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河南省泌阳县条山外围铁矿区域地质及矿体地质特征研究

2022-08-02王晓枝李宁博吴二红

能源与环保 2022年7期
关键词:磁铁矿矽卡岩铁矿

王晓枝,李宁博,吴二红

(河南省地质矿产勘查开发局 第五地质勘查院,河南 郑州 450001)

世界铁矿资源集中在澳大利亚、俄罗斯等国。我国是世界上最大的铁矿石需求国,铁矿石储量虽然不少,但是品位相对较低,铁矿石是钢铁生产企业的重要原材料,研究铁矿石的分布显得至关重要。基于此,国内外学者对此进行了大量研究[1-5]。本文研究了河南省泌阳县条山外围铁矿区域地质及矿体地质特征,对区内条山铁矿A、B、C矿带条山东北部磁异常带进行钻探工程控制,最终在C矿带间圈出了9个矿体。通过对地质、物探资料的分析,结合找矿实践表明,预查区虽不具备发现成规模铁矿体的潜力,但在寻找小型铁矿方面仍具有一定的前景,研究为进一步工作及开发利用提供充分依据。

1 区域地质特征

1.1 区域地层

研究区位于华北地层区与秦岭地层区北秦岭分区结合部位,区域地层大致以栾川—明港(油房庄韧性剪切带)断裂带为界,断裂以北出露地层为华北地层区上元古界栾川群大红口组(Pt3d)、中元古界汝阳群云梦山组(Pt2y)及中元古界熊耳群(Pt2xn)。断裂以南及乔端—羊册断裂以北出露地层为北秦岭分区地层中元古界宽坪岩群的谢湾岩组(Pt2x)、四岔口岩组(Pt2s)。乔端—羊册断裂以南,朱阳关—大河断裂以北出露为下古生界二郎坪岩群(Pz1er)。朱阳关—大河断裂以南出露地层为上元古界歪头山组(Pt3w)。在沟谷中及河流两侧分布有新生界第四系。

1.2 区域构造

区域上构造发育,褶皱、断裂并存,主构造线沿北西西向展布。

(1)华北地块南缘变形带。本变形带由3条韧性剪切带和两个构造岩片组成,变形主要表现为以伸展体制的横向构造置换和分层剪切流变为特征。总体为南倾的单斜构造(邓庄铺—阎庄背斜的南翼),总体上自北而南由老而新,变形由简单而复杂。

(2)北秦岭变形带。本单元指油房庄韧性剪切带以南的区域,是区域上秦岭褶皱带北缘的一部分。它由宽坪群、二郎坪岩群、歪头山组等不同时代、不同建造、不同变形变质特征的地体组合而成。据此又分出2个Ⅱ级单元:回龙变形带、朱庄—固县变形带、龙凤店变形带。

(3)脆性断裂构造。海西期以后,以前处于中下构造层次的地质体上升到上构造层,变形主要表现为多组方向的脆性断裂。其中,以北东向断裂最发育,沿断裂常有各种脉岩充填,北西向断裂次之,北北西向断裂不发育。

1.3 岩浆岩

区域上岩浆活动十分频繁,岩性从超基性—基性—中性—酸性—碱性岩类均有产出。其中,又以加里东期酸性侵入岩及古生界变质火山岩系分布最广。

(1)加里东期黄岗—王岗杂岩带。该岩带西经桐柏县的黄岗、东至信阳县的王岗以东被第四系覆盖,呈北西西—南东东向分布。岩带北侧与中元古界宽坪岩群呈断层接触,南侧与下古生界变质火山岩系侵入接触,沿接触带形成一系列矽卡岩型铁矿。

(2)海西期斜长花岗岩。主要分布在小李庄—砂子岗—王家湾一带。代表岩体有固县花岗岩体及王家湾花岗岩体,岩性为黑云母斜长花岗岩。

(3)燕山晚期花岗岩。主要分布在铜山—高乐山、毛集大潭山一带,代表岩体有铜山花岗岩体及大潭山花岗岩体,岩性为中细—中粒二长花岗岩、中粗花岗岩及粗中似斑状花岗岩。

1.4 区域地球物理特征

1.4.1 区域地球物理参数特征

根据区域物性参数值测定结果,按地层和岩浆岩两大岩类分别统计,见表1、表2。

表1 桐柏地区地(岩)层物性参数统计Tab.1 Statistics of physical parameters of ground(rock)strata in Tongbai area

