矿床学课程设计 湖北大冶铁矿

湖北大冶铁山铁矿床论文

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指导老师：张群喜2摘要

本文根据湖北大冶铁山的区域地质概况、矿床地质特征、矿床成因分析研究了大冶铁山铁矿床控矿地质条件及成因。系统分析了大冶铁山铁矿的成因并总结了两条找矿标志。3铁矿区位于湖北省东南部的大冶市（图1）图1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.Ⅰ级断裂；7.推断Ⅰ级断裂；8.Ⅱ级断裂；Ⅳ1.铁山－黄金山逆冲滑覆构造带；Ⅳ2.殷祖－筠山逆冲滑覆构造带；Ⅳ3.大幕－枫林逆冲滑覆构造带4图2

鄂东南地区地质构造略图1.中侏罗统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56一、区域地质概况大冶铁矿区位于淮阳山字型构造前弧西侧与新华夏构造体系(以梁子湖北北东向断裂带和大磨山一鄂城隆起带为主体)的复合地带。大致与传统构造区划的下扬子褶皱带西部大冶复式向斜构造部位相当。矿床产出的具体部位在铁山侵入体南缘中段接触带上。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，均已变质成大理岩。本区经历了复杂的构造变动，不同方向、不同规模、不同时期的构造形迹普遍发育。尤其是褶皱变形和褶皱叠加作用明显，断裂具有多期活动性的特征。印支运动期形成的NWW向构造形迹奠定了本区基础格架(如铁山背斜及其次一级的背、向斜构造、墨色林一石马山断裂、棺材山南侧断裂、铁山接触带断裂复合带等)。燕山运动期以来的NNE向构造(如尖山背斜、麻雀恼背斜等)和接触热动力变质构造(如狮子山一象鼻山卷曲背斜等)迭置于早期构造之上，它们彼此复合交织，构成矿区一幅复杂而有规律的应变图象。1.第四系:大冶群:2.第七段具花斑状构造的大理岩;3.第六段大理岩夹少量白云质大理岩;4，第五段夹角岩大理岩，常具细齿状缝合线:5.第四段大理岩，含角岩石香肠断块;6.第三段石榴石一透辉石大理岩;7.第二段夹角岩。条带大理岩:8.背斜轴线;9.正常和倒转地层产状。lo.T:d6角砾状大理岩;11.Tmd白云质大理岩;12.中细粒含石英闪长岩;13.黑云母透辉石闪长岩:14.正长闪长岩;15.斑状含石英闪长岩;16.闪长汾岩;17.煌斑岩脉;18.钠长岩脉:19.花岗斑岩脉:20.矽卡岩;21.矿体和隐伏矿体:22.(山字型)北西及北西西向压扭性断裂:23.(新华夏)北北东向压扭性断裂;24.大理岩化时愈合的近南北向断层;25.推测断层7一、区域地质概况

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、正长闪长岩和斑状含石英闪长岩。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。鄂东南地区岩浆活动在燕山期达到顶峰，既有岩浆侵入，又有火山喷发，并显示多期次活动的特点。岩体多为复式岩体，岩体出露面积相差很大，多呈椭圆形、圆形、纺锤状、长条状、不规则状。鄂东南矿集区内的六大侵入体为由北向南为鄂城侵入体、铁山侵入体、金山店侵入体、灵乡侵入体、阳新侵入体、殷祖侵入体(图4)。其主要特征见表1.【3】8一、区域地质概况本区的火山岩在金牛盆地最为发育，火山活动的特点为喷发间歇期短而多，脉动性强并伴有多层碎屑岩沉积，自下而上分别为马架山组、灵乡组、大寺组和太和组[56〕。马架山组以大量的流纹质火山碎屑岩为主，含少量珍珠岩和流纹岩;灵乡组以碎屑沉积岩为主，上部含少量的玄武岩和玄武质安山岩;大寺组广泛分布于金牛盆地内，面积约180km2，下部为安山岩、珍珠岩和玄武岩，上部为流纹岩、珍珠岩和流纹质凝灰岩。太和组以碎屑砂岩沉积为主，火山熔岩较少。金牛盆地火山岩具有流纹岩一中基性岩一流纹岩和玄武岩的演化特征。910二、a矿床地质特征 鄂东南地区成矿地质条件优越，矿产资源富集，种类多样，储量巨大。 黑色金属矿产以铁矿为主，以程潮铁矿、大冶铁矿、灵乡铁矿、金山店铁矿为代表，其次为金、银、钨、钥、锑等矿产;有色金属矿产以铜矿为主，以大冶铜绿山铜矿、铜山口铜矿、阳新封山洞铜矿为代表;贵金属矿产主要为金矿，以阳新鸡笼山金矿为代表;稀有、稀土金属和分散元素矿产有黄石狮子山银矿;非金属矿产有硒、磅、硫、磷、石膏、萤石、硅灰石等;能源矿产主要为黄石煤田;地热资源有著名的咸宁温泉地热田。按成因划分，鄂东南地区的矿床主要有： 气水热液型矿床:含矿侵入体为富碱高钾的中酸性岩，以闪长岩、石英闪长岩、石英正长闪长岩、花岗岩为主，多为复式岩体，以气液充填交代成矿方式为主，在规模较大的侵入体与碳酸盐岩的接触带上形成矽卡岩型矿床，如鄂州程潮铁矿床，大冶铁山铁矿床，大冶灵乡铁矿床。 斑岩型、斑岩一矽卡岩复合型矿床:矿化带主要受NWW、NNE和近EW向深断裂控制，含矿岩体受断裂及褶皱构造的联合控制，含矿侵入体为花岗闪长(斑)岩、石英闪长岩、石英正长闪长岩。在这些浅成小侵入体与硅铝质围岩或碳酸盐岩的接触带上，形成斑岩型或斑岩一矽卡岩型复合型矿床，如大冶铜山口铜矿床。 沉积一热液改造型矿床:以黄梅铁矿为代表，矿床主要形成一于燕山期之前，赋矿地层主要为石炭系，矿石成分以菱铁矿、褐铁矿为主。矿体受后期断裂破坏和热液改造。【3】 下图为该地区地质矿体图。【2】围岩蚀变：主要有矽卡岩化、金云母化、钠长石化、方柱石化、绿帘石化及碳酸盐化等。矿石成分：主要的金属矿物有磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、黄铜矿，镍黄铁矿，磁黄铁矿及黄铁矿等，矿石中Co+Ni>0.2％，Cu=0.84％，TFe=57.94％，同时含磷、硫低，为自熔型矿石，Co与Cu可综合利用；主要脉石矿物有：透辉石、石榴石、透闪石、金云母等。11b、矿体受后期断裂破坏和热液改造。【3】

