以九屋营铁矿为例在中性岩体中找矿探讨
2020-12-20盛龙
盛 龙
(承德市地质队,河北 承德 067000)
1 矿区位置
位于隆化县县城346°方位,直距22km,行政区划 属隆化县尹家营乡九屋营村。勘查区范围为:东经117° 36′ 30″~117°37′45″;北纬41°30′ 30″~41° 31′ 30″,面积3.22km2。
2 矿区地质概况
(1)地层。本矿区出露地层有中生界白垩系西瓜园组、大北沟组及第四系全新统。现分别叙述如下 :①中生界白垩系大北沟组(K1d):上部灰绿、灰紫、灰色致密块状、气孔状安山岩夹火山角砾岩。下部为灰绿、灰紫色凝灰质砾岩、凝灰质砂岩夹页岩。②中生界白垩系西瓜园组(K1x):灰绿、灰-深灰色粉砂岩,粉砂质页岩,页岩夹砂岩,凝灰质粗砂岩、泥岩等。底部有不稳定砾岩。③第四系更新统(Q4):沿山间盆地及缓坡地段有第四系粘土层分布。
(2)构造。矿区所处大地构造位于中朝准地台燕山台褶带围场拱断束张三营中断凹北段。区内构造以断裂为主。岩浆岩发育,主要为中元古代、晚古生代、中生代侵入岩体出露较多。受次级断裂构造多呈北东向和东西向出现,一般长数十米、数百至千米,破碎带宽数十米,是形成铁矿体的导矿构造和储矿构造[1]。
(3)岩浆岩。本区岩浆岩主要为早元古代花岗闪长岩、黑云闪长岩体和中生代花岗岩。早元古代花岗闪长岩(γδ21):位于黄旗-乌龙沟深断裂东侧,普查区南侧是本区发育较好的一个花岗闪长岩带,受该深断裂的控制,岩体长轴方向多呈北东向,矿物成份多以斜长石石英为主,钾长石、黑云母次之,有时具斑状结构,斑晶多为斜长石、黑云母,区内该岩体分布1km2以上。
中生代晚期花岗岩(γ52(3)):该岩体分布于勘查区北侧,属燕山运动晚期产物,分布面积较广,多为浅红色,受上黄旗-乌龙沟深断裂影响,岩体长轴方向亦呈北东向,其往往侵入于早元古代花岗闪长岩体内,矿物成份多为钾长石、石英、斜长石次之,另有很少量的黑云母,区内该岩体分布面积 2km2以上。
黑云闪长岩体 :即九屋营岩体,位于普查区中部,呈岩株形式赋存于区内中生代花岗岩体与早元古代花岗闪长岩体的接触部位,面积 0.36km2左右,并以往有民采活动,露天采坑,除部分岩体被当地部分群众群采揭露外,其余均被第四系黄土层覆盖,岩体呈灰白-灰-灰黑色,中-中细粒半自形粒状结构,块状构造,矿物成份则以斜长石、黑云母、角闪石为主,金属矿物多为磁铁矿、钛铁矿,并含少量黄铁矿,从钻孔揭露情况来看,该岩体多被中生代花岗岩脉穿插,说明该岩体形成早于中生代花岗岩体,晚于元古代花岗闪长岩体[2]。
综上,矿区地层主要为中生界白垩系大北沟组、西瓜园组及第四系全新统为主,岩层产状总体看走向近东西,倾向北,倾角50°~ 85°,但靠近岩体接触带,产状略有变化。从岩体的产出特点、分异特征,初步认为岩体是处于北东-北东东和北西-北西西两组断裂交汇地带,构造控矿十分明显。
(4)脉岩。区内脉岩分布比较广泛,主要为细粒花岗岩脉、碎裂花岗岩脉及花岗闪长岩脉等。岩脉产状与区内矿体产状一致,一般靠近矿体处多为细粒花岗岩,其规模与矿体规模有一定关系,矿体厚时,靠近矿体的脉岩则较薄,矿体薄时,靠近矿体的脉岩则厚[3]。
(5)岩体的变质作用。从岩矿鉴定分析结果得知,该岩体变质程度不深,只是发生了轻微的蚀变现象,比如 :斜长石轻微绢云母化,土化或碳酸盐化 ;而角闪石、黑云母则不同程度的绿泥石化、弱绿帘石化。
(6)围岩蚀变。花岗闪长岩及花岗岩很少有蚀变产生,其对矿体影响不大。
3 矿石自然类型
按组成矿石的主要铁矿物为钒钛磁铁矿石。工业类型 :根据该区所取样品分析结果表明矿石为需选型铁矿石,①号矿体mFe/TFe=62.86% < 85% ;① -1 号矿体 mFe/TFe=62.37% <85% ;③号矿体 mFe/TFe=63.71% < 85% ;③ -1号矿体 mFe/TFe=61.31% < 85%,均为弱磁性铁矿石。
4 矿石中有益、有害组分含量及赋存状态和变化规律
(1)矿石中有用、有益组分。矿石中有用组分为 TFe,有益组分 TiO2、V2O5。TFe 品位一般在 23.67% ~ 29.81% 之间,平均TFe27.09%,而磁性铁 mFe一般在 14.87% ~ 19.34%之间,平均品位 mFe17.01%,其中①矿体区内赋存最为稳定,规模较大,并由东向西矿体逐渐变厚,其它矿体仅局部赋存,①矿体有用组分 TFe含量由东向西、由浅到深有增高的趋势,其它矿体变化不甚明显。
铁主要呈单矿物形式产出,主要铁矿物为磁铁矿,含钒钛磁铁矿,次有很少量的黄铁矿等。磁性铁占 60.43%,其次为赤(褐)铁占 19.17%,再次为硅酸铁,碳酸铁、硫化铁,它们含量低。