表2 桐柏地区岩浆岩物性参数统计Tab.2 Statistics of physical parameters of magmatic rocks in Tongbai area

由表1、表2中可知:①地层中磁性、电性和岩石密度参数值,以桐柏山片麻杂岩和龟山岩组最高,秦岭岩群、歪头山岩组、二郎坪岩群次之,新生界地层最低。②岩浆岩从超基性—基性—中性—酸性岩的磁性和岩石密度值依次由高到低,电阻率值由低到高,极化率值由高到低;碱性岩磁性、电性、密度均表现为低值。③根据区域地(岩)层物性特征,反映出3个磁性、密度界面。由于这些界面的物性差异,区域磁场呈带状,并受构造及岩浆岩侵位控制。

1.4.2 区域磁场特征

(1)在1∶20万航磁Δ航平面图(图1)上,磁异常走向与区域地(岩)层走向一致,呈北西向条带状分布。刘山岩铜锌多金属成矿带分布在二郎山—吴城正磁场异常带上,南北宽约4 km,东西长40 km,对应地层为二郎坪岩群的刘山岩岩组、张家大庄岩组和大栗树岩组。围山城金银多金属成矿带处在二郎山—吴城正磁场带北东侧的负磁异常区中,东西长40 km,南北宽约3 km,连续性较好,对应地层为歪头山组,其磁化强度较上覆的二郎坪岩群低出一个数量级。天目山银多金属成矿带分布在宽缓正磁场带东北侧负磁场区内,对应地层为宽坪岩群。

图1 桐柏区航空航磁Δ航等值线平面Fig.1 Aeromagnetic delta contour plane of Tongbai district

区内金银多金属矿化与中酸性侵入岩,特别是燕山期花岗岩关系密切,但花岗岩的磁性变化较大,从较强到较弱均有,与金银矿化关系密切的岩体(SⅠ型)具有一定的磁性。

(2)据1∶5万航磁资料显示,区内有3个航磁异常区:条山—宝石崖异常带、拐子沟—悦老庄—韩老庄一带底缓异常带及毛集乡铁山一带异常带。①条山—宝石崖异常带。呈北西向展布,异常带分布于下古生界二郎坪岩群之角闪片岩、角闪岩及大理岩地层之上。异常带长约7 km,宽1.9 km。ΔΔ0磁异常极大值为2 550 nT,ΔΔ5磁异常极小值为-500 nT。该异常带中已找到条山、红石山、坡头山及宝石崖等铁矿,其中条山铁矿为中型铁矿床,大多异常为矿致异常。②韩老庄一带底缓异常带。呈北西向展布,异常区长约8.9 km,宽2.1 km。ΔΔ0磁异常极大值为350 nT,异常极小值为-50 nT。异常区内共4个异常中心,分别分布在拐子沟—悦老庄—韩老庄一带。,异常中部为下古生界二郎坪岩群角闪片岩、角闪岩及大理岩地层之上,南部为海西期斜长花岗岩岩体。异常为近椭圆形正负异常交替出现。该异常经1∶1万物探地面检查和钻探验证,为多个小铁矿体引起。③毛集乡铁山异常带。总体呈北西向展布,异常范围2.5 km×1.6 km,异常强度750γ,曲线形状圆滑对称。异常中部为下古生界二郎坪岩群角闪片岩、角闪岩及大理岩地层之上,其内分布小型的铁山铁矿。

1.5 区域矿产

区域上在下古生界变质火山岩系中铁、铜、铅、锌、银矿化比较明显,除形成众多的矿点、矿化点、土壤地球化学异常外,也有具一定规模的小型工业矿床。但由于各组的岩性不同,因此矿种和矿化强度有所差异。大栗树组岩性单一,主要是与细碧岩有关的矽卡岩型铁矿。张家大庄组矿化元素较多,有铜、铅、锌、银,矿化多与偏酸性的角斑岩和大理岩夹层有关。刘山岩组铁矿化最强、除矿点、矿化点较多外,形成条山、宝石崖、铁山等一系列小型铁矿床。其矿化多与基性火山构造有关,此外富钙的碳酸盐沉积夹层也是主要的控矿因素。已探明的矿床及已知的矿点、矿化点的产出均受地层及断裂带的控制,呈北西向带状分布,沿构造带以串珠状产出。自北而南分为4个主要成矿带。

