湖北大冶鐵山鐵銅礦床最終

1、湖北大冶鐵山鐵銅礦床大冶鐵礦坐落于黃石市鐵山區(qū),東鄰東方山,西界白雉山,礦區(qū)地理坐標(biāo)為東經(jīng)11454 43,北緯3013 10.東距黃石市中央?yún)^(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(guó)道、武九鐵路橫貫礦區(qū), 交通便利.大冶鐵礦現(xiàn)隸屬于武鋼集團(tuán)礦業(yè)有限責(zé)任公司.大冶鐵礦開(kāi)采歷史悠久,自公元226年開(kāi)采迄今已有近1800余年.大冶鐵礦累計(jì)探明鐵礦資源儲(chǔ)量 1.6億噸,每年開(kāi)采約300萬(wàn)噸,經(jīng)過(guò)50年的大規(guī)模開(kāi)采,已經(jīng)消耗1.3億噸 鐵礦.如今,大冶鐵礦儲(chǔ)藏量缺乏3000萬(wàn)噸,年產(chǎn)量維持在100萬(wàn)噸左右.2021 年,大冶鐵礦新近又探明深部鐵礦資源 2300萬(wàn)噸,打

2、破了大冶鐵礦資源枯竭的 論斷,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了銅、金等礦藏資源,使得大冶鐵礦開(kāi)采年限30年至40年.大冶礦區(qū)共由6個(gè)大礦體組成,自東向西依次為尖山、獅子山、象鼻山、尖林山、 龍洞和鐵門坎,儲(chǔ)量比擬豐富.本區(qū)的成礦熔漿起源于上地慢的安山質(zhì)一玄武安 山質(zhì)巖漿,它們沿深斷裂上侵形成巖漿房,巖漿在其中發(fā)生演化包括分熔作用, 構(gòu)造活動(dòng)又驅(qū)使分熔巖漿及伴隨的含礦流體屢次上侵到地殼淺處就位而依次成 巖成礦.圖1大冶鐵山交通位置圖一、礦區(qū)地質(zhì)概況鄂東南地區(qū)位于中下?lián)P子陸塊的西段, 北與桐柏-大別造山帶相接,南與九 嶺一幕阜隆起帶毗鄰,處于岳陽(yáng)-九江前陸褶沖帶的東端前緣部位.本區(qū)北東以 襄廣斷裂與桐柏-大別造山帶相

3、隔；西以鄂城-嘉魚斷裂與寶康-武漢前陸褶沖 帶及宜昌一武昌過(guò)渡褶皺帶分割；南以坑口一排市斷裂為界,構(gòu)成一個(gè)三角形構(gòu) 造一巖漿巖區(qū)圖2 o區(qū)內(nèi)的構(gòu)造變形主要由印支一燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所形成. 印支期形成一系列褶 皺束和疊瓦式的逆沖滑覆構(gòu)造帶,主要表現(xiàn)為北西西至東西向的弧形褶皺及走向 逆沖斷裂,上覆以滑片；燕山期形成北北東向的隆坳帶,疊加褶皺、斷裂,并綴 以箕式盆地.在三角形區(qū)內(nèi),印支與燕山期構(gòu)造直交疊加,又被鐵山一四棵、毛鋪-兩劍橋斷裂分割成三個(gè)梯形塊體, 形成鐵山-黃金山、殷祖-筠山、大幕- 楓林三個(gè)逆沖滑覆構(gòu)造帶.燕山運(yùn)動(dòng)伸展導(dǎo)致的引張作用使巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,形成 區(qū)內(nèi)鄂城、鐵山、金山店、靈鄉(xiāng)、殷祖

4、、陽(yáng)新等主要侵入體和眾多的小巖體群, 侵入巖出露面積達(dá)612平方千米,伴生銅、鐵、金等多金屬礦床.鈦山太和火山或地龍ft i.西耕橋珈裂0 M新圖2鄂東南地區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖據(jù)楊明銀等,19951.重力異常推斷中間巖漿房；2.閃長(zhǎng)巖；3.花崗巖；4.火山巖；5.磁法差值法推斷巖漿上升通道;6.級(jí)斷裂；7.推斷I級(jí)斷裂；8. 口級(jí)斷裂；IV 1.鐵山一黃金山逆沖滑覆構(gòu)造帶；IV2.殷祖筠山逆沖?t覆構(gòu)造帶；IV 3.大幕楓林逆沖滑覆構(gòu)造帶1、地層礦區(qū)范圍內(nèi)出露的主要地層為三疊系下統(tǒng)大冶群灰?guī)r、白云巖建造,其次為二疊系上統(tǒng)大隆組、長(zhǎng)興組、龍?zhí)督M地層.二疊系與三疊系呈平行不整合接觸 關(guān)系.根據(jù)巖性及層理

