湖北大冶铁山铁(铜)矿床 (最终)

1、湖北大冶铁山铁（铜）矿床大冶铁矿坐落于黄石市铁山区，东邻东方山，西界白雉山,矿区地理坐标为东经114o5443，北纬30o1310。东距黄石市中心区25公里，东南距大冶市15公里，为黄石、大冶、鄂州三市的结合部。106国道、武九铁路横贯矿区，交通便利。大冶铁矿现隶属于武钢集团矿业有限责任公司。大冶铁矿开采历史悠久，自公元226年开采迄今已有近1800余年。大冶铁矿累计探明铁矿资源储量1.6亿吨，每年开采约300万吨，经过50年的大规模开采，已经消耗1.3亿吨铁矿。如今，大冶铁矿储备量不足3000万吨，年产量维持在100万吨左右。2008年，大冶铁矿新近又探明深部铁矿资源2300万吨，打破了大冶

2、铁矿资源枯竭的论断，同时还发现了铜、金等矿藏资源，使得大冶铁矿开采年限30年至40年。大冶矿区共由6个大矿体组成，自东向西依次为尖山、狮子山、象鼻山、尖林山、龙洞和铁门坎，储量比较丰富。本区的成矿熔浆起源于上地慢的安山质一玄武安山质岩浆, 它们沿深断裂上侵形成岩浆房, 岩浆在其中发生演化包括分熔作用, 构造活动又驱使分熔岩浆及伴随的含矿流体多次上侵到地壳浅处就位而依次成岩成矿。图1 大冶铁山交通位置图一、矿区地质概况鄂东南地区位于中下扬子陆块的西段，北与桐柏大别造山带相接，南与九岭幕阜隆起带毗邻，处于岳阳九江前陆褶冲带的东端前缘部位。本区北东以襄广断裂与桐柏大别造山带相隔；西以鄂城嘉鱼断裂与宝

3、康武汉前陆褶冲带及宜昌武昌过渡褶皱带分割；南以坑口排市断裂为界，构成一个三角形构造岩浆岩区（图2）。区内的构造变形主要由印支燕山期构造运动所形成。印支期形成一系列褶皱束和叠瓦式的逆冲滑覆构造带，主要表现为北西西至东西向的弧形褶皱及走向逆冲断裂，上覆以滑片；燕山期形成北北东向的隆坳带，叠加褶皱、断裂，并缀以箕式盆地。在三角形区内，印支与燕山期构造直交叠加，又被铁山四棵、毛铺两剑桥断裂分割成三个梯形块体，形成铁山黄金山、殷祖筠山、大幕枫林三个逆冲滑覆构造带。燕山运动伸展导致的引张作用使岩浆活动强烈，形成区内鄂城、铁山、金山店、灵乡、殷祖、阳新等主要侵入体和众多的小岩体群，侵入岩出露面积达612平方

4、千米，伴生铜、铁、金等多金属矿床。图2 鄂东南地区区域地质略图（据杨明银等，1995）1.重力异常推断中间岩浆房；2.闪长岩；3.花岗岩；4.火山岩；5.磁法差值法推断岩浆上升通道；6.级断裂；7.推断级断裂；8.级断裂；1.铁山黄金山逆冲滑覆构造带；2.殷祖筠山逆冲滑覆构造带；3.大幕枫林逆冲滑覆构造带1、地层矿区范围内出露的主要地层为三叠系下统大冶群灰岩、白云岩建造, 其次为二叠系上统大隆组、长兴组、龙潭组地层。二叠系与三叠系呈平行不整合接触关系。根据岩性及层理特征、变质残余结构、岩石化学成分等可将矿区三叠系下统大冶群变质地层划分为七个岩性段：（1）T1d7灰黑色竹叶状大理岩、白云质大理岩

