湖北銀山寨蛇紋巖礦床特征及其開發(fā)利用

鄭婉玲

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心湖北總隊，湖北 武漢 430030）

湖北銀山寨蛇紋巖礦床特征及其開發(fā)利用

鄭婉玲

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心湖北總隊，湖北 武漢 430030）

本文闡述了銀山寨蛇紋巖礦床特征，介紹了礦床開發(fā)利用情況，提出了今后開發(fā)利用建議。

蛇紋巖；礦床特征；氧化鎂；多孔二氧化硅；開發(fā)利用

銀山寨蛇紋巖礦位于湖北省紅安縣北西22km的紅安縣與大悟縣交界處，交通較方便。地質勘查表明蛇紋巖資源儲量在1億t以上，為一大型優(yōu)質蛇紋巖礦床；該礦床在上世紀末以來有過短時期開發(fā)，但因其產品方向不適應礦床實際而失??；目前該礦床基本閑置。

1 礦床特征

1.1 礦區(qū)地質概況

銀山寨蛇紋巖礦處于秦嶺褶皺系南東段，隸屬桐柏山復背斜之紅安褶皺束的呂王向斜南段東翼，區(qū)內出露地層為中元古界紅安群七角山組第一巖段石英云母片巖、綠泥片巖、云母角閃片巖及榴閃巖等；巖石呈單斜產出，片理傾向北東東，傾角較陡，一般50～70°。

礦區(qū)侵入巖屬揚子期侵入巖，為大悟—紅安超基性巖帶中段部分，共有超基性巖體67個，其展布方向及單個巖體走向與區(qū)域構造線基本一致，最大者為0.23km2，最小者僅數(shù)平方米，呈透鏡狀、似層狀、脈狀、團塊狀產出，與圍巖呈“整合”接觸，且無明顯的圍巖蝕變現(xiàn)象。巖體與圍巖一樣，遭受相同的變質作用的改造，超基性巖均已變質成蛇紋巖、滑石片巖、菱鎂滑石片巖等，且滑石片巖、菱鎂滑石片巖往往是一些小巖體的唯一巖性。本區(qū)超基性巖體的原巖以純橄巖為主，輝橄巖次之，且輝橄巖呈異離體出現(xiàn)，與純橄巖界線不明顯。礦區(qū)內較大巖體有銀山寨巖體、陳家樓巖體、細毛山巖體，占礦區(qū)巖體總面積的85%以上，構成了銀山寨蛇紋巖礦床主體。

礦區(qū)內褶皺構造不發(fā)育。僅有一條斷層分布，從北向南縱貫全區(qū)，總長約2km，向北被第四系掩蓋；總體走向350°，中部向西凸出，呈一“弓形”，傾向西，傾角較陡，多在80°以上，斷層性質為張性并兼有扭性特征，上盤下落下盤上升，落差20～30m，破碎帶不發(fā)育，一般寬1～3m。

礦區(qū)內節(jié)理發(fā)育程度中等，常見有兩組：一組走向335～345°，與巖體走向基本一致，具壓性特征；另一組走向北東東，與前者走向近于垂直，具張性特征；并具有疏密相間的分布特點，由地表向深部節(jié)理逐漸減少。此外，區(qū)內纖維狀蛇紋石細脈較發(fā)育，走向多為北向，常成群出現(xiàn)，彼此平行排列，長一般1～10cm，寬多小于1mm，此類細脈反映了本區(qū)劈理的構造特征。

1.2 礦體特征

礦區(qū)礦體由銀山寨、陳家樓、細毛山三個巖體構成，巖體總體走向345°，平面上呈一拉長的“品”字形，其出露形態(tài)雖基本相似、但也各有其特點。

銀山寨巖體：位于礦區(qū)北部，出露長1 336m，寬140～314m、平均250m，面積為0.23km2，地表呈現(xiàn)出不對稱的透鏡狀，總體走向336°，傾向北東，傾角40～85°，西陡東緩、沿傾向逐漸變緩特征，呈一緩角度的楔形向東插的趨勢。巖體以40號線為界分為南北兩段，北段形態(tài)規(guī)則，圍巖俘虜體較少；南段巖體基底總的向東傾斜，呈波狀起伏，局部呈一盆狀，經(jīng)深部鉆探證實，在30號線與62號線之間，存在一個近南北向的基底隆起帶，把巖體南部分為東淺西深的兩個凹陷，造成巖體底板的突坳不平?；椎倪@種變化是影響巖體南段剖面形態(tài)變化的主要原因。

