第三章 材料的介电性能1

湖北大冶铁山铁（铜）矿床一；区域地质背景；包括矿床产出的大地构造位置，区域地质、构造、岩浆岩，以及已发现的矿床情况。1.矿床产出的大地构造位置；湖北大冶铁矿位于鄂东南地区，地处中下扬子陆块的西段北与桐柏-大别造山带相接，南与九岭-幕阜隆起带毗邻，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-武昌过渡褶皱带分割；南以坑口-排市断裂，构成一个三角形构造岩浆岩。如图1-1图1-1鄂东南地区区域地质略图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级断裂；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1.区域地质；该地区经历了三个构造演化阶段，分别是前震旦纪基底的形成，主要有变质的花岗岩英云闪长岩，白云母石英片岩，与沉积盖层不整合解除关系。沉积盖层主要为白云岩和硅质岩，最后大量的岩浆活动和矿化为特征。2.区域构造；区内的构造变形主要由印支-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，印支与燕山期构造直交叠加，又被铁山-四棵、毛铺-两剑桥断裂分割成三个梯形块体，形成铁山-黄金山、殷祖-筠山、大幕-枫林三个逆冲滑覆构造带。4.区域岩浆岩；包括鄂城、铁山、金山店、灵乡、殷祖、阳新等主要侵入体和众多的岩体群。侵入岩出露面积达612平方千米，伴生铜、铁、金等多金属矿床。见图1-2图1-2鄂东南地区地质构造略图1．中侏罗统；2．下侏罗统；3．上三叠统；4．中、下三叠统；5．石炭二叠系；6．震旦系；7古界；8．新华夏压性断裂；9．山字型压性断裂；10．山字型倾伏背斜；11．山字型翘起向斜；12．推测山字型倾伏背斜；13．推测山字型翘起向斜；14．东西向倾伏背斜；15．东西向翘起向斜；16．东西向压性断裂；17．燕山早期闪长岩；18．燕山中期闪长岩；19．隆起和凹陷界线；20．地质界线二.矿床地质特征；包括该矿区地质，矿体特征，矿石特征，矿石矿物特征。1.矿区地质；、矿区范围内出露的主要地层为三叠系下统大冶群灰岩、白云岩建造，其次二叠系、统大隆组长兴组龙潭组地层二叠系与三叠系呈平行不整合接触关系。根据岩性及层理特征；变质残余结构岩石化学成分等可将矿区三叠系下统大冶群变质地层划分为七个岩性段；灰黑色竹叶状大理岩，白云质大理岩黑白相间大理岩夹层黄褐色白云质大理岩，白色薄层细齿状大理岩，灰白色薄层大理岩，含灰黑色角砾团块大理岩浅绿色薄层含石榴石透辉石条带大理岩浅灰色薄层与中厚层互层状含香肠构造大理岩灰黄色灰黑色斑点角岩泥质角岩夹有泥灰岩透镜体变质程度较浅上铁山岩体东西长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。各次岩浆岩特征见表4-1。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）。大冶铁山铁（铜）矿床由六大矿体组成，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。矿床范围内出露的岩浆岩有种岩浆岩属铁山侵入体南缘中段部分根据野外穿插关系和间接证据适当参考同位素年龄数值确定上述四种岩浆岩形成顺序自早而晚为中细粒含石英闪长岩，黑云母透辉石闪长岩，正长闪长岩和斑状含石英闪长岩前者属燕山早期如图1-图4-3大冶铁山矿区地质图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．煌斑岩脉；13．钠长岩脉；14．花岗斑岩脉；15．矽卡岩；16．矿体；17．隐伏矿体；18．