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摘要：四川省某县干沟金红石矿处于“康滇地轴”中段东侧“双会—东川拗拉槽”东北部。金红石矿产于前震旦系会理群淌塘组(Pt t213)地层中，含矿岩石原岩为一套浅海~近海相沉积的泥岩、碳酸岩，间夹中酸性—基性火山岩，历经区域变质后成为千枚岩、片岩、大理岩。金红石矿体呈巨厚层状产出，产状与围岩一致。该矿床成因属火山沉积—变质型金红石矿床。
关键词：矿体特征；成因类型；金红石矿
干沟金红石矿位于“康滇地轴”中段东侧“双会—东川拗拉槽”东北部。区内出露前震旦系中元古界东川群地层；褶皱、断裂构造发育；岩浆活动较强烈。金红石矿成矿地质条件较好，经以往地质工作已发现了规模较大的金红石矿体，证实该区具有较好的找矿前景。
1矿床产出地质背景
区域内出露地层主要为“地轴”基底的中元古界东川群黑山组(Pt2h)、青龙山组(Pt2q)、淌塘组(Pt2t)，属浅海~近海相沉积，间夹中酸性—基性火山岩，为浅变质岩系。金红石矿产于淌塘组(Pt2t)地层中。
区内褶皱、断裂构造线主要呈东西向展布，次为北北西向和北北东向。从北向南褶皱构造主要有新山复式向斜、石家梁子向斜和小米地复式背斜。断裂构造主要有近东西向的金索桥断裂、干沟断裂和肖水井断裂。该组断裂规模大、继承活动时间长，对区内地层、岩浆岩和矿产起控制作用。
区内晋宁期和澄江期岩浆活动强烈。晋宁期玄武质—流纹质火山岩，呈层状、似层状夹于黑山组、青龙山组和淌塘组地层中，区内铁、铜、金、金红石、稀有、稀土矿成矿与之有关。澄江期主要为基性—酸性侵入岩，呈岩株及岩脉分布于中梁子一带淌塘组地层中，受褶皱构造控制。上述各类矿产成矿作用与地层岩性、火山岩系发育程度、古火山机构的关系密切。
2矿区地质
2.1地层
矿区主要发育青龙山组(Pt2q)上部和淌塘组(Pt2t)下部地层。
(1)青龙山组(Pt2q)：为灰~浅灰色细纹、条纹状泥晶灰岩、白云岩、白云质灰岩，岩层间夹灰色千枚岩及绿色变玄武质凝灰岩，具白云石化及绢云母化，见黄铁矿、方解石等细脉分布。
(2)淌塘组(Pt2t)：自下而上分为Pt2t11~2和Pt2 1t3两个岩性层：
Pt2t11~2：浅灰、黄灰及褐色铁白云质流纹质凝灰岩、铁白云质凝灰质绢云千枚岩夹铁质绢云千枚岩和浅灰~白色变流纹斑岩。厚度274.45m。(后者具稀有、稀土矿化)。与下伏青龙山组呈整合接触。
Pt2t13：灰白~深灰色、灰褐色、灰绿色绢(白)云母千枚岩、片岩，绢云白云石大理岩，夹变中基性沉凝灰岩。为金红石矿含矿层位。厚度大于350m。
2.2构造
矿区内构造有褶皱和断裂构造，分述如下。
(1)褶皱。矿区位于近东西向新山复式向斜南翼近转折端，向斜对称，核部为淌塘组，翼部为青龙山组。两翼地层倾角40°~50°。在区域范围内主要的褶皱是新山复式向斜，轴向展布基本呈北东东-南西西，总体而言，向斜的在东部位置仰起，在西部位置侧伏，矿区的中间位置略微鼓起。淌塘组下段和青龙山组组成向斜南段的地层结构，在北侧位置，由于受到金锁桥断裂的影响，所以此处位置的地层基本没有被全部漏出来，未漏出来的地段也多集中在淌塘组下段。南部位置的地势较为陡峻，倾斜角度达到45°~80°，北部位置相对较为缓和，倾斜角度为30°~60°，呈不对称向斜状态。受到金锁桥和干沟断层的影响，部分地段的岩层具有比较大的产状变化，发育着揉皱和小型褶皱，局部位置可以看到地层倒转，但是对矿体连续性状态具有较小的破坏力度。