陳家樓巖體：位于礦區(qū)西南部，中部為第四系隔開，巖體長650m，最寬332m，面積0.093km2，呈一北寬南窄紡錘狀。經(jīng)鉆探證實，巖體最深僅88.8m。

細毛王巖體：位于礦區(qū)東南部，東西被圍巖分為兩枝，使巖體呈一工字形，東枝長610m，寬200m；西枝長506m，寬140m，面積0.074km2。經(jīng)鉆探證實，地表被圍巖分開部分在深部為一整體，兩枝巖體產狀相向傾斜呈一盆狀。

1.3 礦體圍巖

礦體頂、底板主要為紅安群七角山組第一巖段，在礦體與七角山組第一巖段之間常有厚2～10m的菱鎂滑石礦分布；礦體與圍巖呈侵入接觸關系。圍巖巖性以白云石英片巖為主，在其上部分布有大量榴閃巖。

礦體內夾石發(fā)育程度一般，多呈似層狀、透鏡狀產出，其產狀與圍巖片理產狀一致，其類型主要有三種：①紅安群七角山組白云石英片巖；②菱鎂滑石巖；③榴閃巖。以(含)白云石英片巖夾石為主，且規(guī)模一般較大，走向、傾向延伸長度一般大于100m，厚度一般3～10m，局部可達20余m；菱鎂滑石巖夾石、榴閃巖夾石較少，走向、傾向延伸均小于50m，厚度3～5m。

1.4 礦石特征

1.4.1 礦石類型

根據(jù)礦石物質組分、蝕變特征，礦區(qū)內礦石主要有蛇紋石化純橄巖、蛇紋石化輝橄巖、葉蛇紋巖等三種類型。

蛇紋石化純橄巖：分布于礦體中部，約占礦石總量的70%，礦物成分由葉蛇紋石和纖維蛇紋石組成，含有少量的鎂綠泥石、滑石、菱鎂礦、磁鐵礦、鉻鐵礦、鉻尖晶石等礦物，局部見有少量殘余橄欖石。

蛇紋石化輝橄巖：主要分布在蛇紋石化純橄巖的兩側，或呈異離體產于其中，二者無明顯界線，該巖石約占礦石總量的20%，礦物成分主要由蛇紋石組成，含少量的滑石、鎂綠泥石、菱鎂礦、透閃石和磁鐵礦，局部可見橄欖石殘晶及假象。

葉蛇紋巖：常與前二種巖石緊密伴生，約占礦石總量的10%。礦物成分主要為葉蛇紋石，含量達95%以上，其次為纖維蛇紋石、利蛇紋石、菱鎂礦、滑石、磁鐵礦等。

1.4.2 礦石質量

經(jīng)對各礦體地表連續(xù)刻槽、深部鉆探巖心連續(xù)采樣進行化學分析，礦區(qū)礦石化學成分穩(wěn)定、質量優(yōu)良，其特征如下：

(1) MgO含量高，且由地表向深部有增高趨勢，地表多在33%～38%之間，而深部則多高達38%～42.99%。

(2) SiO2含量較低，且由地表向深部有降低趨勢，地表一般含量為40%～41.5%，深部為36%～37.5%，與MgO含量呈互為消長關系。

(3) Ni含量多在0.2%～0.3%之間，平均0.242%，地表偏高，一般為0.266%～0.30%，最高達0.46%；深部偏低為0.20%～0.23%。Ni的賦存狀態(tài)，地表以硅酸鎳為主，硫化鎳僅占15%左右，而在距地表10～25m坑道中硫化鎳增加明顯，約占38%以上。

