大冶铁矿地质特征及其控矿因素分析

大冶铁矿地质特征及其控矿因素分析(一)区域地质概况

鄂东南地区位于中下扬子陆块的西段，北与桐柏一大别造山带相接，南与九岭一幕阜隆起带毗邻，处于岳阳一九江前陆褶冲带的东端前缘部位。本区北东以襄广断裂与桐柏一大别造山带相隔；西以鄂城一嘉鱼断裂与宝康一武汉前陆褶冲带及宜昌一武昌过渡褶皱带分割；南以坑口一排市断裂为界，构成一个三角形构造一岩浆岩区，区内的构造变形主要由印支一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，印支与燕山构造直交叠加，又被铁山—四棵、毛铺—两剑桥断裂分割成3个梯形块体，形成铁山—黄金山、殷祖一筠山、大幕一枫林3个逆冲滑覆构造带。燕山运动伸展导致的引张作用使岩浆活动强烈，形成区内鄂城、铁山、金山店、灵乡、殷祖、阳新等主要侵人体和众多的小岩体群，侵入岩出露面积达612km2，伴生铜、铁、金等多金属矿床。

岩浆岩：铁山岩体东西长24km，南北宽5km，面积120km2，出露形状呈纺锤形。铁山岩体是燕山期多次岩浆活动形成的复式岩体。已查明有4次侵入活动，由老至新依次为中细粒含石英闪长岩、中粒黑云母透辉石闪长岩、正长闪长岩和斑状含石英闪长岩。用钾氩法测定同位素年龄值为138Ma(斑状含石英闪长岩)和150Ma(黑云母透辉石闪长岩)。

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、正长闪长岩和斑状含石英闪长岩中的FeO、MgO、CaO含量低于中国和世界同类岩石。．

(二)矿床地质特征

大冶铁山铁(铜)矿床由6大矿体组成，自西向东依次为铁门坎、龙洞、尖林山、象鼻山、狮子山和尖山矿体，总长4300m，其中尖林山矿体为盲矿体。

1.矿体特征

矿体总体呈似层状，产于正接触带中，走向NWW向。其形态在不同地段差异较大，可呈脉状、透镜状、囊状等。沿走向长度在360～872m之问，最大斜深550m，最小20m，一般100～400m。最大厚度180m，最小10m，一般30～80m 。

2．矿石物质成分及结构构造

矿石中矿物成分复杂，仅原生矿物已达40余种。矿石构造有块状、孔洞一晶簇状、角砾状、花斑状、条带状、浸染状等。矿石结构以细粒他形结构、交代残余结构、网状结构为主，其次有骸晶结构、假象结构、乳滴状结构、自形晶粒结构等。

本矿床产铁为主，铜为辅，伴生有多种有益组分，有害杂质含量较低。铁品位最高可达70％，最低20％，一般50％～60％，平均53％。铜品位最高12％，最低0.1％，一般0.2％～1％，平均0.58％。可回收利用的有益伴生组分有Co、Au、Ag及Mn、V、Ti、Cr等。有害杂质除S外，As、P、Zn等含量较低。

铜矿化在大部分地段与铁矿体一致，但在铁矿体靠近大理岩一侧或在其深部尖灭部位较富集，而在闪长岩接触带附近较贫，局部地段铜矿化浸染于矿体两侧围岩中。

（三）成矿期和成矿阶段

石准立等(1982)将大冶铁山铁(铜)矿床划分成两个成矿期。第一成矿期包括磁铁矿阶段，赤铁矿一菱铁矿阶段和硫化物阶段。第二成矿期可划分为矽卡岩阶段、磁铁矿阶段、石英一硫化物阶段和碳酸盐阶段。主矿体在第一成矿期形成。围岩蚀变主要有矽卡岩化、钠化、钾化、碳酸盐化、绿泥石化和蒙脱石化等。前3种蚀变与矿化关系密切，且在黑云母透辉石分布地段发育较强烈，围岩蚀变呈现分带性

