黑毛灣超低品位磁鐵礦資源的勘查與開(kāi)發(fā)

關(guān)振斌

摘要：隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)中國(guó)對(duì)鐵礦石的需求量持續(xù)增加，鐵礦資源儲(chǔ)量不繼下降，有些礦山正面臨礦資源枯竭以至停產(chǎn)的狀態(tài)，與此同時(shí)，國(guó)際市場(chǎng)的鐵礦石價(jià)格連續(xù)暴漲，影響著我國(guó)鋼鐵企業(yè)的健康發(fā)展。使原來(lái)不具備開(kāi)采條件的低品位、超低品位的鐵礦資源具有了開(kāi)采價(jià)值。如何合理的對(duì)超低品位鐵礦的勘查與開(kāi)發(fā)是一個(gè)解決當(dāng)前問(wèn)題有效的途徑。

關(guān)鍵詞：超貧磁鐵礦資源 勘查 開(kāi)發(fā) 內(nèi)蒙古

一、超貧磁鐵礦開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)意義

近年來(lái)我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)鐵礦石需求增加，而國(guó)內(nèi)供給卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足鋼鐵工業(yè)的需求，與此同時(shí)，國(guó)際市場(chǎng)上鐵礦石價(jià)格連續(xù)幾年暴漲，影響了我國(guó)鋼鐵工業(yè)的健康發(fā)展。

通過(guò)對(duì)歷年鋼產(chǎn)量和鐵礦石消費(fèi)量的相關(guān)分析可知，兩者關(guān)聯(lián)性在90%以上。這表明我國(guó)正處于并將在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)期處于鋼鐵需求持續(xù)增加的階段，與此同時(shí)，在今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，中國(guó)對(duì)鐵礦石的消耗正將保持持續(xù)增長(zhǎng)勢(shì)態(tài)，根據(jù)目前我國(guó)鐵礦資源儲(chǔ)量的情況，資源儲(chǔ)量不繼下降，有些礦山正面臨礦資源枯竭以至停產(chǎn)的狀態(tài)，而目前利用國(guó)外鐵礦資源的狀況短期內(nèi)不會(huì)改變。

鑒于我國(guó)鐵礦貧礦多，難選礦多，通過(guò)科研攻關(guān)，大力開(kāi)發(fā)利用國(guó)內(nèi)閑置的大型貧礦，非磁性礦和復(fù)雜的共（伴）生礦以及埋深大、開(kāi)采條件復(fù)雜的礦床，是解決我國(guó)鐵礦供需矛盾的途經(jīng)之一。

在此，本文就內(nèi)蒙古黑毛灣地區(qū)超低品位鐵礦資源的勘查與開(kāi)發(fā)作一些探討。

二、 超低品位鐵礦及其類(lèi)型

超低品位鐵礦是指在現(xiàn)行鐵礦地質(zhì)勘查規(guī)范中，低于工業(yè)品位（TFe〈25%）的要求，在現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下開(kāi)發(fā)利用存在盈利的鐵礦石的統(tǒng)稱(chēng)。就我區(qū)的實(shí)際情況而言，可分為三大類(lèi)，即超基性巖有關(guān)的低品位鐵礦、與基性巖有關(guān)的低品位鐵礦、及與受變質(zhì)沉積有關(guān)的超低品位鐵礦，本礦區(qū)就屬于沉積變質(zhì)型鐵礦床。

三、 礦區(qū)地球物理特征

在本區(qū)白云鄂博地層中發(fā)育多處航磁異常，其中M255、M156兩處異常就位于黑毛灣—薄家村一帶。2006年內(nèi)蒙古有色地質(zhì)綜合普查隊(duì)對(duì)M255、M156進(jìn)行1:10000地面高精度磁測(cè)工作。共獲得9個(gè)局部△T異常。證實(shí)了航磁異常在本區(qū)的存在，由含鐵變質(zhì)砂巖引起，而且地面△T異常分辨率更高，更符合實(shí)際，礦區(qū)位于△T異常東端。