NW向及NWW向压性断裂；19．NNE向压性断裂；20．推测断层；21．正常和倒转地层产状。2.矿体特征；沿接触带藕断丝连地延长4300米，矿体产状与接触面产状相吻合，走向NWW，除尖林山矿体为隐伏矿休外，其余均出露地表，由于断层错动，铁门坎矿体和龙洞矿体不相连。象鼻山矿体和狮子山矿体也基本不连，除龙洞矿体倾向SW外，其它矿体总体倾向有变化，一般上部倾向NE深部转向SW。转折范围大致在72米到200米之间，矿体倾角变化较大有的地段近于水平，如尖林山东段矿体有的地段又近于直立，如狮子山西段，一般矿体倾角为30一80度之间，矿体沿走向延长300一800米，沿倾向延深最大500米最30米，一般斜深100一400米。一般厚度30一80米，矿体形态在不同地段有较大差异，有似层状、透镜状、囊抹等、矿床范围内多数地段矿体与围岩呈接触明显的界线。图4-421勘探线剖面图（象鼻山矿体）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．煌斑岩图4-535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）；3．矽卡岩；4．铁矿体3.矿石特征；包括组成矿石的矿物的构造、结构、组成、及矿物本生的一些性质。下面对该矿床一些典型的岩石做详细的见绍。（注另对一些围岩也作了描述）矿石名称；菱铁矿-磁铁矿矿石(见图矿石产地；湖北大冶矿石描述；灰黑色，块状构造，主要为菱铁矿，其风化后表面有褐红色氧化物，含量10％。磁铁矿，铁黑色，具有磁性，含量50％此外还有少量的黄铁矿和黄铜矿，雌黄铁矿，三者呈共生关系，含量为5％。脉石矿物；主要为方解石，无色或白色，三组解理，硬度小，含量5％。呈细粒分散状分布在矿石中。矿石名称；含铜磁铁矿矿石(见图矿石产地；湖北大冶矿石描述；黑色微带黄色，斑杂构造，主要矿石矿物为磁铁矿和黄铜矿，黄铁矿。磁铁矿—黑色，中粗粒，占据了矿石的绝大部分，具有磁性，含量65％。黄铜矿—铜黄色，中粗粒，金属光泽，条痕绿黑色，解理不发育，呈斑杂状分布在磁铁矿周围。含量为20％。黄铁矿—浅黄色，条痕绿黑色，断口参差状，含量为10％。脉石矿物为；为石英和不明矿物，石英硬度大，无解理，含量5％。矿石名称；铁帽（褐铁矿）(见图矿石产地；湖北大冶矿石描述；褐红色，因表面被氧化所致。蜂窝状构造，主要的矿石矿物为褐铁矿（针铁矿和水针铁矿尾主要成分）—褐红色，条痕黄褐色，疏松多孔状，含量95％，脉石矿物为孔雀石—蓝色，隐晶质，呈团状分布在褐铁矿中。含量为5％。矿石名称；金云母-透辉石矽卡岩(见图矿石产地；湖北大冶矿石描述；灰绿色，块状构造，鳞片粒状变晶结构，块状构造，主要矿石矿物为金云母，透辉石，方解石。金云母，浅黄色，鳞片粒状集合体，含量50％。透辉石，暗绿色，细粒，含量30％。脉石矿物为方解石，无色或白色，含量20％。矿石名称；条带状透辉石-石榴石大理岩(见图矿石产地；湖北大冶矿石描述；灰绿色，中细粒变晶结构，块状构造，主要矿石矿物为透辉石，石榴石。透辉石，浅绿色，细粒，含量70％。石榴石，褐色，粗粒，20％。脉石矿物为方解石，白色，含量10％矿石名称；大冶灰岩(见图矿石产地；湖北大冶矿石描述；暗灰色，中细粒结构条带状构造，主要矿石矿物为磁铁矿，黑色，细粒，含量为15％。脉石矿物为方解石，无色，含量为85％4．矿石矿物特征；包括矿物名称，颜色，晶形，光泽，解理，分布等。矿石矿物名称；磁铁矿矿石矿物描述；铁黑色，条痕黑色，单晶呈八面体，半金属光泽，不透明，物解理，高硬度，相对密度大，性脆，具有强磁性。矿石矿物名称；黄铜矿矿石矿物描述；铜黄色，但往往带有暗黄，条痕绿黑色，金黄色，金属光泽，不透明，中等硬度，解理不发育，性脆，能导电。