本文關鍵詞：鄂東金山店—靈鄉(xiāng)地區(qū)矽卡巖型鐵礦床構(gòu)造控礦規(guī)律研究

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【摘要】：鄂東金山店-靈鄉(xiāng)地區(qū),地處長江中下游中生代Fe、Cu等多金屬成礦帶西段的鄂東南成礦帶內(nèi)部。20世紀以來,隨著多個國家級鐵礦勘查項目在該區(qū)的實施,深部找礦已成為內(nèi)區(qū)鐵礦找礦工作的新“常態(tài)”。大量研究表明,區(qū)內(nèi)鐵礦成礦是中生代構(gòu)造-巖漿活動一定階段的產(chǎn)物,在鐵礦床形成的過程中,構(gòu)造是控制巖漿活動和成礦作用的主導因素。因此,進一步開展區(qū)內(nèi)構(gòu)造控礦規(guī)律的補充研究,對于深化構(gòu)造控礦規(guī)律的認識,以及為深部找礦提供建議,都是十分重要的。本文在前人礦床勘查和科學研究成果的基礎上,以構(gòu)造-成巖-成礦理論為指導,開展了控巖、控礦構(gòu)造的綜合研究分析。取得了如下認識：1、總結(jié)了區(qū)內(nèi)金山店礦田張福山鐵礦床、靈鄉(xiāng)礦田鐵礦床地質(zhì)特征。區(qū)內(nèi)鐵礦床屬矽卡巖型及礦漿-矽卡巖復合型Fe成礦系列。鐵礦床按成因類型可劃分為：具有礦漿貫入特征的鐵礦床、具有熱液交代特征的鐵礦床、具有礦漿貫入—熱液交代特征的鐵礦床等三種類型。它們主要形成于中生代板內(nèi)變形階段,與燕山期構(gòu)造-巖漿活動密切相關,分布于區(qū)內(nèi)隆起區(qū)邊緣和隆起區(qū)與坳陷區(qū)的過渡部位,產(chǎn)出于燕山期中酸性侵入巖體與三疊紀含膏碳酸鹽巖的接觸帶及其附近,并受控于侵入-接觸構(gòu)造體系。常見的圍巖蝕變有矽卡巖化、金云母化、綠泥石化和鈉長石化等。礦物組合主要有磁鐵礦、赤鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦、陽起石、磷灰石等。成礦溫度260℃720℃C之間。成巖成礦主要是在白堊紀初期(靈鄉(xiāng)腦窖閃長巖,143.8±2.5Ma)和早白堊世末期(金山店閃長巖,132.4±1.3 Ma)。2、研究并總結(jié)了區(qū)內(nèi)中生代構(gòu)造-巖漿活動各階段的特點。區(qū)內(nèi)在中生代的構(gòu)造-巖漿活動,以多期多階段性構(gòu)造活動,并形成一系列復雜的構(gòu)造形跡和伴隨巖漿侵位為特點。主要表現(xiàn)在：①中三疊世-晚三疊世,研究區(qū)受印支運動近NS向的擠壓造成區(qū)域性“南隆北凹”的構(gòu)造格局和形成一系列NWW和近EW向構(gòu)造。其中,金山店地區(qū)構(gòu)造形跡主要表現(xiàn)為NWW向褶皺及走向斷裂發(fā)育,靈鄉(xiāng)地區(qū)發(fā)育近EW向緊密褶皺。②晚三疊世末期-白堊紀初期,研究區(qū)受燕山早期構(gòu)造擠壓和改造,依次形成隆起帶及其對應的凹陷帶(靈鄉(xiāng)-大冶-陶港隆起帶和大冶隆坳過渡帶)→NE向斷裂帶(隆起帶邊緣斷裂帶)→NNE向疊加褶皺帶(鄂城-大磨山隆起和梁子湖凹陷)→NNE向斷裂帶,巖漿侵位(靈鄉(xiāng)巖體)。