5、特征、變質(zhì)剩余結(jié)構(gòu)、巖石化學(xué)成分等可將礦區(qū)三疊系下 統(tǒng)大冶群變質(zhì)地層劃分為七個(gè)巖性段：1d7灰黑色竹葉狀大理巖、白云質(zhì) 大理巖；2 Td6黑白相間大理巖夾1-3層黃褐色白云質(zhì)大理巖；3d5白 色薄層細(xì)齒狀大理巖；4 T1d4灰白色薄層大理巖、含灰黑色角礫團(tuán)塊大理巖； 5 T1d3淺綠色薄層含石榴石、透輝石條帶大理巖；6d2淺灰色薄層與中 厚層互層狀含香腸構(gòu)造大理巖；7 Td灰黃色、灰黑色斑點(diǎn)角巖,泥質(zhì)角巖 夾有泥灰?guī)r透鏡體,變質(zhì)程度較淺.2、構(gòu)造本礦區(qū)經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造變動(dòng)褶皺構(gòu)造有NW峋秀山向斜、鐵山背斜；近SN向尖山背斜、麻雀腦背斜.重要的斷裂構(gòu)造亦有 NW陶及近SN向兩組.前者 以棺材山壓

6、扭性斷裂帶及F25斷層為代表；后者以尖山壓扭性斷層為代表圖3,圖3鄂東南地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造略圖1.中侏羅統(tǒng)；2.下侏羅統(tǒng)；3.上三疊統(tǒng)；4.中、下三疊統(tǒng)；5.石炭二疊系；6.震旦系；7.元古界;8.新華夏壓性斷裂；9.山字型壓性斷裂；10.山字型傾伏背斜；11.山字型翹起向斜；12.推測(cè)山字型傾伏背斜；13.推測(cè)山字型翹起向斜；14.東西向傾伏背斜；15.東西向翹起向斜；16.東西向壓性斷裂;17.燕山早期閃長(zhǎng)巖；18.燕山中期閃長(zhǎng)巖；19.隆起和凹陷界線；20.地質(zhì)界線3、巖漿巖礦床范圍內(nèi)出露的巖4巖有四種巖漿巖 ,屬鐵山侵入體南緣中段局部,根 據(jù)野外穿插關(guān)系和間接證據(jù)、適當(dāng)參考同位素年齡數(shù)值確定

7、上述四種巖漿巖形成 順序自早而晚為中細(xì)粒含石英閃長(zhǎng)巖、黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖150Ma、正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和斑狀含石英閃長(zhǎng)巖138Ma 如表1.前者屬燕山早期,后三者屬燕山 中期產(chǎn)物.此外還有少數(shù)晚期巖脈如云斜煌斑巖、閃長(zhǎng)扮巖等.表1鐵山礦區(qū)巖漿巖特征表巖石名稱礦物成分中細(xì)粒含石英閃 長(zhǎng)巖斜長(zhǎng)石69.8%,鉀長(zhǎng)石12.2%,石英7.9%,角閃石7.9%.副礦物有磁鐵礦、錯(cuò)石、 楣石、磷灰石等.黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖斜長(zhǎng)石69.7%,鉀長(zhǎng)石7.1%,角閃石0.8%,黑云母6.6%,透輝石12.5%. 副礦 物同上正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖斜長(zhǎng)石65.4%,鉀長(zhǎng)石19.3%,石英3.2%,角閃石9.3%,黑云母0.4%,透輝石0

