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        大臺溝鐵礦地球化學(xué)特征與礦石質(zhì)量分析

        2015-05-11 08:33:34溫德娟
        環(huán)球人文地理·評論版 2015年3期
        關(guān)鍵詞:赤鐵礦鞍山磁鐵礦

        摘要:大臺溝鐵礦為一隱伏的超大型鐵礦床,鐵礦體賦存于中太古代鞍山群櫻桃園巖組含鐵石英巖中,屬典型的“鞍山式”火山-沉積變質(zhì)鐵礦床。通過光、薄片觀察、粒度分析、物相分析、基本分析等手段,詳細(xì)研究分析了礦石類型、地球化學(xué)特征、有用礦物的嵌布方式、礦石中有害組分等。通過分析認(rèn)為,大臺溝鐵礦礦石礦物成分簡單、礦石質(zhì)量較好、礦石品位均勻,礦化連續(xù)。

        關(guān)鍵詞:大臺溝鐵礦;地球化學(xué);礦石質(zhì)量;鞍山式鐵礦;遼寧省

        1、前言

        大臺溝鐵礦為一隱伏的超大型鐵礦床,鐵礦體賦存于中太古代鞍山群櫻桃園巖組含鐵石英巖中,屬典型的“鞍山式”火山-沉積變質(zhì)鐵礦床。

        礦體自上向下劃分三種自然礦石類型,分別為赤鐵礦石、復(fù)合礦石及磁鐵礦石。礦體上部受氧化作用較強(qiáng),在勘探線剖面上赤鐵礦石與復(fù)合礦石及磁鐵礦石的界線呈參差不齊的漏斗狀。礦體氧化界線在-900m~-1200m之間,氧化作用主要是外生成因,與礦床形成過程中及成礦后受古地理古氣候條件的影響有關(guān),部分氧化礦與熱液作用有關(guān);主要礦石類型有上部條帶狀赤鐵石英巖、角礫狀赤鐵石英巖等,無磁性;復(fù)合礦石位于礦體的中部,主要礦石類型有磁鐵赤鐵石英巖、含透閃磁鐵赤鐵石英巖等,礦石顯磁性,局部磁性較強(qiáng),磁鐵礦含量較高;磁鐵礦石主要礦石類型有條帶狀磁鐵石英巖、透閃磁鐵石英巖等,磁性強(qiáng),磁鐵礦含量大于25%,局部含少量赤鐵礦。

        2、礦石的礦物成分

        大臺溝鐵礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的鐵礦屬鞍山群櫻桃園巖組含鐵層,礦石中的礦物成分較簡單。通過光、薄片觀察研究,鐵礦石中發(fā)現(xiàn)有十余種礦物,分別屬于氧化物、碳酸鹽、硅酸鹽、硫化物等四大類。按其生成環(huán)境可分為原生及次生兩大類。

        不同類型礦石的主要組成礦物種類基本一致,但含量存在較大的差異。

        3、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

        鐵礦層經(jīng)歷了多期次的變形變質(zhì)作用的改造,形成了不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)造類型;構(gòu)造類型有:條帶狀、條紋狀、角礫狀、小褶皺狀、塊狀、石香腸狀等,以條帶狀為主,其次為角礫狀及小褶皺狀。

        結(jié)構(gòu)類型有:鑲嵌粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、柱狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)等。

        4、礦石中有用礦物的含量、粒度及嵌布方式

        4.1礦石中有用組分的含量

        經(jīng)光、薄片鑒定,礦石主要含鐵礦物有:磁鐵礦、赤鐵礦(鏡鐵礦)、假象赤鐵礦、綠泥石等,其中以磁鐵礦和赤鐵礦(鏡鐵礦)為主,假象赤鐵礦次之,可供工業(yè)利用的礦物為磁鐵礦、赤鐵礦(鏡鐵礦)和假象赤鐵礦。