(2)断裂。矿区断裂构造主要为干沟断裂和金索桥断裂，分别位于南侧和北侧呈近东西向延伸。断裂面南倾，倾角60°±，具逆冲性质。断裂带宽数十米。在矿区外紧邻矿区北部的位置为金锁桥断层，这一部分属于陡倾压扭性破碎带，大致呈东西走向，预测其宽度在130m~200m，没有清晰的顶底板地层和破碎带地层接线。产状南倾，倾斜角度整体为50°~70°。受淌塘组受到构造的影响，破碎带岩性主要是大理岩和各种类型的千枚岩。构造对岩石的影响程度不同，最终形成的破碎程度也不尽相同，大多数为碎块状、断层泥状、角砾状等，同时有大理岩块体和完整的千枚岩块体掺杂其中，破碎带局部位置分布着黄铁矿化。干沟断层是陡倾的压扭性破碎带，其走向近乎于东西方向，穿过矿区的南东角，两端位置延伸出矿区范围，裸露出来的宽度有所不同，且局部位置出现严重的膨大现象，宽度整体呈20m~170m，矿区内部有次级断层或分枝。矿区内部的产状南倾，倾斜角度整体为45°~75°。断裂位置的东段破碎带的灰岩主要为断层泥状和角砾状，局部位置具有相对较高的炭质，部分地段同样表现出十分明显的石墨化现象。在断裂带西段位置，主要分布着白云石大理岩、断层泥状的千枚岩、角砾状的千枚岩、炭质板岩以及碎块状的千枚岩。
由于受到干沟断层和金锁桥断层两个区域断层的影响，矿区内部的淌塘组地层相对比较破碎，在中间层，破碎地带较为发育，多呈碎块状分布，局部位置多为泥状或者土状。
(3)岩浆岩。矿区岩浆岩主要为晋宁期玄武质—钾长流纹质火山岩，呈层状、似层状分布于青龙山组和淌塘组中。淌塘组地层中可见澄江期基性—酸性侵入岩脉。矿区金红石矿与玄武质火山岩关系密切。
火山岩变质从而形成淌塘组，上部位置为钾长流纹质单元，下部位置为玄武质单元，玄武质单元具有比较稳定的厚度，且总体而言，其横向岩相具有较大的变化。玄武质单元属于多次火山爆发到喷溢而形成的复合产物，在早期阶段主要是通过爆发进行积累，晚期阶段则主要为喷溢。整个玄武质单元爆发相对于喷溢而言较差，单纯的爆发形成的火山碎屑物下粗上细正向粒序韵律和宁静喷溢形成的下部为玄武岩、上部为安山岩的变化韵律结构。
钾长流纹质单元同样是多次爆发到喷溢形成的复合产物，其喷溢和爆发的强度总体保持相同。在矿区范围内的玄武质单元含钛量较高，为矿区内部形成金红石矿床提供充足的物质来源。钾长流纹质单元为形成稀土矿床和稀有金属矿床提供丰厚的物质来源。在矿区北部位置淌塘组中可以清晰的看见澄江期基性-酸性侵入岩脉，受构造影响较为明显。在矿区内部很少见到花岗斑岩，这些岩层多以透镜状或者小岩株状出露。
3矿床地质
3.1矿体特征
干沟金红石矿床，产于前震旦系会理群淌塘组Pt t213地层中，含矿岩石组合为绢(白)云母片岩、千枚岩、白云石大理岩夹变中基性沉凝灰岩。矿体呈巨厚层状产出，产状与围岩一致，向斜南翼平均产状为310°/54°。沿新山向斜两翼分布，出露长度大于6km。目前已控制Ⅰ矿体长度约750m，厚度约350m，倾斜延深444m。矿体厚度稳定，延伸大，目前已由系统探矿工程控制。成矿后断裂对矿体有一定破坏作用，但尚不影响矿体的对比连接。矿体中主要有含菱铁矿石英脉、方解石脉、重晶石脉分布，这些脉体厚几厘米至2m，受裂隙控制。矿体含矿岩石及顶底板围岩均为一套浅变质岩系，呈渐变关系。
3.2矿石质量
(1)矿物成分及结构构造。矿石有用矿物主要为金红石，少量白钛矿(金红石+白钛矿2%~6%)；脉石矿物主要为绢云母、石英、白云石、方解石、绿泥石、褐铁矿、钠长石；少量黄铁矿、白云母、黑云母、炭质；偶见电气石、磷灰岩、闪锌矿、锆石、兰晶石。
矿石结构复杂，有粒状鳞片变晶结构、半自形~它形柱粒状结构、变余凝灰结构、云雾状结构、镶边结构、眼球纹理状结构、包含结构、显微变晶结构等。矿石构造主要有片状构造、千枚状构造、块状构造、条纹条带状构造、显微层纹状和变余层状构造。
(2)矿石化学成分。矿石TiO2品位：地表1.50%~16.80%，平均4.38%；深部：1.34%~16.8%。矿区平均4.18%。矿石多项分析成果为：TiO22.89%~4.17%、SiO243.09%~46.47%、Fe 2 O 3 11.53%~15.98、Al 2 O 3 12.98%~15.10%、CaO3.98%~11.38%、MgO1.22%~2.44%、K2O2.80%~2.92%、Na2O0.30%~0.67%。矿石TiO2品位地表略高于深部。
