陆 蕾 , 冯文杰, 董江涛

(1.昆明理工大学 国土资源工程学院,昆明 650093；2.云南地质调查院,昆明 650034; 3.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院,昆明 650034)

云南大红山铁铜矿床隐爆角砾岩的岩石学特征

陆 蕾1, 冯文杰2, 董江涛3

(1.昆明理工大学 国土资源工程学院,昆明 650093；2.云南地质调查院,昆明 650034; 3.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院,昆明 650034)

在云南大红山铁铜矿床，利用隐爆角砾岩探讨隐伏矿床的找矿标志。在外围的东么矿区，通过野外观测隐爆角砾岩的产状，利用宏观和微观的方法研究隐爆角砾岩的岩石学特征及与矿石的关系，将东么矿区隐爆角砾岩分为3类：复成分隐爆角砾岩、英安质隐爆角砾岩和隐爆角砾状矿石；矿化岩石多出现于强钠长石化的隐爆角砾岩附近。在大红山矿区，强钠长石化的隐爆角砾岩是寻找隐伏矿床的一个重要标志。

大红山；铁铜矿；隐爆角砾岩

云南新平大红山铁铜矿床长期以来都是一个很有争议的矿床。在过去的研究中，大红山铁矿一直被认为是一种典型的古海相火山岩型铁矿，矿床亦被称为是一个典型的含矿火山口构造[1]。对该区岩系的认识，初期被认为是海相变质富钠质火山岩[2]。随着研究的深入，被进一步确定为海相细碧角斑岩系，认为大红山是由包括集块岩、火山角砾岩、凝灰岩、枕状熔岩和熔岩组成的完整古火山机构，各种类型矿床围绕喷发中心展布，配套出现，构成古海底火山喷发成矿系列[1]。2010年，笔者在大红山展开的外围找矿工作，在圈定的靶区内采集的钻孔岩心中发现了次火山岩及隐爆角砾岩。本文针对此隐爆角砾岩进行研究，希望对找矿工作提供帮助。

1 隐爆角砾岩的产出特征

大红山铁矿区位于滇中台拗南端，介于红河断裂与绿汁江断裂所夹持的三角地区[3]。矿区基底为古元古代层侵系和造山系(即过去所称的大红山群)[1]，是一套中等变质的火山-沉积岩系，以富含钠质火山岩及火山成因的铁、铜矿为特征[2]，呈“天窗式”出露[4]。盖层为三叠系、侏罗系碎屑岩。

矿区西边出露深变质哀牢山群，矿区之东(即绿汁江断裂以东)分布有变质较浅、以含微古生物化石和叠层石为特征的昆阳群[5]。矿区内构造复杂，岩浆活动强烈，具多期性，有大量的岩浆侵位。岩浆活动以基性为主，成矿岩体以富碱(富钠)为特征[6]。

此次外围找矿项目圈定的靶区主要选在东么一带，位于主矿区西南边(图1)。矿区出露上三叠统陆相沉积盖层、早元古界大红山群中-浅变质、海相富钠质火山岩和碳酸岩基底地层[1]。矿区共布置钻孔13个，在这些钻孔中，多能见到隐爆角砾岩与大理岩、次火山岩交替出现。本文主要选取了东么Ⅰ号老硐、东么Ⅰ号剖面、ZK02、ZK03中的隐爆角砾岩进行研究。由于隐爆角砾岩分布的不规则性，受后期改造作用明显，笔者难以判断其隐爆岩筒的产状与位置。

图1 矿区构造纲要图[3]Fig.1 Tectonic rough sketch of Dahongshan Fe-Cu mine

2 岩石特征

2.1 外貌特征

东么矿区隐爆角砾岩的颜色根据角砾成分的不同由浅灰色至灰黑色变化。岩石主要为块状构造、角砾状构造、流动构造等。岩石的产出部位不同，其角砾的大小、圆度、成分亦有不同。根据相关研究资料及野外观察，靠近围岩的岩石角砾较大，可达10～20 cm；越远离围岩，角砾越小，可达1～3 cm或更小。角砾的圆度则是靠近围岩的圆度差，远离围岩的圆度好；靠近围岩的角砾成分复杂，远离围岩的角砾成分简单。

新鲜的岩石多为浅灰色，岩石后期受不同程度的蚀变而颜色不同，常见的有碳酸盐化、绿泥石化、青磐岩化等。岩石角砾为磁铁矿者被称为豹皮矿，其基质为钠长石化的英安质。

2.2 镜下特征

根据岩石角砾成分的不同，笔者将该区的隐爆角砾岩分为复成分角砾岩、英安质隐爆角砾岩、隐爆角砾状矿石(豹皮矿)3种。

2.2.1 复成分隐爆角砾岩

该隐爆角砾岩在近地表175 m处出露，岩石角砾多呈棱角状-次棱角状；角砾成分复杂多样，基性、酸性和碳酸盐角砾同时存在，角砾的面积分数>30%。靠近地表的岩石角砾具有拼合性，远离地表角砾具次圆状；角砾大小从地表往下逐渐变小；角砾成分亦从复杂变为简单：反映了隐爆角砾岩在角砾岩筒中的形成变化特征。

