部分夹炭质板岩，与绿汁江组呈过渡相关。

总厚33～336m。

④绿汁江组：下部深灰色薄层状白云岩与炭质板岩互层，硅质条带发育；上部灰、青灰色薄—中层细—隐晶质白云岩，夹3～4层炭质板岩，白云岩中硅质条带发育。

总厚＞330m。

（2）矿区结构矿床产在背斜轴部及两翼以及两组断裂交会处；该处结构应力集中，蜕变作用剧烈。

2.矿体外形和矿石结构结构及组分特色

矿体外形：主矿体呈似层状或透镜状（图7-6），普通长60～240m，最大者可达1000m，厚3～7m，矿体与围岩整合。

在背斜翼部因为结构挤压，常出现变薄和尖灭，背斜轴部矿体富厚。

在地层厚度大和蚀变剧烈地段矿富厚。

原生矿石关键由磁铁矿、菱铁矿或白云石、石英等构成不同组合的纹带，在块状矿石外部也具备纹层结构。

原生硫化物关键为黄铜矿、黄铁矿，微量辉钴矿、辉钼矿，呈浸染状或浸染纹带状散布。

硫化物在同一纹层中大抵平均散布，不同纹层则很迥异，如有的则不含硫化物，有的则甚多，甚至部分构成陨铁结构的纹层。

磷灰石呈星点散布于矿石中，部分亦呈纹层状富集，一般条带可高达30%。

萤石呈细云集浸染和纹层状，有的纹层简直全由萤石组成。

按矿物组合，矿石可细分为①块状黄铜磁铁菱铁矿石（Cu为2.23%～1.74%）；②块状含铜菱铁磁铁矿石（Cu为0.25%）；③条纹状含铜菱铁磁铁矿石（Cu为0.40%～0.70%）；④条纹状含铜碳酸盐岩矿石（Cu为1.62%～1.13%）；⑤含铜白云石磁铁矿石（Cu为0.82%）；⑥块状含铜菱铁矿石（Cu为1.62%）；⑦菱铁磷灰石黄铜矿石（Cu为7.01%;P2O5为12.34%）；⑧条纹状含铜菱铁矿石（Cu为0.99%）。

图7-6　迤纳厂铜铁矿大宝山矿段剖面（据云南第四地质队）

1.落雪组；2.因民组；3.辉绿岩；4.角砾岩5.铜铁矿体；6.铜矿体；7.钻孔及编号；8.断层

3.与东川稀矿山铜铁矿对比

（1）稀矿山以赤铁矿为主，磁铁矿次之；迤纳厂则以磁铁矿、菱铁矿为主。

（2）矿石中硫化物和萤石、磷灰石所构成的有序花纹在稀矿山矿床中未发现或极不清楚，而在迤纳厂矿床中极为清楚。

（3）迤纳厂矿床元素组成远比稀矿山矿床的复杂，一些热水中富集的元素Au、Ag、As、Sn，以及Co、Mo，在迤纳厂矿床中均较富集，在西方红矿段的铁矿层上方的条纹状铜矿石中，Au含量高达（678～999）×10，在含铜石英脉中Au的最低层次为3.86g/t。其他如As、Mo、Co、Sn、Ag、Se也在大陆壳丰度的几倍到百倍以上；在稀矿山除Au和Ag高出大陆壳丰度值，其他伴生元素均低于地壳丰度值，一般接近丰度值。