從△T平面等值線分析，主異常在全區(qū)總體為一近東西向展布的異常帶，異常帶表現(xiàn)為幅度窄梯度陡，由東向西幅度漸寬，梯度變緩，場(chǎng)值變低。全長(zhǎng)10000m，寬400－800m，高峰值z(mì)amax=4706γ，異常北側(cè)梯度陡，并伴隨有大面積負(fù)值場(chǎng)，而南側(cè)梯度緩，逐漸成平穩(wěn)場(chǎng)。磁性體傾向北，局部有反轉(zhuǎn)和扭曲現(xiàn)象。磁性體埋深不大，在20m左右，厚度2b=33m。

磁參數(shù)特征見(jiàn)黑毛灣巖礦標(biāo)本磁性測(cè)定計(jì)算統(tǒng)計(jì)表（表3-1）。

該區(qū)磁性特征歸納如下：

1. 磁鐵礦礦石磁性最強(qiáng)，圍巖地層無(wú)磁性，礦體與圍巖有明顯磁性差異。

2. 地表磁鐵礦礦石與深部磁鐵礦礦石有一定磁性差異，兩者差在10倍左右，地表因氧化磁性減弱所致。

3. 除基性巖體外，區(qū)內(nèi)巖漿巖、脈巖無(wú)磁性，基性巖體遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于含鐵變質(zhì)砂巖和磁鐵礦礦石。工作區(qū)未見(jiàn)大面積基性巖體存在，故分析，本區(qū)磁異常為含鐵變質(zhì)砂巖和磁鐵礦礦體引起。

四、礦區(qū)地質(zhì)特征

本區(qū)位于華北地臺(tái)、內(nèi)蒙臺(tái)隆的臺(tái)緣坳陷白云鄂博褶斷束東端，以烏蘭哈達(dá)—高勿素深斷裂帶為界，構(gòu)造形跡以斷裂為主，褶皺次之，褶皺構(gòu)造主要形成于加里東中期和華力西晚期。褶皺層為白云鄂博群。礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)較大褶曲，呈單斜構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)主要出露地層為中元古界白云鄂博群，但出露不全，只見(jiàn)有都拉哈拉巖組（Pt2d）、哈拉霍疙特巖組（Pt2h）、比魯特巖組（Pt2b）、和呼吉爾圖巖組（Pt2hj）。是以陸源碎屑巖的砂泥建造為主夾有薄層的碳酸巖建造。

礦區(qū)內(nèi)廣泛出露為一套泥質(zhì)—碎屑巖建造的比魯特巖組，從下而上形成一個(gè)從粗到細(xì)的沉積旋回。礦區(qū)內(nèi)該套地層出露不全，巖性主要為絹云母石英片巖（Pt2g）、變質(zhì)砂巖（Pt2gs）、含鐵變質(zhì)砂巖（Pt2gFe）、石英巖（Pt2Sh）和砂質(zhì)板巖（Pt2Sc），含鐵變質(zhì)砂巖是本區(qū)含礦層。

礦區(qū)內(nèi)上述巖石多呈互層出現(xiàn)，厚度大的巖層中常含有其它巖石小透鏡體，或薄層交替出現(xiàn)。

礦區(qū)內(nèi)只見(jiàn)規(guī)模不大的基性巖脈（υ）和石英脈（q）。

五、礦體特征

含鐵變質(zhì)砂巖層嚴(yán)格地控制磁鐵礦體，在該含礦層內(nèi)圈出兩條磁鐵礦體。礦體產(chǎn)狀與地層一致，總體走向85°，傾向北西，傾角50°－70°，但因F1橫斷層影響在Ⅺ號(hào)勘探線到F1橫斷層，礦體走向?yàn)?08°，傾向北東，傾角50°－60°。

1號(hào)磁鐵礦體位于含礦層底板下部，規(guī)模較大，是本區(qū)主要磁鐵礦體。礦體長(zhǎng)1410米，儲(chǔ)量估算范圍內(nèi)930米。平均真厚度為18.06米，厚度變化系數(shù)126.6%。礦體呈大透鏡狀，透鏡體中心地表位Ⅸ號(hào)勘探線，深部位Ⅹ號(hào)勘探線。透鏡體在走向上向二側(cè)漸變?yōu)檩^穩(wěn)定的厚板狀，尤以Ⅷ號(hào)勘探線以東更加明顯。礦體TFe平均含量12.37%，mFe平均含量7.36%，品位變化系數(shù)TFe 4.2%，mFe為7.6%。