        通過各類型礦石的光、薄片在顯微鏡下采用目估法進(jìn)行了統(tǒng)計。主要含鐵礦物含量多數(shù)在20-50%之間,最高可達(dá)75%,最低僅為5%。磁鐵礦在磁鐵礦石和混合礦石中,含量在10-75%,多數(shù)含量在20-40%之間,礦石顯磁性;赤鐵礦(鏡鐵礦)在赤鐵礦石和混合礦石中,含量在5-75%,多數(shù)含量在25-40%之間。受變形變質(zhì)及構(gòu)造影響,局部出現(xiàn)貧化(石英條帶為主,鐵礦條帶細(xì)?。┖透患F(xiàn)象(鐵礦條帶為主,石英條帶細(xì)小),但總體含量較均勻。

        4.2 鐵礦石中礦物粒度

        貧鐵礦石粒度測定是釆用顯微鏡下順尺線斷測量方法進(jìn)行統(tǒng)計的,粒度分級由細(xì)至粗劃分為13個區(qū)間。測量鐵礦樣品10件,測量統(tǒng)計鐵礦物粒度共3417粒。從10件樣品中統(tǒng)計的鐵礦物粒度平均值看,粒度粗細(xì)不等,相差比較懸殊,粗??蛇_(dá)0.589毫米以上,較細(xì)粒在0.021毫米以下,一般粒度變化范圍在0.01~0.589毫米之間,多數(shù)集中在0.074~0.208毫米之間,平均粒徑在0.042毫米。粒度測定結(jié)果顯示屬于粗細(xì)粒不均勻型鐵礦石類型。

        5、礦石中有用礦物的嵌布方式

        礦石中可供工業(yè)利用的礦物主要是赤鐵礦(鏡鐵礦)及磁鐵礦,在礦石中呈條帶狀嵌布,礦石中條帶寬窄不一,具有膨脹收縮現(xiàn)象,少數(shù)寬者>5.0mm,窄者小于0.03mm,一般介于0.1~3.0mm之間。條帶內(nèi)鐵礦物的含量也不盡相同,鐵礦物含量高的形成富鐵條帶,鐵礦物含量低的形成貧鐵條帶。含鐵條帶中鐵礦物多呈它形粒狀晶形集合體緊密相嵌,局部自形板狀、薄板狀,偶見有磁鐵礦八面體和菱形十二面體晶形;赤鐵礦交代磁鐵礦較為發(fā)育,表現(xiàn)為赤鐵礦在磁鐵礦中呈不規(guī)則的細(xì)脈狀穿插,或者分布在磁鐵礦邊緣,個別磁鐵礦被交代呈島狀殘留。鐵礦石中不同條帶類型,鐵礦物顆粒間嵌布形式略有不同。

        6、礦石的化學(xué)成分

        6.1 TFe、mFe、SiFe、cFe的含量變化特征

        鐵礦石中化學(xué)成分主要以氧化物為主,鐵主要賦存在氧化礦物(磁鐵礦、赤鐵礦)中,其次為硅酸鹽礦物(綠泥石、透閃石),碳酸鹽礦物鐵白云石,硫化物(黃鐵礦)等。本區(qū)鐵礦石化學(xué)成分符合鞍山式貧鐵礦石成分相對簡單的特征。

        礦石平均品位TFe33.07%、mFe15.64%;其中赤鐵礦石平均品位TFe33.84%,mFe2.87%,SiFe5.9%,cFe1.66%;復(fù)合礦石平均品位TFe32.18%,mFe16.58%,SiFe2.51%,cFe1.59%%;磁鐵礦石平均品位TFe33.21%,mFe28.77%,SiFe1.21%,cFe0.67%。

        統(tǒng)計結(jié)果表明,礦體全鐵含量>20%的樣品有2157件,占樣品總數(shù)的84.29%;其中含量在20~25%的樣品257件,占10.04%;含量在25~40%的樣品1674件,占65.41%;含量在≥40%的樣品226件,占8.84%;含量在<20%的樣品402件,占15.71%。