(1)毛集铁、铜矿带。分布于区域北部,赋存于二郎坪群北侧变质火山岩系中,受地层、构造双重控制,形成一系列中—小型矽卡岩型银矿床、矿点,蚀变岩型铁、铜及多金属矿点。其中泌阳—毛集矽卡岩带是河南省重要的铁成矿带,已知的有铁山庙铁矿、条山铁矿、铁驴洞铁矿、祖师店铁矿等。

(2)围山城金、银成矿带。分布于北中部,主要有银洞坡金矿、破山银矿和银洞岭、老洞坡、魏沟等银多金属矿。赋存于中元古界歪头山组地层中。矿床明显受地层与构造双重控制。

(3)刘山岩铜锌矿带。分布于区域中部,代表矿床为大河铜矿。矿体似层状或透镜状产于二郎坪群刘山岩组变质火山岩中,受一套细碧—石英角斑岩控制,矿体多赋存于岩性分界部位或偏酸性一侧。矿体的空间分布多遵循构造规律。

(4)老湾金矿带。分布于区域南部,主要有老湾、上上河大型金矿和北杨庄等一批小型金矿床,赋存于中元古界龟山岩组一套强变形的云英片岩及斜长角闪片岩中,矿体似层状产于韧—脆性剪切带中,或脉状产于脆性断裂。以蚀变岩型为主。

2 研究区地磁异常特征

本次高精度磁测工作全区共完成磁法面积测57.07 km2,分2次完成。

2.1 第1次磁法工作

根据1∶1万高精度磁法测量资料显示区内有条山、四银沟、红石山及韩老庄4个异常区。

(1)条山异常区C-1位于勘查区中部稍偏北,由多个规模较小的异常组成西部的3个异常由2个负异常夹1个正异常组成(图2)。

其中负异常极小值为-300 nT,正异常最大值为700 nT。从等值线趋势看夹在中间的正异常范围不太大,应为浅表磁性体引起。位于该条带正负异常较小,其异常强度一般在200 nT左右,以较小规模展布,且分布凌乱。1∶5万航磁资料上异常区为条山—宝石崖异常带中,与其相比异常凌乱规律不强,可能是由于浅层矿体被采空造成,大多是地表或浅地表磁性体引起。2011年信钢条山铁矿在条山铁矿1号矿体101、100.5勘探线上通过钻探验证其深部(标高-80~-100 m)见矿层厚度12~16 m,而异常显示为负异常说明了这点。

(2)四银沟异常带位于勘查区的南部,此异常为1∶5万航磁条山—宝石崖异常带条山—宝石崖异常带中,呈椭圆状近北西—南东向展布,正负异常交替出现如图3所示。

图2 C-1异常区ΔT磁异常带Fig.2 C-1 abnormal area ΔT magnetic anomaly zone

图3 C-2异常区ΔT磁异常带Fig.3 C-2 abnormal area ΔT magnetic anomaly zone

该异常带共由2个分异常组成,异常极大值为350 nT,2个正异常分别呈椭圆状近北西—南东向展布。正异常较孤立,只在异常北部出现较小的负异常。推断其形成应为浅层或出露的磁化体引起,在此异常区内有多处铁矿开采点证实为矿致异常。

(3)红石山异常带位于勘查区南部,分布于1∶5万条山—宝石崖异常带条山—宝石崖异常带中,呈椭圆状近东西向展布,如图4所示。

图4 C-3异常区ΔT磁异常带Fig.4 C-3 abnormal area ΔT magnetic anomaly zone

该异常带由3个分异常组成,负异常极小值为-100 nT,正异常最大值为300 nT,与正异常向邻近的位置出现了对应的负异常,正负异常交替。推断其形成应为下部复杂的磁性体引起。

(4)韩老庄异常区位于勘查区南部,正负异常交替出现,呈椭圆状近北西—南东向展布。分布于1∶5万航磁条山—宝石崖异常带与拐子沟—悦老庄—韩老庄底缓异常带之间如图5所示。该异常带由5个分异常组成,负异常极小值为-700 nT,具有一定的规模,在异常区内发现多处地下民采点,有一定的找矿潜力。