矿石矿物名称；黄铁矿矿石矿物描述；浅黄色，表面有锖色，常见的晶形为立方体，五角十二面体，条痕绿黑色，强金属光泽，不透明，无解理，断口参差状，高硬度，相对密度大，性脆，矿石矿物名称；褐铁矿矿石矿物描述；主要为针铁矿和水针铁矿，褐色，条痕黄褐色，相对密度中等，疏松块状。矿石矿物名称；菱铁矿矿石矿物描述；褐色，菱面体状，玻璃光泽，解理完全，硬度中等，其粉末加HCL加热剧烈冒泡。三.成矿作用及成因分析；包括成矿5要素和矿质富集作用；a.成矿5要素；包括成矿物质来源、介质（运输工具）、能量、通道、沉淀场所。1.成矿物质来源；主要来至上地幔或地壳发生部分熔融的岩浆汇集的矿质元素和三叠大冶群碳酸盐层。成矿物质来源与岩浆源密切相关，成矿岩浆属于幔源安山玄武质熔浆与地壳熔融所产生的同熔型混合熔浆源，成矿物质主要源自岩浆，成矿流体具有初始混合岩浆水性质。2.介质（运输工具）；岩浆和岩浆热液。3.能量；主要是上地幔或地壳发生部分熔融的岩浆汇集的能量，来至放射元素的衰变。4.通道；在矿床的附近发育有梁子湖凹陷带的断裂，且该地区褶皱发育。迭加在接触带上的NWW向张性断裂倾向北及其派生的NW向断裂(倾向南)控制了该区矿体形态和产状，平面上矿体呈X形，剖面上呈V字形如图（）铁门坎地段矿体平剖面示意图另外在接触面附近存在着一组成矿的近东西向的缓倾斜的压扭性后被张开断裂带，这组断裂带原来可能是沿接触带的NWW向陡倾科压扭性断裂。这可能是岩浆上侵的主要通道。5.沉淀场所；岩体侵入接触带(面)构造和围岩层层隙。前者是岩浆侵入冷凝后，由于热胀冷缩，在接触面上腾出空间，其次围岩是碳酸岩变质的大理岩，空隙多，且由于岩浆的侵入使岩层发生滑动产生层间空隙，为后期成矿提供场所。具体说明；该岩体的冷凝收缩、岩体侵入本身热力场以及岩体侵位侧向挤压作用产生的北西-南东向构造压应力的双重作用，为矿液的上升和充填-交代开辟了通道和空间。岩体接触带(面)上沿成矿前和成矿时的两组追踪张裂面，或“X”共轭裂隙、或沿接触带(面)二组断裂面叠加复合以及翻卷背斜转折端虚脱等部位，为矿体的充填定位起了重要控制作用。铁山岩体南缘侵入接触带(面)从上到下呈波状弯曲，经历了“压性-张性-再挤压-再张裂”的构造变形演化。侵入接触带(面)总体向南倾斜，且呈凹凸不平状，这种形态特点控制了铁山矿区矿体的分布、矿体形态及产状。尤其是向岩体内部凹进的槽形“洼兜”控矿最显著，并对矿化强度起了重要的控制作用。由于向岩体内部凹进的槽形“洼兜”控制了矿区地表附近大规模的、连续的铁铜矿体的形成和分布。b.矿质富集作用；主要受温度，压力和矿质的溶解度。在铁山矿体围绕侵入中心具有分带。由侵入中心向外依次有规律递减的缘故。侵入中心向外依次为:铜铁矿带→铁矿带→铅锌矿带。它是温度，压力，浓度的共同影响的。岩浆在深部经过分异，使含铁质的元素组合如硫化铁从硅酸熔体分异出来，在岩浆结晶的后期，由于大量镁质结晶，岩浆偏酸性与碳酸岩接触后，矽卡岩化，后期热液与残余岩浆共同作用形成该矿床。四、结论；矿床成因类型；1.接触交代矽卡岩型。矿床主要形成在燕山期中酸性杂岩体与三盛系大冶群碳酸盐岩接触带上或其附近，为气化一热液交代作用所形成。与矽卡兴有密切的生成联系。主要依据是；矿体产在中酸性侵入体与中、下三叠统碳酸盐岩接触带上或其附近，接触带构造控矿明显。其次，矿床具有典型的矽卡岩矿物组合。矿床规模与矽卡岩化发育强度和程度度呈正比。矿石中可见到明显的交代成矿现象。矿体与有关侵入休的同位素年龄基本一致，矿体与岩体中所含微量元素情况基本相同。2.矿浆注入成矿型；认为矿质主要来自岩浆，而不是接触交代形成的，依据为矿体与围岩接触界线清楚，其矽卡岩不是很发育。其次，有磁铁矿胶结的角砾状矿石，反映是后期矿浆与围岩作用形成的。最后，蚀变矿物较弱。3.热液改造成矿型；依据为；矿物呈层状，似层状、填充在岩层之间。且蚀