5、；（2）T1d6黑白相间大理岩夹1-3层黄褐色白云质大理岩；（3）T1d5白色薄层细齿状大理岩；（4）T1d4灰白色薄层大理岩、含灰黑色角砾团块大理岩；（5）T1d3浅绿色薄层含石榴石、透辉石条带大理岩；（6）T1d2浅灰色薄层与中厚层互层状含香肠构造大理岩；（7）T1d1灰黄色、灰黑色斑点角岩, 泥质角岩夹有泥灰岩透镜体, 变质程度较浅。2、构造本矿区经历了复杂的构造变动。褶皱构造有NWW向秀山向斜、铁山背斜；近SN向尖山背斜、麻雀脑背斜。重要的断裂构造亦有NWW向及近SN向两组。前者以棺材山压扭性断裂带及F25断层为代表；后者以尖山压扭性断层为代表（图3）。图3 鄂东南地区地质构造略图1中

6、侏罗统；2下侏罗统；3上三叠统；4中、下三叠统；5石炭二叠系；6震旦系；7元古界；8新华夏压性断裂；9山字型压性断裂；10山字型倾伏背斜；11山字型翘起向斜；12推测山字型倾伏背斜；13推测山字型翘起向斜；14东西向倾伏背斜；15东西向翘起向斜；16东西向压性断裂； 17燕山早期闪长岩；18燕山中期闪长岩；19隆起和凹陷界线；20地质界线3、岩浆岩矿床范围内出露的岩浆岩有四种岩浆岩, 属铁山侵入体南缘中段部分, 根据野外穿插关系和间接证据、适当参考同位素年龄数值确定上述四种岩浆岩形成顺序自早而晚为中细粒含石英闪长岩、黑云母透辉石闪长岩（150Ma）、正长闪长岩和斑状含石英闪长岩（138Ma）（

7、如表1）。前者属燕山早期,后三者属燕山中期产物。此外还有少数晚期岩脉如云斜煌斑岩、闪长扮岩等。表1 铁山矿区岩浆岩特征表岩石名称矿物成分中细粒含石英闪长岩斜长石69.8%，钾长石12.2%，石英7.9%，角闪石7.9%。副矿物有磁铁矿、锆石、榍石、磷灰石等。 黑云母透辉石闪长岩 斜长石69.7%，钾长石7.1%，角闪石0.8%，黑云母6.6%，透辉石12.5%。 副矿物同上 正长闪长岩 斜长石65.4%，钾长石19.3%，石英3.2%， 角闪石9.3%，黑云母0.4%，透辉石0.1%， 副矿物同以上两种岩石。 斑状含石英闪长岩斜长石71.8%，钾长石13.0%，石英7.6%，角闪石5.7%，

8、副矿物有榍石、磁铁石、锆石、磷灰石。 岩浆岩的岩石化学特征：属SiO2弱过饱和及SiO2不饱和的（黑云母透辉石闪长岩）岩石类型。K2O+Na2O含量高于中国和世界同类岩石，为富碱的岩石类型。中细粒石英闪长岩、正长闪长岩和斑状含石英闪长岩中的Fe2O3、FeO、MgO、CaO含量低于中国和世界同类岩石。二、矿床地质特征1、矿休产状及规模矿床自西而东由铁门坎、龙洞、尖林山、象鼻山、狮子山、尖山六大矿体组成，都赋存在下三叠统大冶群大理岩与闪长岩接触内。沿接触带延长达4300米。矿体产状与接触面产状相吻合, 走向NWW。除尖林山矿体为隐伏矿休外, 其余均出露地表。由于断层错动, 铁门坎矿体和龙洞矿体不

9、相连, 象鼻山矿体和狮子山矿体也基木不连。除龙洞矿体倾向SW外, 其它矿体总体倾向有变化, 一般上部倾向NE,深部转向SW,转折范围大致在72米至-200米之间,矿体倾角变化较大, 有的地段近于水平, 如尖林山东段矿体,有的地段又近于直立, 如狮子山西段。一般矿体倾角为30o一80o之间。矿体沿走向延长360一870米, 沿倾向延深最大550米, 最小20米, 一般斜深100一400米, 赋存标高+260一-430米, 一般厚度3080米。矿体形态在不同地段有较大差异, 有似层状、透镜状、囊状等、矿床范围内多数地段矿体与围岩呈截然接触, 仅在黑云母透辉石闪长岩分布地段矿体与围岩有渐变浸染矿石带