③早白堊世-早白堊世末期,研究區(qū)處于巖石圈伸展背景,巖漿侵位(金山店巖體)。3、分析了控巖構(gòu)造及其對成礦巖體的控制作用。(1)靈鄉(xiāng)巖體：①成巖前,依次形成：近EW向緊密褶皺(如腦窖-九眼橋背斜、廣山-劉家畈背斜、劉岱山-鐵子山背斜)→NE向斷裂帶(如靈鄉(xiāng)深斷裂、三角山斷裂、獅子山-九眼橋等斷裂)--→NNE向疊加褶皺帶(如腦窖-劉岱山、獅子山北-玉屏山、劉家畈-鐵子山)。②成巖成礦期,受燕山擠壓應力場的制約,產(chǎn)生了切割較深的NNE向斷裂構(gòu)造,同時造成先成NE向邊緣斷裂的繼承性活動,們成為巖漿上侵的主要通道。當巖漿到達淺部時形成一總體走向NE,向NW傾斜的靈鄉(xiāng)巖體。其頂面形態(tài)受“疊加褶皺格架”與NNE向斷裂的復合控制明顯,在腦窖-劉岱山、獅子山北-玉屏山、劉家畈-鐵子山形成相應的NNE隆起帶。其中,近EW向構(gòu)造、NE向構(gòu)造是基礎,NNE向構(gòu)造是主導。(2)金山店巖體：①成巖前,依次形成NWW向構(gòu)造(張華泗背斜及其附近的NWW金山店走向斷裂)→NNE向疊加褶皺帶(太婆山)及NWW向斷裂被張性改造(逐漸張性或張扭性打開,為巖漿的上侵奠定了基礎)。②成巖成礦期,白堊紀初期到早白堊世,區(qū)內(nèi)處于巖石圈伸展背景,為NWW向斷裂深切割及巖漿上侵提供了通道。巖漿呈中心式上侵,并侵遷就于早階段形成的疊加褶皺構(gòu)造基礎和蓋層巖性界面構(gòu)造,形成中心位于隆起高點、向兩端傾伏、走向NWW、北緣陡立,總體南傾的金山店巖體。4、總結(jié)了區(qū)內(nèi)侵入接觸構(gòu)造體系的主要類型及其控礦特征。其中,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的鐵礦床基本上都產(chǎn)于金山店、靈鄉(xiāng)巖體接觸帶及其附近,金山店巖體鐵礦床主要產(chǎn)于巖體側(cè)翼接觸帶,而靈鄉(xiāng)巖體鐵礦床主要產(chǎn)于巖體頂緣接觸帶,它們都受中深一中淺成侵入一接觸構(gòu)造體系的控制。主要的礦床控礦構(gòu)造類型有：斷裂—接觸帶構(gòu)造、接觸帶凹兜構(gòu)造、巖性圈閉接觸帶構(gòu)造、斷裂構(gòu)造等四種,其中后三種控礦構(gòu)造類型主要見于靈鄉(xiāng)礦田。5、運用地球物理方法(小波分析方法和高階垂向?qū)?shù)法)對已有航磁資料進行處理,獲取了巖體及其附近深部磁性體的異常信息,并對巖體深部接觸帶形態(tài)進行了反演。(1)運用小波分析與功率譜分析法,提取了不同深度深度磁性體的異常信息。①二階小波細節(jié)反映了地表以下約600m左右深度的強磁性體(鐵礦體)磁異常信息,產(chǎn)于金山店巖體南緣侵入接觸帶上的大部分礦床深部都可能存在強磁性體；而靈鄉(xiāng)巖體的腦窖和劉岱山鐵礦床深部有鐵礦體存在的可能性不大,小包山、獅子山、廣山、劉家畈等地則有可能存在隱伏的鐵礦體。②三階小波細節(jié)和四階小波細節(jié)總體上反映了金山店和靈鄉(xiāng)巖體地表以下1500-3000m深度地質(zhì)體(或具有磁性的巖體)的異常信息。其中,三階小波細節(jié)也涵蓋了部分鐵礦體(如張福山鐵礦)的磁異常信號。