岩石角砾主要有阳起石化角砾(图2)、安山质角砾、英安质角砾和碳酸盐角砾等。岩石晶屑除常见的石英晶屑外，还可见到钠长石化的斜长石晶屑、辉石晶屑和黑云母晶屑。岩石晶屑多碎斑状(图3)、自碎斑状，裂隙发育。石英晶屑呈棱角状-次棱角状，部分具熔圆状；钠长石晶屑为斜长石钠长石化的产物，岩石中可见斜长石钠长石化的次生加大边。黑云母晶屑呈扭曲状。

岩石胶结物主要为阳起石、黑云母和少量钠长石化的英安质，并可见少量岩粉。黑云母呈雏晶状、扭曲状、流纹状。磁铁矿多呈自形-半自形，与钠长石化的英安质角砾及其胶结物紧密共生，反映了磁铁矿与英安岩为同期生成。另一部分磁铁矿呈他形充填于英安质角砾的石英与长石之间的孔隙中，说明磁铁矿形成于角砾岩形成之前。

图2 复成分隐爆角砾岩Fig.2 Complicated composition crypto-explosive breccia次棱角状阳起石化角砾，胶结物盐酸盐化,单偏光

图3 碳酸盐化含磁铁矿复成分隐爆角砾岩Fig.3 Carbonation complicated composition crypto-explosive breccia containing magnetite岩石胶结物为英安质，碳酸盐化强烈，石英斑晶呈自碎斑状、熔蚀状,正交偏光

2.2.2 英安质隐爆角砾岩

钻孔中出现的英安质隐爆角砾岩多出现在复成分隐爆角砾岩下部，距地表约250 m，中间为大理岩与辉绿岩互层，说明岩石后期受改造作用明显，岩石成分较简单。岩石角砾多为英安质角砾，多呈次棱角状-圆状，角砾的面积分数>30%。岩石晶屑多为石英晶屑、钠长石晶屑和少量黑云母晶屑；晶屑多呈碎斑状、熔圆状；石英晶屑浑圆状，裂隙发育；斜长石晶屑裂隙发育，粒度0.2～1 mm，较一般熔岩中的大，反映了次火山岩的特征；黑云母晶屑呈扭曲状、撕裂状(图4)，反映了受爆裂作用及塑性结晶的特点。

图4 含磁铁矿英安质隐爆角砾岩
Fig.4 Dacite crypto-explosive breccia containing magnetite
黑云母发生弯曲及撕裂现象表明岩浆具有次火山岩的特征，正交偏光

岩石胶结物主要为雏晶状黑云母和钠长石化的英安质。岩石后期受到碳酸盐的强烈交代，碳酸盐交代斜长石使其呈残留状。部分斜长石钠黝帘石化，可见新生的黝帘石晶体(图5)。自形的磁铁矿与黑云母雏晶紧密共生，部分则与碳酸盐化、钠长石化的长石共生，说明磁铁矿与长英质角砾、晶屑为同期产物。

图5 强蚀变含磁铁矿英安质隐爆角砾岩Fig.5 Strongly transformed dacite crypto-explosive breccia containing magnetite岩石钠长石化、阳起石化、黑云母化，斜长石及石英钠长石化，石英斑晶呈自碎斑状，具自形的新生变质矿物黝帘石， 正交偏光

2.2.3 隐爆角砾状矿石

该类矿石(图6)位于块状富磁铁矿附近，两种隐爆角砾岩之间(图7)，角砾为磁铁矿，胶结物为钠长石化的英安质，又称为“豹皮矿”。矿石角砾呈棱角状-次棱角状、炸裂状、撕裂状、火焰状，角砾具有可拼合性。

图6 隐爆角砾状矿石Fig.6 Crypto-explosive brecciated ores磁铁矿呈角砾状分布，具一定拼合性

图7 铁矿体素描图[10]Fig.7 Sketch of iron ore bodies1.复成分隐爆角砾岩; 2.豹皮矿; 3.块状富磁铁矿; 4.英安质隐爆角砾岩

