江苏凹山玢岩型铁矿床实习报告.docx

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江苏凹山玢岩型铁矿床实习报告

矿床学实习报告

矿床类型：

火山成因矿床

典型矿床：

江苏凹山玢岩型铁矿床

班级：

020151

姓名：

崔勇辉

实习日期：

2017.11.5

一、矿床地质背景简介

1、大地构造位置

凹山玢岩型铁矿床产于淮阳“山”字型构造与新华夏构造复合处的中生代陆相断陷盆地（宁芜盆地）中。

矿床属于宁芜矿集区一部分，宁芜矿集区位置如图1。

图

1长江中下游成矿带主要矿集区和矿床分布略图（据毛景文等，2012）

2、区域主要地层、岩浆岩、构造

（1）地层

矿集区内基底地层主要有三叠纪上青龙组（T1s）海相碳酸盐建造、周冲村组（T2z）白云质灰岩和膏岩层、黄马青组（T2h）砂页岩，侏罗纪象山群（J1-2x）陆相碎屑岩建造、西横山组（J3x）类磨拉石建造；白垩纪早期火山岩-次火山岩在宁芜盆地广泛发育，此后浦口组（K2p）砂岩、砾岩，赤山组（K2c）细砂岩、粉砂岩以及第三纪砂砾岩覆盖于火山岩之上。

盆地中火山岩划分为四个火山喷发喷溢旋回从早到晚依次为龙王山组、大王山组、姑山组和娘娘山组，各火山岩旋回以爆发相开始，此后溢流相增多，最后以火山沉积相结束。

区内出露地层主要是上侏罗—白垩系大王山组玄武粗安质火山岩，包括熔岩、层凝灰岩和层凝灰角砾岩，总厚400m。

岩层倾斜平缓，裂隙发育，蚀变强烈。

（2）岩浆岩

宁芜火山岩盆在白垩纪发育有四组火山岩喷发喷溢旋回分别为龙王山、大王山、姑山和娘娘山组（旋回）。

侵入岩可划分为两大类，一类为辉石闪长岩-辉石闪长玢岩，与铁矿床的形成密切相关；另一类为花岗岩，形成于铁矿床之后，与娘娘山组火山岩时代接近。

含矿岩体是辉长闪长玢岩，产于大王山组中，出露面积7.5km2。

形状呈不规则多边形（图2）。

新鲜辉石闪长玢岩为暗灰色，斑状结构。

斑晶是拉长石和中长石（含量30—40%），透辉石（5—10%）。

基质为细粒斜长石、辉石。

副矿物有磷灰石、磁铁矿、榍石和锆英石等。

磁铁矿呈微粒均匀浸染分布在基质中，含量一般在3—5%，致使岩石呈灰黑色。

岩体蚀变强烈，大部分已钠长石化、阳起石化、绿帘石化。

蚀变辉长闪长玢岩中铁质，大部分被带出，岩石变成灰白色。

据岩石全岩分析，辉长闪长玢岩和大王山组粗安岩的化学成分相似，V、Ti、P含量较高。

（3）构造

宁芜盆地中生代构造活动发育，是一个典型的发育良好的继承式火山盆地，从拗陷型-断陷型-火山盆地演化形成，其构造活动在印支一幕运动（金子运动）中，表现为升降运动的特征，由上青龙组海相碳酸盐建造和泻湖相石膏-白云岩建造转变为黄马青组海陆交互相和陆相砂页岩建造；在印支二幕运动（南象运动）中，表现为褶皱运动的性质，盆地内象山群和黄马青组之间出现假整合关系；在燕山一幕运动中，运动强度不大，表现为西横山组和黄马青组的假整合接触，形成微弱的东西向褶皱；在燕山二幕运动中，控制龙王山组火山岩喷发沉积的断裂形成，部分早先存在的断裂继续活动，本期表现出较强烈的断裂活动；在燕山三幕运动中，即大王山组火山活动之后，构造活动较微弱，发育了与铁矿床形成关系密切的辉石闪长玢岩；在燕山四幕运动中，部分断裂继续活动控制了浦口组沉积岩的形成；燕山五幕运动强度不大，对宁芜盆地的影响较小；在喜马拉雅运动，某些断裂复活并形成了一些岩浆岩的侵入或喷发活动。

宁芜研究项目编写小组（1978）将宁芜盆地中的构造运动分为了三个构造层：

下构造层由前火山岩系的地层组成，构成了盆地的“基底”，在燕山早期的运动中形成了宽缓向斜、脊状背斜、短轴背斜等；中构造层由火山岩系组成，具有特征的火山构造；上构造层由火山岩系之后的地层组成。

