大冶鐵礦地質(zhì)及礦化特征研究

1、大冶鐵礦地質(zhì)及礦化特征研究 摘 要：大冶鐵礦是我國典型的矽卡巖礦床，位于淮陽山字形構(gòu)造弧頂西側(cè)與新華夏構(gòu)造體系第二隆起帶次級構(gòu)造的復合部位，是印支期以來中酸性巖漿多次侵入與碳酸質(zhì)巖石作用的結(jié)果，礦體主要產(chǎn)于中酸性侵入體與碳酸鹽巖接觸帶上。 關鍵詞：大冶鐵礦 礦化 規(guī)律 中圖分類號：p57 文獻標識碼：a 文章編號：1007-3973（2013）004-139-02 通過對大冶鐵山礦體的礦體形態(tài)產(chǎn)狀、礦石類型、礦物成分再到化學元素的時、空分布的研究，認為大冶鐵礦的礦化受地層、構(gòu)造、巖漿巖的控制。礦區(qū)的碳酸鹽巖地層是成礦的有利圍巖。接觸帶構(gòu)造、接觸熱動力變質(zhì)構(gòu)造、及不同方向褶皺構(gòu)造、成礦前及成礦時

2、的斷裂構(gòu)造對礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、礦化富集程度都有重要的影響。鐵山巖漿巖分別對不同時期的礦化、礦體的分布、礦體規(guī)模、不同類型和不同品級礦石的分布以及礦化特點和蝕變特點、成礦方式都有重要的控制作用。通過對礦化元素分布規(guī)律的研究，認為大冶鐵礦從整體范圍內(nèi)表現(xiàn)為礦體上部表現(xiàn)為fe元素相對富集，下部cu相對富集。 1 地理位置 1.1 交通位置 大冶鐵礦坐落于黃石市鐵山區(qū)，東鄰三楚第一山東方山，西界大冶古八景之一“雉山煙雨”白雉山。東距黃石市中心區(qū)25公里，東南距大冶市15公里，為黃石、大冶、鄂州三市的結(jié)合部。106國道、武九鐵路橫貫礦區(qū)，交通便利。 1.2 自然地理 研究區(qū)為低山丘陵地區(qū)，地形起伏較大，山

3、脈走向近東西，綿延橫貫全區(qū)，一般海拔標高為400700m。山坡較陡，切割較深，地形復雜，植被發(fā)育。該區(qū)屬大陸性氣候，溫暖潮濕，雨量充沛。年降雨天數(shù)約100至150天。多年平均降雨量為1306mm，氣候季節(jié)變化較為顯著。年平均氣溫16.9，年最高相對濕度98%，最低相對濕度48%，年平均蒸發(fā)量1510.68mm。 2 地層 該區(qū)地層由老至新地層層序為：寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、第四系q。 2.1 構(gòu)造 鄂東南成礦區(qū)大地構(gòu)造單元屬揚子板塊岳陽-九江前陸褶沖帶，并位于該褶沖帶的東部。成礦區(qū)東部和北部與桐柏-大別造山帶相鄰；兩者以北西向襄-廣斷裂為界。南部

4、與江南隆起中段的九嶺-幕阜隆起相接。郯-廬大斷裂呈北東走向在成礦區(qū)東部通過并與襄-廣斷裂相交，構(gòu)成了整個成礦區(qū)的總體構(gòu)造格架。 由于揚子板塊和華北板塊發(fā)生碰撞拼接，受其南北擠壓造山作用的影響以及太平洋板塊向西北俯沖，在該地區(qū)形成了不同層次，不同類型和不同方向的褶皺和斷裂構(gòu)造。這些構(gòu)造是區(qū)內(nèi)控巖控礦的重要條件。 2.2 巖漿巖 鄂東南成礦區(qū)位于長江中下游成礦帶的西段，受長江中下游燕山期構(gòu)造-巖漿活動帶鄂東南巖漿活動區(qū)的控制，是長江中下游成礦帶重要的組成部分。 鄂東南成礦區(qū)的巖漿巖屬于沿江巖漿巖帶的“長江系列”，主要由六個大雜巖體和30多個小巖體組成，從北到南有鄂城、鐵山、金山店、靈鄉(xiāng)、殷祖、陽新