10、存在。图4 大冶铁山矿区地质图1第四系；2第七段具花斑构造的大理岩；3第六段大理岩夹少量白云质大理岩；4第五段大理岩常具细齿状缝合线；5第四段大理岩含角岩石香肠断块；6第三段石榴石-透辉石大理岩；7第二段夹角岩条带大理岩；8第一段页岩夹泥灰岩有时角岩化；9中细粒含石英闪长岩；10黑云母透辉石闪长岩；11闪长玢岩；12煌斑岩脉；13钠长岩脉；14花岗斑岩脉；15矽卡岩；16矿体；17隐伏矿体；18NW向及NWW向压性断裂；19NNE向压性断裂；20推测断层；21正常和倒转地层产状。2、围岩蚀变铁山矿区矿体附近的闪长岩类和大理岩均遭到强烈的接触交代作用和热液蚀变作用，形成各类夕卡岩、碱质交代岩和热

11、液蚀变岩石。夕卡岩主要分布于尖山、狮子山、尖林山、龙洞和铁门坎等矿段，组成矿物有透辉石、石榴石、方柱石、硅灰石，局部有霓辉石。它们分别构成透辉石夕卡岩，石榴石夕卡岩、方柱石-透辉石-石榴石夕卡岩和硅灰石-透辉石-石榴石夕卡岩等；夕卡岩有的产于内接触带闪长岩中，有的则分布于外接触带，和铁（铜）矿体紧密伴生，呈透镜状、似层状和脉状产出。碱质交代岩主要产于内接触带闪长岩中，呈面型或网脉状分布，其范围大小不等，窄者数米，宽者可达200-300m。组成矿物主要为钠长石，含少量透辉石。有的矿段（如尖山）还发育条纹长石或反条纹长石。热液蚀变岩石主要表现为含铁金云母化、绿帘石化、阳起石化、碳酸盐化、绿泥石化和

12、高岭土化等。它们往往叠加于夕卡岩、碱质交代岩和其他围岩之上，在空间上与矿体紧密伴生，但其范围比碱质交代岩小。表2 围岩蚀变分带接触岩石石英闪长岩与大理岩接触黑云母透辉石闪长岩与大理岩接触内变质带 轻微变质闪长岩、有时显钠长石化 细粒钠长石化闪长岩 柱石化、钠长石化闪长岩 轻微变质钾（钠）长石化黑云母透辉石闪长岩 网脉状石榴子石-柱石化黑云母透辉石闪长岩 石榴子石-柱石-钾（钠）长石矽卡岩 外变质带 透辉石矽卡岩 透辉石硅化大理岩 大理岩或白云质大理岩 含金云母透辉石次透辉石矽卡岩 大理岩 3、矿石物质成份3.1 矿物成份矿石矿物以磁铁矿为主，次为赤铁矿。在氧化带主要为假象赤铁矿、赤铁矿、含铜褐

13、铁矿、孔雀石、赤铜矿和黑铜矿等。在原生带主要为磁铁矿、黄铜矿和黄铁矿，次为赤铁矿、菱铁矿、白铁矿、斑铜矿和磁黄铁矿等。根据矿物组成和化学成分将矿石划分为6种工业类型：高铜低硫氧化矿石、高铜高硫氧化矿石、低铜高硫氧化矿石、高铜磁铁矿石、低铜磁铁矿石和含铜贫铁矿石。脉石矿物主要有含铁金云母、透辉石、方解石、铁白云石、石英等，少量阳起石、绿泥石、萤石。3.2化学成份矿石的化学成分特点是富铁高硫，铁矿石平均品位（TFe）53.8%，铜0.57%，硫2.68%，钴0.024%，伴生金0.3-0.7g/t。可回收利用的有益伴生组分有Co、Au、Ag及Mn、V、Ti、Cr等。有害杂质除S外，As、P、Zn等

14、含量较低。4、矿石结构构造铁矿石以他形粒状结构为主，次为交代残余骸晶结构。磁铁矿交代夕卡岩和大理岩，菱铁矿和金属硫化物交代磁铁矿的现象十分普遍，形成许多交代结构。矿石构造以块状、花斑状为主，次有浸染状、条带状、角砾状和网脉状，局部有多孔状。5、矿物气液包裹体 (l)主矿体和主要矿石类型中, 矿浆期原生结晶质熔融包裹体形成温度6 80一800,气液包裹体温度也比较高,一般在620一720,超过了一般高温热液矿床或典型矽卡岩矿床的形成温度。晚期次生液相包裹体温度280一440。(2)矿体中流体包裹体与岩浆岩及近矿大理岩中流体包裹体中有一组十分相近的均一温度( 600一700左右)。反映了形成这些包

