礦床學(xué)課程設(shè)計(jì) 湖北大冶鐵礦

湖北大冶鐵山鐵礦床論文

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指點(diǎn)教師：張群喜摘要本文根據(jù)湖北大冶鐵山的區(qū)域地質(zhì)概略、礦床地質(zhì)特征、礦床成因分析研討了大冶鐵山鐵礦床控礦地質(zhì)條件及成因。系統(tǒng)分析了大冶鐵山鐵礦的成因并總結(jié)了兩條找礦標(biāo)志。鐵礦區(qū)位于湖北省東南部的大冶市〔圖1〕

圖1鄂東南地域區(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.Ⅰ級(jí)斷裂；7.推斷Ⅰ級(jí)斷裂；8.Ⅱ級(jí)斷裂；Ⅳ1.鐵山－黃金山逆沖滑覆構(gòu)造帶；Ⅳ2.殷祖－筠山逆沖滑覆構(gòu)造帶；Ⅳ3.大幕－楓林逆沖滑覆構(gòu)造帶圖2

鄂東南地域地質(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．隆起和凹陷界限20．地質(zhì)界限一、區(qū)域地質(zhì)概略大冶鐵礦區(qū)位于淮陽(yáng)山字型構(gòu)造前弧西側(cè)與新華夏構(gòu)造體系(以梁子湖北北東向斷裂帶和大磨山一鄂城隆起帶為主體)的復(fù)合地帶。大致與傳統(tǒng)構(gòu)造區(qū)劃的下?lián)P子褶皺帶西部大冶復(fù)式向斜構(gòu)造部位相當(dāng)。礦床產(chǎn)出的詳細(xì)部位在鐵山侵入體南緣中段接觸帶上。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，均已蛻變成大理巖。本區(qū)閱歷了復(fù)雜的構(gòu)造變動(dòng)，不同方向、不同規(guī)模、不同時(shí)期的構(gòu)造形跡普遍發(fā)育。尤其是褶皺變形和褶皺疊加作用明顯，斷裂具有多期活動(dòng)性的特征。印支運(yùn)動(dòng)期構(gòu)成的NWW向構(gòu)造形跡奠定了本區(qū)根底格架(如鐵山背斜及其次一級(jí)的背、向斜構(gòu)造、墨色林一石馬山斷裂、棺材山南側(cè)斷裂、鐵山接觸帶斷裂復(fù)合帶等)。燕山運(yùn)動(dòng)期以來(lái)的NNE向構(gòu)造(如尖山背斜、麻雀惱背斜等)和接觸熱動(dòng)力蛻變構(gòu)造(如獅子山一象鼻山卷曲背斜等)迭置于早期構(gòu)造之上，它們彼此復(fù)合交錯(cuò)，構(gòu)成礦區(qū)一幅復(fù)雜而有規(guī)律的應(yīng)變圖象。1.第四系:大冶群:2.第七段具花斑狀構(gòu)造的大理巖;3.第六段大理巖夾少量白云質(zhì)大理巖;4，第五段夾角巖大理巖，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.第三段石榴石一透輝石大理巖;7.第二段夾角巖。條帶大理巖:8.背斜軸線;9.正常和倒轉(zhuǎn)地層產(chǎn)狀。lo.T:d6角礫狀大理巖;11.Tmd白云質(zhì)大理巖;12.中細(xì)粒含石英閃長(zhǎng)巖;13.黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖:14.正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖;15.斑狀含石英閃長(zhǎng)巖;16.閃長(zhǎng)汾巖;17.煌斑巖脈;18.鈉長(zhǎng)巖脈:19.花崗斑巖脈:20.矽卡巖;21.礦體和隱伏礦體:22.(山字型)北西及北西西向壓扭性斷裂:23.(新華夏)北北東向壓扭性斷裂;24.大理巖化時(shí)愈合的近南北向斷層;25.推測(cè)斷層一、區(qū)域地質(zhì)概略 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)野外交叉關(guān)系和間接證據(jù)、適當(dāng)參考同位素年齡數(shù)值確定上述四種巖漿巖構(gòu)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、正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和斑狀含石英閃長(zhǎng)巖。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。鄂東南地域巖漿活動(dòng)在燕山期到達(dá)頂峰，既有巖漿侵入，又有火山噴發(fā)，并顯示多期次活動(dòng)的特點(diǎn)。巖體多為復(fù)式巖體，巖體出露面積相差很大，多呈橢圓形、圓形、紡錘狀、長(zhǎng)條狀、不規(guī)那么狀。鄂東南礦集區(qū)內(nèi)的六大侵入體為由北向南為鄂城侵入體、鐵山侵入體、金山店侵入體、靈鄉(xiāng)侵入體、陽(yáng)新侵入體、殷祖侵入體(圖4)。其主要特征見(jiàn)表1.【3】一、區(qū)域地質(zhì)概略本區(qū)的火山巖在金牛盆地最為發(fā)育，火山活動(dòng)的特點(diǎn)為噴發(fā)間歇期短而多，脈動(dòng)性強(qiáng)并伴有多層碎屑巖堆積，自下而上分別為馬架山組、靈鄉(xiāng)組、大寺組和太和組[56〕。馬架山組以大量的流紋質(zhì)火山碎屑巖為主，含少量珍珠巖和流紋巖;靈鄉(xiāng)組以碎屑堆積巖為主，上部含少量的玄武巖和玄武質(zhì)安山巖;大寺組廣泛分布于金牛盆地內(nèi)，面積約180km2，下部為安山巖、珍珠巖和玄武巖，上部為流紋巖、珍珠巖和流紋質(zhì)凝灰?guī)r。太和組以碎屑砂巖堆積為主，火山熔巖較少。金牛盆地火山巖具有流紋巖一中基性巖一流紋巖和玄武巖的演化特征。二、a礦床地質(zhì)特征 鄂東南地域成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，礦產(chǎn)資源富集，種類(lèi)多樣，儲(chǔ)量宏大。 黑色金屬礦產(chǎn)以鐵礦為主，以程潮鐵礦、大冶鐵礦、靈鄉(xiāng)鐵礦、金山店鐵礦為代表，其次為金、銀、鎢、鑰、銻等礦產(chǎn);有色金屬礦產(chǎn)以銅礦為主，以大冶銅綠山銅礦、銅山口銅礦、陽(yáng)新封山洞銅礦為代表;貴金屬礦產(chǎn)主要為金礦，以陽(yáng)新雞籠山金礦為代表;稀有、稀土金屬和分散元素礦產(chǎn)有黃石獅子山銀礦;非金屬礦產(chǎn)有硒、磅、硫、磷、石膏、螢石、硅灰石等;能源礦產(chǎn)主要為黃石煤田;地?zé)豳Y源有著名的咸寧溫泉地?zé)崽铩０闯梢騽澐?，鄂東南地域的礦床主要有： 氣水熱液型礦床:含礦侵入體為富堿高鉀的中酸性巖，以閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、石英正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、花崗巖為主，多為復(fù)式巖體，以氣液充填交代成礦方式為主，在規(guī)模較大的侵入體與碳酸鹽巖的接觸帶上構(gòu)成矽卡巖型礦床，如鄂州程潮鐵礦床，大冶鐵山鐵礦床，大冶靈鄉(xiāng)鐵礦床。 斑巖型、斑巖一矽卡巖復(fù)合型礦床:礦化帶主要受NWW、NNE和近EW向深斷裂控制，含礦巖體受斷裂及褶皺構(gòu)造的結(jié)合控制，含礦侵入體為花崗閃長(zhǎng)(斑)巖、石英閃長(zhǎng)巖、石英正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖。在這些淺成小侵入體與硅鋁質(zhì)圍巖或碳酸鹽巖的接觸帶上，構(gòu)成斑巖型或斑巖一矽卡巖型復(fù)合型礦床，如大冶銅山口銅礦床。 堆積一熱液改外型礦床:以黃梅鐵礦為代表，礦床主要構(gòu)成一于燕山期之前，賦礦地層主要為石炭系，礦石成分以菱鐵礦、褐鐵礦為主。礦體受后期斷裂破壞和熱液改造。【3】 以下圖為該地域地質(zhì)礦體圖?！?】圍巖蝕變：主要有矽卡巖化、金云母化、鈉長(zhǎng)石化、方柱石化、綠簾石化及碳酸鹽化等。礦石成分：主要的金屬礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦、黃銅礦，鎳黃鐵礦，磁黃鐵礦及黃鐵礦等，礦石中Co+Ni>0.2％，Cu=0.84％，TFe=57.94％，同時(shí)含磷、硫低，為自熔型礦石，Co與Cu可綜合利用；主要脈石礦物有：透輝石、石榴石、透閃石、金云母等。b、礦體受后期斷裂破壞和熱液改造?！?】

