矿床学-实习八 变质矿床

实习八变质矿床试验目的 认识并掌握条带状磁铁石英岩型（BIF型）铁矿床的地质特征； 分析变质矿床形成过程典型矿床辽宁鞍山弓长岭铁矿

江苏海州磷矿1鞍山式铁矿床一、大地构造位置该类矿床分布在辽宁鞍山－本溪一带，面积近4000km2，该区位于华北地台东北部，辽东台背科中部，弓长岭二矿区位于弓长岭-连山关复背斜的西北部。，矿区由弓长岭、樱桃园、歪头山、南芬河东、西鞍山等矿区组成，矿床规模大，开采历史悠久，总储量达100×108t,构成了我国最重要的铁矿之一。2二、矿区地质概况

本区地层主要由太古代鞍山群和元古代辽河群组成，铁矿赋存太古宙花岗－绿岩地体层状岩系,原岩为基性至酸性火山岩－火山碎屑岩内，强烈的混合花岗岩侵入作用被破坏成一些不连续的矿段；含铁石英岩建造大致可以分为两种类型，即含铁石英岩-角闪岩建造和含铁石英岩-绿片岩建造。含铁石英岩－角闪岩建造分布本区东部及北部，角闪岩、斜长角闪岩、粘土质变粒岩或片岩组成—原岩是中基性火山岩或火山碎屑岩－陆源建造，属中温区域变质相，含铁石英岩产于其中，为多层状（3-6层或更多），以弓长岭二矿区为例，其含铁英岩建造层序（自上而下）如下：3

矿区属于鞍山-本溪铁矿带的一部分。区内出露地层为太古界鞍山群。含矿岩系由磁铁石英岩、千枚岩、黑云母变粒岩、斜长角闪岩等组成，其上下均为混合岩，层序如下:Ⅲ-上混合岩Ⅱ-5.石英岩Ⅱ-4.上含铁带30-100m

（5）第六层铁矿50-60m

（4）上斜长角闪岩6-22m

（3）第五层铁矿

10-15米

（2）下斜长角闪岩10-40米

（1）第四层铁矿

10米Ⅱ-3.中部钠长变粒岩、片岩夹第三层铁矿

70-190米Ⅱ-2.下含铁带

（4）第二层铁矿夹阳起石片岩2-27米

（3）中部角门石片岩

2-12米

（2）第一层铁矿2-18米

（1）下部角闪片岩

3-36米Ⅱ-3.底部斜长角闪岩2-150米Ⅰ.下混合岩弓长岭铁矿床一矿区地质剖面图4三、矿床地质特征本区富铁矿床赋存于含铁石英建造中，具有工业规模的矿床绝大多数是混合热液交代型富铁矿床。一、矿体产状及规模矿区含铁石英岩呈陡倾斜单斜产状，延长4000－5000m，已知延深＞1000m。共有六层铁矿，有富矿体和贫矿体两种，而富矿体主要赋存于第六层铁矿中，其次在第二、四、五层铁矿也有分布；第六层铁矿延续4800m，厚50一60m，西北薄，东南厚，有些地方因断层重迭，厚度增大到100－160m。