15、裹体的热流体有成因联系或有近似的温压条件。(3)矿石、近矿围岩和岩浆岩中一组较晚期次生包裹体温度与晚期磁铁矿脉中原生包裹体温度十分相近(320一480)。(4)与成矿作用有成因联系的第一期中细粒闪长岩的形成温度高,1140；第二期黑云母一透辉石一闪长岩温度略低，为1060。第四期斑状含石英闪长岩为1080。根据上述测温结果, 本矿床各主要矿化阶段形成温度可以归纳如下:(l)矿浆期磁铁矿形成温度为620一720；(2)砂卡岩期早阶段磁铁矿成矿温度为545一560。矽卡岩期晚阶段磁铁矿成矿温度320一420。6、同位素组成硫同位素：铁门坎至狮子山矿体中的黄铁矿34S值大多在+1.9+3.3之间。尖

16、山矿体略低，为0.3+1.4。氧同位素：大冶群大理岩18O值为23.23和23.31（两个样品）。中细粒含石英闪长岩中副矿物磁铁矿的18O为3.59和3.95。矿体中磁铁矿的18O值在3.48.8之间。铷、锶同位素：据前人资料，铁山岩体、鄂城岩体的岩浆岩和铜录山、金山店两矿体中金云母所测定的Rb、Sr同位素等时线截距表明初始Sr87/Sr86为0.7000与上地幔岩相近。 三、矿床成因类型大冶铁山铁矿床按矿床成因主要有接触交代矽卡岩型、矿浆注入成矿型、热液改造成矿型和火山成矿四种。（一）接触交代矽卡岩型。认为矿床主要形成在燕山期中酸性杂岩体与三盛系大冶群碳酸盐岩接触带上或其附近，为气化一热液交

17、代作用所形成。与矽卡岩有密切的生成联系。主要依据是；（1）矿体产在中酸性侵入体与中、下三叠统碳酸盐岩接触带上或其附近，接触带构造控矿明显；（2）矿床具有典型的矽卡岩矿物组合，矿床规模与矽卡岩化发育强度和程度度呈正比；（3）矿石中可见到明显的交代成矿现象。（4）矿体与有关侵入休的同位素年龄基本一致，矿体与岩体中所含微量元素情况基本相同。（二）矿浆注入成矿型。认为矿质主要来自岩浆，而不是接触交代形成的，主要依据为：（1）矿体与围岩接触界线清楚，其矽卡岩不是很发育；（2）有磁铁矿胶结的角砾状矿石，反映是后期矿浆与围岩作用形成的；（3）有多孔状矿石；（4）蚀变矿物较弱。（5）爆裂法测温表明磁铁矿形成在

18、300一470,530一590两个高温区。（三）热液改造成矿型。该观点认为中、下三叠统中有同生沉积的菱铁矿层或其它富铁碳酸盐岩层,矿床的形成是由于上升的岩浆或火成岩体对上述地层强烈作用的结果。热液改造观点提出的主要依据有：（1）据现有矿床统计,82%以上的矿床集中于中、下三叠世地层中；（2）矿休主要呈层状、似层状, 产状与地层产状基本一致；（3）花斑状磁铁矿一菱铁矿矿石中, 菱铁矿的斑块被磁铁矿包围。在磁铁矿晶粒中广泛分布有菱铁矿及碳酸盐矿物残余,说明磁铁矿形成于菱铁矿之后；（4）在矿体的某些部位可见菱铁矿层与大理岩呈整齐的接触关系, 接触面没有熔蚀和蚀变现象, 说明菱铁矿是沉积形成的。（四）火山成矿型。该观点认为鄂东大冶式铁矿是由三叠海相火山的喷溢和沉积作用形成的。火山成矿观点的主要依据有：（1）岩浆岩体呈层状于三叠系中, 且与地层产状一致；（2）矿床呈层状、似层