(2)運用垂向?qū)?shù)法,對礦田深部地質(zhì)體(或具有磁性的巖體)邊界進行圈定和對接觸帶的形態(tài)進行推斷和反演。①金山店礦田內(nèi)地表以下600m左右深度圈定出的礦體異常邊界與實際勘探程度吻合度較高；金山店巖體深部的接觸帶形態(tài)較為清晰,巖體北緣的侵入接觸帶形態(tài)屬于“陡立型”,西緣的侵入接觸帶形態(tài)屬于“超覆型”,東緣和南緣的侵入接觸帶形態(tài)屬于“外傾型”。其中,強磁異常-磁異常下延深度較大的南緣侵入接觸帶,其形態(tài)在地表至地表以下1500m左右的深度,呈向SW陡傾的“外傾型”,并在地表以下1500-3000m深度侵入接觸帶向陳家灣一帶逐漸上揚。②靈鄉(xiāng)礦田內(nèi)地表以下600m左右深度圈定出的礦體異常邊界與實際勘探程度吻合度較好；總的來看,中-西礦帶的巖體深部侵入接觸帶形態(tài)復雜,總體上大致呈“多桿狀”的“超覆型”；東礦帶巖體深部侵入接觸帶形態(tài)相對清晰,總體呈向NW方向的“外傾型”,從地表→地表以下600m左右→地表以下1500m左右→地表以下3000m左右,侵入接觸帶形態(tài)具有“外傾型”→“超覆型”→“外傾型”的空間結(jié)構(gòu)。6、在上述研究的基礎上,對構(gòu)造控礦規(guī)律開展了深入總結(jié)。NNE向疊加褶皺帶(鄂城-大磨山隆起)總體上控制了區(qū)內(nèi)礦帶的產(chǎn)出。(1)在礦田尺度上：①由近EW向褶皺、NNE向褶皺、NE向隆起邊緣斷裂帶、NNE向斷裂組成的復合構(gòu)造,是控制靈鄉(xiāng)-大冶-陶港隆起帶邊緣礦田(巖體)產(chǎn)出的主要構(gòu)造形式。其中,由近EW向、NNE向褶皺組成的疊加褶皺格架和NE向斷裂帶是基礎,NNE向斷裂是主導。②由NWW向褶皺及其走向斷裂和NNE向褶皺組成的復合構(gòu)造,是控制大冶隆坳過渡帶礦田(巖體)產(chǎn)出的主要構(gòu)造形式。其中,NWW向褶皺和NEE向褶皺組成的疊加褶皺格架是基礎,NWW向走向斷裂是主導。(2)在礦床(體)尺度上：①巖體側(cè)翼侵入接觸帶總體上控制了金山店巖體鐵礦床的產(chǎn)出,按側(cè)翼侵入接觸帶深部的形態(tài)特征可分為“陡傾型”、“超覆型”及“外傾型”三個空間產(chǎn)出樣式,其中“陡傾型”側(cè)翼侵入接觸帶(無斷裂疊加或無明顯大型斷裂疊加)基本無礦床產(chǎn)出,如金山店巖體北緣侵入接觸帶;礦床主要產(chǎn)出于“超覆型”(金山店巖體西緣侵入接觸帶)和“外傾型”(金山店巖體東緣和南緣侵入接觸帶)巖體側(cè)翼侵入接觸帶及其附近。同時,與“超覆型”有關的強磁性體(鐵礦體)異常一般可垂向延伸至地表以下約600m左右深度,而與“外傾型”,特別是與陡傾的“外傾型”(金山店巖體南緣侵入接觸帶)有關的深部強磁性體(鐵礦體)異常垂向延伸較大,可達地表以下約1500m左右深度。產(chǎn)出于“外傾型”側(cè)翼侵入接觸帶上的礦床(體)主要受斷裂—接觸帶構(gòu)造控制,并易形成礦漿一熱液過渡型鐵礦床,礦床規(guī)模大,礦體多呈似層狀、薄板狀產(chǎn)出,產(chǎn)狀較陡,如張福山鐵礦床。