5、等六大侵入體和銅綠山、銅山口、阮家灣、豐山洞等小侵入體。單個巖體出露面積相差較大，從幾十平方公里至二百平方公里不等。小巖體則小于5km2到小于1 km2。這六大巖體在空間展布上呈現(xiàn)兩個方向，鄂城、鐵山、金山店和陽新四大巖體的長軸方向大致互相平行，呈nw-nnw290310方向鄉(xiāng)和殷祖巖體則呈ne-nne400方向廡醫(yī)藝既苊婊？6.55%?；鹕綆r分布于保安-太和-靈鄉(xiāng)一帶和黃石市花湖。 3 礦區(qū)地質(zhì)特征 3.1 地層及地層對礦化的控制 由于巖漿侵入活動的影響，礦區(qū)地層已不同程度地發(fā)生了變質(zhì)，特別是接觸熱動力變質(zhì)變形和接觸交代變質(zhì)。 3.2 構(gòu)造及構(gòu)造對礦化的控制 結(jié)合前人研究成果以及礦區(qū)構(gòu)造形跡

6、的空間展布特征及其成生的時間關系，礦區(qū)構(gòu)造可分為三期，即印支期北西西向構(gòu)造（定型期）、燕山早期巖體侵入接觸斷裂帶及熱接觸動力變形帶構(gòu)造、燕山晚期巖體侵入動力變形構(gòu)造。 3.3 巖漿巖及巖漿巖對礦化的控制 （1）巖漿巖特點。 鐵山巖體為一燕山期多次侵入而形成的閃長巖花崗閃長雜巖體。巖體總體呈nwwsee向紡錘形，東西長24km，南北寬5-8km，出露面積約120km2。 （2）鐵山巖體對礦化的控制。 根據(jù)研究認為鐵山礦區(qū)主要存在兩期磁鐵礦化。第一期是以礦漿貫入成礦方式形成的，是鐵山礦床的主礦化期產(chǎn)物， 其分布范圍完全受早期的中細粒含石英閃長巖的控制。第二期是以熱液交代充填方式形成的，其空間分布范

7、圍基本上是受本區(qū)較晚侵位的黑云母透輝石閃長巖所控制。有的地段還有兩期礦化疊加現(xiàn)象，而這些地段大部分都是黑云母透輝石閃長巖侵位較高的部位，如尖山、龍洞等地段。以上說明兩種不同的巖漿巖明顯地控制了不同期次的磁鐵礦化。從鐵山雜巖體各巖石類型的化學成分來看是屬于正常成份的鈣堿系列的石英閃長巖，含堿質(zhì)較高， na2o+k2o含量均高于中國及世界同類巖漿巖，這符合于鄂東地區(qū)這類巖漿巖與鐵銅礦化有一定專屬關系的這一普遍規(guī)律。巖漿巖中副礦物屬榍石、磁鐵礦型，從礦區(qū)的s、o、ru-sr等同位素資料均說明成礦物質(zhì)具地慢來源特征、即巖漿巖和成礦物質(zhì)都是來自深源。中細粒含石英閃長巖與礦區(qū)第一期礦漿貫入充填成礦產(chǎn)物可能