(四)围岩蚀变

(五)包裹体测试资料

矿物包裹体测温：据磁铁矿爆裂法和均一法测温，成矿温度可分为3组：620～700℃、545～560℃、320～420℃。

(六)同位素组成

硫同位素：铁门坎至狮子山矿体中的黄铁矿S值大多在+1.9‰~+3.3‰之间。尖山矿体略低，为一0.3‰～+1.4‰。

氧同位素：大冶群大理岩O18值为23.23‰和23.31‰(两个样品)。中细粒含石英闪长岩中副矿物磁铁矿的O18值为3．59％o和3．95‰。矿体中磁铁矿的O18值在3.4‰～8.8‰之问。铷、锶同位素：据前人资料，铁山岩体、鄂城岩体的岩浆岩和铜录山、金山店两矿体中金云母所测定的Rb、Sr同位素等时线截距表明初始87Sr／86Sr为0．7000与上地幔岩相近。

(七)湖北大冶铁矿地质特征及控矿因素分析

矿体形态分析

大冶铁矿床由六大矿体组成，自西而东为铁门坎、龙洞、尖林山、象鼻山和尖山矿体,总长约4300m。除尖林山为盲矿体外，其余矿体均出露于地表，他们之间除铁门坎矿体与龙洞矿体因断层错开不连续外，其余矿体是互相连接的。

大冶式铁矿被认为是典型的矽卡岩型铁矿床，它是我国五种铁矿床成因类型之一，其形成条件有以下几方面。

岩浆岩条件

主要为中酸性岩浆岩，其岩性属钙碱性系列的石英闪长岩—黑云母透辉石闪长岩，形成时代为燕山期。燕山期早期，由于岩浆的侵入提供了大量的热源和各种挥发组分及部分有益元素，一方面，产生了物质交换，改变了岩浆的成分和性质，另一方面，使围岩中的铁矿元素产生活化，进行不同程度的迁移和置换，在适宜的地方富集和沉淀形成矿体。进入燕山期晚期，铁矿进一步得到富集。

碳酸盐条件

三叠系下统大冶群薄层碳酸盐岩，如泥质灰岩、白云质灰岩、含泥质炭质条带灰岩，含有机质灰岩等对成矿最为有利，特别是薄层灰岩和物理化学性质有明显差异的泥质灰岩、白云质灰岩、页岩呈互层质灰岩、含泥质炭质条带时，有利于发生交代作用，因此常常是富矿富集的场所。

构造条件

构造控制含矿溶液通道，也为成矿提供有利空间，具体的成矿构造有以下五类

侵入体与围岩的接触带：大冶铁矿90%的矿体都产在石英闪长岩——黑云母透辉石闪长岩与大冶群接触带构造上。

1.围岩层理，层间破碎带及构造裂隙。

2.褶皱构造主要表现为容矿构造。

3.捕掳体边部断续分布，有时整个捕掳体都被交代，形成相当规模的矿床。

4导矿断层构造：尖林山东露天采场北端F9断裂带上下盘岩石均产生强烈的矽卡岩化，其中有磁铁矿矿体；F13断裂蚀变岩中有黄铜矿体。

温度条件

大冶铁矿形成的温度范围很广，其中矽卡岩矿物的形成温度在300~800℃之间，而金属矿物的形成温度在200～500℃之间。近年来大量矿物包裹体的测温资料说明，铁矿中的金属氧化物（如磁铁矿）形成温度一般在350～600℃之间（主要为400～500℃），金属硫化物（如黄铁矿黄铜矿等）一般形成于100～450℃之间（主要为300℃）。

深度压力条件

根据矽卡岩有关的岩浆岩特征，矿石矿物组合，结构构造，矿化的垂向延伸大小，垂直分带等标志间接推断分析：大冶接触交代铁矿床一般形成于1～4.5km之间，形成的压力条件为3×10^7～3×10^8。