3.3矿体围岩和夹石
(1)矿体围岩。矿区现尚未控制到矿体顶板，推测顶板围岩与含矿岩石一致，岩石组合为绢云千枚岩、片岩、白云石大理岩夹变中基性沉凝灰岩。底板围岩为钙质绢云千枚岩、铁质绢云千枚岩夹白云石大理岩。
(2)夹石。根据钻孔资料，所控制的厚约350m矿层中无夹石存在，连续性较好。
4变质作用
4.1区域变质作用
中-晚元古期是褶皱基底形成时期，属浅变质岩系，大多被震旦系角度不整合覆盖。一般由板岩、千枚岩、变质沙岩、石英岩、大理岩等构成。变质沙岩和中石英岩的厚薄较大，色泽淡，成份简单，以中石英元素居多，但成熟度较高，斜层理、波痕明显。碳酸盐岩中还含有叠层石、微古植物。这些物质都是正常的海相沉积物，为陆源碎屑岩-碳酸盐岩构造，属于大陆型地壳的一部分。因此本区的物源应该是以崁顶杂石所代表的结晶基底，在长期风化或强构造环境下的石英岩碎屑石英。
结晶基质和褶皱基质，不论在变质作用类型、混合岩化、岩浆作用、结构特点等均具有明显差异性，都应属于不同的地质时代、不同大地构造环境和各种变质作用条件下的共同产物。从浅变质岩系、岩石组合、原岩建造、叠层石以及变质作用类型等方面看，本区与相邻滇东东川群对比，地层时代应为中元古代，变质时期为晚元古代晋宁期。
4.2其它变质作用
后期动力迭加变质。区域动力变质形成后，由于褶皱和断层活动的出现、发展，沿着主断层破裂带和褶皱轴部形成迭加变质。在低绿片岩相的绿色泥岩带，形成了黑云母带、低绿帘石带，或高等绿片岩相的绿帘石角闪岩带。
热接触变质。大多形成于辉绿色辉长岩岩体和围岩的热接触带，并发生角岩化。角岩带中的岩石种类主要有钠化石英角岩、深海桐角岩、粗晶大理岩等。
区内的金红岩矿体母岩在各期动力变质过程产生的次生富集，使晶体结晶粒径继续扩大，但变质程度逐渐降低，且晶体颗粒大小和形状均发育得不完整和粗大。
通过勘查工作，在矿区内圈出1个金红石矿体和3个铌钽矿化体。其中金红石矿体赋存于淌塘组下段(Pt2t1)地层中，铌钽矿化体赋存于淌塘组下段(Pt2t1)中的钾长流纹岩中，金红石矿体和铌钽矿化体异体共生。
5矿床成因
干沟金红石矿床呈巨厚层状产于前震旦系淌塘组变火山凝灰岩、千枚岩、片岩地层中，产状与地层一致。含矿母岩主要由浮岩状玻屑组成，含石英晶屑，偶见斜长石晶屑和磷灰石晶屑，岩石具柱粒状结构、粒状鳞片变晶结构、(显微)磷灰变晶结构、变余凝灰结构和包含结构等结构，层纹状、千枚状、片状、块状、变余层状等构造，具火山沉积—浅变质特征。金红石主要以包裹体形式分布于绢云母(绿泥石)中，少部份裹结于绢云母(绿泥石)鳞片片理中，粒度超细(＜12μm者占90%±)，为自形粒状、薄板状，偶见膝状双晶。单晶长轴和细纹方向与千枚理一致。此外，在有些玻屑蚀变物中和浮岩变余气孔壁上散布着大量金红石雏晶和微晶，时有少数金红石围绕铁矿团粒外围生长，均说明金红石为母岩在受力变质过程中次生富集的产物，变质程度低，其结晶粒度和形态都发育不够完善和粗大。在淌塘组下段地层中分布着金红石矿床，地层便是矿体。金红石大多以集合体的形式在绢云母缝隙中分布，少量的部分被裹结在绢云母鳞片的片理中。一般片状矿物(绢白云母、绿泥石)含量较多的地段，品位较富，片状矿物含量少的地段，金红石品位略低。综上所述，该矿床成因应为火山沉积—变质型金红石矿床。
基于矿床形成类型、找矿经验和控矿因素，找矿标志如下：
第一，金红石矿床：淌塘组千枚岩、片岩及白云石大理岩地层，特别是其中的绢云母、绿泥石含量较高的地段品位相对较高。
第二，含稀土铌钽矿(化)体：地层中钾长流纹质火山岩，颜色较浅，少见有暗色矿物，长英质成分显著增加，一般具有较好的矿化。由于区内有第四系覆盖，具蚀变钾长流纹质火山岩转石地区可提供很好的找矿线索。
6矿体类型
6.1金红石矿体
金红岩矿体赋存在淌塘组下段(Pt2t1)地层中，地层中除蚀变钾长流纹岩外，几乎为全岩成矿，即淌塘组下段(Pt2t1)岩层中即为矿体，含铁矿母岩为绢云千枚岩、绿泥绢云千枚岩、含方解石绢云千枚岩、绢云母白云岩大理岩等，矿区内矿体未见顶，底界为青龙山组灰岩，与底板围岩界线清楚。
