大冶铁矿.docx

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大冶铁矿

大冶铁矿

大冶铁矿实习报告

班级：

021132

姓名：

蒋晓鹏

学号：

20131004341

指导老师：

吕新彪杨振

1.区域地质简介

黄石国家矿山公园大冶铁山铁（铜）矿床位于湖北省东南部大冶市。

黄石国家公园是我国首座国家矿山公园。

大冶矿区共由6个大矿体组成，自东向西依次为尖山、狮子山、象鼻山、尖林山、龙洞和铁门坎，储量比较丰富。

6个矿体除龙洞矿体向南倾斜和尖林山矿体呈隐伏平卧状外，其他都向北北东倾斜。

单个矿体长360-920m，倾斜延深100-550m不等。

厚10-80m，局部可达180m。

鄂东南成矿区内寒武系至第四系地层广泛出露（缺失中、下泥盆统和上侏罗统），古生界和中生界下三叠统主要分布于成矿区中部广大地区。

鄂东南矿集区位于长江中下游成矿带最西端，大地构造位置属于扬子板块东北缘，北临大别造山带，南与九岭-幕阜隆起带毗邻。

鄂东南矿集区地质及矿产简图（据Huetal.,2014）

区内的构造变形主要由印支-燕山期构造运动所形成。

印支期形成一系列褶 皱束和叠瓦式的逆冲滑覆构造带，主要表现为北西西至东西向的弧形褶皱及走向逆冲 断裂，上覆以滑片；燕山期形成北北东向的隆坳带，叠加褶皱、断裂，并辅以箕式盆地。

在三角形区内，印支与燕山期构造直交叠加。

区域岩浆岩包括鄂城、铁山、金山店、灵乡、殷祖、阳新等主要侵入体和众多的岩 体群。

侵入岩出露面积达612平方千米，伴生铜、铁、金等多金属矿床。

2.矿区地质概况

2.1地层

区内出露地层主要为上二叠统大隆组和龙潭组以及下三叠统大冶群。

其中龙潭组（P2L）20～60m主要出露在矿区最南部边的松山煤田等地可分为三个岩性段：

上段为保安段薄层硅质岩、粘土页岩；中段为下窑段厚层含燧石条带灰岩；下段为炭山湾段杂色砂质页岩、粘土岩夹炭质页岩及薄层煤。

但在八卦山该组地层为含燧石结核的结晶灰岩及大理岩。

大隆组（P2d）以黑色薄层、致密、性脆而节理发育的硅质岩或硅质页岩为主，夹有粘土质或炭质页岩，厚15m，与下伏龙潭组为整合或假整合接触。

下三叠统大冶群（T1dy）是区内分布最广的地层，与其下伏的大隆组地层成假整合接触。

自下而上可分为7个岩性段。

岩性主要为灰岩、泥灰岩和大理岩等滨浅海相沉积。

最常见的深部矿体近矿围岩是大冶群第五段的厚层大理岩和白云质大理岩，次为大冶群第四段的中厚层-厚层大理岩。

另外还有第四系沉积物出露，主要以坡积残积物及冲积物为主，主要分布于山间盆地及河谷地带。

2.2构造

矿区经历了复杂的构造变动，经过了多次构造的叠加与改造，接触热动力构

造十分发育。

印支期形成的北西西向构造形迹奠定了本区基础构造格架，燕山运

动以来与侵入体热动力变质有关的褶皱构造（包括燕山早期岩体侵入接触断裂带

及热接触动力变形带构造）及燕山晚期岩体侵入动力变形构造。

2.2.1印支期北西西向构造

北西西向构造出现于铁山岩体南部，其由一系列北西西向的线状褶皱和压性断裂组成。

褶皱形态多以紧密线状为主，断裂通常具有多期活动特点，早期具压性，中期具张性、晚期压扭性。

区域性的北西西向构造控制了岩体接触带以及工业矿体的空间展布特征，使其总体上也呈北西西向产出。

具有区域性控岩、控（矿）带的作用。

铁山铁铜矿床地质略图（据石准立等，1981）

1.第四系;三叠系下统大冶群:

2.花斑状构造大理岩;3.大理岩夹白云质大理

岩;4.大理岩夹角岩;5.含石香肠构造大理岩;6.含石榴石、透辉石大理岩;7.

大理岩夹角岩条带;8.页岩夹泥灰岩;9.上二叠统硅质岩、角岩;10.斑状含

石英闪长岩;11.正长闪长岩;12.辉石闪长岩;13.中细粒含石英闪长岩;14.

