铁山矿床学实习报告Word下载.docx

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第五章成因分析10

第一章区域地质概况

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—嘉鱼断裂与宝康—武汉前陆褶冲带及宜昌—武汉过渡褶皱带分割；

难以坑口—排市断裂为界，构成一个三角形构造—岩浆岩区（图1-1）。

第二章矿区地质概况

2.1矿区地层概况

本区位于长江中下游铁铜成矿带的西端。

区内出露了古生代到中、新生代地层。

在各矿区附近分布的主要地层为下三叠统大冶群灰岩，其中夹有硬石膏层、盐溶角砾岩层;

中上三

叠统蒲沂群主要为一套陆相砂页岩层，灵乡群火山岩及沉积碎屑岩以及白至纪火山岩。

2.2矿区岩浆岩概况

铁山岩体东西长24km，南北宽5km，面积120km2，出露形状呈纺锤形。

铁山岩体是燕山期多次岩浆活动形成的复式岩体。

已查明有四次侵入岩，由老至新依次为中细粒含石英闪长岩、中粒黑云母透辉石闪长岩、正长闪长岩和斑状含石英闪长岩。

各次岩浆岩特征见表1-1,。

用钾氩法测定同位素年龄值为138Ma（斑状含石英闪长岩）和150Ma（黑云母透辉石闪长岩）。

岩浆岩的岩石化学特征：

①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；

②K2O+Na2O含量高于中国和世界同类岩石，为富碱的岩石类型；

③中细粒石英闪长岩、正长岩和斑状含石英闪长岩中的Fe3O、FeO、MgO、CaO含量低于中国和世界同类岩石。

岩石名称

矿物成分

岩石结构

分布及矿体的接触面积比（%）

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

中细粒全晶质半自形粒状或柱粒状结构

东起尖山、西到铁门坎成一宽200m—400m的NWW向岩带直接与大理岩接触

73.86

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

半自形到他形不等粒状结构或柱粒状结构

呈近EW向长条状分布，有分支插入中细粒含石英闪长岩与大理岩中

26.13

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

中粒半自形粒状结构

主要分布在上述两种两种岩石以北，是铁山岩体的主体

<

0.01

斑状含石英闪长岩

斜长石71.8%，斜长石13.0%，石英7.6%，角闪石5.7%

副矿物有榍石、磁铁矿、锆石、磷灰石

中粒似斑状结构

主要分布于矿区尖山以东与矿体无直接接触关系

2.1矿区构造概况

区内的构造变形主要由印支—燕山期构造运动形成。

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层，上覆以滑片；

燕山期形成北北东向的隆坳带，叠加褶皱、断裂，并辅以箕式盆地。

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3个梯型块体，形成铁山—黄金山、殷祖—筠山、大幕—枫林3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（图1-1，图1-2），侵入岩出露面积达612km2，伴生铜、铁、金等多金属矿床。

