武贤文

（玉溪大红山矿业有限公司，云南 玉溪 653405）

摘要：大红山铁铜矿床是我国著名的大型铁铜矿床之一，前人研究认为本矿床为古海相火山岩型铁铜矿床，矿段内铁、铜矿体产于大红山群曼岗河组、红山组地层中。本文综合收集前人的勘探和研究成果，对矿床地质特征、控矿因素等进行梳理，提高对大红山式铁铜矿床地质特征的认识水平。

关键词：大红山；铁铜矿床；红山组；曼岗河组；铁矿体；铜矿体

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—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臺坳南端，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Ⅱl铁矿体产于其中；第二段为绿色片岩，产铁铜共生的Ⅲ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Ⅳ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，Fe203一般均大于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—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—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（l5°～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Ⅱl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Ⅱ1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㎞。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、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ），其中Ⅰ、Ⅲ矿带中的矿体为铁、铜共生矿体；Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ矿带中的矿体为单一的铁矿体；Ⅵ、Ⅶ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Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个矿带组成，而Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ矿体规模较小，远不及前者。上述Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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Ⅱ1矿组的特征简述如下：

Ⅱ1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Ⅱ1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—赤、磁铁矿—磁、赤铁矿—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，而鐵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。