闪长玢岩;15.煌斑岩;16.花岗斑岩;17.矽卡岩;18.矿体;19.断层

2.2.2燕山早期岩体热接触动力变形带及侵入接触断裂带构造

（1）塑性到半粘性流变构造——褶皱

大理岩中褶叠层的出现和褶皱的复杂性、不协调性以及各种类型香肠的发育

是这种塑性和半粘性流变的最明显的标志。

（2）岩体侵入接触断裂带（面）

侵入岩体与大理岩直接接触，接触面构造简单，接触界线截然分明，接触面

从上到下呈波状弯曲，有的矿段侵入接触面以断裂破碎带相接触，根据断裂破碎

带发育的片理构造与主断层交切关系判断，接触带断裂具逆冲断层性质。

还有一些矿段侵入接触面十分复杂，接触带内发育有片理化带、角砾岩带矽

卡岩及各种侵入的岩脉，组成十分复杂的构造接触带，如尖山矿段采坑东帮岩体

接触带，该断裂带（面）经历了“压性－张性－再挤压－再张裂”的断裂构造变

形阶段。

2.2.3燕山晚期岩体侵入动力变形构造

实习中主要可见三组断裂：

岩体北侧山坡上的大断裂、岩体南侧一老洞之下通过发育的植被发现的断裂、捕掳体（大理岩）南120米处可见另一断裂。

2.3岩浆岩

矿床位于铁山岩体南缘接触带上。

铁山岩体东西长24km，南北宽5公里左

右，出露面积约120km2，呈NWW-SEE向纺锤形，是燕山期多次侵入而形成的闪

长岩-花岗闪长岩杂岩体。

总共有4次侵入岩。

四种岩浆岩形成顺序自早而晚为：

中细粒含石英闪长岩、黑云母透辉石闪长岩、正长闪长岩和斑状含石英闪长岩，与成矿关系密切的为前两种。

前者是铁山矿区岩浆活动规模最大的一次岩侵入活动，形成了铁山岩体的主体，由闪长岩类岩石组成。

此外还有少量的脉岩：

闪长玢岩、煌斑岩、辉绿岩等。

岩浆岩的岩石化学特征：

①属SiO2弱过饱和及SiO2不饱和的（黑云母透辉石闪长岩）岩石类型；②K2O+Na2O含量高于中国和世界同类岩石，为富碱的岩石类型；③中细粒石英闪长岩、正长岩和斑状含石英闪长岩中的Fe3O、FeO、MgO、CaO含量低于中国和世界同类岩石。

