目录
第一章 区域地质概况 ................................................................................................. 2
§1.1 构造 .............................................................................................................. 2
§1.2 地层 ............................................................................................................. 3
§1.3 岩浆岩 .......................................................................................................... 5
第一章 矿床地质特征 ................................................................................................. 6
§2.1 矿体特征..................................................................................................... 7
§2.2 矿石特征 ......................................................................................................... 8
§2.2.1矿石组成 .................................................................................................. 8
§2.2.2 矿石结构构造 .......................................................................................... 8
§2.2.3主要金属矿物 ........................................................................................... 9
§2.2.4矿石类型 .................................................................................................. 9
§2.3 围岩蚀变 ....................................................................................................... 11
§2.4 成矿期和成矿阶段........................................................................................... 13
第三章 成矿条件与成因分析 ........................................................................................ 13
§3.1 矿质来源......................................................................................................... 13
§3.2 成矿综述......................................................................................................... 14
§3.3 成矿条件......................................................................................................... 14
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第一章 区域地质概况
大冶铁山铁（铜）矿位于湖北黄石市西25km，东南巨大冶县城15km。这是我国最古老的铁（铜）矿之一，早在1700年以前巨已开采，并将彩贴至善命名为铁山。1952—19xx年，园地质部429地质队对铁山进行系统的普查和勘探，提交了“湖北大冶铁矿地质勘探报告”，现为武汉钢铁公司的重要矿山基地。
§1.1 构造
鄂东南地区位于中下扬子陆块的西段，北与桐柏—大别造山带相接，南与九岭—幕阜隆起毗邻，处于岳阳—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—大别造山带相隔；西以鄂城—嘉鱼断裂与宝康—武汉前陆褶冲带及宜昌—武汉过渡褶皱带分割；难以坑口—排市断裂为界，构成一个三角形构造—岩浆岩区（图1-1）。