①断裂裂隙构造：

主要有NNW、NEE、NNE几组。

属于区域NNE向深断裂的次级构造，曾多次活动。

凹山岩瘤产出在断裂交叉部位。

岩体形成之后，断裂又多次活动，在岩瘤上形成复杂的断裂系统。

②边缘冷缩裂隙：

产在闪长玢岩边部，主要由密集的层节理及斜节理组成。

成群出现，大致平行。

③顶部塌陷角砾岩体。

④隐蔽爆发角砾岩体：

在塌陷角砾岩之下，为一不规则的囊状体。

角砾主要是蚀变的辉长闪长玢岩，多呈棱角状，大小不等，无分选性，彼此间有明显的位移。

胶结物为磁铁矿、磷灰石、阳起石。

与塌陷角砾岩呈过渡和重叠关系[1]。

二、矿床地质特征

1、矿床地质概况

凹山铁矿床位于安徽省马鞍山市雨山区向山镇，处于宁芜矿集区中部（图2），为一大型磁铁矿床。

矿区面积2.25平方千米，铁矿石总储量达2.08亿吨，铁矿体主要呈囊状赋存于凹山闪长玢岩岩体隆起部位与大王山组火山岩接触带附近的闪长玢岩岩体之中，主要受受岩体冷凝收缩时的原生节理中的层节理和“隐爆角砾图2凹山铁矿床地质图（据宁芜研究项目编写小组，1978）

岩筒”控制[1]。

（1）矿区地层

矿区内除生产采场及少数地段外，均被第四系残积层和人工堆积物所覆盖，主要地层有第四纪沉积岩，白垩纪大王山组（K1d）、龙王山组（K1l）火山岩，侏罗纪象山群（J1-2x）。

（2）侵入岩

矿区内发育的侵入岩主要为辉石闪长玢岩和花岗闪长斑岩，前者是矿床的赋矿围岩，后者在成矿之后破坏矿体发育。

辉石闪长玢岩地表出露于矿区的中部和东部（图3）。

岩石呈灰-灰绿色略带浅肉红色，风化后灰白-黄褐色，斑状结构构造。

矿物成分以斜长石为主，次为角闪石、辉石，此外，还有微量的黑云母、磁铁矿、磷灰石和榍石等。

斑晶含量30-40％多为板状、柱状斜长石，自形-半自形发育，粒径大小为0.3-4mm。

基质呈微粒状结构，微粒变晶结构和显微粒状结构，主要由斜长石及暗色矿物微晶组成，粒度为0.05-0.1mm。

由于靠近矿体岩石多发育钠长石化、阳起石化、绿帘石和绿泥石化，部分发育绢云母化、高岭土化、磁铁矿化，深部见碳酸盐化及石膏化。

花岗闪长斑岩在矿区呈岩株状产出，地表未见出露。

岩石呈肉红色，斑状结构。

斑晶含量50%左右，主要为斜长石、石英、角闪石、黑云母，基质为碱性长石、石英（图3-2b）。

斜长石含量45%，粒径大小不一，大者3mm小者0.5mm左右，聚片双晶及环带现象明显，后期多发生钾长石化；石英斑晶多发生熔蚀边现象；角闪石、黑云母含量较少。

基质多为石英、碱性长石，矿物粒径较均一，为0.05mm左右。

后期多发生绿泥石化等。

局部发育黄铁矿化。

图3凹山铁矿区内侵入岩（据段超，2012）

（3）围岩蚀变

蚀变的分带性，是玢岩型铁矿床的典型特征之一。

凹山铁矿矿区发育有强烈的围岩蚀变。

沿垂直方向，围岩蚀变自上而下大致可分三带，蚀变具有叠加的特征（表1）：

上部浅色蚀变带：

蚀变带主要分布于大王山组火山岩和闪长玢岩岩体上部，蚀变矿物组合主要为高岭石、绢云母、石英、少量叶蜡石、明矾石；

中部深色蚀变带：

蚀变带主要位于岩体上部到接触带附近火山岩中。

主要为铁、镁、钙蚀变，是早期蚀变产物经不同程度地的中期类青磐岩化叠加和改造形成。

部分受晚期蚀变作用叠加而变的更为复杂。

蚀变矿物组合主要为钠长石、阳起石、磁铁矿、磷灰石，其次为绿泥石、绿帘石、石英及少量高岭土、绢云母、碳酸盐。

磁铁矿工业矿体主要产于此深色蚀变带之中；

下部浅色蚀变：

蚀变带主要为早期蚀变产物，未经中、晚期蚀变叠加改造。

蚀变矿物绝大部分为钠长石，其次为少量绿泥石、黄铁矿、碳酸盐、石英。

与铁矿化关系密切的是阳起石化、绿泥石化和绿帘石化。

阳起石化在铁矿体附近的岩石中发育广泛；在铁矿体中，阳起石伴随磁铁矿充填和交代围岩；绿泥石化主要发育在铁矿体中岩石角砾内，在铁矿化发育较弱的矿体下部绿泥石化显著减弱，岩石新鲜，后期发育的高岭土化叠加在此蚀变之上；绿帘石化多发育在铁矿体下部及矿体下部围岩中。