2號(hào)磁鐵礦體位1號(hào)磁鐵礦體北約10米左右，礦體長(zhǎng)830米，全部在儲(chǔ)量估算范圍內(nèi)，礦體延深變化較大，Ⅺ號(hào)勘探線以西礦體連續(xù)較好，呈似板狀，而Ⅹ號(hào)勘探線以東深部未見(jiàn)該礦體。礦體平均真厚度5.5m，厚度變化系數(shù)39%。TFe平均含量14.00%，mFe平均含量7.64%，品位變化系數(shù)：TFe 13.2%；mFe 12.6%。

礦石礦物主要為磁鐵礦，一般含量在10%左右，最高達(dá)20%，其他尚有赤鐵礦，褐鐵礦。脈石礦物以石英為主，含量在50%以上，其他有角閃石，云母類(lèi)和少量磷灰石、方解石。

礦石化學(xué)成分，有益組分為Fe，全區(qū)TFe平均含量12.56%，mFe平均含量為7.39%，其它元素有P 0.036%、S 0.02%、CaO 0.35%、MgO 0.62%、K2O 1.0%、Na2O 50.21%、Al2O3 2.32%和SiO2 55.14%。

礦石結(jié)構(gòu)以粒狀變晶結(jié)構(gòu)為主，見(jiàn)少量的鱗片變晶結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造以條帶狀、似條帶狀為主，少量的稀疏浸染狀的塊狀構(gòu)造。

礦石自然類(lèi)型為磁鐵礦類(lèi)型、沉積變質(zhì)石英類(lèi)型。工業(yè)類(lèi)型為低品位需選鐵礦石，mFe/TFe為58.9%，屬弱磁性鐵礦石。

礦床成因?yàn)槌练e變質(zhì)礦床。

六、礦體工業(yè)指標(biāo)的確定原則

黑毛灣礦區(qū)超貧磁鐵礦為低品位易選礦石，TFe平均品位為12.56%，mFe平均品位為7.39%，mFe/TFe比值58.9%。這類(lèi)礦床目前國(guó)家還沒(méi)有實(shí)例，中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ/TO200—2002，鐵、錳、鉻地質(zhì)勘查規(guī)范中，對(duì)這類(lèi)礦床沒(méi)有工業(yè)指標(biāo)推薦意見(jiàn)，但在實(shí)踐中證實(shí)，這類(lèi)礦床資源儲(chǔ)量是經(jīng)濟(jì)的，所產(chǎn)生的效益是可觀的。依據(jù)該礦床地質(zhì)特征，可選試驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，編制的工業(yè)指標(biāo)推薦書(shū)與河北新燁工程技術(shù)有限公司編制的開(kāi)發(fā)利用方案中論證的工業(yè)指標(biāo)完全相同，故此該礦區(qū)工業(yè)指標(biāo)確定為：

邊界品位≥mFe5%； 工業(yè)品位≥mFe6%； 最小可采厚度≥2m；

夾石剔出厚度≥2m； 露采深度≥1500m（標(biāo)高）； 露采邊坡角≤60°；

剝采比≤5t/t；爆破安全距離≥200m

七、礦床開(kāi)采技術(shù)條件及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

該區(qū)水文地質(zhì)為第二類(lèi)第二型，即以裂隙水充水為主，水文地質(zhì)條件中等的礦床，并對(duì)礦床開(kāi)采最大涌水量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，為2023.93m3/d。礦區(qū)工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，環(huán)境地質(zhì)條件良好。采礦方法為露天開(kāi)采，選礦試驗(yàn)結(jié)論為易選磁鐵礦石，依據(jù)干選試驗(yàn)及濕式弱磁選試驗(yàn)結(jié)果，選別指標(biāo)較佳，所推薦的選礦工藝流程經(jīng)試驗(yàn)性生產(chǎn)證實(shí)合理可行。

經(jīng)濟(jì)評(píng)述基本附合當(dāng)前實(shí)際情況，所論述基本合理，該礦床在建設(shè)項(xiàng)目上、在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合算的，社會(huì)效益是明顯的。