区内的构造变形主要由印支—燕山期构造运动形成。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层，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，又被铁山—四棵、毛铺—两剑桥断裂分割成3个梯型块体，形成铁山—黄金山、殷祖—筠山、大幕—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、阳新等主要侵入体和众多的小岩体群（图1-1，图1-2），侵入岩出露面积达612km2，伴生铜、铁、金等多金属矿床。
图1-1 鄂东南地区区域地质略图（据杨明银等，1995）
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1、重力异常推断中间岩浆房；2、闪长岩；3、花岗岩；4、火山岩；
5、磁法差值法推断岩浆上升通道；6、Ⅰ级断层；7、推断Ⅰ级断裂；8、Ⅱ级断裂；
Ⅳ1、铁山—黄金山逆冲滑覆构造带；Ⅳ2、殷祖—筠山逆冲滑覆构造带；Ⅳ3、大幕—枫林逆冲滑覆构造带
铁山矿区（床）即位于区域内保安复背斜、陈家桥复向斜间之次级构造——铁山背斜的北翼、铁山侵入体的南缘中段。
图1-2 鄂东南地区地质构造略图
1、不整合界线；2、地质界线；3、短轴背斜；4、坳陷边界；5、断裂；6、推测地质界线；Pt、元古界；Z、古生代；T3、上三叠统；J1、下侏罗统；J2、中侏罗统；δ25闪长岩（燕山早期）
§1.2 地层
铁山矿区内出露地层以中下三叠统大冶灰岩为主，其次为二叠系乐平统硅质页岩层(构成铁山背斜的轴核)。更老地层依次向南始有出露。上三叠统蒲沂群紫色砂页岩及侏罗系砂岩、砂质页岩层则分布于铁山侵入体的北缘及东西两端。
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中下三叠统大冶灰岩，由下而上按其岩性可分为三层:（1）灰黑色薄层泥质灰岩与纸状页岩互层，底部有约30米的泥质灰岩;（2）灰黑色中厚层纯灰岩;（3）含少量白云质(MgO 1.5—5%)厚层灰岩，中夹数层厚约20—30米的灰质白云岩(MgO 15—20%)。
第（3）层相当于嘉陵江组层位。上述各层受岩浆侵入之接触变质(主要是热力变质)，均遭不同程度的大理岩化，而与成矿关系密切者仅为（2）、（3）层。
实习期间观察到的代表此地区地层岩性的岩石标本主要为：TS—2 大冶灰岩、TS—4 白云岩。
TS—2 大冶灰岩：灰黑色，呈灰岩与含泥质灰岩互层状，晶粒结构。灰岩由于微弱的接触热变质发生大理岩化，由于构造应力作用，其含泥质的灰岩能干层，发生形变，石香肠化。
TS—4 白云岩：白色，表面可能由于轻微蚀变为淡黄色，致密块状，主要由白云石与方解石组成，含量大于95%，其中白云石不如方解石形态多样，且白云石晶面常弯曲成马鞍状。
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§1.3 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。已查明有四次侵入岩，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。各次岩浆岩特征见表1-1,。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。
表1-1 铁山矿区岩浆特征表
标本观察：
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TS-1 闪长岩：深灰色，半自形粒状结构，斑杂状构造，石英含量<5%，暗色矿物体积分数约35%，长石类矿物主要为斜长石，暗色矿物为角闪石，黑云母与辉石。
第一章 矿床地质特征
铁山矿床共由六大矿体组成均产于(石英)闪长岩、黑云母辉石闪长岩与大理岩或白云质大理岩的接触带上，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（图2-1）。
矿体形态变化很大，呈似层伏或透镜状，仅东端呈团囊状(捕掳体成矿)。矿体洽接触带展布，产状随接触带的转折而变化。六大矿体除龙洞矿体向南倾斜(接触带向南倾斜)和尖林山矿体呈平卧状外，余皆向北倾斜(接触带亦均向北倾斜，但深部亦转向南倾斜)。在平面上六大矿体沿北西西—南东东向接触带，呈“尖灭侧现”形式。
图
2-1 大冶铁山矿区地质图
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1、第四系；2、第七段具花斑构造的大理岩；3、第六段大理岩夹少量白云质大理岩；4、第五段大理岩常具细齿状缝合线；5、第四段大理岩含角岩石香肠断块；6、第三段石榴石—透辉石大理岩；7、第二段夹角岩条带大理岩；8、第一段页岩夹泥灰岩有时角岩化；9、中细粒含石英闪长岩；10、黑云母透辉石闪长岩；11、闪长玢岩；12、煌斑岩体；13、钠长岩脉；14、矽卡岩；15、矿体；16、压性断裂
§2.1 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之间，最大斜深550m，最小20m，一般100—400m。最大厚度180m，最小10m，一般30—80m（图2-1，2-2）。
图2-1 象鼻山矿体勘探线剖面图
1、 残坡积层；2、第六段大理岩；3、第六段白云质大理岩；4、第五段大理岩；5、第四段含角岩石香肠
