湖北大冶鐵礦床

1、湖北大冶鐵礦床礦床地質(zhì)報(bào)告 A礦區(qū)位于湖北省黃石市市鐵山區(qū)，礦區(qū)面積11.83平方公里。西距武漢市104km,東距大冶市15km，是我國(guó)大型黑色冶金地下開采礦山之一。區(qū)內(nèi)有武（昌）大（冶）鐵路，支線有黃（石）靈（鄉(xiāng)）和黃（石）銅（綠山）鐵路；公路通達(dá)各縣、鄉(xiāng)；水路緊臨長(zhǎng)江，又有較大的湖泊梁子湖、何安湖、大冶湖、?？诤龋尚旭傂⌒痛?，交通運(yùn)輸甚為便利。 圖1 大冶市地圖一、 區(qū)域地質(zhì)概況 本區(qū)處于淮陽(yáng)山字形構(gòu)造前弧西翼與新華夏構(gòu)造體系的復(fù)合地段，以梁子湖北北東向斷裂帶和大磨山-鄂城隆起帶為主，該區(qū)古生界和中生界及中下三疊系地層廣泛分布，除志留系、泥盆系為砂頁(yè)巖外，其余均為碳酸鹽建造，上三疊統(tǒng)

2、及其后的中生代地層分布于本區(qū)北部和西部，梁子湖一帶中生代斷陷盆地廣泛分布侏羅紀(jì)砂頁(yè)巖及白堊系中酸性、中基性火山巖建造，新生界為陸相紅色碎屑巖堆積，主要分布于長(zhǎng)江沿岸和梁子湖、大冶湖盆地附近。區(qū)內(nèi)的構(gòu)造變形主要由印支燕山期構(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

3、城、鐵山、金山店、靈鄉(xiāng)、殷祖、陽(yáng)新等主要侵入體和眾多的小巖體群（圖2），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。 圖2 鄂東南地區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖（據(jù)楊明銀等，1995） 1.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.推斷級(jí)斷裂；8.級(jí)斷裂；1.鐵山黃金山逆沖滑覆構(gòu)造帶；2.殷祖筠山逆沖滑覆構(gòu)造帶；3.大幕楓林逆沖滑覆構(gòu)造帶二、礦區(qū)地質(zhì)特征1.地層礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要是三疊系下統(tǒng)大冶群，在礦區(qū)南部零星出露二疊系上統(tǒng)大隆組和龍?zhí)督M。此外零星分布的第四系堆積物。礦區(qū)地層自老至新分述如下：1.1二疊系礦區(qū)內(nèi)所見二疊系地

4、層主要為龍?zhí)督M和大隆組。龍?zhí)督M分布于鐵山背斜軸部，為中厚層狀含燧石結(jié)核的灰?guī)r或大理巖，出露厚度小于4米。出露于八卦山、上鄒村等地。大隆組分布于鐵山背斜軸部，以黑色薄層硅質(zhì)巖為主，夾黑色炭質(zhì)板巖，厚20m左右。1.2三疊系下統(tǒng)大冶群三疊系下統(tǒng)大冶群在礦區(qū)內(nèi)較為發(fā)育，按巖性特征分為六段，其中第三、四、五段與礦體關(guān)系密切。 第一段分布在棺材山尖山逆斷層以南。主要由灰色砂泥質(zhì)板巖、含鈣質(zhì)板巖及褐黃色結(jié)晶泥質(zhì)灰?guī)r或大理巖組成。第二段分布于棺材山尖山逆斷層以南。由條帶狀角巖或大理巖組成，厚約40m。第三段 分布于棺材山尖山逆斷層以南。主要由灰褐色角巖、條帶狀大理巖及香腸狀大理巖組成，后約100m。第四段