图5 C-4异常区ΔT磁异常带Fig.5 C-4 abnormal area ΔT magnetic anomaly zone

2.2 第2次磁法工作

根据高精度磁法测量是在工作区的北部堡子村一带,显示有4个异常带如图6所示。

(1)1号异常带位于磁法测量区西南部,处于上河湾村与彭庄村之间。由3个小异常组成,分别是C1-1、C1-2、C1-3,北西向长约1.4 km,北东向宽约200 m,除C1-1外异常未封闭,异常中心位于C1-3异常,极大值898 nT。从全区异常分布图上看,本区的异常基本上都是北西向的串珠条带状异常,故将C1-1、C1-2、C1-3三个小异常也归为北西向的异常条带。其中,C1-3异常东部有负异常伴生,东部梯度较陡,西部等值线较缓。根据磁测工作推断,测区是一个向斜,向斜走向为北东向,走向线位于测区的中央,而1号异常位于向斜两翼的西部,结合剖面线反演成果,推测C1-3异常为倾向向东,倾角为60°,异常体埋深大约120 m,东西长约190 m,南北宽度大约30 m,结合1∶2.5万区域地质资料,C1-3异常位于花岗岩和斜长角闪岩的接触部位,是该区铁矿成矿的有利地带。

(2)2号异常带位于上米庄村与高店村之间,由C2-1、C2-2、C2-3、C2-4四个异常组成,北西向长约3.7 km,北东向宽约500 m,异常中心位于2-3异常,极大值1 277 nT。C2-1与C3-1异常较近与C2-2异常相距较远,但从1∶1万ΔT平面剖面图上C2-1与C2-2异常趋势一致。C2-1、C2-2两个异常封闭,C2-3、C2-4两个异常不封闭。根据剖面反演成果推测2号磁性的体走向北西。

(3)3号异常带由C3-1、C3-2两个异常组成,北西向长约1.3 km,北东向宽约200 m,异常中心位于C3-1异常,极大值700 nT,其中C3-2异常不封闭。

图6 1∶1万高磁ΔT磁异常分布示意Fig.6 1∶10 000 high magnetic ΔT magnetic anomaly distribution

(4)4号异常(带)是以350 nT等值线为界限异常圈定的,该异常范围较大,但不封闭,北西向长约2.5 km,北东向宽约300 m,异常中心处极大值756 nT。结合剖面线反演成果,推测4号异常磁性体倾向南西,磁性体北西向长约为2.5 km,向北东向延伸不超过700 m,即异常体北东向宽约为800 m。

此次研究工作在以上4个异常带中,结合野外地质工作情况,选择了异常较好、地表可见矿化体的3个异常进行了深部钻孔(ZK2013-9、ZK2013-10、ZK2013-14钻孔)验证,异常分别为C2-1、C2-3及C4号异常。根据钻孔资料认为引起磁异常原因是下部有多层含磁铁角闪岩、含磁铁闪长岩。样品分析结果TFe为5.11%~14.05%,mFe为0.57%~4.65%,均达不到工业品位。

3 矿床地质

3.1 矿化带及矿体特征

条山铁矿位于泌阳—毛集矽卡岩型铁成矿带之中,目前已查明A、B、C三个矿带。

3.1.1 A矿带

A矿带内有大小矿体7个,矿体多为似层状、透镜状。倾向40°~60°,倾角30°~60°,品位TFe为52.15%~63.05%。

3.1.2 B矿带

B矿带由大小12个矿体组成。矿石以浸染状及条带状构造为主,品位TFe为29.23%~49.80%,多为酸性贫铁矿石。此次研究工作在B矿带外围施工了4个钻孔(均没见到矿体,只是在ZK2013-1钻孔见到2层磁铁矿矿化层。说明矿体向下延伸不好。

3.1.3 C矿带

C矿带内新圈出9条矿体。矿带附近主要有刘山岩岩组斜长角闪岩、斜长变粒岩、闪长岩、大理岩等,矿化带主要岩性为斜长角闪岩、斜长片麻岩及零星出露的绿帘、石榴子石矽卡岩,地表岩石已呈现糜棱岩化。总体走向145°,倾向220°~235°,倾角在50°~75°,局部近直立。该带在2002年前后铁矿热时,地表多有民采矿坑,现经12条槽探工程、6个钻孔控制,圈定K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9共计9个矿体。