铁山矿区岩浆岩特征表

岩石名称

矿物成分

岩石结构

分布及矿体的接触面积比（%）

中细粒含石英闪长岩

斜长石69.8%，钾长石12.2%；石英7.9%；角闪石7.9%；

副矿物有磁铁矿、锆石、榍石、磷灰石等

中细粒全晶质半自形粒状或柱粒状结构

东起尖山、西到铁门坎成一宽200m—400m的NWW向岩带直接与大理岩接触

73.86

黑云母透辉石闪长岩

斜长石69.7%，钾长石7.1%，角闪石0.8%，黑云母6.6%，透辉石12.5%；副矿物同上

半自形到他形不等粒状结构或柱粒状结构

呈近EW向长条状分布，有分支插入中细粒含石英闪长岩与大理岩中

26.13

正长闪长岩

斜长石65.4%，钾长石19.3%，石英3.2%，角闪石9.3%，黑云母0.4%，透辉石0.1%；

副矿物同以上两种岩石

中粒半自形粒状结构

主要分布在上述两种两种岩石以北，是铁山岩体的主体

<0.01

斑状含石英闪长岩

斜长石71.8%，斜长石13.0%，石英7.6%，角闪石5.7%

副矿物有榍石、磁铁矿、锆石、磷灰石

中粒似斑状结构

主要分布于矿区尖山以东与矿体无直接接触关系

3.矿床地质特征

3.1矿体特征

大冶铁（铜）矿床矿体整体上呈肠状分布，由六大矿体组成，自西向东为铁

门坎、龙洞、尖林山、象鼻山、狮子山和尖山矿体。

除尖林山矿体为盲矿体外，其余各矿体均出露地表，已遭受到一定程度的剥蚀。

矿体主要产出在中酸性岩体与碳酸盐岩接触带上，其矿化在空间上与矽卡岩相关。

在平面和剖面上，矿体主要呈透镜状发育于大理岩向闪长岩弯曲的部位，原因是该部位密集裂隙，容易富集成矿流体，经一系列物化反应形成矿体。

3.2矿石特征

3.2.1矿物类型

大冶铁矿床一般可分为原生带和氧化带。

原生带以含铜磁铁矿-赤铁矿-菱铁

矿矿石为主，其次为黄铁矿-黄铜矿矿石。

氧化带以含铜褐铁矿-赤铁矿矿石为主，矿石的金属矿物主要为铁和铜的氧

化物，主要有赤铁矿、褐铁矿、赤铜矿、孔雀石等，次为铜蓝、蓝铜矿和软锰矿

等，并含有不等量的原生矿物。

3.2.2矿石描述

TS-K-7褐黄色菱铁矿矿石：

褐黄色，交代结构，致密块状构造，主要矿物为菱铁矿（50%）、铁白云石

（30%）、石榴子石（20%）。

菱铁矿，浅褐黄色，玻璃光泽，半自形粒状，晶形

明显，无解理，硬度小于小刀；铁白云石，浅褐色，半自形粒状，硬度小于小刀，

为白云石与含铁溶液的交代产物。

TS-K-6原生灰白色菱铁矿矿石：

灰白色微带红，交代结构，致密块状构造，主要矿物为菱铁矿，含量50%

左右，为磁铁矿的交代产物，黄白色，玻璃光泽，半自形粒状，晶形明显，无解

理，硬度小于小刀。

TS-K-8块状红褐色菱铁矿矿石:

红褐色，交代结构，致密块状构造，主要矿物为菱铁矿（60%）、褐铁矿（30%）、方解石（10%）。

菱铁矿，褐黄色，玻璃光泽，半自形粒状，晶形明显，无解理，硬度小于小刀；褐铁矿，红褐色，半金属光泽，硬度小于小刀。

TS-K-9花斑状磁铁矿矿石:

棕褐色，细粒晶状结构，花斑状构造，矿石矿物主要为磁铁矿（50%）、菱

铁矿（20%）、赤铁矿（10%），脉石矿物主要为方解石（10%）、透辉石（5%）、

石英（5%）。

磁铁矿，黑色，他形粒状，金属光泽，硬度大于小刀，磁性；菱铁

矿，褐黄色，玻璃光泽，半自形粒状，晶形明显，无解理，硬度小于小刀；赤铁

矿，褐红色，他形粒状，土状光泽，硬度大于小刀，磁性，为氧化产物。

块状磁铁矿矿石TS-K-10:

