大冶铁矿地质及矿化特征研究

摘 要：大冶铁矿是我国典型的矽卡岩矿床，位于淮阳山字形构造弧顶西侧与新华夏构造体系第二隆起带次级构造的复合部位，是印支期以来中酸性岩浆多次侵入与碳酸质岩石作用的结果，矿体主要产于中酸入体与碳酸盐岩接触带上。

关键词：大冶铁矿 矿化 规律

中图分类号：P57 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）004-139-02

通过对大冶铁山矿体的矿体形态产状、矿石类型、矿物成分再到化学元素的时、空分布的研究，认为大冶铁矿的矿化受地层、构造、岩浆岩的控制。矿区的碳酸盐岩地层是成矿的有利围岩。接触带构造、接触热动力变质构造、及不同方向褶皱构造、成矿前及成矿时的断裂构造对矿体形态、产状、矿化富集程度都有重要的影响。铁山岩浆岩分别对不同时期的矿化、矿体的分布、矿体规模、不同类型和不同品级矿石的分布以及矿化特点和蚀变特点、成矿方式都有重要的控制作用。通过对矿化元素分布规律的研究，认为大冶铁矿从整体范围内表现为矿体上部表现为Fe元素相对富集，下部Cu相对富集。

1 地理位置

1.1 交通位置

大冶铁矿坐落于黄石市铁山区，东邻三楚第一山――东方山，西界大冶古八景之一“雉山烟雨”――白雉山。东距黄石市中心区25公里，东南距大冶市15公里，为黄石、大冶、鄂州三市的结合部。106国道、武九铁路横贯矿区，交通便利。

1.2 自然地理

研究区为低山丘陵地区，地形起伏较大，山脉走向近东西，绵延横贯全区，一般海拔标高为400～700m。山坡较陡，切割较深，地形复杂，植被发育。该区属大陆性气候，温暖潮湿，雨量充沛。年降雨天数约100至150天。多年平均降雨量为1306mm，气候季节变化较为显著。年平均气温16.9℃，年最高相对湿度98%，最低相对湿度48%，年平均蒸发量1510.68mm。

2 地层

该区地层由老至新地层层序为：寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第四系Q。

2.1 构造

鄂东南成矿区大地构造单元属扬子板块岳阳-九江前陆褶冲带，并位于该褶冲带的东部。成矿区东部和北部与桐柏-大别造山带相邻；两者以北西向襄-广断裂为界。南部与江南隆起中段的九岭-幕阜隆起相接。郯-庐大断裂呈北东走向在成矿区东部通过并与襄-广断裂相交，构成了整个成矿区的总体构造格架。

由于扬子板块和华北板块发生碰撞拼接，受其南北挤压造山作用的影响以及太平洋板块向西北俯冲，在该地区形成了不同层次，不同类型和不同方向的褶皱和断裂构造。这些构造是区内控岩控矿的重要条件。

2.2 岩浆岩

鄂东南成矿区位于长江中下游成矿带的西段，受长江中下游燕山期构造-岩浆活动带鄂东南岩浆活动区的控制，是长江中下游成矿带重要的组成部分。

鄂东南成矿区的岩浆岩属于沿江岩浆岩带的“长江系列”，主要由六个大杂岩体和30多个小岩体组成，从北到南有鄂城、铁山、金山店、灵乡、殷祖、阳新等六大侵入体和铜绿山、铜山口、阮家湾、丰山洞等小侵入体。单个岩体出露面积相差较大，从几十平方公里至二百平方公里不等。小岩体则小于5km2到小于1 km2。这六大岩体在空间展布上呈现两个方向，鄂城、铁山、金山店和阳新四大岩体的长轴方向大致互相平行，呈NW-NNW290～310方向ｉ乡和殷祖岩体则呈NE-NNE400方向庑┭医艺既苊婊？6.55%。火山岩分布于保安-太和-灵乡一带和黄石市花湖。

3 矿区地质特征

3.1 地层及地层对矿化的控制

由于岩浆侵入活动的影响，矿区地层已不同程度地发生了变质，特别是接触热动力变质变形和接触交代变质。

3.2 构造及构造对矿化的控制

结合前人研究成果以及矿区构造形迹的空间展布特征及其成生的时间关系，矿区构造可分为三期，即印支期北西西向构造（定型期）、燕山早期岩体侵入接触断裂带及热接触动力变形带构造、燕山晚期岩体侵入动力变形构造。