(1)K1矿体。矿体在平面长约330 m,矿体赋存于条山背斜西南翼,地表工程由TC9、TC4、TC1三个探槽控制,地表多有民采矿坑,深部由ZK2013-3、ZK2013-4钻孔进行控制。矿体赋存标高-8.00~+232.00 m。矿体呈脉状产出,产状与含矿层产状一致,总体走向315°~335°,倾向225°~245°,倾角为70°~80°,局部近直立。真厚度2.32~2.92 m,平均真厚度2.64 m,变化系数9.3%。品位TFe为24.56%~29.31%,平均品位26.88%,变化系数8.63%。mFe为15.05%~25.87%,平均品位为20.27%,变化系数21.81%。

(2)K2矿体。在平面长约740 m,地表工程由TC9、TC4、TC1、TC14、TC15、TC16共6条探槽控制,深部由ZK2013-3、ZK2013-4、ZK2013-13钻孔进行控制。矿体呈脉状产出,产状与含矿层产状一致,倾向235°~255°,倾角70°~80°。真厚度1.37~4.60 m,平均真厚2.63 m,变化系数51.71%。矿体赋存标高+117~+272 m。品位TFe为20.02%~31.39%,平均品位26.04%,变化系数14.17%。mFe为15.07%~21.08%,平均品位18.10%,变化系数12.43%。

(3)K3矿体。在平面长约530 m,在K2矿体的西南部,地表工程由TC9、TC4、TC1、TC14共4条探槽控制,深部由ZK2013-3、ZK2013-4钻孔进行控制。矿体赋存标高+152~+230 m。矿体呈脉状产出,产状与含矿层产状一致,总体走向315°~335°,倾向225°~245°,倾角55°~80°,局部近直立。真厚度1.18~2.70 m,平均真厚度1.65 m,变化系数35.16%。品位TFe为20.28%~23.44%,平均品位21.78%,变化系数5.60%。mFe为15.01%~17.20%,平均品位15.70%,变化系数5.67%。

(4)K4矿体。位于条山沟南部一带,平面长约320 m,地表工程由TC7-1、TC5探槽控制,深部由ZK2013-7、ZK2013-11钻孔进行控制。矿体呈脉状产出,产状与含矿层产状一致,倾向210°~230°,倾角75°~80°,真厚度1.1~2.35 m,平均真厚度1.59 m,变化系数50.50%。矿体赋存标高-155~+339 m。品位TFe为20.04%~41.55%,平均品位28.35%,变化系数29.56%。mFe为15.46%~21.92%,平均品位18.97%,变化系数15.29%。

(5)K5矿体。位于K4矿体的西南侧,地表工程由TC5探槽控制,深部由ZK2013-7钻孔进行控制。

(6)K6矿体。位于K5矿体的西南侧,地表工程由TC5探槽控制,深部由ZK2013-7钻孔控制。平面长约100 m,矿体呈脉状产出,倾向225°,倾角75°,平均厚度2.94 m,变化系数58.52%。埋深标高-62~+338 m。

(7)K7矿体。为隐伏矿体,在K4矿体的底部,深部由ZK2013-7钻孔进行控制。矿体呈脉状产出,平均厚度1.03 m,矿体赋存标高-78~+218 m。平均品位TFe28.70%、mFe28.50%。矿体顶板岩性为混合岩化斜长角闪岩,底板为绿帘石矽卡岩。

(8)K8矿体。为隐伏矿体,在K7矿体的底部。深部由ZK2013-7钻孔进行控制。矿体呈脉状产出,平均厚度1.09 m,矿体赋存标高-153~+177 m。矿体顶板岩性绿帘石矽卡岩,底板为混合岩,平均品位TFe为22.57%、mFe为15.65%。

(9)K9矿体。位于条山沟西南部一带,平面长约100 m,由6号勘探线探槽TC8控制,矿体呈脉状产出,倾向241°,倾角76°,平均厚度1.30 m,矿体赋存标高+180~+270 m。矿体顶板岩性为绿帘石矽卡岩,底板为绿帘石榴磁铁矽卡岩,平均品位TFe为22.85%、mFe为16.14%。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石的矿物组成