②巖體頂緣侵入接觸帶總體上控制了靈鄉(xiāng)巖體鐵礦床的產(chǎn)出,按頂緣侵入接觸帶深部的形態(tài)特征大致可分為“超覆型”(與靈鄉(xiāng)巖體的西-中礦帶對應)和“外傾型”(與靈鄉(xiāng)巖體的東礦帶對應)兩個空間產(chǎn)出樣式,它們總體上控制了巖體頂緣接觸帶及其附近鐵礦床的產(chǎn)出。相對于側(cè)翼侵入接觸帶來說,與它們有關的強磁性體(鐵礦體)異常下延深度較為有限,一般不超過地表以下600m左右的深度�！巴鈨A型”巖體頂緣侵入接觸帶上的隆凹過渡帶與斷裂的交切復合和“超覆型”巖體頂緣侵入接觸帶上的巖隆帶與斷裂的復合,總體上控制了巖體頂緣礦床帶的產(chǎn)出和分布。其中,“外傾型”巖體頂緣侵入接觸帶上的隆凹過渡帶發(fā)育的接觸帶凹兜構(gòu)造與斷裂裂隙構(gòu)造復合的部位,是熱液交代型礦床(體)的產(chǎn)出的有利空間,礦床規(guī)模較大,礦體多呈透鏡狀和菱角狀,如劉家畈鐵礦床。在“超覆型”巖體頂緣侵入接觸帶上,次級巖隆與大理巖殘留—捕虜體中的疊加褶皺構(gòu)造復合,是該類型頂緣侵入接觸帶上熱液交代型礦床(體)產(chǎn)出的主要控礦構(gòu)造組合樣式,礦床規(guī)模中等,礦體多呈馬鞍狀、似層狀及不規(guī)則狀,如廣山、劉岱山、玉屏山鐵礦床；次級巖隆與大理巖殘留—捕虜體中的疊加褶皺構(gòu)造或大理巖殘留—捕虜體構(gòu)造、斷裂構(gòu)造的復合,是控制礦漿一熱液過渡型鐵礦床的產(chǎn)出的主要控礦構(gòu)造組合樣式,礦床一般為中小規(guī)模,礦體多為馬鞍狀、透鏡狀、板狀的組合樣式,如腦窖、鐵子山鐵礦床；次級巖隆與斷裂構(gòu)造的復合,控制著礦漿貫入型礦床的產(chǎn)出,礦床規(guī)模較小,礦體主要呈脈狀產(chǎn)出,如小包山鐵礦床。7、通過上述分析,認為區(qū)內(nèi)金山店巖體南緣接觸帶深部獲得找礦進一步突破的可能性很大。以張福山鐵礦巖體接觸帶為研究對象,對現(xiàn)有的生產(chǎn)勘探資料進行二次開發(fā),運用地質(zhì)趨勢面分析和可視化技術,并結(jié)合前物探本次解譯結(jié)果,構(gòu)建了金山店巖體接觸帶趨勢面模型。對巖體接觸帶構(gòu)造及礦體、產(chǎn)狀、空間分布特征及巖體接觸面產(chǎn)狀要素之間的聯(lián)系進行分析。其中,在本文建立的金山店張福山礦床巖體接觸帶趨勢面模型中,負異常(局部構(gòu)造)是礦體產(chǎn)出的主要空間,“凹凸”過渡部位是厚大礦體的主要產(chǎn)出部位,“內(nèi)凹”部位中的“近水平臺階”是礦體加厚的主要地段。在此基礎上,結(jié)合△T磁異常小波分析的結(jié)果和地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育特點,提出了兩個深部找礦有利地段和一個深部找礦遠景地段,并給出了主要依據(jù)。
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P618.31

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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