大型矿山工程矿产地质特征及开采前景分析

2020-06-02李桂兰

中国金属通报 2020年5期

关键词：斜长片麻岩矿物

李桂兰

（内蒙古亿诚地质矿产勘查开发有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010010）

1 区域地质背景

矿山工程施工区位于华北地区，区内发育矿层由老到新分别为中太古界集宁群、中上新统汉诺坝组，更新统以及全新统冲洪积层。

本区地质的年代经历时间较长，具有复杂的构造格局与演化过程。太古时期的地质构造线，以北东向为主，构造格局控制着矿体的分布趋势。研究区上的褶皱构造是以虻牛山复背斜为主，断裂构造不发育[1]。

区域内入侵的岩体发育分布情况较为广泛。脉岩较为发育，主要见闪长岩脉、花岗岩脉、伟晶岩脉等。

2 矿床地质特征

矿区内含矿地层为中太古界集宁群。按岩性可划分为三个岩性层，分别为混合岩化片麻岩矿（Ar2J1）、二长变粒岩矿（Ar2J2）、斜长片麻岩矿（Ar2J3）。三者呈互层状，北东向展布，产状：倾向140-155°，倾角40-50°。其矿体体赋存于二长变粒岩矿当中。

2.1 矿体特征

该区矿体共圈定三条，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。Ⅰ矿体分布在矿区中部，厚度变化较稳定，埋深较浅，矿体顶底板围岩均为斜长片麻岩；Ⅱ、Ⅲ矿体产于矿区北部的二长变粒岩中，矿体与围岩均为二长变粒岩矿；矿体中无夹石。矿体与顶底板围岩界线清楚[2]。详见表1。

2.2 矿体质量

（1）矿体结构构造

矿体呈灰-浅肉红色，中等晶粒半自形-其它粒状，斑状结构当中，出现少数钾长石，具有层状结构。

（2）矿体的矿物成分

矿体矿物的平均含量在22.71%左右，一般含量在15-28.88%。矿脉矿物的钾长石矿含量为20-25%、石英矿含量20-25%、黑云母含量在5%以下，伴生矿物有磷灰石矿、锆石矿、钛石矿等。

（3）矿物的物理性能

其颜色主要为褐色或褐红色，有玻璃光泽;贝壳状断口，断口油光泽;微透明;通过对矿物的硬度进行分析，钻石硬度7.2，该地质矿物粒度约2—10mm。少数较大颗粒的裂缝发育较好，并沿裂缝生物化。局部矿物富集，含量可达50%以上。

（4）矿物化学成分

经对该地质工程区域内的矿物进行多元素分析，确定该矿物中化学成分以Al2O3和SiO2为主。`

3 开发利用

3.1 矿物加工技术性能评价

经选矿选冶加工试验，按“破碎、磨矿（-50目占40%）、重选（摇床）、重选精矿干式弱磁选（159KA/m）-干式强磁选(796KA/m)”工艺流程。选择代表性的选矿试验样品，且入选原矿品位矿物含量21.15%，精矿产率18.82%，品位矿物含量92.43%，回收率82.26%；尾矿品位矿物含量4.62%。选矿指标合理，精矿为合格产品。

3.2 矿床开采技术条件

（1）水文地质条件

矿区在区域水文地质单元中属补给区，矿体处于侵蚀基准面之上。区内分布有第四系冲洪积潜水含水层和基岩风化裂隙弱含水层两类。第四纪砂砾质冲积含水层分布在矿区的沟壑中。岩性为冲积砂砾石层，含水厚度1-5米，埋深5-6米。区内出露的基岩地表风化较弱，裂隙较发育，在区内形成一组倾向南东的节理构造，透水性较好，属透水不含水层，对矿床开采影响小。矿床水文地质勘查类型以基岩裂隙水充水为主的简单型。

表1 矿体特征一览表

（2）工程地质条件

矿区内的岩土体类型划分为疏松岩组和坚硬岩组。疏松岩组主要由第四系半固结的黄土和残坡积层组成，第四系残坡积多分布于低洼处及冲沟中，对未来矿山开采影响不大；黄土层主要分布于矿区南侧，局部覆盖于矿体之上，一般厚度为1-8m，最厚处可达10m以上。在矿体开采过程中要对覆盖于矿体之上的地质层进行剥离。坚硬岩组主要由致密的二长变粒岩矿、斜长片麻岩矿、混合岩化片麻岩矿组成，通过对二长变粒岩矿和斜长片麻岩矿的抗压性分析，二长变粒岩矿干抗压强度为86.75—92.5MPa，斜长片麻岩矿干抗压强度为80.59—85.6MPa。矿体呈似层状、透镜状产出，构造简单，地表构造形迹不明显，没有断裂、褶皱及脉岩侵入破坏。

（3）环境地质

矿区地形简单南低北高，未发现滑坡、崩塌等自然地质灾害现象。矿区无原生环境地质问题，区内无重大污染源，矿物及废弃矿体化学成分基本稳定，矿物中不含有有毒、有害组份、露天采坑排水不会对附近水体造成污染，无其它环境地质隐患，矿区放射性本底值较低。故将矿区地质环境类型划分为地质环境良好的第一类。

综上所述，该矿床开采水文地质条件简单、工程地质条件简单，环境地质质量良好，本区矿床开采技术条件勘查类型为Ⅰ类型。

3.3 资源储量

经地质工作，获得矿山工程矿产资源储量总矿物量1970.3万吨，废弃矿物量447.31万吨，平均含矿率22.70%。

3.4 市场需求现状及预测

（1）市场需求现状

当前我国消费矿产资源的工业部门主要有以下几个：汽车飞机制造厂商、铝表面的喷砂处理、生产电子元件，用于优质无痕半导体等金属抛光；在石油工业生产中，将其用于清洁钻井的钻杆与套管；在造船企业当中，用于对船用铝制材料进行整理与清洁、木家具整理加工；此外，高质量高价值的矿物颗粒对平板玻璃与镜片进行抛光施工；剩下的一些低品质的矿物，可用于过滤工厂，对水进行净化与过滤处理；砂纸生产及用于整理毛毡制品、硬质橡胶、皮革、塑料及木材。

（2）矿产品现状

由于大部分矿产产品用于传统的喷砂研磨、喷水切割和环保水过滤。尤其，在运输机械、军工部门和尖端工业领域需要较大数量研磨介质材料和喷水切割介质。目前，世界各国均在大力发展军事工业，特别是军用飞机和舰船制造，对矿产品需求逐渐增长。近些年，喷水切割用矿物市场增长非常迅速，价格有一定上浮。随着科学技术的发展，矿产资源用途将会越来越广泛，矿产的消费市场前景广阔。