(2)矿石中有害组分。矿石中有害组分P2O5在矿体中变化不大,一般在 0.46% ~ 0.73% 之间,平均 0.53%。含量低,磷主要以单矿物形式产出,赋存在磷灰石中。经选矿磷灰石大多进入尾矿库中,铁精粉中磷含量很低,可满足炼铁、炼钢之要求。
另外矿石中 SiO2含量较高,从矿石的多元素分析结果来看,SiO2含量一般在 24.47% ~ 40.20% 之间,平均 33.29%,并与矿石中有用组分 TFe含量成反比。
5 矿床成因及找矿标志
(1)矿床成因。赋存于黑云闪长岩中的磁铁矿床,是铁镁质岩浆沿构造裂隙贯入到燕山期花岗岩体后,先是比较缓慢的速度冷却,形成细粒的含铁硅酸盐和磁铁矿。
岩浆贯入后与围岩接触,使液态岩浆内部发生对流,岩浆自下而上冷却,并在液态岩浆内部产生与围岩接触面大致平行的等温面或一定温度区间的温度带。控制着不同结晶矿物组分的相对集中,形成磁铁矿组分的液态熔离。因而岩浆冷却形成的岩体和矿体与围岩产状基本一致,所以判断矿床为晚期岩浆液态分异而成熔离矿床。
(2)找矿标志。区域航磁异常,处于花岗岩与花岗闪长岩的接触带,而接触带内主要为黑云闪长岩岩体,黑云闪长岩岩相控制了区内钒钛磁铁矿矿床的产出和分布,黑云闪长岩相,是找矿的间接标志。落在矿区内的地磁异常为△Z>3000nT,可作为直接找矿标志。地磁异常的形态,产状大致反映了下部铁矿体的形态和产状。
6 矿床内共、伴生矿产情况
对矿床内铁矿石伴生组分钒、钛、磷等统一进行了化验分析,其中:①号矿体:TiO2含量在6.06%~8.15%,平均7.68%;V2O5含量0.121%~0.169%,平均0.154%;S含量0.46%~0.59%,平均0.51%;P2O5含量0.46%~0.73%,平均0.54%。①-1号矿体:TiO2含量7.34%~7.42%,平均7.37%,V2O5含量0.142%~0.146%,平均0.144%,S含量在0.48%~0.50%,S平均0.49%,P2O5含量0.46%~0.50%,平均0.48%。③号矿体:TiO2含量6.02%~6.67%,平均6.33%;V2O5含量0.140%~0.148%,平均0.144%;S含量0.54%~0.58%,平均0.56%;P2O5含量在0.53%~0.62%,平均0.57%。③-1号矿体:TiO2含量6.35%,V2O5含量0.146%,S含量0.58%,P2O5含量0.64%。全矿区矿石平均品位V2O50.152%,P2O50.53%,TiO27.55%,S0.51%。其伴生组分TiO2含量达到了规定的质量分数,而①号矿体伴生组分V2O5含量亦有部分达到指标要求,其余含量均较低。
7 资源储量估算
(1)资源储量估算指标。根据河北省国土资源厅以冀国土资函〔2013〕158号文批准的中钢集团工程建设设计研究院编制的《河北省隆化县尹家营乡九屋营钒钛磁铁矿工业指标推荐书》推荐使用的工业指标:综合品位:mFe≥15%。最低可采厚度≥2m。夹石剔除厚度≥2m。伴生组分综合评价指标:TiO2≥5%。
(2)资源储量估算结果。本次对工作区内①、①-1、③、③-1号矿体分别进行了资源/储量估算,截止2013年4月30日,共获资源量(332+333)1265千t,平均品位:TFe27.09%,mFe17.01%,TiO27.55%,V2O50.154%;伴生组分矿物量:TiO2:95574t,V2O5:1068t。
8 成矿规律和远景评价
(1)成矿的基本规律。①闪长岩相是成矿的基础及首要条件,区内该岩相向深部有变大趋势。②勘查区内铁矿床为岩浆晚期结晶分异型铁矿床,在该岩相中,岩石矿化程度与其矿物成份含量有一定关系,一般岩石矿物成份中暗色矿物含量多,则矿石矿化程度要大,反之则小。③通过钻探工程控制,区内以①矿体最为稳定,全区赋存,并且连续,矿石质量最好,其埋藏最浅,倾斜延深过百米,走向延伸 600m,规模较大 ;③矿体区内赋存不稳定,主要于 1线和 2线附近赋存。④区内矿石以浸染状含钒钛磁铁矿为主,TFe品位一般在 20% 以上,最高可达 29.64%,伴生有益组分 TiO2含量一般在 5% 以上,最高可达 8.15%。⑤通过取样化验可知,各矿体均为弱磁性铁矿石,铁矿石均需选矿后才可冶炼。
(2)远景评价。承德市岩浆岩型铁矿床主要为“大庙式”铁矿床及超基性岩体中超贫钒钛磁铁矿床,而于中性岩体中成矿很少,本区作为中性岩体—黑云闪长岩体中赋存钒钛磁铁矿,在承德地区做为新类型的钒钛磁铁矿床,打破了传统的找矿习惯,拓宽了今后的找矿方向,从本次勘查结果来看,该矿床今后的开发前景乐观,做为新型的钒钛磁铁矿床,有待进一步勘查与研究。