(1)金属矿物。①磁铁矿:为矿石主要组成矿物,粒径一般0.5~1.0 mm,呈自形一半自形粒状集合体,局部呈他形粒状,粒度较细(0.1~0.5 mm),呈浸染状或条带状集合体与脉石矿物共生,或在颗粒之间充填。在矿体的边缘有呈细小浸染状、细粒致密块状磁铁矿分布。②赤铁矿:为磁铁矿的次生氧化矿物存在于磁铁矿的晶粒间或成薄膜状包围磁铁矿。结晶较晚,并交代磁铁矿。③褐铁矿:矿区内少见,分布于地表矿体部分,呈棕褐色,胶状薄膜包围着被节理割切的矽卡岩中,有的分布在磁铁矿的节理裂隙处。④黄铁矿:为矿体内分布极普遍的矿物,晶体一般不发育,个别晶形达10 mm,成细脉状、条带状、浸染状及局部富集成团块状。⑤磁黄铁矿:为矿体内较多的硫化金属矿物,因本身含硫不稳定或含有不同杂质,矿物颜色由金黄至黄白色,经常与黄铁矿共生在一起,呈团块状、星散状、粒状,直径0.6 mm左右,常为磁铁矿的包裹体,磁黄铁矿在矿石中大量存在,同样增加了矿石中硫的含量。⑥黄铜矿、方铅矿,闪锌矿含量甚微,星散状分布于脉石中。

(2)脉石矿物。①绿帘石:矿石内常见,是主要的矽卡岩矿物,常存在于绿帘石透辉石矽卡岩和绿帘石矽卡岩中,是矿体的包裹体或作为晚期脉石穿插矿体。②透辉石:与绿帘石一样,是绿帘石透辉石矽卡岩的主要组成,包裹于矿体内,呈浅绿色的纤维状或等轴状颗粒,分布于石榴子石颗粒间。③钙铁石榴石:棕褐色,结晶不好,存在于钙铁石榴子石矽卡岩和石榴子石绿帘石透辉石矽卡岩中,呈不完整晶体。④石英:有些石英脉中有星点状磁铁矿分布,石英脉侵入在角闪片岩中,使矿体接触处形成一些空洞,石英溶解次生形成犬牙状的结晶。⑤方解石:白色,粉末状,晶体状充填于磁铁矿颗粒间,通过次生作用在磁铁矿空洞中生成板状、放射状晶体。

3.2.2 矿石结构、构造

矿石内矿物成分相互排列、镶嵌,由细粒磁铁矿和结晶粗大的磁铁矿组成,性脆而坚硬,粒径0.1~0.3 mm。矿石构造主要为块状构造和稠密浸染状构造。矿石大致分为2类,即块状及浸染状磁铁矿矿石。①块状磁铁矿矿石:主要为磁铁矿,呈他形—半自形不等粒粒状结构,粒径0.2~1.0 mm。少数呈自形晶,粒径2~4 mm。并见有菱铁矿假象。磁铁矿粒度由矿体内部向边缘有变小的趋势。该类矿石中磁铁矿含量达80%。脉石矿物石榴石、透辉石、绿帘石,三者占10%~20%,黄铁矿含量少于3%,个别可达10%。②浸染状磁铁矿矿石:磁铁矿呈他形粒状,粒径0.2~1.0 mm,星散状、条带状分布于矿石中,稠密程度不一,有时可见磁铁矿沿矽卡岩裂隙充填,形成磁铁矿和矽卡岩各自不规则的团块。条山铁矿区内矿石以块状为主。

3.2.3 矿石化学成分

(1)主要成分。矿石中主要成分为铁,主要存在于磁铁矿中,少量存在于赤铁矿、褐铁矿及暗色矿物内。条山铁矿C矿带内单样品铁品位:TFe最高达58.29%,最低20.02%;mFe最高达35.95%,最低15.01%。

(2)杂质成分。矿石中造渣成分含在脉石矿物内,各样本杂质成分组合分析结果见表3。

(3)矿石化学全分析。此次研究在矿体夹石及围岩中取了8个岩石化学全分析样品,其分析结果见表4。

表3 各样本杂质成分组合分析结果Tab.3 Combination analysis results of impurity components of each sample