3.3 岩浆岩及岩浆岩对矿化的控制

（1）岩浆岩特点。

铁山岩体为一燕山期多次侵入而形成的闪长岩―花岗闪长杂岩体。岩体总体呈NWW―SEE向纺锤形，东西长24Km，南北宽5-8km，出露面积约120km2。

（2）铁山岩体对矿化的控制。

根据研究认为铁山矿区主要存在两期磁铁矿化。第一期是以矿浆贯入成矿方式形成的，是铁山矿床的主矿化期产物， 其分布范围完全受早期的中细粒含石英闪长岩的控制。第二期是以热液交代充填方式形成的，其空间分布范围基本上是受本区较晚侵位的黑云母透辉石闪长岩所控制。有的地段还有两期矿化叠加现象，而这些地段大部分都是黑云母透辉石闪长岩侵位较高的部位，如尖山、龙洞等地段。以上说明两种不同的岩浆岩明显地控制了不同期次的磁铁矿化。从铁山杂岩体各岩石类型的化学成分来看是属于正常成份的钙碱系列的石英闪长岩，含碱质较高， Na2O+K2O含量均高于中国及世界同类岩浆岩，这符合于鄂东地区这类岩浆岩与铁铜矿化有一定专属关系的这一普遍规律。岩浆岩中副矿物属榍石、磁铁矿型，从矿区的S、O、Ru-Sr等同位素资料均说明成矿物质具地慢来源特征、即岩浆岩和成矿物质都是来自深源。中细粒含石英闪长岩与矿区第一期矿浆贯入充填成矿产物可能是深部同源物质在一定深处分熔后先后侵位的产物。而第二期热液交代型矿化物质可能主要来源于黑云母透辉石闪长岩的岩浆期后分异产物。

综上所述，笔者认为中细粒含石英闪长岩和黑云母透辉石闪长岩与不同期次的磁铁矿化在空间上、时间上以及成因上都有着密切的关系。两种岩浆岩分别对不同时期的矿化、矿体的分布、矿体规模、不同类型和不同品级矿石的分布以及矿化特点和蚀变特点、成矿方式都有重要的控制作用。

4 矿床矿化特征

4.1 矿体特征

铁山铁铜矿床主要有6个矿体组成，从平面上呈NWW向似阶梯状展布，从西到东是铁门坎矿体、龙洞矿体、尖林山矿体、象鼻山矿体、狮子山矿体、尖山矿体，矿体总长约4300m。除尖林山为隐伏矿体外，其余矿体均出露地表。矿体主要呈不规则脉状、透镜状等，大小不一，最大者长达 2000m，厚100m；特别是当闪长岩超覆在大冶灰岩之上时，矿体规模大、延伸。

4.2 主金属矿物标型特点

4.2.1 磁铁矿标型特点

磁铁矿是主要矿石矿物，与赤铁矿、菱铁矿以及铁的氧化矿物等构成铁矿体，其产状和分布与矿体一致，主要产出在岩浆岩和大理岩的内外接触带中。根据磁铁矿的产出特点可分为两个期次：第一期磁铁矿晶体自形程度较低，多为它形或半自形粒状。第二期磁铁矿结晶自形程度较好，为自形-半自形晶体，通常为八面体和立方体晶形，少数可见菱形十二面体。

从上述可知，不同期次的磁铁矿在结构、含量、产状上多有差异，特别是在结晶形态和粒度上表现的较为直观和明显。

4.2.2 黄铁矿标型特点

铁山铁铜矿床中的黄铁矿与磁铁矿是重要的共生或伴生矿物，与铁矿成矿作用有密切联系。黄铁矿主要分布在铁矿体和蚀变矽卡岩中。主要形成于相对较晚期的热液活动阶段，形成温度在200℃～400℃区间。根据黄铁矿特征、产状及相互关系可分为三个世代，其主要特征分述如下：

（1）第一世代黄铁矿：半自形-自形晶，可见不完整立方体及五角十二面体晶形，少见八面体晶形。粒度较粗，一般为1～4mm；碎裂结构发育，碎块一般位移不大；浅铜黄色，常被脉石矿物或后期硫化物交代充填；常有不同程度的氧化；含量变化较大，一般小于10%；呈斑杂状分布，其分布范围较广，主要产出在矿体和蚀变矽卡岩中。该世代黄铁矿为成矿早期形成，主要与矽卡岩化有关。

（2）第二世代黄铁矿：以它形为主，少数半自形粒状；中细粒，粒度0.3～0.8mm；浅铜黄色，金属光泽；弱碎裂结构，交代结构发育，可见黄铁矿交代磁铁矿，或黄铁矿被黄铜矿、脉石矿物交代；黄铁矿晶隙或裂隙中常见黄铜矿充填；含量1～15%，最高可达30%；呈浸染状、斑块状分布，或沿磁铁矿晶隙、裂隙充填；主要产出在矿体范围内，矽卡岩中少见；该世代黄铁矿形成于主成矿期。从磁铁矿、黄铁矿和黄铜矿之间的交代穿插关系看，其生成顺序为：磁铁矿黄铁矿黄铜矿。

（3）第三世代黄铁矿：自形粒状为主，常见立方体和五角十二面体晶形，晶形较完整；少数见它形不规则状。粒度较细，一般为0.1～0.5mm；亮浅铜黄色，较强金属光泽；弱碎裂或无碎裂，交代作用不发育；含量较少，通常小于1%；呈星点状分布或沿晚期裂隙分布；主要形成于成矿作用晚期。

参考文献：

[1]卢峰.铁山岩体地球化学特征及其找矿意义[J].湖北大学学报（自然科学版），1994（03）.

[2]熊鹏飞.石准立.张尊光，等.湖北大冶铁矿矿床控矿地质条件的分析[J].地球科学，1984（04）.