2.3 与其他火山角砾岩的区别

结合大红山铁铜矿床的地质背景及其相关资料的研究，笔者确定了大红山矿区出现隐爆角砾岩的可能性。当火山活动在超浅成条件下发生隐蔽爆发，使基底岩石和围岩破碎成碎块，在射气流推动下，或悬浮于射气流中移动和注入，构成侵入的自碎碎屑岩[7]。大红山矿床受断裂控制明显，这些断裂为后期岩浆的侵入提供了良好的运移通道，当上覆岩浆迅速冷凝结晶形成封闭环境为隐爆作用提供条件时，则使该区产生隐爆角砾岩成为可能。

镜下观察岩石胶结物为暗色矿物和英安质岩浆，排除了岩石为普通火山角砾岩的可能。岩石中出现较多暗色矿物，如黑云母和角闪石等，这些暗色矿物以斑晶或雏晶的形式出现在岩石的斑晶和基质中；而在中酸性喷出岩中，暗色矿物多不出现或甚少出现于基质中[8]。岩石中的晶屑虽有熔圆状，但较少见熔蚀边，熔岩中的斑晶则多出现熔蚀边，由此推测岩石中熔圆晶屑是由于隐爆作用产生的强烈的“流化”作用形成的[9]。岩石中的石英晶屑、长石晶屑结晶程度较好，裂隙发育，呈自碎斑结构；黑云母强烈变形弯曲，但边缘未见暗化边，这些都体现了次火山岩的特征。岩石中角砾成分复杂，则排除了岩石为岩流自碎碎屑岩的可能。

同时，在该类岩石下部，伴随有次英安岩的出现。根据以上的岩石特征对比，笔者最终确定了岩石为隐爆作用形成，故定名该类岩石为隐爆角砾岩。

3 成因及与成矿的关系

研究证明，火山口、破火山口、火山作用形成的各种断裂和构造上的薄弱带是岩浆和成矿溶液的最好通道[7]。大红山复杂的地质构造背景为隐爆角砾岩的形成提供了良好的前提条件。笔者推测，火山作用和区域构造作用使该区产生了大量的断裂和裂隙，这些断裂为岩浆热液上移提供了良好的运移通道。上涌的岩浆由于上覆地层压力减小、岩浆温度急速降低，同时岩浆结晶固结，产生了大量的气体和挥发分向岩浆顶部汇集，当这些气体及挥发分产生的压力大于上覆岩层压力时，就会导致顶部流体发生爆炸，使岩浆顶部岩层和下部岩体破碎混入岩浆中形成隐爆角砾岩[9]。同时，由于隐爆作用也可能产生新的通道使岩浆侵出地表，或未侵出地表在超浅成环境下形成次火山岩[7]。这也可以解释矿区岩石、岩相复杂多样的原因。

根据前人研究资料显示，大红山次火山岩体对成矿和控矿有着十分重要的作用。该区次火山岩体在岩浆活动中心附近比较发育，形成浅成-超浅成侵入体，同时伴随着大量火山期后富铁气液和部分铁质矿浆。这些富铁气液和矿浆大致沿层理方向由近及远对原岩进行强烈的充填交代，使围岩产生明显的绢云母化、硅化、电气石化和钠长石化，形成巨大的富铁矿体，这些铁矿体占矿区铁矿石总量的50%以上[10]。

在对东么矿区所采集的岩石样品的研究中笔者也发现，铁质多与钠长石化的英安岩密切相关。岩石中磁铁矿自形程度高，英安质成分被磁铁矿包含其中，但并未见包含有微粒状钠长石，说明磁铁矿原生成于英安岩时期，后经微粒状钠长石交代使其发生重结晶加大晶体呈自形状(图8)。在前人研究资料中也提出，钠长石化强烈的地带，是岩浆期后热液钠长石化交代填充铁矿床生成和富集的地区，钠长石化可使岩石中呈分散状态的铁质析出并聚集成矿[10]。

图8 强蚀变含磁铁矿英安质隐爆角砾岩Fig.8 Strongly transformed dacite crypto-explosive breccia containing magnetite岩石钠长石化、阳起石化、黑云母化，趋于自形化结晶的磁铁矿中包含了钠长石化斜长石及石英，说明磁铁矿晶粒为重结晶所形成,正交偏光

所以，强烈钠长石化的隐爆角砾岩就成为了寻找铁矿体的标志。

4 结 论

隐爆角砾岩常作为次火山岩的伴生产物出现于次火山岩的顶部。而大红山矿区的次火山岩体是该区成矿控矿的一个重要因素。因此，隐爆角砾岩作为寻找次火山岩甚至含矿岩体的标志而被赋予了特殊意义。

[1] 颜以彬.论云南大红山含矿岩体[J].昆明工学院学报,1981(2)：20-28. Yan Y B. On orebearig intrusive mass of Dahongshan, Yunnan[J]. Journal of Kunming University of Science and Technology, 1981(2): 20-28. (In Chinese)