黑色，细粒他形结构，浸染状构造，主要矿物为磁铁矿（80%）、黄铁矿（15%）、黄铜矿（5%）。

磁铁矿，黑色，他形粒状，金属光泽，强磁性，硬度大于小刀，

比重大；黄铁矿，浅铜黄色，不规则粒状、脉状，金属光泽，硬度大于小刀；黄

铜矿，铜黄色，他形粒状，金属光泽，硬度大于小刀。

3.3围岩蚀变

大冶铁矿附近的岩体与碳酸盐岩接触带两侧均经受了一定程度的接触交代

作用和热液蚀变作用的改造，主要蚀变类型有矽卡岩化、钠化、钾化、硅化、金

云母化、绿泥石化、碳酸盐化和高岭土化等，形成各类矽卡岩、碱质交代岩和热

液蚀变岩。

实习中主要可见以下2种蚀变类型：

（1）矽卡岩化

矽卡岩化是最为发育的围岩蚀变，主要发育在黑云母透辉石闪长岩与大理岩

的接触带上及附近，而在中细粒含石英闪长岩的接触带上矽卡岩化强度较弱，矽

卡岩（带）与此矿床（体）在空间上密切共生，这种相关性充分体现了接触交代作用

及其所形成的矽卡岩是成矿作用的重要组成部分和标志。

铁山铁铜矿的矽卡岩以

钙矽卡岩（主要矿物：

石榴石、方柱石、绿帘石）为主，其次为镁矽卡岩（主要矿

物：

透辉石、金云母）。

实习中主要可见以下两种矽卡岩化岩石：

条带状矽卡岩化灰岩

黑灰色，交代结构，条带状构造，主要矿物有透辉石（30%）、石榴子石（20%）、

黄铁矿（10%），此外可见硅质条带（20%）以及交代残余的灰岩（20%）。

放射状硅灰石矽卡岩

灰绿色，交代结构，放射状构造，主要矿物有硅灰石（90%）灰绿色，硬度较大、黄铁矿（10%）褐黄色。

（2）绿泥石化

绿泥石化是一种常见的晚期热液蚀变类型，主要分布在正接触带与附近的围

岩中，尤其是断裂带及裂隙中，呈他形不规则状、鳞片状集合体及细脉状充填于

断裂带及裂隙中或叠加在矽卡岩化上，局部交代角闪石。

3.4成矿期及成矿阶段

铁山矿床主要由两期铁铜矿化叠加而成，每一期成矿都经历了多个发展阶

段。

第一期成矿可分为磁铁矿、赤铁矿-菱铁矿和硫化物三个阶段主要与石英闪长岩有关；第二期成矿可分为干矽卡岩、湿矽卡岩-磁铁矿、石英-硫化物和碳酸

盐四个阶段主要与辉石闪长岩有关。

（1）第一期矿化

矽卡岩（微弱）-磁铁矿阶段：

本阶段矿物成分单一，磁铁矿、透辉石为其基本矿物组合，另外可见金云母

分布在磁铁矿粒间及孔洞中,以块状、气孔状构造，细粒致密它形粒状结构、自

形-半自形粒状结构广泛发育为特征。

本阶段矿石构成的矿体与围岩有清楚而截

然的边界线，仅在岩浆岩一侧有微弱石榴石、金云母、透辉石等矽卡岩矿化现象，

沿矿体边部线状分布，宽数十公分至米余。

在大理岩一侧矿体与围岩边界更为截

然，一般无蚀变或仅数毫米的蚀变边，边界呈折线状或波状。

赤铁矿-菱铁矿阶段：

赤铁矿、菱铁矿紧密共生是本阶段的重要特点，此外铁白云石、方解石亦较

为常见，石英偶见。

矿石多呈花斑状、条带状和晶洞状构造，交代结构发育。

硫化物阶段：

本阶段硫化物以黄铁矿为主，黄铜矿少见，多呈斑点状散布于块状磁铁矿石中，并常常有一定的定向排列；块状构造、花斑状构造，交代残余结构、交代骸晶结构等发育；硫化物成细脉穿插在菱铁矿阶段矿石中。

（2）第二期矿化

干矽卡岩阶段：

本阶段矽卡岩由透辉石、石榴石、方柱石、钠长石等矿物组成，总体呈带状

沿接触带方向展布。

受接触面形态、产状控制明显。

矽卡岩在内带较为发育，大

理岩一侧相对较为微弱，而且分带不明显，这是该矿床的一个重要特点。

矽卡岩

在岩体一侧多呈网脉状、囊状体分布，在大理岩一侧多呈条带状构造。

湿矽卡岩-磁铁矿阶段：

本阶段以磁铁矿的大量发育和含水矽卡岩矿物的存在为特征。

主要由磁铁

矿、透辉石、金云母、阳起石、绿帘石、磷灰石、透闪石、钠长石等矿物组成，

可能还有硬石膏、菱铁矿及黄铁矿等矿物。

矿石多呈浸染状、条带状、团块状，

有时可见脉状。

石英-硫化物阶段：

本阶段矿物组合较为复杂，黄铜矿含量增高，不具定向排列为特征。

其主要矿物成分有黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、斑铜矿、石英、绿泥石等，它们常呈细小脉状以及团块状叠加于上述各阶段之上。

碳酸盐阶段：

本阶段碳酸盐主要为方解石、铁白云石、菱铁矿等，多呈脉状或网脉状胶结

破碎磁铁矿或沿磁铁矿的裂隙延伸，有时贯入闪长岩及大理岩中，这类细脉晶洞

构造十分发育。

4.成矿浅析

4.1成矿条件

研究表明，岩浆主要来自上地幔的部分熔融，岩浆中的铁元素（Fe3+和Fe2+）

主要以Cl的络合物形式转移到液相，在高温高压条件下，成矿热流体可以远距

离迁移，当流体遇到性质活泼的碳酸盐岩时，所处的物理化学环境发生相应的变

化，铁就会在有利的部位沉淀富集成矿。

4.2成矿作用

成矿作用具有多期多阶段性，成矿作用的时空演化大致如下图所示：

4.3矿床成因类型

1.接触交代矽卡岩型。

矿床主要形成在燕山期中酸性杂岩体与三盛系大冶群碳酸盐岩接触带上或其附近，为气化一热液交代作用所形成。

与矽卡兴有密切的生成联系。

主要依据是；矿体产在中酸性侵入体与中、下三叠统碳酸盐岩接触带上或其附近，接触带构造控矿明显。

其次，矿床具有典型的矽卡岩矿物组合。

矿床规模与矽卡岩化发育强度和程度度呈正比。

矿石中可见到明显的交代成矿现象。

矿体与有关侵入休的同位素年龄基本一致，矿体与岩体中所含微量元素情况基本相同。

2.矿浆注入成矿型；认为矿质主要来自岩浆，而不是接触交代形成的，依据为矿体与围岩接触界线清楚，其矽卡岩不是很发育。

其次，有磁铁矿胶结的角砾状矿石，反映是后期矿浆与围岩作用形成的。

最后，蚀变矿物较弱。

3.热液改造成矿型；依据为；矿物呈层状，似层状、填充在岩层之间。

且蚀变较弱，是沉积与后期热液改造的产物。