表4 岩石化学分析结果Tab.4 Petrochemical analysis results

矿石造渣成分的含量,决定着矿石的性质,其中(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)为0.024~0.360,其比值小于0.5。因此,综合考量矿体矿石性质应属酸性铁矿石。

3.2.4 矿石类型和品级

(1)矿石的氧化情况。据过去零星民采情况看,矿石地表0~3.0 m氧化程度较强,具褐铁矿化、赤铁矿化,为氧化矿石;3.0 m向下均为原生磁铁矿石。

(2)矿石的自然类型。矿石的主要铁矿物为磁铁矿,矿石主要构造为致密块状,矿石的自然类型为致密块状磁铁矿石。

(3)矿石的工业类型。条山铁矿C矿带矿体总体上矿石品位较贫(平均品位TFe为25.82%),属于中—贫等级矿石。因此,该矿床的矿石工业类型应为需选铁矿石。依据矿石中有益组分铁主要来源于磁铁矿,磁铁矿含量在15.01%~35.95%,矿石工业类型属需选铁矿石类型。依据组合分析结果,有用组分远小于其他工业指标要求。故该矿床的工业类型为单一需选铁矿石型。

(4)铁的赋存状态。铁主要以磁铁矿为主,极少量赋存于菱铁矿、硫铁矿、褐铁矿、硅酸铁中。

3.3 矿石加工技术性能

此次研究工作在条山铁矿C矿带发现的9个矿体的矿石类型以及矿石的物理化学性质均与条山铁矿A、B矿带有一定的相似性。为此,选择条山铁矿B矿带资料进行类比,为进一步开展地质工作提供依据。

(1)贫矿矿石物质成分简单,有用铁矿物主要为自形—半自形粒状磁铁矿,矿石氧化程度较弱,易磁选,但磁铁矿粒度较细,选矿时磨细度应以较细为宜。

(2)磁选流程试验采用磁力脱水槽—磁选机选别流程和磁选机—磁力脱水槽选别流程,2种方法相比,无论采用哪个流程,铁精矿产率、品位、回收率基本一致。最终产品的技术经济指标见表5。

表5 磁选流程试验产品技术经济指标Tab.5 Technical and economic indicators of magnetic separation process test products

(3)通过铁精矿化学多项分析,精矿质量较高,可达平炉富矿要求。

3.4 主要控矿因素及找矿标志

根据前人研究成果,结合此次工作的认识,条山铁矿的成因为海底火山交代型铁矿。

3.4.1 主要控矿因素

(1)地层。条山铁矿床形成与古生代二郎坪群的海相火山喷发沉积密切相关,二郎坪群刘山岩岩组火山岩的每一喷发旋回为赋矿部位,明显受地层层位控制。

(2)构造。铁矿床形成于早古生代二郎坪裂谷带三盆地内,在盆地下部发育着一系列同生断裂的含矿流体沿同生断裂上升,叠加富集改造原以喷流的铁矿上,是形成条山铁矿床的基本条件。

(3)围岩蚀变。由于混合岩化作用影响,底板围岩多有不同程度的透辉石化、绿帘石化现象。矿化富集与蚀变作用紧密相关联。

3.4.2 找矿标志

(1)铁矿床具有明显的矽卡岩化,其地表特征明显,因而矽卡岩化带是明显的找矿标志。

(2)磁异常特征明显,强度高,是寻找该类铁矿床重要标准,特别是发现隐伏矿床的有效手段。

(3)铁帽、滚石、老硐为矿区铁矿的直接找矿标志。

(4)若有同生断裂存在时,其附近对成矿有利。例如:同生角砾状变石英角斑岩(或角斑质凝灰岩)地段往往有铁铜多金属矿(化)体存在。

4 结语

通过河南省泌阳县条山外围铁矿区域地质及矿体地质特征的研究,主要在条山铁矿C矿带内新圈出9条矿体,矿体产于条痕状混合岩、斜长角闪岩与大理岩接触带上,长约1 300 m。矿体呈条带状或透镜状,沿倾向呈雁行排列。矿化带主要岩性为斜长角闪岩、斜长片麻岩及零星出露的绿帘、石榴子石矽卡岩,地表岩石已呈现糜棱岩化。总体走向145°,倾向220°~235°,倾角50°~75°,局部近直立。在已知矿山外围及深部发现新的矿产地,同时也为今后矿山开采提供了充分依据。

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