8、.1%,副礦物同以上兩種巖石.斑狀含石英閃長(zhǎng)巖斜長(zhǎng)石71.8%,鉀長(zhǎng)石13.0%,石英7.6%,角閃石5.7%,副礦物有楣石、磁鐵石、 錯(cuò)石、磷灰石.巖漿巖的巖石化學(xué)特征：屬SiO2弱過(guò)飽和及SiO2不飽和的黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖巖石類型.KO+NsO含量高于中國(guó)和世界同類巖石,為富堿的巖石 類型.中細(xì)粒石英閃長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和斑狀含石英閃長(zhǎng)巖中的FeQ、FeOMgO CaO含量低于中國(guó)和世界同類巖石.、礦床地質(zhì)特征1、礦休產(chǎn)狀及規(guī)模礦床自西而東由鐵門坎、龍洞、尖林山、象鼻山、獅子山、尖山六大礦體組 成,都賦存在下三疊統(tǒng)大冶群大理巖與閃長(zhǎng)巖接觸內(nèi).沿接觸帶延長(zhǎng)達(dá)4300米.礦體產(chǎn)狀與接觸面產(chǎn)狀相吻

9、合,走向NWW除尖林山礦體為隱伏礦休外,其余均 出露地表.由于斷層錯(cuò)動(dòng),鐵門坎礦體和龍洞礦體不相連,象鼻山礦體和獅子山 礦體也基木不連.除龍洞礦體傾向 SW卜,其它礦體總體傾向有變化,一般上部 傾向NE,深部轉(zhuǎn)向SW轉(zhuǎn)折范圍大致在72米至-200米之間,礦體傾角變化較大, 有的地段近于水平,如尖林山東段礦體,有的地段又近于直立,如獅子山西段. 一般礦體傾角為30 80之間.礦體沿走向延長(zhǎng) 360 870米,沿傾向延深最 大550米,最小20米,一般斜深100 400米,賦存標(biāo)高+260 -430米,一般 厚度3080米.礦體形態(tài)在不同地段有較大差異,有似層狀、透鏡狀、囊狀等、 礦床范圍內(nèi)多數(shù)地

10、段礦體與圍巖呈截然接觸,僅在黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖分布地 段礦體與圍巖有漸變浸染礦石帶存在.口 I I 聞|“為9圖 k 荷,hd mlEOl JZKI J.;圖4大冶鐵山礦區(qū)地質(zhì)圖1.第四系；2.第七段具花斑構(gòu)造的大理巖； 3.第六段大理巖夾少量白云質(zhì)大理巖； 4.第五段大理巖常 具細(xì)齒狀縫合線；5.第四段大理巖含角巖石香腸斷塊； 6.第三段石榴石-透輝石大理巖；7.第二段夾角 巖條帶大理巖；8.第一段頁(yè)巖夾泥灰?guī)r有時(shí)角巖化； 9.中細(xì)粒含石英閃長(zhǎng)巖；10.黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖； 11.閃長(zhǎng)粉巖；12.煌斑巖脈；13.鈉長(zhǎng)巖脈；14.花崗斑巖脈；15.矽卡巖；16.礦體；17.隱伏礦體;18. N

11、W句及NWW壓性斷裂；19. NNE向壓性斷裂；20.推測(cè)斷層；21.正常和倒轉(zhuǎn)地層產(chǎn)狀.2、圍巖蝕變鐵山礦區(qū)礦體附近的閃長(zhǎng)巖類和大理巖均遭到強(qiáng)烈的接觸交代作用和熱液 蝕變作用,形成各類夕卡巖、堿質(zhì)交代巖和熱液蝕變巖石.夕卡巖主要分布于尖山、獅子山、尖林山、龍洞和鐵門坎等礦段,組成礦物有透 輝石、石榴石、方柱石、硅灰石,局部有霓輝石.它們分別構(gòu)成透輝石夕卡巖, 石榴石夕卡巖、方柱石-透輝石-石榴石夕卡巖和硅灰石-透輝石-石榴石夕卡巖 等；夕卡巖有的產(chǎn)于內(nèi)接觸帶閃長(zhǎng)巖中,有的那么分布于外接觸帶,和鐵銅礦 體緊密伴生,呈透鏡狀、似層狀和脈狀產(chǎn)出.堿質(zhì)交代巖主要產(chǎn)于內(nèi)接觸帶閃長(zhǎng)巖中,呈面型或網(wǎng)脈狀分