地域地質(zhì)礦體圖。【2】

圖5鐵門(mén)坎、龍洞、獅子山等地段礦體形狀表示圖a一鐵門(mén)坎區(qū)段礦體平剖面表示圖:b一龍洞“線地質(zhì)剖面表示圖;c一獅子山30一1線地質(zhì)剖面表示圖;1.大冶群第六段大理巖;2.大冶群第五段大理巖:3.大冶群第四段大理巖;4.含石英閃長(zhǎng)巖;5.黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖，6.礦體;7.地層界限;8.不同巖漿巖界限;9.斷層c、圍巖蝕變常具有一定的分帶性(見(jiàn)表4-1)類(lèi)型分帶石英閃長(zhǎng)巖、大理巖礦化強(qiáng)度內(nèi)蝕變帶1．弱鈉長(zhǎng)石化閃長(zhǎng)巖帶無(wú)2．細(xì)粒鈉長(zhǎng)石化閃長(zhǎng)巖帶無(wú)3．方柱石化，鈉長(zhǎng)石化閃長(zhǎng)巖弱外蝕變帶4．透輝石、石榴石矽卡巖帶工業(yè)礦體5．透輝石、硅化大理巖帶弱6．大理巖帶無(wú)d、礦體受后期斷裂破壞和熱液改造。【3】