(4) Fe2O3含量一般3.63%～7.47%，地表比深部略高；FeO含量為1.83%～3.61%，深部較地表明顯增高；Al2O3含量一般0.37%～1.20%，地表比深部略高；CaO含量一般0.20%～1.02%，深部比地表降低明顯。

(5) 礦體平均品位(%)：MgO 39.20、SiO237.84、CaO 0.38、Al2O30.44、Fe2O35.79、FeO 2.44、Ni 0.242。

2 開發(fā)利用

2.1 開發(fā)利用現(xiàn)狀

20世紀70年代本礦床地質勘查工作時，曾進行過制鈣鎂磷肥的土法試驗，即將本礦區(qū)蛇紋巖與磷礦石按一定比例混合，加入適量焦炭于煉鐵爐中冶煉，礦石熔化混合反應后出爐，用水淬法得到綠色玻璃狀鈣鎂磷肥顆粒及副產品高磷鎳鐵，兩者分離良好，前者含可溶磷13%以上，符合鈣鎂磷肥國家標準要求；對高磷鎳鐵用氨浸法提取鎳，其浸出率在85%以；從而得出了本區(qū)蛇紋巖除制鈣鎂磷肥外、從中回收金屬鎳亦是完全可行的結論。由于湖北省各鈣鎂磷肥生產企業(yè)多用白云巖為原料，故該礦山?jīng)]有作為生產鈣鎂磷肥的原料被開發(fā)利用。

1997～2006年，一家民營企業(yè)在礦區(qū)注冊開采銀山寨蛇紋巖礦，其產品方向為飾面石材(蛇紋巖大理石，商品名稱為“孔雀綠”)。由于礦區(qū)蛇紋巖隱形節(jié)理及劈理發(fā)育，生產出的商品板材極易風化碎裂，以致銷售市場不暢，企業(yè)嚴重虧損，至2006年礦山企業(yè)全面停采。

2.2 開發(fā)利用前景

銀山寨蛇紋巖礦石礦物成分較單一，蛇紋石含量在90%以上，含鐵礦物以磁性鐵為主，易于磁選分離；礦石化學成分穩(wěn)定，礦石平均MgO 39.20%、SiO237.84%，質量優(yōu)良；蛇紋巖礦石資源儲量巨大，在區(qū)域上仍有擴大遠景；經(jīng)過對礦區(qū)蛇紋巖提取氧化鎂和多孔二氧化硅的工藝技術研究，已形成穩(wěn)定的工藝技術流程。銀山寨蛇紋巖礦是提取氧化鎂和多孔二氧化硅的優(yōu)質原料，開發(fā)利用前景廣闊。

近幾年來，隨著從蛇紋石中提取氧化鎂和多孔二氧化硅的工藝技術日臻成熟，礦山企業(yè)對本礦區(qū)蛇紋巖礦也進行了提取氧化鎂和多孔二氧化硅的工藝技術研究，并根據(jù)蛇紋巖礦石中磁性鐵含量較高的情況改進了相應工藝技術，取得了一定進展。其工藝技術流程大致為：原礦破碎至一定粒度的蛇紋巖礦粉、經(jīng)強磁吸鐵分離鐵礦粉和蛇紋石礦粉(分離率可達80%左右)、蛇紋石礦粉經(jīng)鹽酸浸出，浸出液提純除去殘余鐵等雜質后經(jīng)噴霧煅燒即成氧化鎂產品，浸出殘渣為多孔二氧化硅。工藝技術可行，建議盡快加以開發(fā)利用。

Characteristics of Yinshanzhai Serpentinite Deposit in Hubei and Its Development and Utilization

ZHENG Wan-ling
(Hubei Branch of China National Geological Exploration Center of Building Material Industry, Wuhan 430030, China)

This paper discusses the Yinsanzhai serpentine rock and mineral deposit characteristics,describes the development and utilization of deposits,putting forward suggestions for future development and utilization.

s:serpentinite; deposit characteristics; magnesium oxide; porous silica; development and utilization

P619.226；TD985

A

1007-9386(2011)06-0046-02

2011-07-29