大臺溝鐵礦地球化學特征與礦石質量分析

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，詳細研究分析了礦石類型、地球化學特征、有用礦物的嵌布方式、礦石中有害組分等。通過分析認為，大臺溝鐵礦礦石礦物成分簡單、礦石質量較好、礦石品位均勻，礦化連續(xù)。

關鍵詞：大臺溝鐵礦；地球化學；礦石質量；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、復合礦石及磁鐵礦石。礦體上部受氧化作用較強，在勘探線剖面上赤鐵礦石與復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，部分氧化礦與熱液作用有關；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，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，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、礦石的結構構造

鐵礦層經(jīng)歷了多期次的變形變質作用的改造，形成了不同的結構構造類型；構造類型有：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。

結構類型有：鑲嵌粒狀變晶結構、鱗片粒狀變晶結構、柱狀粒狀變晶結構等。

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。受變形變質及構造影響，局部出現(xiàn)貧化（石英條帶為主，鐵礦條帶細?。┖透患F(xiàn)象（鐵礦條帶為主，石英條帶細?。?，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行統(tǒng)計的，粒度分級由細至粗劃分為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，粒度粗細不等，相差比較懸殊，粗粒可達0.589毫米以上，較細粒在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。粒度測定結果顯示屬于粗細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、礦石的化學成分

6.1 TFe、mFe、SiFe、cFe的含量變化特征

鐵礦石中化學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系。endprint

與地質觀察情況相吻合。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。由分析結果可知，除SiO2較高外，其它有害元素均很低，對礦石質量影響不大。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、復合礦石及赤鐵礦石的化學全分析結果，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、結論

通過對大臺溝鐵礦鉆孔巖心樣品地球化學分析，認為：

（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，磁鐵礦顆粒粗細粒不均勻，鐵礦物顆粒間嵌布形式略有不同。

（3）鐵礦石化學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，對礦石質量影響不大。

參考文獻

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作者簡介：溫德娟，1980年出生，女，地質學碩士，2007年畢業(yè)于遼寧工程技術大學。現(xiàn)從事地質、水工環(huán)地質工作，工程師，就職于遼寧省地質礦產(chǎn)調查院。endprint