地域地質(zhì)礦體圖?！?】

圖5鐵門(mén)坎、龍洞、獅子山等地段礦體形狀表示圖a一鐵門(mén)坎區(qū)段礦體平剖面表示圖:b一龍洞“線地質(zhì)剖面表示圖;c一獅子山30一1線地質(zhì)剖面表示圖;1.大冶群第六段大理巖;2.大冶群第五段大理巖:3.大冶群第四段大理巖;4.含石英閃長(zhǎng)巖;5.黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖，6.礦體;7.地層界限;8.不同巖漿巖界限;9.斷層三、礦床成因分析 接觸交代型或矽卡巖型鐵礦在我國(guó)有重要意義。這是由于此類(lèi)礦床(])富礦多。據(jù)統(tǒng)計(jì)該類(lèi)鐵礦雖僅占全國(guó)鐵礦總儲(chǔ)量的第五位。而富礦卻占第一位。(2)分布廣泛且常成群出現(xiàn)。(3)有鉆、銅、鑰等大量可供綜合利用的元素。 在眾多矽卡巖型鐵礦中，湖北大冶式鐵礦是最著名的，它吸引了許多地質(zhì)任務(wù)者進(jìn)展了大量的研討任務(wù)。隨著礦床研討的深化，近些年有關(guān)大冶式鐵礦出現(xiàn)了更多的成因觀念。對(duì)這些觀念進(jìn)一步展開(kāi)討論，對(duì)豐富礦床學(xué)實(shí)際，更多地尋覓富鐵礦床都是有益的。有關(guān)鄂東大冶式鐵礦的成因主要有以下四種：

三、礦床成因分析第一種：接觸交代(矽卡巖)。較長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，許多地質(zhì)任務(wù)者持此觀念，并把鐵山礦床寫(xiě)在教科書(shū)_匕作為矽卡巖礦床的典型實(shí)例之一。該觀念以為，礦床主要構(gòu)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構(gòu)成。與矽卡興有親密的生成聯(lián)絡(luò)。此觀念提出的主要根據(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)度和廣度呈正比。(3)礦石中可見(jiàn)到明顯的交代成礦景象。(4)礦體與有關(guān)侵入休的同位素年齡根本一致，礦體與巖體中所含微量元素情況根本一樣。接觸交代成因觀念雖然有較多的地質(zhì)根據(jù)和實(shí)際根據(jù)。但隨著礦床地質(zhì)研討的深化，有不少地質(zhì)景象是該觀念所不能解釋的。例如(1)礦體規(guī)模并不完全決議于矽卡巖發(fā)育程度，即有些情況下有矽卡巖沒(méi)有礦或有礦沒(méi)有矽卡巖。(2)礦床不僅與地層巖性有關(guān)，而且受一定層位控布{。據(jù)統(tǒng)計(jì)鄂東98%以上的鐵礦儲(chǔ)量賦存于中、下三疊統(tǒng)中的矽卡巖礦床中。該區(qū)從寒武系至二益系碳酸鹽巖廣泛發(fā)育，但當(dāng)它們與燕山期中酸性侵入體接觸時(shí)很少成礦。

三、礦床成因分析第二種：礦漿。該觀念以為大冶鐵山鐵礦主要是由來(lái)自上地慢的，富含揮發(fā)分的礦漿貫入而成。礦漿觀念的主要根據(jù)是:(1)主礦體與圍巖的界限清楚而截然，無(wú)浸染狀礦石帶。接觸面常呈梯坎狀，為礦漿追蹤幾組裂階和層而貫入而成。有的礦體呈脈狀交叉于閃長(zhǎng)巖體中。大理巖中的礦沐，!到巖蝕變很弱。(2)有多孔狀礦石。(3)有以磁鐵礦為膠結(jié)物的角礫狀礦石。角礫主要為閃長(zhǎng)巖，呈板條狀或棱角狀。板條狀角礫有時(shí)陳列規(guī)那么、有時(shí)素亂，有密有稀，可見(jiàn)礦漿流動(dòng)景象。(4)爆裂法測(cè)溫闡明磁鐵礦構(gòu)成在300一470℃，530一590℃兩個(gè)高溫區(qū)。

三、礦床成因分析第三種：熱液改造。該觀念以為中、下三疊統(tǒng)中有同生堆積的菱鐵礦層或其它富鐵碳酸鹽巖層，礦床的構(gòu)成是由于上升的巖漿或火成巖體對(duì)上述地層劇烈作用的結(jié)果。熱液改造觀念提出的主要根據(jù)有:(1)據(jù)現(xiàn)有礦床坑計(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，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闡明磁鐵礦構(gòu)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齊的接觸關(guān)系，接觸面沒(méi)有熔蝕和蝕變景象，闡明菱鐵礦是堆積構(gòu)成的。

三、礦床成因分析第四種：火山成礦。該觀念以為鄂東大冶式鐵礦是由三疊海相火山的噴溢和堆積作用構(gòu)成的?；鹕匠傻V觀念的