（4）迤纳厂矿床矿石∑REE含量比稀矿山的高出一个数量级，前者可称为含稀土铜铁矿床，后者只能属铜铁矿。

4.迤纳厂、稀矿山铜铁矿与奥林匹克坝矿床的对比

国际有些作者，甚至澳大利亚的一般矿床地质学家均把稀矿山和迤纳厂铜铁矿床与奥林匹克坝铜、金、铀超大型矿床对比，以为两者相似；笔者以为差异大于相似。

因民组铜铁矿床赋矿地层时代产于大陆坳拉槽环境，铁矿与铜硫化物相伴，具萤石化和富稀土等方面与奥矿有相似之处。但差异之处愈加清楚：①奥矿围岩为碎裂花岗岩及陡倾的赤铁角砾岩，Cu、U、Au各自独立为超大型矿床；铜铁硫化物以赤铁矿为核部向外呈环带状产出。因民组铜铁矿床的围岩为正色条带状凝灰岩中的铁质板岩、或条纹状磁铁菱铁矿岩、铁质黑云母片岩；硫化物无环带状散布；除Cu已构成中型矿床外，U、Au尚未发现够矿床的规模；②奥矿花岗岩1590Ma侵入就位，约在1400Ma构成赤铁角砾岩杂岩体和与之共生的Cu-U-Au-Ag（Oreskes and Einaudi,1990）矿床，基本上为准同生矿床。因民组岩石同位素年龄大概为1700Ma，而包含铜硫化物在内的硫化物的Pb-Pb等时线年龄仅为558～525Ma（陈好寿、冉崇英，1992），至少为加里东期成矿，为前期改形成矿，与奥矿很不相反，但与白云鄂博铁稀土矿的成矿年龄（5～3亿年，赵景德报告，1994）接近；③奥矿碳酸盐岩的δC＝—2.3%～3.5‰，均值—2.6‰，变异系数0.106，散布是很平均的；在δO和δC的坐标图上，奥矿碳酸盐基本上呈平行δC横坐标的直线，大少数点落在咸水灰岩与海相灰岩交会处，少数点落在碳酸盐岩的范畴内。因民组铜铁碳酸盐岩的δC=1.30‰～2.39‰，平均值为—0.47‰，变异系数很大，为2.59，说明散布很不均一，或者为多个总体的混合；在δO和δC的坐标图上，为一条相关性很强的直线，回归方程为δC＝—11.1845+0.δO,r=0.6838>r＝0.5897，数据点落在海相灰岩中和咸水灰岩的边缘。稀土形式也有清楚差异，奥矿矿石（块状赤铁矿）的更具重稀土平整型，而因民组含铜铁矿的则为重稀土分异型；重晶石的稀土形式，奥矿层纹状重晶石∑REE含量高，Eu有很强的正意外；云南核桃箐的重晶石脉，∑REE很低，Eu有清楚的负意外。

5.成矿法令

（1）矿体受层位的管理，呈似层状与围岩整合，同受区域蜕变及褶皱；

（2）依据矿石及地球化学，以及结构结构和空间相关，Fe、Cu、REE、Nb、Co、Mo、P和F等均与同结构及后结构岩浆岩无成因咨询；

（3）矿床受背斜结构及断裂的管理；

（4）硫化物及磷灰石、萤石所构成的有序花纹，铜→铁→锰的生成序列，REE形式的特点，均具备热水堆积的特色（Hakinian .,1993;Fouquet et al.,1993）。

铁矿床或者属热水堆积矿床，铜及REE或者属层控矿床强改形成因。

（四）狮山和凤山铜矿床

1.矿床地质

狮山铜矿床产于三家厂狮山层中，矿床长约3km，垂深达700余m。

（1）赋矿地层的岩性特色

由下而上是：①牛尖山灰岩（留意：非白云岩）夹炭质板岩，部分两者构成互层。

灰岩矿物成分：方解石80%，绢云母10%，含炭泥质5%，石英4%，并含有微量黄铁矿、电气石和锆石。

与上覆岩层为平行不整合接触，灰岩顶界面有清楚的冲刷沟，被含砾中粒灰白色砂岩填充，砂岩中有腐蚀残留的灰岩砾石，稍具磨圆。

厚度＞100m。

②紫色层为绢云母板岩与白云质粉砂岩互层；在狮山矿段下部为砂岩板岩互层，上部为猪肝色块状白云质粉砂岩，总厚32m。

紫色层矿物成分：白云石32%，石英l2%，绢云母24%，黑云母11.5%，钠长石13%，铁矿物5%，绿泥石1.7%，微量高岭石和电气石等。

与上覆层为整合接触。

③过渡层（正色层）为绿灰色绢云母板岩夹浅灰、灰白、肉白色硅质白云岩条带、团块及透镜状薄层。

部分地段岩性更错乱，并含有不定量的火山物质。

在狮山主矿段岩性关键为绿灰色绢云母板岩夹泥质白云岩及砂质条带。

过渡层矿物成分：绢云母42%，白云石24%，高岭石13%，石英12.7%，钠长石4%，绿泥石2%，铁质2%及其他微量矿物。

总厚3～28m。

④黑色层以泥炭质白云岩为主，夹炭质板岩，夹毫米级浅灰色砂质微层；沿层理面含黄铁矿，呈断线状、条纹状、小扁豆状及结核状。

总厚80m。

（2）结构控矿

如前所述，狮山矿床产在三家厂背斜西翼的断裂发育地段，凤山矿床产在该背斜西翼的次级背斜中。

矿化普通体现为沿层理有铜硫化物浸染，在层间裂隙带或小断层左近，铜硫化物的浸染变为极密集，使Cu层次可以超越10%。

图7-7给出了狮山矿8中段一矿体Cu层次的横向变动与断层裂隙的相关。

若把层次划分为＜0.1%（A）、0.1%～0.4%（B）、0.5%～5%（C）、5%～10%（D）、＞10%（E），加上断层（F）为6种形态，则6种形态的转移概率矩阵如表7-16。