        物相分析統(tǒng)計結(jié)果表明,硅酸鐵在礦體中普遍存在,但含量很不均勻,在赤鐵礦石中含量較高(5.9%),在復(fù)合礦石相對較低(2.51%),在磁鐵礦石中含量相對最低(1.21%)。赤鐵礦石(氧化礦)硅酸鐵含量較高主要是礦石中局部含有綠泥石、透閃石及陽起石,從礦體上部(多為赤鐵礦石、復(fù)合礦石)硅酸鐵含量較高,向深部逐漸降低,在控制礦體最深部的-1700m~-1800m(樣品主要采自礦體低板附近)硅酸鐵含量又偏高;礦體上部和深部硅酸鐵含量偏高的這種趨勢,反映出曾經(jīng)近地表遭受氧化作用和深部與圍巖過渡的關(guān)系。endprint

        與地質(zhì)觀察情況相吻合。從全區(qū)整個來看,硅酸鐵雖部分地段較高,但部分硅酸鐵高的地段,全鐵含量也高,對礦石質(zhì)量有一定影響,但影響不會很大。

        6.2 礦石中有害組分含量

        從礦體的不同部位(上部、中部、下部)的不同礦石類型中,采集了100件組合分析樣品,用以了解礦石中主要有害組分的含量及分布狀況。由分析結(jié)果可知,除SiO2較高外,其它有害元素均很低,對礦石質(zhì)量影響不大。SiO2 20.62~61.02%,平均46.08%;S 0.012~0.161%,平均0.034%;P 0.005~0.115%,平均0.046%;Mn 0.025~0.319%,平均0.11%。

        根據(jù)磁鐵礦石、復(fù)合礦石及赤鐵礦石的化學(xué)全分析結(jié)果,三種不同類型的樣品堿性系數(shù)(Ca+MgO)/(SiO2+Al2O3)均在0.1左右,說明它們都為酸性鐵礦石。

        7、結(jié)論

        通過對大臺溝鐵礦鉆孔巖心樣品地球化學(xué)分析,認(rèn)為:

        (1)大臺溝鐵礦石工業(yè)類型屬需選鐵礦石,按礦石的自然類型的分類原則,根據(jù)礦石中礦物含量劃分為三種礦石類型:赤鐵礦石:ω(mFe)/ω(TFe)≤15%。復(fù)合鐵礦石:85%>ω(mFe)/ω(TFe)>15%。磁性鐵礦石:ω(mFe)/ω(TFe)≥85%。

        (2)礦石中的礦物成分較簡單,磁鐵礦顆粒粗細(xì)粒不均勻,鐵礦物顆粒間嵌布形式略有不同。

        (3)鐵礦石化學(xué)成分符合鞍山式貧鐵礦石成分相對簡單的特征。

        (4)硅酸鐵在礦體中普遍存在,但含量很不均勻,在赤鐵礦石中含量較高(5.9%),在復(fù)合礦石相對較低(2.51%),在磁鐵礦石中含量相對最低(1.21%),對礦石質(zhì)量有一定影響。

        (5)礦石中除SiO2較高外,其它有害元素均很低,對礦石質(zhì)量影響不大。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 朱永正,等.鞍山地區(qū)早太古宇鐵礦層位與時代[J].長春地質(zhì)學(xué)院學(xué)報, 1 9 8 2 .

        [2]陳福,朱笑青.玄武巖古風(fēng)化淋濾生成條帶狀鐵硅建造的模擬實(shí)驗(yàn)[J].地球化學(xué), 1 988,(4).

        [3] 周世泰.鞍山、本溪地區(qū)鞍山群變質(zhì)巖巖石化學(xué)研究及條帶狀鐵礦的成礦條件[J].地球?qū)W報,1987,(2).

        [4]劉如琦,等.鞍山附近“櫻桃園” 組的構(gòu)造樣式及形成時代[J].地質(zhì)科學(xué),1987,(1).

        作者簡介:溫德娟,1980年出生,女,地質(zhì)學(xué)碩士,2007年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)。現(xiàn)從事地質(zhì)、水工環(huán)地質(zhì)工作,工程師,就職于遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院。endprint

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