12、布,具范圍大小不等, 窄者數(shù)米,寬者可達(dá) 200-300R1組成礦物主要為鈉長(zhǎng)石,含少量透輝石.有的 礦段如尖山還發(fā)育條紋長(zhǎng)石或反條紋長(zhǎng)石.熱液蝕變巖石主要表現(xiàn)為含鐵金云母化、綠簾石化、陽(yáng)起石化、碳酸鹽化、綠泥 石化和高嶺土化等.它們往往疊加于夕卡巖、堿質(zhì)交代巖和其他圍巖之上,在空 問(wèn)上與礦體緊密伴生,但其范圍比堿質(zhì)交代巖小.表2圍巖蝕變分帶接觸巖石石英閃長(zhǎng)巖與大理巖接觸黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖與大理巖接觸內(nèi)變質(zhì)帶稍微變質(zhì)閃長(zhǎng)巖、有時(shí)顯鈉長(zhǎng)石化細(xì)粒鈉長(zhǎng)石化閃長(zhǎng)巖柱石化、鈉長(zhǎng)石化閃長(zhǎng)巖稍微變質(zhì)鉀鈉長(zhǎng)石化黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖網(wǎng)脈狀石榴子石-柱石化黑云母透輝石 閃長(zhǎng)巖石榴子石-柱石-鉀鈉長(zhǎng)石矽卡巖外變質(zhì)帶透

13、輝石矽卡巖透輝石硅化大理巖大理巖或白云質(zhì)大理巖含金云母透輝石次透輝石矽卡巖大理巖3、礦石物質(zhì)成份18.1 物成份礦石礦物以磁鐵礦為主,次為赤鐵礦.在氧化帶主要為假象赤鐵礦、赤鐵礦、 含銅褐鐵礦、孔雀石、赤銅礦和黑銅礦等.在原生帶主要為磁鐵礦、黃銅礦和黃 鐵礦,次為赤鐵礦、菱鐵礦、白鐵礦、斑銅礦和磁黃鐵礦等.根據(jù)礦物組成和化 學(xué)成分將礦石劃分為6種工業(yè)類型：高銅低硫氧化礦石、高銅高硫氧化礦石、低 銅高硫氧化礦石、高銅磁鐵礦石、低銅磁鐵礦石和含銅貧鐵礦石.脈石礦物主要 有含鐵金云母、透輝石、方解石、鐵白云石、石英等,少量陽(yáng)起石、綠泥石、螢 石.18.2 學(xué)成份礦石的化學(xué)成分特點(diǎn)是富鐵高硫, 鐵礦石

14、平均品位TFe 53.8%,銅0.57%, 硫2.68%,至S 0.024%,伴生金0.3-0.7g/t .可回收利用的有益伴生組分有 Co Au、Ag及Mn V、Ti、Cr等.有害雜質(zhì)除S外,As、P、Zn等含量較低.4、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造鐵礦石以他形粒狀結(jié)構(gòu)為主,次為交代剩余骸晶結(jié)構(gòu).磁鐵礦交代夕卡巖和大理巖,菱鐵礦和金屬硫化物交代磁鐵礦的現(xiàn)象十分普遍,形成許多交代結(jié)構(gòu). 礦石構(gòu)造以塊狀、花斑狀為主,次有浸染狀、條帶狀、角礫狀和網(wǎng)脈狀,局部有 多孔狀.5、礦物氣液包裹體l主礦體和主要礦石類型中,礦漿期原生結(jié)晶質(zhì)熔融包裹體形成溫度 6 80 一 800 C ,氣液包裹體溫度也比擬高,一般在620

15、720c ,超過(guò)了一般高溫?zé)嵋旱V 床或典型矽卡巖礦床的形成溫度.晚期次生液相包裹體溫度280 440c.2礦體中流體包裹體與巖漿巖及近礦大理巖中流體包裹體中有一組十分相 近的均一溫度600 700c左右.反映了形成這些包裹體的熱流體有成因聯(lián)系 或有近似的溫壓條件.3礦石、近礦圍巖和巖漿巖中一組較晚期次生包裹體溫度與晚期磁鐵礦脈 中原生包裹體溫度十分相近320 480C.4與成礦作用有成因聯(lián)系的第一期中細(xì)粒閃長(zhǎng)巖的形成溫度高,1140 C；第二期黑云母一透輝石一閃長(zhǎng)巖溫度略低,為1060Co第四期斑狀含石英閃長(zhǎng)巖為 1080 Co根據(jù)上述測(cè)溫結(jié)果,本礦床各主要礦化階段形成溫度可以歸納如下:l礦漿