5、分布在尖山一帶。上部為微薄層角巖條帶或細(xì)角巖香腸狀大理巖，下部為中厚層狀大理巖，厚約60m。第五段 分布在棺材山尖山逆斷層以北。為白云質(zhì)大理巖，角巖條帶大理巖，厚約235m。第六段 分布在礦區(qū)西部。以潔凈灰?guī)r為主，厚大于10m。1.3第四系 分布于礦區(qū)南部地勢(shì)低洼處。由亞粘土及砂礫石組成，厚0-20m。2、構(gòu)造北西西向構(gòu)造為淮陽(yáng)山字形前弧西翼的組成部分，由一系列北西西向不同等級(jí)的褶皺、壓扭性沖斷層組成，傾角10-15度。是礦區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造格架。主要構(gòu)造形跡有鐵山背斜、棺材山-尖山逆斷層、男名山向斜、老鐵山背斜、龍門山倒轉(zhuǎn)向斜、龍洞-獅子山卷曲背斜、尖山北西西向斷裂帶等。北北東向構(gòu)造為新華夏構(gòu)造

6、體系的組成部分，是本區(qū)重要的構(gòu)造形跡之一，由北北東向的褶皺、壓扭性擠壓帶、逆沖斷層及其伴生的構(gòu)造形跡所組成，它疊加并改造北西西向構(gòu)造。主要構(gòu)造形跡有尖山背斜、麻雀腦背斜、F13壓扭性斷裂、獅子山北部的北北東向斷裂帶等。喜山期北西向構(gòu)造帶構(gòu)造形跡表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造。由一系列北西向壓扭性斷裂及伴生的北北西向和北東向的扭裂帶所組成，往往切割所有的地質(zhì)體（大理巖、巖體、礦體），部分?jǐn)嗔驯煌旖谥谢詭r脈充填，區(qū)內(nèi)比較典型的有F25壓扭性斷裂、鐵F1、鐵F2、F4壓扭性斷裂、鐵門坎后山北西向壓扭性斷裂、龍F(tuán)1、龍F(tuán)2、F77斷裂等。3、巖漿巖鐵山巖體東西長(zhǎng)24km，南北寬5km，面積120km2。出露形狀呈

7、紡錘形。鐵山巖體是燕山期多次巖漿活動(dòng)形成的復(fù)式巖體。該區(qū)巖漿巖以侵入活動(dòng)為主，侵入的巖漿巖主要組成鐵山巖體。巖體走向北西西向，東西長(zhǎng)約28公里，南北寬約2-8公里，出露面積約150平方公里。組成鐵山巖體的巖漿巖，主要為中細(xì)粒含石英閃長(zhǎng)巖，次為黑云母黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖，再次為正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、斑狀閃長(zhǎng)巖。其中，與成礦關(guān)系最為密切的是中細(xì)粒含石英閃長(zhǎng)巖和黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖。鐵山礦區(qū)巖漿巖特征見表1 。大冶鐵礦礦區(qū)位于鐵山巖體的南緣中斷，侵入巖體直接與三疊系大冶群地層接觸。此外，在礦區(qū)內(nèi)還有一些在成礦后生成的脈巖如輝綠巖、閃長(zhǎng)玢巖、煌斑巖等，這些脈巖有時(shí)穿插礦體，對(duì)礦體有輕微的破壞作用。表1 鐵山礦區(qū)巖漿

8、巖特征表巖石名稱 礦物成分 巖石結(jié)構(gòu) 分布及與礦體的接觸面積比（%） 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、鋯石、榍石、磷灰石等。 中細(xì)粒全晶質(zhì)半自形粒狀 或柱粒狀結(jié)構(gòu) 東起尖山、西到鐵門坎成寬約200400m的NWW向巖帶直接與大理巖接觸。 73.86 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 半自形到它形不等粒 狀結(jié)構(gòu)或柱粒狀結(jié)構(gòu) 呈近EW向長(zhǎng)條狀分布，有分枝插入中細(xì)粒含石英閃長(zhǎng)巖與大理巖中 26.13 正 長(zhǎng) 閃長(zhǎng)巖 斜長(zhǎng)石65.4%，鉀