表1凹山铁矿床矿化蚀变分带（宁芜研究项目编写小组，1978）

（4）实习观察手标本特征（蚀变围岩）

编号：

WS-1

名称：

蚀变闪长玢岩（图4）

描述：

岩石整体为灰绿色，块状构造，斑状结构，斑晶为角闪石，基质为白色长石。

但是原岩发生了蚀变，蚀变矿物有白色高岭土、绿色的绿帘石、绿色带有油脂光泽的绿泥石以及片状绢云母。

绿帘石为粒状，沿着裂隙面分布，新鲜面上很少。

绿泥石较少，被切割产生油腻反光面区别于绿帘石。

推测该岩石为含矿岩体闪长玢岩，且发生在围岩矿化的第一阶段，即浅色钠长石化、少量绿帘石化、这期矿化蚀变

可能与岩浆结晶晚期的富含碱质的残浆活动有关。

（图4蚀变闪长玢岩）（图5阳起石岩）

编号：

WS-2

名称：

阳起石岩（图5）

描述：

岩石整体为灰绿色，块状构造，中细粒变晶结构，表面纤维状反光较为强烈。

大部分为阳起石组成。

阳起石为纤维状集合体，绿色，见丝绢光泽。

该岩石为矿体围岩矿化蚀变的第二个阶段，深色阳起石化。

2、矿体特征（形态、规模、分布等）

铁矿体主要赋存凹山闪长玢岩岩体隆起部位与大王山组火山岩接触带附近的闪长玢岩岩体之中，矿区面积2.25平方千米，铁矿石总储量达2.08亿吨。

矿体产状主要受岩体原生层节理和原生层带状冷凝收缩裂隙带控制，矿化初期的形态、产状均与岩体顶面形态相似，大致呈平行岩体顶面产出，之后其形态、产状则受“隐爆角砾岩筒”和“垮塌角砾岩”影响而发生变化，而形成目前的囊状近似球状（球缺）矿体特征。

在NW侧大王山组火山岩厚度较大的地段，矿体变薄倾向NW，不规则分支尖灭，并出现若干零星小矿体；矿体走向NE45°，NW侧倾向NW，倾角平均65°，部分地段包含较多夹石，或被断层错断，或被后期花岗闪长斑岩穿切[1]。