富矿体呈似层状、脉状、柱状、团块状、鞍状等。5弓长岭铁矿床一矿区地质剖面图条带状磁铁石英岩建造位于北西向大复背斜东北翼，呈陡倾斜的单斜产状，延长4-6km，延深千米以上;矿体呈层状，走向北西、倾向北东，倾角60-90°，有时倒转;三、矿床地质特征6鞍山铁矿弓长岭二矿区地质剖面图富矿体呈层状、透镜状产于贫矿体内，其产状大致与贫矿一致;厚度由几十厘米至几十米，延长由几十米至千余米，延深由几十米至千米以上；弓长岭二矿区主矿体构成了本溪-鞍山地区最大的富铁矿体，且富矿与贫矿之间呈渐变过渡关系;7弓长岭铁矿矿区采坑一矿区采坑二矿区采坑8二、矿石类型①磁铁石英岩型矿石：由磁铁矿和石英或假像赤铁矿和石英组成。②角闪磁铁石英岩型矿石：由磁铁矿、石英、角闪石或假象赤铁矿、石英、铁闪石和镁铁闪石组成。矿石品位一般为含铁25－40％，区内富铁矿体呈不规则状，主要由致密状磁铁矿、赤铁矿组成，伴生有少量黄铁矿、黄铜矿等硫化物；富矿体在贫矿体中的断裂构造发育。富矿含铁在45％以上，与贫矿界线清楚；富矿体中常可见贫矿残留。靠近富矿附近的贫矿层中常有铁的贫化现象，并有明显的围岩蚀变，其中以绿泥石化、镁铁闪石化和石榴石化为主。三、矿床地质特征9矿石特征矿石矿物组合：富矿的矿石成分主要为磁铁矿，局部有少量的赤铁矿。脉石矿物主要以石英为主，另有少量的角闪石及绿泥石类矿物，富矿和贫矿在成分上基本相同。矿石构造：富矿石主要为致密块状，贫矿石以条带状为主。含铁量可达60％以上，硫和磷含量均较低，工业价值较大。矿石结构：矿石中磁铁矿多为半自形粒状结构，磁铁矿晶体之间以120°角镶嵌构成的退火结构常见。10贫铁矿中强烈韧性变形：石英拔丝、旋转碎斑贫铁矿体中，石英脉被构造拉断呈透镜体条带状硅铁建造（贫矿）中见韧性变形迹象褶皱的条带状贫铁矿石11弓长岭二矿区富铁矿是热液交代条带状贫铁矿形成的富矿交代条带状贫矿块状富矿中条带状贫矿角砾条带状贫矿中块状富矿脉12围岩蚀变富铁矿体附近具有明显的近矿围岩蚀变，呈单侧带状分布，自富矿体向外，依次为镁铁闪石化、石榴石化、绿泥石化。蚀变带常发育于富铁矿体一侧的夹层中，一般宽十几米到几十米。围岩蚀变强度与富铁矿体的发育程度成正比。通常围岩蚀变强烈，蚀变带厚大之处，富铁矿体规模往往较大。而在围岩蚀变较弱之处，富铁矿体多半较小，甚至不见。蚀变岩石常具片状构造，片理平行富矿体。富矿体蚀变围岩的同位素年龄为18-20×108a，与混合岩同位素年龄相同。13弓长岭二矿区富矿与矽卡岩空间关系密切，表明富矿可能与矽卡岩化过程有关类矽卡岩富矿类矽卡岩类矽卡岩富矿富矿14石榴石（浅色）透辉石（深色）岩含电气石的绿泥石黑云母绿帘石岩含磁铁矿的石榴石绿泥石岩石榴石化石英岩富磁铁矿与黑云母密切共生，穿切石英脉黑云母与石榴石共生15磁铁石英岩16富磁铁矿富磁铁矿假象赤铁石英岩17矿床成因最近据贵阳地化所的研究，由于在富铁矿石中发现磁铁矿-石墨组合，他们提出了富铁矿的含矿原岩建造为菱铁矿的看法，认为含石墨的富磁铁矿体是产于前震旦纪含铁岩系中的菱铁矿矿层，受到相当于角闪岩相的区域变质作用而成的。后来又受到混合岩化热液叠加的影响，使磁铁矿发生重结晶作用，形成粗粒块状含石墨的磁铁矿矿石。而热液作用虽然也使铁发生局部的迁移和富集，但这对弓长岭含石墨的富磁铁矿的形成是很次要的。弓长岭铁矿的贫矿成因属区域变质火山一沉积型。而富矿石的成因则属多成因的，或为混合岩化热液交代型，或由菱铁矿夹层遭区域变质作用而成的。18江苏海州磷矿床本区位于中朝陆台山东地块南缘。区域地层由前震旦纪变质岩系组成，朐山混合岩、白云母片麻岩系构成矿区锦屏山主体，与磷矿层有密切关系。它包括混合岩系（混合花岗岩、混合片麻岩、眼球片麻岩）、含磷岩系、白云母片岩系。江苏海州磷矿地质略图(据张秋生)l—混合花岗岩，2—混合片麻岩，3—眼球片麻岩，4—含磷岩系，5—白云母片麻岩19含磷岩系含磷岩系自下而上可分为：下部含磷岩系、下部白云质云母片岩层；上部含磷岩系、上部白云质片岩层20矿体地质特征上部矿体位于花岗岩化强烈的东山区。矿体长900m，厚14—40m，倾角缓，夹于上、下含磷变质白云岩系中，与围岩片理平行。矿层纵横相变强烈，至西山则变为变质白云岩。下部矿体在西山区最为发育，在东山矿区则为石英岩及锰矿层所代替。含矿层长1900m，厚l一19m，矿体中部厚，两端薄，倾角达70°。2122矿石特征根据磷灰石矿层的特点，将矿石划分为三种自然类型：1)细粒磷灰石岩：是本区最主要的矿石类型，以氟磷灰石、细晶磷灰石及白云石为主，其次为石英及白云母。矿石以变均粒结构为主，致密块状构造，并且常有一定方向的拉长排列。2)锰磷矿石：不如前者分布广，只见于西山区，疏松土状构造，或褐黑色锰质层与白色磷灰石相互成层，造成明显的条带状构造。以细晶磷灰石、土状锰矿物、软锰矿和硬锰矿为主，并有石英、白云母和白云石。3)云母磷灰石岩：分布于下部含磷层的底部，以细晶磷灰石、石英和白云母为主，致密块状构造。磷灰石矿层在表生风化作用下，有显著的次生富集作用，大量易溶白云石被溶滤掉，碳酸锰变为氧化锰，结果在氧化—还原界面(-100m)以上，磷灰石相对富集，尤以西山较陡的下部矿体更为显著。23矿床成因矿床的形成经历了几个阶段：1)原生磷块岩的沉积：在地槽剧烈下降的一个相对稳定时期，由于海浸沉淀了磷块岩，含矿岩系属复理石建造。2)褶皱和变质作用：原生磷块岩形成后，普遍遭受中等区域变质作用及晚期交代作用，使隐晶质和胶状结构的磷灰岩变为细晶质磷块岩，使白云母—磷块岩变为易选的白云母—白云石—磷灰石矿石。由于交代的结果，使东山区上部磷矿层变为不规则的凸镜体，有时可见热液类型的矿体。3)矿层的风化作用：矿层遭风化后，在地表形成疏松土状构造的锰磷矿石。矿床的成因属区域变质沉积型。24实习内容图：鞍山铁矿床：区域地质图、区域剖面图及剖面对比图