9、長(zhǎng)石19.3%，石英3.2%， 角閃石9.3%，黑云母0.4%，透輝石0.1%， 副礦物同以上兩種巖石。 中粒半自形柱粒   狀結(jié)構(gòu) 主要分布在上述兩種巖石以北，是鐵山巖體的主體。 <0.01 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%， 副礦物有榍石、磁鐵石、鋯石、磷灰石。 中粒似斑狀結(jié)構(gòu) 主要分布于礦區(qū)尖山以東與礦體無直接接觸關(guān)系。 三、礦體地質(zhì)特征大冶鐵礦礦床由六大礦體組成，自西向東分別為鐵門坎、龍洞、尖林山、象鼻山、獅子山和尖山礦體，總長(zhǎng)約4300m。除尖林山礦體為盲體外，其余各礦體均出露地表。他們之間除鐵門坎礦體與龍洞礦體因

10、斷層錯(cuò)開不連續(xù)外，其余礦體是互相連接的。圍巖層位為三疊系大冶群的含膏鹽層的灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主（接觸變質(zhì)重結(jié)晶為大理巖和白云質(zhì)大理巖）。矽卡巖有透輝石矽卡巖、陽(yáng)起石矽卡巖、石榴子石等。礦體中礦石礦物以磁鐵礦為主，磁鐵礦礦石約占總儲(chǔ)量的97%。其次有黃鐵礦、低銅青紅礦、黃銅礦和高銅鋁鐵礦等。非金屬礦物有透輝石、方柱石、陽(yáng)起石等。礦石含鐵40%-50%。礦體80%以上均分布在侵入體與圍巖的接觸帶上及其附近。礦體形態(tài)變化較大，東部礦體大致呈似層狀、陡傾斜的凸鏡狀和囊狀，中部礦體則平緩產(chǎn)出的凸鏡狀或似層狀，西部礦體則以似層狀為主。礦體從東到西逐漸減小。礦體與圍巖產(chǎn)狀，就全區(qū)來說，呈小角度斜交，局部地區(qū)

11、呈整合產(chǎn)出，尤其是礦體下部更為明顯。礦石的構(gòu)造以致密塊狀為主，此外還有呈條帶狀和侵染狀產(chǎn)出，局部角礫狀構(gòu)造。如當(dāng)?shù)V體與大理巖或閃長(zhǎng)巖接觸時(shí)，界線清楚截然，有時(shí)僅可見幾厘米厚的綠云母化帶;當(dāng)?shù)V體與矽卡巖接觸時(shí)，二者多為漸變關(guān)系，透輝石矽卡巖呈條帶狀和條紋狀過渡為礦體，還有透輝石矽卡巖的被交代殘余體經(jīng)礦化后形成條帶狀狀磁鐵礦，從礦體向外逐漸變稀變貧；當(dāng)?shù)V體與白云質(zhì)大理巖接觸時(shí)，接觸帶出現(xiàn)厚度不等的富菱鐵礦和赤鐵礦的碳酸鹽型貧礦，向外過渡為致密礦石。圖3 A礦區(qū)地質(zhì)圖A區(qū)柱狀圖四、巖礦石特征1、 細(xì)脈侵染狀鋼灰色磁鐵礦手標(biāo)本：為剛灰色，密度大，具有強(qiáng)磁性，高硬度，為致密塊狀，淺黃色的黃鐵礦呈細(xì)脈侵染

12、狀不均勻分布，黃鐵礦自形程度差，呈他形分布，含量約為5%。薄片：不透明礦物，呈半自形的八面體結(jié)構(gòu)，含量在80%以上，透明礦物5%左右正交下為I級(jí)灰白，存在四次消光，單偏光鏡下，表面光滑，為石英，含量在5%左右。2、紅褐色火山角礫黃銅礦黃鐵礦手標(biāo)本：紅褐色，分選差，棱角分明。存在細(xì)石英巖脈，石英自形程度較高呈自形半自形。淺黃色的黃鐵礦呈細(xì)脈侵染狀分布，含量在5%以下，金黃色的黃銅礦呈星散狀分布，含量在5%以下。光片：石英脈中包含黃鐵礦，含量在5%左右，角礫有一定的磨圓，為沉積巖，角礫分選差。3、條帶狀大理巖手標(biāo)本：手標(biāo)本為灰白色，有顆粒感，中硬度，存在墨綠色條帶，條帶較細(xì)。薄片：正交偏光鏡下，干