走向长度1050-1200米，沿倾向延伸550-720米，赋存标高175米到-313米（图6）。

图6凹山铁矿床剖面图（宁芜项目研究小组，1978）

3、矿石特征

（1）实习观察手标本描述（矿石）

编号：

WS-3

名称：

块状磁铁矿矿石（图7）

描述：

岩石整体为黑色，夹灰绿色蚀变带。

蚀变带产生在矿石形成后期，为阳起石-钾长石化，推断这是第二阶段蚀变形成的，因为它叠加在早期的蚀变基础上。

磁铁矿为粒状，大小在1mm左右，含量在85%左右，估计矿石品位在50%（磁铁矿占比，以下相同）左右。

图7块状磁铁矿矿石

编号：

WS-4

名称：

阳起石-磁铁矿矿石（图8）

描述：

岩石整体为黑色，夹绿色。

块状构造，其中见放射状阳起石分布，纤维状，丝绢光泽，阳起石含量45%。

磁铁矿为黑色粒状，含量在55%左右。

估计矿石品位在50%左右。

该岩石也为第二阶段的蚀变，深色阳起石-磁铁矿化。

图8阳起石-磁铁矿矿石

编号：

WS-5

名称：

磷灰石-阳起石-磁铁矿矿石（图9）

描述：

岩石整体为黑色，夹绿色。

含矿部分为浸染状构造，不含矿或含矿少的部分为块状构造。

该岩石的含矿部分推测为脉，不含矿部分推测为围岩，其界线明显。

矿化为第二阶段磷灰石-磁铁矿化。

图9磷灰石-阳起石-磁铁矿矿石

编号：

WS-6

名称：

浸染状磁铁矿矿石（图10）

描述：

矿石为黑色，夹绿色。

中细粒结构，浸染状构造。

整体由磁铁矿、蚀变绢云母或者阳起石集合体组成。

磁铁矿含量在50%左右，阳起石含量在45%左右。

估计矿石品位在50%左右。

为第二阶段蚀变产物。

图10浸染状磁铁矿矿石

编号：

LH-1

名称：

硬石膏-磁铁矿矿石（图11）

描述：

矿石整体为黑色，浸染状构造，中细粒结构。

主要由磁铁矿、硬石膏组成。

硬石膏为白色，浅红色。

硬度在4左右。

见三组节理，互相垂直。

磁铁矿为粒状，也见少量的黄铁矿，黄白色，粒状。

磁铁矿含量80%左右。

估计矿石品位70%。

该矿石为第三阶段蚀变产物，即硬石膏化、黄铁矿化等。

图11硬石膏-磁铁矿矿石

另见：

编号为WS-7的氧化型矿石，为后期的褐铁矿化形成。

（2）矿石结构构造

①矿石的结构

本区铁矿石的主要矿石矿物的结构为自形-半自形晶粒结构、半自形-他形晶粒结构，其次为交代假象结构、交代包含结构、交代残留结构等。

②矿石的构造

凹山矿床中矿石的构造主要有块状构造、角砾状构造、脉状构造、细脉网脉状构造、及浸染状构造。

其中，脉状构造和网脉状构造多见于矿体的上部，角砾状和块状构造多见于矿体的中部，浸染状构造多见于矿体的下部[2]。

三、成矿分析

1、物质来源、运移介质及沉淀场所

凹山铁矿床为一高温热液（交代充填）矿床，成矿流体来自岩浆热液，与赋矿围岩辉长闪长玢岩同源，同时，运移介质也是岩浆热液。

目前对玢岩型铁矿床物质来源及成因机制的研究较多，但观点并不统一一种观点认为玢岩铁矿的铁质主要来源于岩浆的分异，铁的氧化物从硅酸盐熔体中直接演化形成矿浆充填围岩成矿，或由岩浆分异、演化后期的富含铁质的高温气液交代充填围岩成矿;另一种观点认为铁质来源于已固结岩石，流体与岩石相互作用，在岩石广泛发育钠长石化的同时使流体富集被交代出的铁质，在有利部位沉淀成矿。

矿床形成源于岩浆演化后期通过液态不混溶作用而得到富集的富铁流体。

流体运移于辉石闪长玢岩上隆接触带，受岩体冷凝收缩时影响岩体产生了一系列的原生节理，使得流体减压沸腾，挥发份大量溢出，并由此引发了隐爆作用。

伴随着隐爆作用的发生，富铁流体物理化学条件发生改变，从而诱发了大规模铁质沉淀，并为矿床的就位提供了空间，矿体的发育受“隐爆角砾岩筒”控制。

2、运移通道及成矿动力

早期次火山岩的侵入开始，在岩体冷却过程中其顶部形成张性裂隙，裂隙的发育为深部流体向上运移和存储提供了有利条件的同时，也使得流体减压沸腾，挥发份大量溢出并发生隐爆作用，形成隐爆角砾岩筒，成矿热液交代充填围岩成矿。

凹山铁矿床受地球动力学背景控制，受区域岩石圈伸展和减薄作用的影响，处于区域拉张环境中，导致了岩石圈的伸展和减薄，在包括宁芜火山岩盆地在内的长江中下游地区出现了一系列的断陷盆地和强烈的火山作用。

3、有用矿物的形成和堆积成矿的原因及作用

凹山玢岩型铁矿床中四个成矿阶段的磁铁矿成分不尽相同，存在着一定的变化规律。

各成矿阶段中磁铁矿TiO2含量变化较小，平均含量集中于3.9-2.5%之间，具有岩浆成因磁铁矿的特征，后期MgO含量的增加表明磁铁矿的成因向热液型转变。

4、玢岩铁矿成因总结

宁芜研究项目编写小组（1978）通过对宁芜矿集区铁矿床地质特征及铁矿床地质特征、成矿流体特征的研究提出了著名的“玢岩铁矿”理论，并建立了理想成矿模式（图12），“玢岩铁矿”模式在长江中下游火山岩盆地成矿研究和找矿勘探的工作中具有普遍的适用性，尤其是新近庐枞矿集区泥河铁矿的发现使其具有了更重要的意义[1]。

图12玢岩型铁矿床理想模式图（据宁芜研究项目编写小组，1978）

四、参考文献

[1]段超.宁芜矿集区凹山玢岩型铁矿床成矿作用研究[D].中国地质大学（北京）,2012.

[2]矿床学实习指导书/孙华山，何谋春，杨振编著.—武汉：

中国地质大学出版社，2009.10