地区地质矿体图。【2】

图5铁门坎、龙洞、狮子山等地段矿体形态示意图a一铁门坎区段矿体平剖面示意图:b一龙洞“线地质剖面示意图;c一狮子山30一1线地质剖面示意图;1.大冶群第六段大理岩;2.大冶群第五段大理岩:3.大冶群第四段大理岩;4.含石英闪长岩;5.黑云母透辉石闪长岩，6.矿体;7.地层界线;8.不同岩浆岩界线;9.断层12c、围岩蚀变常具有一定的分带性(见表4-1)类型分带石英闪长岩、大理岩矿化强度内蚀变带1．弱钠长石化闪长岩带无2．细粒钠长石化闪长岩带无3．方柱石化，钠长石化闪长岩弱外蚀变带4．透辉石、石榴石矽卡岩带工业矿体5．透辉石、硅化大理岩带弱6．大理岩带无13d、矿体受后期断裂破坏和热液改造。【3】

地区地质矿体图。【2】

图5铁门坎、龙洞、狮子山等地段矿体形态示意图a一铁门坎区段矿体平剖面示意图:b一龙洞“线地质剖面示意图;c一狮子山30一1线地质剖面示意图;1.大冶群第六段大理岩;2.大冶群第五段大理岩:3.大冶群第四段大理岩;4.含石英闪长岩;5.黑云母透辉石闪长岩，6.矿体;7.地层界线;8.不同岩浆岩界线;9.断层1415三、矿床成因分析

接触交代型或矽卡岩型铁矿在我国有重要意义。这是因为此类矿床(])富矿多。据统计该类铁矿虽仅占全国铁矿总储量的第五位。而富矿却占第一位。(2)分布广泛且常成群出现。(3)有钻、铜、钥等大量可供综合利用的元素。 在众多矽卡岩型铁矿中，湖北大冶式铁矿是最著名的，它吸引了许多地质工作者进行了大量的研究工作。随着矿床研究的深入，近些年有关大冶式铁矿出现了更多的成因观点。对这些观点进一步展开讨论，对丰富矿床学理论，更多地寻找富铁矿床都是有益的。有关鄂东大冶式铁矿的成因主要有以下四种：16三、矿床成因分析第一种：接触交代(矽卡岩)。较长时间以来，许多地质工作者持此观点，并把铁山矿床写在教科书_匕作为矽卡岩矿床的典型实例之一。该观点认为，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，为气化一热液交代作用所形成。与矽卡兴有密切的生成联系。此观点提出的主要依据是:(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广度呈正比。(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。接触交代成因观点虽然有较多的地质依据和理论依据。但随着矿床地质研究的深入，有不少地质现象是该观点所不能解释的。例如(1)矿体规模并不完全决定于矽卡岩发育程度，即有些情况下有矽卡岩没有矿或有矿没有矽卡岩。(2)矿床不仅与地层岩性有关，而且受一定层位控布{。据统计鄂东98%以上的铁矿储量赋存于中、下三叠统中的矽卡岩矿床中。该区从寒武系至二益系碳酸盐岩广泛发育，但当它们与燕山期中酸性侵入体接触时很少成矿。17三、矿床成因分析第二种：矿浆。该观点认为大冶铁山铁矿主要是由来自上地慢的，富含挥发分的矿浆贯入而成。矿浆观点的主要依据是:(1)主矿体与围岩的界线清楚而截然，无浸染状矿石带。接触面常呈梯坎状，为矿浆追踪几组裂阶和层而贯入而成。有的矿体呈脉状穿插于闪长岩体中。大理岩中的矿沐，!到岩蚀变很弱。(2)有多孔状矿石。(3)有以磁铁矿为胶结物的角砾状矿石。角砾主要为闪长岩，呈板条状或棱角状。板条状角砾有时排列规则、有时素乱，有密有稀，可见矿浆流动现象。(4)爆裂法测温表明磁铁矿形成在300一470℃，530一590℃两个高温区。18三、矿床成因分析第三种：热液改造。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)据现有矿床坑计，82%以上的矿床集中于中、下三叠世地层中。(2)矿休主要呈石中，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，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。19三、矿床成因分析第四种：火山成矿。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: