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)地理坐標為東經(jīng)114o5443，北緯30o1310。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。大冶鐵礦現(xiàn)隸屬于武鋼集團礦業(yè)有限責任公司。大冶鐵礦開采歷史悠久，自公元226年開采迄今已有近1800余年。大冶鐵礦累計探明鐵礦資源儲量1.6億噸，每年開采約300萬噸，經(jīng)過50年的大規(guī)模開采，已經(jīng)消耗1.3億噸鐵礦。如今，大冶鐵礦儲備量不足3000萬噸，年產(chǎn)量維持在100萬噸左右。2008年，大冶鐵礦新近又探明深部鐵礦資源2300萬噸，打破了大冶

2、鐵礦資源枯竭的論斷，同時還發(fā)現(xiàn)了銅、金等礦藏資源，使得大冶鐵礦開采年限30年至40年。大冶礦區(qū)共由6個大礦體組成，自東向西依次為尖山、獅子山、象鼻山、尖林山、龍洞和鐵門坎，儲量比較豐富。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)造活動又驅(qū)使分熔巖漿及伴隨的含礦流體多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，南與九嶺幕阜隆起帶毗鄰，處于岳陽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隔；西以鄂城嘉魚斷裂與寶

3、康武漢前陸褶沖帶及宜昌武昌過渡褶皺帶分割；南以坑口排市斷裂為界，構(gòu)成一個三角形構(gòu)造巖漿巖區(qū)（圖2）。區(qū)內(nèi)的構(gòu)造變形主要由印支燕山期構(gòu)造運動所形成。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梯形塊體，形成鐵山黃金山、殷祖筠山、大幕楓林三個逆沖滑覆構(gòu)造帶。燕山運動伸展導致的引張作用使巖漿活動強烈，形成區(qū)內(nèi)鄂城、鐵山、金山店、靈鄉(xiāng)、殷祖、陽新等主要侵入體和眾多的小巖體群，侵入巖出露面積達612平方

4、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.級斷裂；7.推斷級斷裂；8.級斷裂；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)巖性及層理特征、變質(zhì)殘余結(jié)構(gòu)、巖石化學成分等可將礦區(qū)三疊系下統(tǒng)大冶群變質(zhì)地層劃分為七個巖性段：（1）T1d7灰黑色竹葉狀大理巖、白云質(zhì)大理巖

5、；（2）T1d6黑白相間大理巖夾1-3層黃褐色白云質(zhì)大理巖；（3）T1d5白色薄層細齒狀大理巖；（4）T1d4灰白色薄層大理巖、含灰黑色角礫團塊大理巖；（5）T1d3淺綠色薄層含石榴石、透輝石條帶大理巖；（6）T1d2淺灰色薄層與中厚層互層狀含香腸構(gòu)造大理巖；（7）T1d1灰黃色、灰黑色斑點角巖, 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)歷了復雜的構(gòu)造變動。褶皺構(gòu)造有NWW向秀山向斜、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NWW向及近SN向兩組。前者以棺材山壓扭性斷裂帶及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)

6、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推測山字型傾伏背斜；13推測山字型翹起向斜；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燕山早期閃長巖；18燕山中期閃長巖；19隆起和凹陷界線；20地質(zhì)界線3、巖漿巖礦床范圍內(nèi)出露的巖漿巖有四種巖漿巖, 屬鐵山侵入體南緣中段部分, 根據(jù)野外穿插關(guān)系和間接證據(jù)、適當參考同位素年齡數(shù)值確定上述四種巖漿巖形成順序自早而晚為中細粒含石英閃長巖、黑云母透輝石閃長巖（150Ma）、正長閃長巖和斑狀含石英閃長巖（1

7、38Ma）（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粒含石英閃長巖斜長石69.8%，鉀長石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。 黑云母透輝石閃長巖 斜長石69.7%，鉀長石7.1%，角閃石0.8%，黑云母6.6%，透輝石12.5%。 副礦物同上 正長閃長巖 斜長石65.4%，鉀長石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。 斑狀含石英閃長巖斜長石71.8%，鉀長石13.0%，石英7.6%，角閃石

8、5.7%， 副礦物有榍石、磁鐵石、鋯石、磷灰石。 巖漿巖的巖石化學特征：屬SiO2弱過飽和及SiO2不飽和的（黑云母透輝石閃長巖）巖石類型。K2O+Na2O含量高于中國和世界同類巖石，為富堿的巖石類型。中細粒石英閃長巖、正長閃長巖和斑狀含石英閃長巖中的Fe2O3、FeO、MgO、CaO含量低于中國和世界同類巖石。二、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巖接觸內(nèi)。沿接觸帶延長達4300米。礦體產(chǎn)狀與接觸面產(chǎn)狀相吻合, 走向NWW。除尖林山礦體為隱伏礦休外, 其余均出露地表。由于斷層錯動, 鐵門坎礦體

9、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外, 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30o一80o之間。礦體沿走向延長360一870米, 沿傾向延深最大550米, 最小20米, 一般斜深100一400米, 賦存標高+260一-430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)地段礦體與圍巖呈截然接觸, 僅在黑云母透輝石閃長巖分布地段礦體與圍巖有漸

10、變浸染礦石帶存在。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第一段頁巖夾泥灰?guī)r有時角巖化；9中細粒含石英閃長巖；10黑云母透輝石閃長巖；11閃長玢巖；12煌斑巖脈；13鈉長巖脈；14花崗斑巖脈；15矽卡巖；16礦體；17隱伏礦體；18NW向及NWW向壓性斷裂；19NNE向壓性斷裂；20推測斷層；21正常和倒轉(zhuǎn)地層產(chǎn)狀。2、圍巖蝕變鐵山礦區(qū)礦體附近的閃長巖類和大理巖均遭到強烈的接觸交代作用和熱液蝕變作用，形成各類夕卡巖、堿

11、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)接觸帶閃長巖中，有的則分布于外接觸帶，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)接觸帶閃長巖中，呈面型或網(wǎng)脈狀分布，其范圍大小不等，窄者數(shù)米，寬者可達200-300m。組成礦物主要為鈉長石，含少量透輝石。有的礦段（如尖山）還發(fā)育條紋長石或反條紋長石。熱液蝕變巖石主要表現(xiàn)為含鐵金云母化、綠簾石化、陽起石化、碳酸鹽化

12、、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，在空間上與礦體緊密伴生，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巖與大理巖接觸黑云母透輝石閃長巖與大理巖接觸內(nèi)變質(zhì)帶 輕微變質(zhì)閃長巖、有時顯鈉長石化 細粒鈉長石化閃長巖 柱石化、鈉長石化閃長巖 輕微變質(zhì)鉀（鈉）長石化黑云母透輝石閃長巖 網(wǎng)脈狀石榴子石-柱石化黑云母透輝石閃長巖 石榴子石-柱石-鉀（鈉）長石矽卡巖 外變質(zhì)帶 透輝石矽卡巖 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3.1 礦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

13、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，少量陽起石、綠泥石、螢石。3.2化學成份礦石的化學成分特點是富鐵高硫，鐵礦石平均品位（TFe）53.8%，銅0.57%，硫2.68%，鈷0.024%，伴生金0.3-0.7g/t?？苫厥绽玫挠幸姘樯M分有Co、Au、Ag及Mn、V、Ti、Cr等。有害雜質(zhì)

14、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，次為交代殘余骸晶結(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,氣液包裹體溫度也比較高,一般在620一720,超過了一般高溫熱液礦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280一440。(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( 600一700

15、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(320一480)。(4)與成礦作用有成因聯(lián)系的第一期中細粒閃長巖的形成溫度高,1140；第二期黑云母一透輝石一閃長巖溫度略低，為1060。第四期斑狀含石英閃長巖為1080。根據(jù)上述測溫結(jié)果, 本礦床各主要礦化階段形成溫度可以歸納如下:(l)礦漿期磁鐵礦形成溫度為620一720；(2)砂卡巖期早階段磁鐵礦成礦溫度為545一560。矽卡巖期晚階段磁鐵礦成礦溫度320一420。6、同位素組成硫同位素：鐵門坎至獅子山礦體中的黃鐵礦34S值大多在

16、+1.9+3.3之間。尖山礦體略低，為0.3+1.4。氧同位素：大冶群大理巖18O值為23.23和23.31（兩個樣品）。中細粒含石英閃長巖中副礦物磁鐵礦的18O為3.59和3.95。礦體中磁鐵礦的18O值在3.48.8之間。銣、鍶同位素：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定的Rb、Sr同位素等時線截距表明初始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

17、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)育強度和程度度呈正比；（3）礦石中可見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基本一致，礦體與巖體中所含微量元素情況基本相同。（二）礦漿注入成礦型。認為礦質(zhì)主要來自巖漿，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

18、裂法測溫表明磁鐵礦形成在300一470,530一590兩個高溫區(qū)。（三）熱液改造成礦型。該觀點認為中、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上述地層強烈作用的結(jié)果。熱液改造觀點提出的主要依據(jù)有：（1）據(jù)現(xiàn)有礦床統(tǒng)計,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)狀基本一致；（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殘余,說明磁鐵礦形成于菱鐵礦之后；（4）在礦體的某些部位可見菱鐵礦層與大理巖呈整齊的接觸關(guān)系, 接觸面沒有熔蝕和蝕變現(xiàn)象, 說明菱鐵礦是沉積形成的。（四）火山成礦型。該觀點認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。火山成礦觀點的主要依據(jù)有：（1）巖漿巖體呈層狀于三疊系中, 且與地層產(chǎn)狀一致；（2）礦床呈層狀、似