8、是深部同源物質(zhì)在一定深處分熔后先后侵位的產(chǎn)物。而第二期熱液交代型礦化物質(zhì)可能主要來源于黑云母透輝石閃長巖的巖漿期后分異產(chǎn)物。 綜上所述，筆者認為中細粒含石英閃長巖和黑云母透輝石閃長巖與不同期次的磁鐵礦化在空間上、時間上以及成因上都有著密切的關系。兩種巖漿巖分別對不同時期的礦化、礦體的分布、礦體規(guī)模、不同類型和不同品級礦石的分布以及礦化特點和蝕變特點、成礦方式都有重要的控制作用。 4 礦床礦化特征 4.1 礦體特征 鐵山鐵銅礦床主要有6個礦體組成，從平面上呈nww向似階梯狀展布，從西到東是鐵門坎礦體、龍洞礦體、尖林山礦體、象鼻山礦體、獅子山礦體、尖山礦體，礦體總長約4300m。除尖林山為隱伏礦體

9、外，其余礦體均出露地表。礦體主要呈不規(guī)則脈狀、透鏡狀等，大小不一，最大者長達 2000m，厚100m；特別是當閃長巖超覆在大冶灰?guī)r之上時，礦體規(guī)模大、延伸。 4.2 主金屬礦物標型特點 4.2.1 磁鐵礦標型特點 磁鐵礦是主要礦石礦物，與赤鐵礦、菱鐵礦以及鐵的氧化礦物等構(gòu)成鐵礦體，其產(chǎn)狀和分布與礦體一致，主要產(chǎn)出在巖漿巖和大理巖的內(nèi)外接觸帶中。根據(jù)磁鐵礦的產(chǎn)出特點可分為兩個期次：第一期磁鐵礦晶體自形程度較低，多為它形或半自形粒狀。第二期磁鐵礦結(jié)晶自形程度較好，為自形-半自形晶體，通常為八面體和立方體晶形，少數(shù)可見菱形十二面體。 從上述可知，不同期次的磁鐵礦在結(jié)構(gòu)、含量、產(chǎn)狀上多有差異，特別是在

10、結(jié)晶形態(tài)和粒度上表現(xiàn)的較為直觀和明顯。 4.2.2 黃鐵礦標型特點 鐵山鐵銅礦床中的黃鐵礦與磁鐵礦是重要的共生或伴生礦物，與鐵礦成礦作用有密切聯(lián)系。黃鐵礦主要分布在鐵礦體和蝕變矽卡巖中。主要形成于相對較晚期的熱液活動階段，形成溫度在200400區(qū)間。根據(jù)黃鐵礦特征、產(chǎn)狀及相互關系可分為三個世代，其主要特征分述如下： （1）第一世代黃鐵礦：半自形-自形晶，可見不完整立方體及五角十二面體晶形，少見八面體晶形。粒度較粗，一般為14mm；碎裂結(jié)構(gòu)發(fā)育，碎塊一般位移不大；淺銅黃色，常被脈石礦物或后期硫化物交代充填；常有不同程度的氧化；含量變化較大，一般小于10%；呈斑雜狀分布，其分布范圍較廣，主要產(chǎn)出在

11、礦體和蝕變矽卡巖中。該世代黃鐵礦為成礦早期形成，主要與矽卡巖化有關。 （2）第二世代黃鐵礦：以它形為主，少數(shù)半自形粒狀；中細粒，粒度0.30.8mm；淺銅黃色，金屬光澤；弱碎裂結(jié)構(gòu)，交代結(jié)構(gòu)發(fā)育，可見黃鐵礦交代磁鐵礦，或黃鐵礦被黃銅礦、脈石礦物交代；黃鐵礦晶隙或裂隙中常見黃銅礦充填；含量115%，最高可達30%；呈浸染狀、斑塊狀分布，或沿磁鐵礦晶隙、裂隙充填；主要產(chǎn)出在礦體范圍內(nèi)，矽卡巖中少見；該世代黃鐵礦形成于主成礦期。從磁鐵礦、黃鐵礦和黃銅礦之間的交代穿插關系看，其生成順序為：磁鐵礦黃鐵礦黃銅礦。 （3）第三世代黃鐵礦：自形粒狀為主，常見立方體和五角十二面體晶形，晶形較完整；少數(shù)見它形不規(guī)則狀。粒度較細，一般為0.10.5mm；亮淺銅黃色