[2] 孙克祥,沈远仁,刘国庆,等.滇中元古宙铁铜矿床[M].武汉：中国地质大学出版社,1991. Sun K X, Shen Y R, Liu G Q,etal. The Iron and Copper Deposits of Proterozoic in the Middle of Yunnan[M]. Wuhan: Chinese Geology University Publish House, 1991. (In Chinese)

[3] 云南省地质矿产局第一地质大队.大红山矿区东段铁矿详细勘探及铜矿初步勘探地质报告[R].云南曲靖：云南省地质矿产局第一地质大队,1983. The No.1 Geological Team, Yunnan Bureau of Geology and Mineral Resources. East of DahongShan Iron Ore Area Detailed Prospect and Copper Ore Initial Prospect[R]. Qujing: The No.1 Geological Team, Yunnan Bureau of Geology and Mineral Resources, 1983. (In Chinese)

[4] 秦德先,燕永锋,田毓龙,等.大红山铜矿床的地质特征及成矿作用演化[J].地质科学,2000,35(2):129-139. Qin D X, Yan Y F, Tian Y L,etal. Geological characteristics and ore-forming evolution of Dahongshan copper deposit[J]. Beijing: Chinese Journal of Geology, 2000, 35(2): 129-139. (In Chinese)

[5] 白瑾,张学祺.云南省大红山矿区构造和大红山群的划分[J].中国地质科学院天津地质矿产研究所所刊,1982(3):104-115. Bai J, Zhang X Q, The structure of Dahongshan ore district and the Dahongshan Group[J]. Bull Tianjin Inst Geol M R Chinese Acad Geol Sci, 1982(3): 104-115. (In Chinese)

[6] 孙家骢.云南大红山铁矿控矿构造型式的分析[J]. 昆明理工学院学报,1988(3):127-136. Sun J C. Analysis of the structural type of controlled ore in Dahongshan iron mining area, Yunnan[J]. Journal of Kunming Institute of Technology, 1988(3): 127-136. (In Chinese)

[7] 王德滋,周金城.自碎火山-侵入岩及其找矿意义[J].中国地质,1983(10):21-23. Wang D Z, Zhou J C. The meaning of autoclastic pyroclastic-intrusive rocks[J]. Beijing: Geology in China, 1983(10): 21-23. (In Chinese)

[8] 南京大学地质系矿物岩石教研室.火成岩岩石学[M].北京:地质出版社,1980. Teaching and Research about Mineral and Rock Department of Nanjing University. Igneous Petrology[M]. Beijing: Geological Publishing House,1980. (In Chinese)

[9] 章增凤.隐爆角砾岩的特征及其形成机制[J].地质科技情报, 1991,10(4):1-5. Zhang Z F, General features and genetic mechanism of crypto-explosive breccias[J]. Geological Science and Technology Information, 1991, 10(4): 1-5. (In Chinese)

[10] 钱锦和,沈远仁.云南大红山古火山岩铁铜矿[M].北京:地质出版社,1990. Qian J H, Shen Y R. Yunnan Dahongshan Copper-Iron Ore Deposit Associated with Paleovolcanic Rocks[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1990. (In Chinese)

Characteristics of crypto-explosive breccia in Dahongshan Fe-Cu deposit, Yunnan, China

LU Lei1, FENG Wen-jie2, DONG Jiang-tao3

1.FacultyofLandandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China;2.GeologicalSurveyInstituteinYunnanProvince,Kunming650034,China;3.ChinaNonferrousMetalsIndustrySurveyandDesignInstitute,Kunming650034,China

Crypto-explosive breccia is a symbol to find hidden deposits in the underground depths. To research the characteristics of blind explosive breccia is a straight way to find the blind mines. Through observing the occurrence of the crypto-explosive breccia from Dahongshan, Yunnan, China and using the macroscopic and microcosmic ways, the paper analyses the relationship between the crypto-explosive breccia and the iron ore. The authors classify the crypto-explosive breccia in the Dongme mining area to 3 kinds. They are the complicated composition crypto-explosive breccia, the dacite crypto-explosive breccia and the crypto-explosive breccia ore. And the authors also find that iron ore always occur there around the strong albitization crypto-explosive breccia ore. So, to find the strong albitization crypto-explosion breccia becomes an important icon for finding hidden deposits.

Dahongshan Yunnan; Fe-Cu mine; blind explosion breccia

10.3969/j.issn.1671-9727.2014.05.14

1671-9727(2014)05-0640-05

2013-12-17

陆蕾(1987-),女,硕士,研究方向：矿物学、岩石学、矿床学, E-mail:leiforever@icloud.com。

P588.1

A