13、涉色為高級(jí)白，偶見解理，判斷為方解石，含量大于90%以上。不透明的金屬礦物，有四邊形結(jié)構(gòu)，為黃鐵礦，含量小于10%。4、黃鐵礦化輝綠巖手標(biāo)本：致密塊狀，成黑色墨綠色，在表面上有石英分布，可知為侵入巖，表面有黃鐵礦和黃銅礦，成星散狀分布，含量在5%左右。光片：在單偏光鏡下，有半自形的礦物呈星散狀分布，含量在15%左右，有5%左右的黑云母，有5%左右的褐綠色普通角閃石。 在正交偏光鏡下，有長(zhǎng)條狀斜長(zhǎng)石分布，在斜長(zhǎng)石的三角構(gòu)架內(nèi)有輝石分布，長(zhǎng)石的自形程度比輝石大，呈明顯的輝綠結(jié)構(gòu)。在鏡下可觀察到黃鐵礦約為5%左右。5、方鉛礦、黃鐵礦化閃長(zhǎng)巖手標(biāo)本：標(biāo)本暗色礦物的含量約為30%左右，長(zhǎng)石含量70%左右

14、，中等密度，表面長(zhǎng)石有被風(fēng)化，小刀可劃到風(fēng)化物質(zhì)，呈白色粉末狀。光片：存在黑云母角閃石，黑色礦物呈星散狀分布，礦物含量10%左右，在正交偏光鏡下，角閃石干涉色豐富，有II級(jí)藍(lán)，II級(jí)藍(lán)綠，平面有兩組解理發(fā)育，長(zhǎng)石發(fā)育成聚片雙晶，黑云母干涉色呈褐色，從含量上看，斜長(zhǎng)石含量大于60%，角閃石含量30%左右，光片中有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦含量較大，黃鐵礦、黃銅礦呈星散狀分布，約為5%左右。6、黑灰色中粗粒黑云母石英閃長(zhǎng)巖手標(biāo)本：致密塊狀，成黑色墨綠色，在表面上有石英分布，可知為侵入巖，表面有黃鐵礦和黃銅礦，成星散狀分布，含量在5%左右。五、礦床成礦分析1、礦床形成的地質(zhì)條件1.1礦床地質(zhì)條件礦區(qū)位于

15、淮陽(yáng)山字形構(gòu)造弧頂西側(cè)和新華夏構(gòu)造體系第二隆起帶次級(jí)構(gòu)造的復(fù)合部位，同時(shí)處在長(zhǎng)江中下游斷裂凹陷成礦帶中大冶復(fù)向斜的鐵山背斜的北翼。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造變動(dòng)，但是主要構(gòu)造成礦期為晚侏羅燕山期的褶皺構(gòu)造和次級(jí)疊加構(gòu)造。構(gòu)造為成礦溶液提供了通道，同時(shí)也是礦床的“家”。礦區(qū)內(nèi)侵入體于圍巖接觸以角度不整合為主，有利于成礦溶液沿圍巖的原生層理，層間破碎帶及構(gòu)造裂隙貫入并交代成礦，另外，在侵入巖與圍巖的“S”型或凹凸不平的接觸地段，巖石易于破碎，裂隙發(fā)育，礦液常易于集中，使得侵入體與圍巖的接觸面積增大，能使礦液與有利圍巖進(jìn)行充分的交代作用而成礦，礦化更為集中，更有利于礦體富集。礦區(qū)位于長(zhǎng)江中下游斷裂凹陷成礦