断块大理岩；6、闪长岩（局部矽卡岩化）；7、铁矿体；8、矽卡岩；9
、煌斑岩
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图2-2 35勘探线剖面图（尖山矿体）
1、 第二、三段石榴子石大理岩；2、闪长岩（部分蚀变）；2、矽卡岩；4、铁矿体
§2.2 矿石特征
§2.2.1矿石组成
本矿床产铁为主，铜为辅，伴生多种有益组分，有害物质含量较低。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歼灭部位较富集，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。
§2.2.2 矿石结构构造
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—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。
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§2.2.3主要金属矿物
矿石主要金属矿物为磁铁矿，其次有黄铜矿、黄铁矿呈条纹状或浸染状分布于块状矿石中。局部亦有以赤铁矿—磁铁矿并含有大量黄铁矿、黄铜矿的页片状矿石。块状矿石与矽卡岩过渡带亦常见到含大盆金云母、透辉石的条带状或浸染状贫矿石。与白云质大理岩过渡带，则出现有厚度不等的浸染状、斑块状、条纹状的赤铁矿—菱铁矿碳酸盐型矿石。矿石普遍含铜，但由低铜矿石带及局部围岩铜矿化强烈甚至构成单独的铜矿体，则说明铜、铁矿化并非完全一致。
§2.2.4矿石类型
在实习期间主要观察了大冶铁山铁（铜）矿床的三块矿石标本：TS-8 菱铁矿矿石、TS-9 黄铜矿磁铁矿矿石、TS-10 铁帽（赤铁矿）。
矿石名称：TS—8 菱铁矿矿石
深棕灰色，花斑状构造
矿石矿物：菱铁矿，棕色，稍有玻璃光泽，呈集合体充填于矿石块体的孔隙空间，约占15%。
脉石矿物：方解石——白色，呈集合体局部充填于矿石空隙内，含量较少；黄铁矿——含量很少，呈稀疏浸染状分布于矿石局部。
除上述矿物外，矿石中还见闪长岩块体，形成矿石主体，深灰色，致密块状。
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矿石名称：TS—9 黄铜矿—磁铁矿矿石
黑色，致密块状
矿石矿物：黄铜矿和磁铁矿含量>90%，其中磁铁矿含量高占矿石的80%。黄铜矿——铜黄色，条痕绿黑色，金属光泽，呈分散粒状集合体，含量约10%；磁铁矿——铁黑色，条痕黑色，半金属光泽，呈致密块状。
脉石矿物：见少量红褐色石榴石、暗绿色透辉石矽卡岩矿物。
矿石名称：TS-10 铁帽（褐铁矿）
深褐色，块状较疏松，有孔洞。褐铁矿含量大于90%，褐色，光泽暗淡。此外，还含有少量硅质物质及粘土矿物。其在地表受风化较严重，一些物质流失，形成疏松孔状。
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§2.3 围岩蚀变
由于岩浆岩的侵入，除使三叠系大冶灰岩普遍遭受热力变质而成大理岩外，尤其在岩浆期后热液的作用下，在接触带两侧的各种不同类型的围岩中产生一系列的热液蚀变现象和岩石，并且可沿与接触带相交切的构造断裂和裂隙而发育深达闪长岩内部200、300m或更远。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。前三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，围岩蚀变呈分带性（表2-1）。
表2-1 围岩蚀变分带
以下为在实习中观察的围岩蚀变的主要岩石：TS—3 大理岩；TS—5 条带状透辉石—石榴石大理岩；TS—6 金云母—透辉石矽卡岩；TS—7 石榴石—透辉石矽卡岩。
TS—3 大理岩：白色，局部蚀变为黄色，块状构造，细粒变晶结构，可见方解石与白云石，含量大于95%。
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TS—5 条带状透辉石—石榴石大理岩： 整体为绿色，矿石边缘局部为棕红色，条带状构造。透辉石呈绿色，含量约70%，不易见晶形；石榴石呈红褐色，含量约30%，为致密粒状集合体分布。
矿石呈条带状构造原因：由于原生大理岩成条带状，条带部位的硅质较高，接受接触交代矽卡岩化形成条带状透辉石，条带部位透辉石含量较高。
TS—6 金云母—透辉石矽卡岩：黑绿色，整体为块状构造，金云母为棕色，似金属光泽，呈
片状集合体，主要分布于矿石上部，含量约25%；透辉石，为绿色，致密块状，含量约75%。
TS—7 石榴石—透辉石矽卡岩：灰棕色，颜色不均匀，矿石中部为绿色，两端以棕褐色为主，块状构造。石榴石为棕红色，局部见晶形较好的粒状集合体，含量约50%；透辉石为绿色，含量约40%；局部可见方解石与少量黄铜矿，含量约10%。
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§2.4 成矿期和成矿阶段
铁山岩体是燕山期多次岩浆活动形成的复式岩体。已查明有四次侵入岩，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。各次岩浆岩特征见表1-1,。用钾氩法测定同位素年龄值为138Ma（斑状含石英闪长岩）、132 Ma （正长闪长岩）和150Ma（黑云母透辉石闪长岩）。