金红石矿体1个，地表由一条探槽、16条剥土、59个取样钻，深部由35个钻孔和一个坑道控制。矿体形态与淌塘组下段(Pt2t1)地层一致，勘探区内矿体出露宽度0.985m~1.385km、长度1.66km，控制最大深度673.60m，控制最大真厚度382m，控制标高2702m~1848m。矿体除边部个别钻孔揭穿矿体外，往深部均未封闭，并于矿区北、西、北东、南西方向延伸出勘探区外。
矿体产状严格受新山复式向斜控制，与淌塘组下段(Pt2t1)地层一致，形态呈一复式向斜，出露走向总体呈北东东向。向斜总体为东端仰起，往西端侧伏，矿区中部略有隆起，同时由于剥蚀，地形西高东低，矿体明显呈东部薄、西部厚的特征。
矿体南界基本清楚，略呈弧形，由东至西倾向北东-北-北西-西，倾角10°~81°，局部可见倒转现象；矿体北部延伸出矿区外。南翼产状相对较陡，倾角45°~80°，北翼产状相对较缓，产状30°~60°。
单工程TiO2的平均品位1.75%~3.99%，总体西部相对较富、东部相对较贫。矿体平均品位为3.06%，单样品位变化系数为38.6%，矿化过程连续，品位分布均衡。
淌塘组下段(Pt2t1)地层中除蚀变钾长流纹岩外几乎为全岩成矿，仅个别样品品位低于矿体边界品位而成为夹石，品位一般0.2%~0.98%，厚度2.11m~20.73m，呈透镜状。具铌钽矿化的蚀变钾长流纹岩不含金红石或金红石含量低，品位一般0.3%~0.8%，为金红石矿的夹石，即与金红石矿异体共生。
层间破碎带对矿体的破坏作用较小，同时淌塘组内部层间破碎带亦为金红石矿体，矿体连续性较好。
6.2铌钮矿化体
矿区内的蚀变钾长流纹岩均具不同程度的铌钽矿化，区内主要圈出3个铌钽矿化体，呈脉状或透镜状，编号分别为Nb-Ⅰ、Nb-Ⅱ和Nb-Ⅲ，分别与金红石矿体异体共生。含矿母岩钾长流纹岩由于其变质程度不一，以及构造挤压作用，岩性分别为含石英绢云岩、长英质角岩、流纹质千枚岩等，与围岩界线较清楚。
Nb-Ⅰ矿化体：呈透镜状，产状270°~320°/48°~75°。矿化体被干沟断层及其次级断层破坏呈数段。由剥土BT3、BT4、BT5、BT6、坑道PD1以及钻孔ZK402、ZK301等稀疏工程控制，矿区内矿化体长约300m，南西端延出矿权外，厚3m~70m。根据钻孔控制结果来看，矿化体延深较浅，向深部迅速尖灭。
Nb-Ⅱ矿化体：由钻孔ZK03、ZK04、ZK05和地质点D1011-D1014等控制，呈透镜状，宽40余米，转石分布长约270m。产状倾向北西，倾角68°。
Nb-Ⅲ矿化体：单工程控制，见于钻孔ZK203内，铅直厚度123.55m，真厚度60.91m，已控制延深约110m。铌钽矿化体品位一般Nb2O50.03%~0.22%，Ta2O50.003%~0.013%，RE2O30.014%~0.40%，Y2O30.01%~0.022%。
根据《罕见金属矿藏地质勘查技术规范》(DZ/T0203-2002)推荐的工业指标：边界品位(Ta2O5+Nb2O5)：0.05%；最低工业品位(Ta2O5+Nb2O5)：0.08%。
部分样品已达到铌钽矿原生铌矿床的边界品质以及工业品位，对该矿石进行高梯度弥散磁选实验、内尔森重新投票实验、摇床重选试验以及浮选试验。试验结果表明，所得的铌钽粗精矿所含Nb2O5、Ta2O5的品位与回收率都较低，暂不能利用，将其归为矿化体。
7结论
干沟金红石矿产于前震旦系会理群淌塘组Pt t213地层中，含矿岩石原岩为一套浅海~近海相沉积的泥岩、碳酸岩，间夹中酸性—基性火山岩，历经区域变质后成为千枚岩、片岩、大理岩。矿体呈巨厚层状产出，产状与围岩一致。该矿床成因属火山沉积—变质型金红石矿床。
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