16、帶中大冶復(fù)向斜的鐵山背斜的北翼，此褶皺構(gòu)造有利于巖漿的侵入和與其相伴隨的礦化，這個(gè)特殊的構(gòu)造條件不僅提供了含礦溶液流通的通道，同時(shí)有利于礦體的穩(wěn)定富集。礦區(qū)內(nèi)捕擄體僅局部發(fā)育，規(guī)模不大，但是對(duì)成礦也有很重要的意義。在捕虜體周圍，侵入體可以和有利圍巖充分接觸，形成較富的礦體，或是發(fā)生接觸變質(zhì)形成某些有特殊成礦作用的礦物，為后期的成礦做準(zhǔn)備。根據(jù)礦區(qū)采樣分析，推斷礦床成礦溫度以高溫為主，深度較淺，大部分在地下幾百米范圍以內(nèi)，屬淺-中成相。1.2巖漿巖條件 形成大冶矽卡巖型鐵礦床的巖漿巖為鐵山侵入雜巖體南緣接觸帶的中段，主要巖性為石英閃長(zhǎng)巖，黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖和含石英閃長(zhǎng)巖，為典型的中酸性侵入體。而

17、二長(zhǎng)巖-閃長(zhǎng)巖類侵入體則主要形成矽卡巖型鐵礦床。圖4 鄂東南礦集區(qū)巖漿巖分布圖1.3圍巖條件礦床圍巖主要是三疊系 大冶群的灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r，在侵入體與圍巖接觸帶上及其附近，灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r由于接觸變質(zhì)分別變成了大理巖和白云質(zhì)大理巖，同時(shí)在接觸帶及其附近由于交代作用形成了大量鈣矽卡巖系列的硅酸鹽礦物，以鐵的氧化物為主。矽卡巖礦物主要有石榴子石，透輝石矽卡巖和陽(yáng)起石矽卡巖等。2、礦床成礦作用根據(jù)礦區(qū)采樣標(biāo)本分析，礦床成礦作用較為復(fù)雜，并不是單一的某一成礦作用而成，而是不同成礦作用共同作用的結(jié)果。根據(jù)礦區(qū)內(nèi)圍巖與礦體的產(chǎn)出狀態(tài)及接觸關(guān)系，以及控礦構(gòu)造的復(fù)雜性和多起疊加性，我認(rèn)為本區(qū)成礦作用不僅有接觸

18、滲濾交代作用（單交代作用），還有接觸擴(kuò)散交代作用（雙交代作用），以接觸滲濾交代作用為主，接觸擴(kuò)散交代作用為輔。3、礦床的成礦過程對(duì)于矽卡巖型礦床，其成礦分析有較多的觀點(diǎn)。有畢利濱科-卡爾波娃的“兩期五階段說”觀點(diǎn)；有愛納迪等人（1981）的將矽卡巖礦床形成過程分為三個(gè)階段的觀點(diǎn)等；本人比較贊同畢利濱科-卡爾波娃的“兩期五階段說”，故下面將引用以上畢利濱科-卡爾波娃的觀點(diǎn)對(duì)大冶矽卡巖型鐵礦床的成礦過程進(jìn)行分析：3.1矽卡巖期干矽卡巖階段（早期矽卡巖階段）：此階段沒有水的參加，成礦流體處于一種高溫的超臨界狀態(tài)，液體為酸性狀態(tài)，主要形成無水的島狀和鏈狀硅酸鹽礦物，如石榴子石，透輝石，方柱石等。無石英出現(xiàn)，無礦化現(xiàn)象。濕矽卡巖階段（晚期矽卡巖階段）：有大量水開始出現(xiàn)，主要形成含水硅酸鹽類礦物，液體處于中性到弱堿性狀態(tài)，以氣成至高溫階段的產(chǎn)物，主要是雙鏈狀及帶狀礦物。如陽(yáng)起石。大量含鐵礦物在這個(gè)時(shí)期開始沉淀，如磁鐵礦和赤鐵礦。氧化物階段：此階段為一過渡階段，以高溫階段為主，可形成層狀或架狀硅酸鹽礦物，也允許部分高溫階段的硫化物出現(xiàn)，如黃鐵礦。矽卡巖期主要形成鈣，