图2-1鄂东南地区地质构造略图

1.不整合界线；

2.地质界线；

3.短轴背斜；

4.坳陷边界；

5.断裂；

6.推测地质边界；

Pt.元古界；

Z.古生代；

T3.上三叠统；

J1.下侏罗统；

J2.中侏罗统；

δ25闪长岩（燕山早期）

第三章矿床地质特征

大冶铁山铁（铜）矿床由6大矿体组成，自西向东依次为铁门坎、龙洞、尖林山、象鼻山、狮子山和尖山矿体，总长4300m,其中尖林山矿体为盲矿体（图3-1）。

3.1矿体特征

矿体总体呈近似层状，产于正接触带中，走向NWW向。

其形态在不同地段差异较大，可呈脉状、透镜状、囊状等。

沿走向长度在360~872m之间，最大斜深550m,最小20m，一般100~400m。

最大厚度180m,最小厚度10m，一般30~80m（图3-2、图3-3）。

图3-1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裂；

6.第三段石榴石-透辉石大理岩；

7.第二段夹角岩带大理岩；

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.煌斑岩体；

13.钠长岩脉；

14.矽卡岩；

15.矿体；

16.压性断裂

3.2

矿石组成

本矿床产铁为主，铜为辅，伴生多种有益组分，有害物质含量较低。

铁品位最高可达70%，最低20%，一般50%—60%，平均53%。

铜品位最高12%，最低0.1%，一般0.2%-1%，平均0.58%。

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等含量较低。

铜矿化在大部分地段与铁矿体一致，但在铁矿体靠近大理岩一侧或在其深部歼灭部位较富集，而在闪长岩接触带附近较贫，局部地段铜矿化浸染于矿体两侧围岩中。

3.3矿石结构构造

图3-2象鼻山矿体勘探线剖面图

1.残坡积层；

2.第六段大理岩；

3.第六段白云质大理岩；

4.第五段大理岩；

5.第四段含角岩石香肠断块大理岩；

6.闪长岩（局部矽卡岩化）；

7.铁矿体；

8.矽卡岩；

9.煌斑岩

矿石中矿物成分复杂，仅原生矿物已达40余种。

矿石构造有块状、孔洞—晶簇状、角砾状、花斑状、条带状、浸染状等。

矿石结构以细粒他形结构、交代残余结构、网状结构为主，其次有骸晶结构、假象结构、乳滴状结构、自形晶粒结构等。

3.4矿石类型

3.4.1脉石矿物

TS-1闪长岩：

灰黑色，带深绿斑点的灰色或浅绿色，中细粒半自形粒状结构，块状构造。

主要由斜长石（10%）和一种或几种暗色矿物（90%）组成，暗色矿物以角闪石为主，有辉石和黑云母

TS-1闪长岩

TS-2大冶灰岩：

灰黑色，碎屑结构多由颗粒、泥晶基质和亮晶胶结物构成，白色与灰色互层，块状构造。

主要成分为方解

石

TS-2大冶灰岩

TS-3大理岩：

灰白色，细粒结构，块状构造。

主要由方解石和白云石组成

TS-3大理岩

TS-4白云岩：

主要由白云石组成，少量石英、长石、方解石和粘土矿物。

性脆，硬度小，用铁器易划出擦痕。

TS-5条带状透辉石—石榴石大理岩：

绿色，细粒结构，条带状构造。

组成主要为：

透辉石45%，石榴石35%，方解石。

TS-5条带状透辉石—石榴石大理岩

TS-6金云母—透辉石大理岩：

黑绿色，整体为块状构造，金云母为棕色，似金属光泽，呈片状集合体，主要分布于矿石上部，含量约25%；

透辉石，为绿色，致密块状，含量约75%。

TS-6金云母—透辉石大理岩

TS-7石榴石辉石矽卡岩：

灰棕色，颜色不均匀，矿石中部为绿色，两端以棕褐色为主，块状构造。

石榴石为棕红色，局部见晶形较好的粒状集合体，含量约50%；

透辉石为绿色，含量约40%；

局部可见方解石与少量黄铜矿，含量约10%。

TS-7石榴石辉石矽卡岩

2.4.2矿石矿物

TS-8菱铁矿矿石：

灰黑色-褐红色，交代残余结构，斑状构造。

主要矿物为菱铁矿（30%），黄铁矿（5%），含海绿石（30%）。

TS-9黄铜矿-磁铁矿矿石：

黑色夹浅黄色，细粒他形结构，块状构造。

主要矿物为黄铜矿（30%）、磁铁矿（50%）。

TS-9黄铜矿-磁铁矿矿石

TS-10铁帽：

褐红色，细粒结构，块状构造。

后期腐蚀形成较多裂隙和空洞。

主要矿

物为褐铁矿

TS-10铁帽

2.5成矿期与成矿阶段

第一成矿期包括磁铁矿阶段，赤铁矿—菱铁矿阶段和硫化物阶段。

第二成矿期可划分为矽卡岩阶段、磁铁矿阶段、石英—硫化物阶段和碳酸盐阶段。

主矿体在第一成矿期形成。

第四章成矿条件和成因分析

4.1成矿条件

4.1.1岩浆条件

沿含矿接触带分布有中细粒含石英闪长岩、黑云母透辉石闪长岩、正长闪长岩等三种岩浆岩。

其在地下深部分布的情况是：

中细粒含石英闪长岩主要分布在200米—400米标高以上；

黑云母透辉石闪长岩多出现于200米—400米标高以下，而在龙洞、铁门坎、尖山东端等地段则在地表已经出露；

正长闪长岩则仅于铁门坎地段400米标高以下见到。

铁山矿区主要存在两期磁铁矿化。

第一期是以矿浆贯入成矿方式形成的，是铁山矿床的主要矿化产物，其分布范围完全受早期的中细粒含石英闪长岩的控制。

第二期是以热液交代充填方式形成的，其空间分布范围基本上是受本区较晚侵位的黑云母透辉石闪长岩侵位较高的部位，如尖山、龙洞等地段。

以上说明两种不同的岩浆岩明显地控制了不同其次的磁铁矿化。

4.1.2围岩条件

主要有矽卡岩化、钠化、钾化、碳酸盐化、绿泥石化和蒙脱石化等。

前三种蚀变与矿化关系密切，且在黑云母透辉石分布地段发育较强烈，围岩蚀变呈分带性（表2-1）。

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

内接触带

1轻微变质闪长岩、有时现钠长石化

2细粒钠长石化闪长岩

3柱石化、钠长石化闪长岩

1轻微变质钾（钠）长石化黑云母辉石闪长岩

2网脉状石榴子石一柱石化黑云母辉石闪长岩

3石榴子石一柱石一钾（钠）长石矽卡岩

外接触带

1透辉石（次透辉石）矽卡岩

2透辉石化硅化大理岩

3大理岩或白云质大理岩

1含金云母透辉石（次透辉石）矽卡岩

2大理岩

4.1.3构造条件

铁山矿区构造对矿体的分布，矿体的规模、形态、产状及其变化以至不同矿石类型的空间分布都有非常重要的控制住用。

而且控制铁山矿床形成的构造因素是多方面的，是一些不同形式的构造对矿床起综合控制住用，但是不同时期的构造叠加的结果，当然在矿区不同地段某些构造形式或某一时期的构造可能起主导作用。

第五章成因分析

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。

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。

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。

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:

（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、似层状直接盖在三叠系之上，且碳酸盐岩地层无明显交代蚀变。