铁山矿床范围内不同期次岩浆岩与矿化关系。根据岩浆岩与铁矿化的时间和空间关 系，结合不同矿化的相互穿插以及岩浆岩与矿石的矿物包裹体特征，确定铁山矿床的成矿作 用主要分为两期:早期以矿浆成矿为主，形成主要矿体，发生于中细粒含石英闪长岩之后和 黑云母透辉石闪长岩（150Ma）之前，第二期铁矿体伴有多量矽卡岩矿物，发生于黑云母透辉石闪长岩（150Ma）和斑状含石英闪长岩(138Ma)之间。
第一成矿期包括磁铁矿阶段，赤铁矿—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—硫化物阶段和碳酸盐阶段。主矿体在第一成矿期形成。
上述结论证据：
1、狮子山矿体28—29线附近0—12米水平近闪长岩一侧见多孔状、花斑状和致密块状等 第一期矿浆成矿产物的角砾被粗粒及细粒透辉石或含磁铁矿的透辉石矽卡岩所胶结，类似现象在尖山34—35线、铁门坎采坑中部都可见到。这些现象说明，矿浆成矿之后，发生构造作用，使之成为角砾，又被第二期矽卡岩及磁铁矿所胶结。
2、象鼻山矿体露采24米平台北帮见到不规则的含阳起石和透辉石的粗晶磁铁矿网脉胶结早期致密块状磁铁矿和花斑状菱铁矿一磁铁矿角砾的现象。类似现象也见于铁门坎矿体。龙洞采坑以及钻孔深部都发现有致密块状磁铁矿矿石被平行排列的粗晶磁铁矿穿插的现象。这两期磁铁矿的化学成份有明显的不同，晚期粗晶磁铁矿含Mg0稍高，SiO2, V2O。则稍低。与两种磁铁矿相伴的硫化物，其硫同位素组成也有所不同。矿浆型者接近陨石硫，粗晶矽卡岩热液型者为+5.50%。
3、与矽卡岩共生的磁铁矿，其包裹体的气体成份以其含H20量高而与矿浆型磁铁矿中者有明显差异，这也反映了两期成矿作用的特点。与矽卡岩共生的磁铁矿是在有多量热水溶液作用下形成的。
第三章 成矿条件与成因分析
§3.1 矿质来源
对各种矿石以及与其有关岩浆岩的同位素成份的研究可以帮助我们阐明成矿物质的来 源。
硫同位素：铁门坎至狮子山矿体中的黄铁矿δ
体略低，为-0.3‰—+1.4‰。
氧同位素：大冶群大理岩δO值为23.23‰和23.32‰（两个样品）。中细粒含石英闪长岩中副矿物磁铁矿的δ18O值为3.59‰和3.95‰。矿体中磁铁矿的δ18O值在3.4‰—8.8‰之间。
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
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1834S值大多在+19‰—+3.3‰之间。尖山矿
的金云母所测定的Rb、Sr同位素等时线截距表明初始Sr/Sr为0.7000与上地幔相近。
从上面的S、O和Rb、Sr同位素资料的分析中都说明大冶铁矿的O、 S等成矿物质主要来自上地慢。地质资料也论证了铁质不是来自旁侧三叠纪大冶群沉积岩，矿体旁侧闪长岩的钠长石化也不能提供主要物质来源。这样我们就从不同角度得出铁山矿床成矿物质主要来源于深部，可能源自上地慢或岩浆上侵形成之岩浆房。 8786
§3.2 成矿综述
铁山“大冶式”铁矿床是在铁山复式岩体多期岩浆活动中形成的，它具有多期铁矿成矿作用，其中最主要的是发生于中细粒含石英闪长岩之后的矿浆成矿作用，形成主矿体，黑云母透辉石闪长岩之后斑状含石英闪长岩之前尚发生了与矽卡岩伴生之铁矿作用，形成次要的囊状矿体或叠加于主矿体之上。此后还发生了极微弱的Mo、Cu矿化，未形成工业矿体。 这样铁山矿床乃是包括了矿浆、矽卡岩、热液产物的多期成因的复杂矿床。
铁矿的主要物质既非来自三叠纪大冶群沉积岩，而旁侧闪长岩的钠长石化所析出铁质有 限，矿体形态、产状及其与围岩的侵入接触关系说明它们来自深处，同位素组成也说明主要 成矿物质S、O等来自慢源。
本矿床的矿浆是一种富含挥发份H20、F、Cl、CO2及S03的铁的氧化物熔浆。根据由 多孔状矿石形成之花斑和条纹状矿石储量及矿旁网脉采样分析结果推算出矿浆中含挥发份约1.3%左右。富含挥发份及缺少Cr、Ti、V等元素是其和典型岩浆矿床的重要区别之一。所 含Cu、S等元素由于挥发份含量高而在末期热液阶段沉淀下来，这与岩浆Cu-Ni矿床有别。 它们是富碱（钠）闪长岩共生的产物。
这类矿浆产生于深部，可能是岩浆房或地慢中岩浆源地岩浆分异过程中液态熔离的产 物。
矿床产于中浅成深度。矿浆在岩体冷凝收缩过程中受区域性近东西向挤压力作用下接触 面张开产生容矿空间而就位。进入相对低压区的矿浆释放出所溶解的挥发份形成泡沫状铁矿 浆，部份地区挥发份未跑掉在矿浆结晶时形成各种多孔状矿石，部份地区挥发份逸散则形成致密块状矿石。在中浅成深度条件下，矿浆以其高温和富含挥发份对围岩发生作用时，在大理岩一侧无蚀变而有侵蚀扩大空间的作用，而在闪长岩一侧有极窄的绿色蚀变边及挥发份沿裂隙外逸形成之金云母、方柱石和透辉矿网脉。由于富含挥发份，当温度下降时矿浆可经历岩浆、伟晶及热液成矿作用。第二期铁矿化的叠加使矿浆成因矿石更加复杂。
§3.3 成矿条件
来源：铁山矿床成矿物质矿浆主要来源于深部，可能是岩浆房或地慢中岩浆源地岩浆分异过程中液态熔离的产物（本矿床的矿浆是一种富含挥发份H20、F、Cl、CO2及S03的铁的氧化物熔浆）；
能量：矿浆上侵带来的动力、区域构造应力及地热梯度提供的热能；
介质：矿浆以及挥发份；
通道：岩层内由于构造作用形成的断裂及裂隙；
空间：矿浆在岩体冷凝收缩过程中受区域性近东西向挤压力作用下接触面张开产生容矿空间而就位。
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