从表中看出，从F转移到E的概率很大，为66.7%，这定量地说明断层与低层次是严密相关的。

图7-7　狮山矿床8中段一矿体Cu层次变动曲线（据Yang Weihua,1996）

含量0.5%的界限；2.断层

表7-16　铜层次变动的转移概率矩阵

（据Yang Weihua,1996）

2.矿床地球化学

1）狮山层和凤山层，据统计Cu的区域背景值为50×10。狮山层Cu的平均含量为203×10，比区域背景值高4倍；凤山层的均值为50×10，与区域背景值分歧。整个狮山层，尤其是紫色层或者是矿源层；当然整个狮山层也可作为凤山矿的矿源层。

2）狮山层矿化与非矿化的岩石化学特色标明：正色层矿化与白云岩化无关；而黑色层矿化则与硅化和钠化无关。

3.狮山矿矿体外形及矿化特色

狮山式矿床的矿体外形以层状、似层状为主，比拟稳固。

有时在层状矿体上盘，断裂裂隙发育地段有含铜白云石、石英脉脉状矿产出，但它是无所谓的。

狮山矿主矿体产于黑色层中，其矿体下界有时跨入过渡层，但上界决不逾越黑色层。

其矿化是由铜硫化物沿层散点浸染，或呈细脉；在主矿段黑色层中见顺层散布有椭球状黄铜矿和结核状黄铁矿，长轴数厘米至20余cm。

结核外包一层发亮的炭质外壳。

正色层矿化，仅见于泥质白云岩及板岩所夹的砂质和白云质条带中，黄铜矿呈散点或细脉产于砂质条带中。

砂质条带厚度小，横向加长性差，故矿体远比黑色层中的小。

4.凤山式铜矿床地质地球化学及矿化特色

凤山式铜矿床赋存于易门地域的凤山层内，矿体散布在黑灰色退色为灰白色白云岩中，矿体左近总有紫色含角砾泥岩的“刺穿体”，或有直切狮山层状矿体的断层出现。

这种所谓的“刺穿体”或者是富泥质地层中流体低压囊压裂后所构成的层间“泥石流”。

黑灰色白云岩的退色是由结构破碎和白云岩重结晶作用惹起的，是晶析作用把无机质、微粒黄铁矿等染色剂排挤在重结晶白云石的外缘，构成黑色相间的俗称“米花糖”结构，黄铜矿呈细脉或密集浸染状关键产出在黑色“基质”中，构成贫矿体；尤其在矿体与“刺穿体”紫色含角砾泥质体接触的断层面和其左近，铜含量可高达30%，构成块状黄铜矿。

矿石铜矿物关键为黄铜矿，其次为斑铜矿。

矿体外形呈不规定囊状、脉状和柱状。

凤山层铜矿化也与硅化相关亲密（图7-8）。

5.狮山凤山式铜矿成矿法令

（1）两者严厉受狮山层和凤山层的管理；

（2）狮山型矿床主矿体在狮山层顶部的黑色层中，凤山型矿床多与紫色“刺穿体”伴生，在“刺穿体”接触带一侧的退色硅化白云岩中；

（3）两者的矿化均受结构管理，在第二节和本节中已有较多的叙说。据统计易门60%以上的铜储量是由结构控矿取得的；

图7-8　凤山7318-1孔硅化与矿化曲线（据西南有色地质313队）

实线为Cu含量（%）；虚线为Si含量（%）;F.断层线。1.青灰色白云岩和硅化白云岩；2.压碎带；3.浅灰色硅化白云岩；4.压碎带；5.灰白色硅化白云岩；6.浅灰色泥质白云岩；7.暗灰色硅质泥质白云岩

（4）第二节曾经探讨过凤山矿成矿溶液很或者是相似于油田水的热卤水。