16、期磁鐵礦形成溫度為 620c 720C ； 2砂卡巖期早階段磁鐵礦成礦溫度為 545 560c 0矽卡巖期晚階段磁鐵礦成礦溫度 320 420c.6、同位素組成硫同位素：鐵門坎至獅子山礦體中的黃鐵礦634S值大多在+1.9%+3.3%之間.尖山礦體略低,為一0.3 %0-+1.4%0o氧同位素：大冶群大理巖6 18O值為23.23 %和23.31 % 兩個(gè)樣品.中細(xì) 粒含石英閃長(zhǎng)巖中副礦物磁鐵礦的6 18O為3.59 %和3.95 %.礦體中磁鐵礦的6 18O值在 3.4 %. 8.8%之間.鋤、鍬同位素：據(jù)前人資料,鐵山巖體、鄂城巖體的巖漿巖和銅錄山、金山 店兩礦體中金云母所測(cè)定的RB Sr

17、同位素等時(shí)線截距說(shuō)明初始 Sr87/Sr86為0.7000 與上地幔巖相近.三、礦床成因類型大冶鐵山鐵礦床按礦床成因主要有接觸交代矽卡巖型、礦漿注入成礦型、熱 液改造成礦型和火山成礦四種.一接觸交代矽卡巖型.認(rèn)為礦床主要形成在燕山期中酸性雜巖體與三盛 系大冶群碳酸鹽巖接觸帶上或其附近, 為氣化一熱液交代作用所形成.與矽卡巖 有密切的生成聯(lián)系.主要依據(jù)是；1礦體產(chǎn)在中酸性侵入體與中、下三疊統(tǒng) 碳酸鹽巖接觸帶上或其附近,接觸帶構(gòu)造控礦明顯；2礦床具有典型的矽卡巖礦物組合,礦床規(guī)模與矽卡巖化發(fā)育強(qiáng)度和程度度呈正比；3礦石中可見(jiàn)到明顯的交代成礦現(xiàn)象.4礦體與有關(guān)侵入休的同位素年齡根本一致,礦體 與巖體

18、中所含微量元素情況根本相同.二礦漿注入成礦型.認(rèn)為礦質(zhì)主要來(lái)自巖漿,而不是接觸交代形成的, 主要依據(jù)為：1礦體與圍巖接觸界線清楚,其矽卡巖不是很發(fā)育；2有磁 鐵礦膠結(jié)的角礫狀礦石,反映是后期礦漿與圍巖作用形成的；3有多孔狀礦 石；4蝕變礦物較弱.5爆裂法測(cè)溫說(shuō)明磁鐵礦形成在 300 470C,530 一 590c兩個(gè)高溫區(qū).三熱液改造成礦型.該觀點(diǎn)認(rèn)為中、下三疊統(tǒng)中有同生沉積的菱鐵礦層 或其它富鐵碳酸鹽巖層,礦床的形成是由于上升的巖漿或火成巖體對(duì)上述地層強(qiáng) 烈作用的結(jié)果.熱液改造觀點(diǎn)提出的主要依據(jù)有：1據(jù)現(xiàn)有礦床統(tǒng)計(jì),82%以 上的礦床集中于中、下三疊世地層中；2礦休主要呈層狀、似層狀,產(chǎn)狀與 地層產(chǎn)狀根本一致；3花斑狀磁鐵礦一菱鐵礦礦石中,菱鐵礦的斑塊被磁鐵 礦包圍.在磁鐵礦晶粒中廣泛分布有菱鐵礦及碳酸鹽礦物剩余,說(shuō)明磁鐵礦形成 于菱鐵礦之后；4在礦體的某些部位可見(jiàn)菱鐵礦層與大理巖呈整潔的接觸關(guān) 系,接觸面沒(méi)有熔蝕和蝕變現(xiàn)象,說(shuō)明菱鐵礦是沉積形成的.四火山成礦型.該觀點(diǎn)認(rèn)為鄂東大冶式鐵礦是由三疊海相火山的噴溢和 沉積作用形成的.火山成礦觀點(diǎn)的主要依據(jù)有：1巖漿巖體