重慶高燕錳礦床礦石特征研究

(成都理工大學 四川 成都 610059)

我國錳礦資源豐富，資源量位居世界第五。錳及化合物廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領域，尤其是鋼鐵工業(yè)，占90%～95%，主要用于煉鐵和煉鋼過程中的脫氧劑和脫硫劑。城口錳礦是我國西南地區(qū)的大型碳酸鹽型錳礦床，位于大巴山深大斷裂南側(cè)，揚子地臺與秦嶺地槽接合部位，揚子準地臺北緣巨大坳陷帶內(nèi)[1]。高燕錳礦床位于城口縣西偏南方向，前人對其礦床地質(zhì)特征、礦物學特征、地球化學特征進行了研究，但對于礦石特征尚未進行系統(tǒng)的研究。本文在礦床地質(zhì)研究基礎上，結(jié)合顯微鏡下鑒定特征，對高燕錳礦礦石特征進行系統(tǒng)的研究，從而為礦床成因作出一定的貢獻。

一、礦床地質(zhì)特征

高燕錳礦床位于城巴斷裂帶南側(cè)，烏坪斷裂帶與城口-高燕-修齊復式向斜之間，距城口縣城約11km，面積約0.936km2。礦區(qū)出露地層主要為震旦系燈影組、陡山沱組、觀音崖組以及寒武系地層。區(qū)域整體構(gòu)造線呈NW-SE向，斷層、褶皺發(fā)育，研究區(qū)內(nèi)無巖漿巖出露。含礦巖系為震旦系陡山沱組二段頂部，巖性為黑色粉砂質(zhì)頁巖、炭質(zhì)頁巖夾菱錳礦條帶。礦體受地層、構(gòu)造的控制，呈層狀、似層狀、條帶狀等順層產(chǎn)出。

二、礦石特征研究

(一)礦石類型

礦石自然類型為原生碳酸錳礦石和氧化錳礦石，氧化錳礦石已全部開采完。Mn/Fe=5.765,P/Mn=0.0138，ω(CaO+MgO)/ω(SiO2+Al2O3)=0.469，礦石屬高磷中鐵偏酸性錳礦石。

(二)礦物特征

礦石礦物主要為菱錳礦、錳白云石及少量硫錳礦，脈石礦物以白云石、石英、伊利石為主，石膏、方解石及斜長石次之，見少量黃鐵礦、閃鋅礦、白鐵礦、石墨等。菱錳礦多呈它形粒狀、鮞粒、球粒狀及不規(guī)則團塊狀產(chǎn)出，含量大約占礦物總量的11%左右，礦物顆粒結(jié)晶粒度較細，粒度在2.00mm以下，主要以集合體形式產(chǎn)出；錳白云石多以不規(guī)則集合體、鮞粒狀、球粒狀等形式產(chǎn)出，也可見隱晶質(zhì)白云石與粘土礦物構(gòu)成的同心環(huán)狀鮞粒，含量大約占礦物總量的17%，整體結(jié)晶粒度細，晶體粒度一般在0.1mm以下；硫錳礦主要呈它形粒狀和集合體狀兩種產(chǎn)出形式，占礦物總量的2%左右,以它形粒狀產(chǎn)出的晶體粒度為0.1mm-2mm,以鑲嵌狀產(chǎn)出的晶體粒度較細，基本在0.1mm以下；黃鐵礦發(fā)育于隱晶質(zhì)碳酸鹽礦物裂隙及表面，鏡下可見其多以沉積成因的莓球狀、膠狀結(jié)構(gòu)分布，也偶見熱液成因的五角十二面體,占礦物總量的的2-3%；白鐵礦偶見于碳酸鹽礦物裂隙中，也可見其與黃鐵礦緊密伴生，多呈放射狀集合體發(fā)育,含量相對黃鐵礦較低，不到礦物總量的1%；鏡下偶見閃鋅礦交代黃鐵礦呈交代殘余結(jié)構(gòu)，可能為后期熱液成因產(chǎn)物,含量不足1%；白云石大多含有少量錳，較純的白云石較少，且多沿石英脈邊部分布,含量約占礦物總量的16%左右；方解石多分布于石英脈兩側(cè)，經(jīng)重結(jié)晶作用形成，占2%左右；石英主要以石英脈和粒狀兩種形式產(chǎn)出，其中多以石英脈的形式分布，呈粗細不等的脈狀、網(wǎng)脈狀穿插于碳酸鹽礦物中，該種狀態(tài)產(chǎn)出的石英為后期形成的；呈粒狀分散分布于碳酸鹽礦物中的石英多為不規(guī)則的它形，應是原生的，石英含量約占礦物總量的的20%；玉髓常呈隱晶質(zhì)集合體產(chǎn)出于碳酸鹽礦物(多為白云石)裂隙中，可見其纖維狀、放射狀結(jié)構(gòu)發(fā)育,含量約占礦物總量的2%；伊利石為本區(qū)的主要粘土礦物，與石英、斜長石共生，含量較多，能達到礦物總量的18%；石膏為本區(qū)中主要的硫酸鹽礦物，含量較低，約占礦物總量的4%；斜長石與石英緊密共生,含量約占礦物總量的3-4%；石墨呈半自形-它形板、粒狀與石英脈或低錳-不含錳的碳酸鹽礦物緊密伴生，分布廣泛，含量約占礦物總量的1%。

(三)礦石組構(gòu)

礦石構(gòu)造以層狀、似層狀為主，浸染狀、細脈狀與塊狀構(gòu)造次之，含少量紋層狀構(gòu)造、條紋狀構(gòu)造和壓碎構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)以鮞粒結(jié)構(gòu)、晶粒結(jié)構(gòu)為主，草莓結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和膠狀結(jié)構(gòu)次之，含少量重結(jié)晶結(jié)構(gòu)、次生加大邊結(jié)構(gòu)和包含結(jié)構(gòu)。塊狀構(gòu)造：含錳碳酸鹽礦物致密結(jié)合形成，礦物排列無定向性；層狀構(gòu)造：碳酸鹽礦物集合體平行層理方向分布，并與泥質(zhì)礦物及硅質(zhì)粒屑等組成交錯層理；脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造：礦石裂隙中見有晚期粗細不等的白色石英脈充填。同時，在部分礦石表面上還可見黃鐵礦呈稀疏浸染狀分布；鮞狀構(gòu)造：含錳碳酸鹽礦物形成大小均一的鮞粒，粒徑約0.5mm-1mm，分布較為密集，呈稠密浸染狀分布。它形晶粒狀結(jié)構(gòu)：鏡下常見碳酸鹽礦物菱錳礦、含錳白云石呈它形晶粒狀產(chǎn)出形成它形晶粒狀結(jié)構(gòu)；鮞粒結(jié)構(gòu)：鏡下見菱錳礦、錳白云石、石英及少量粘土礦物呈同心環(huán)狀形成鮞狀結(jié)構(gòu)；球粒結(jié)構(gòu)：鏡下可見碳酸鹽礦物呈獨立球粒狀分布，形成球粒結(jié)構(gòu)；草莓狀結(jié)構(gòu)：鏡下可見沉積作用形成的草莓狀黃鐵礦發(fā)育于碳酸鹽礦物裂隙中；交代殘余結(jié)構(gòu)：鏡下見少量后期形成的閃鋅礦交代早期的黃鐵礦形成交代殘余結(jié)構(gòu)；重結(jié)晶結(jié)構(gòu)：鏡下見由重結(jié)晶作用形成的方解石，主要發(fā)育在石英脈的兩側(cè)，由于后期有輕微的熱液活動，在石英脈形成的過程中，由于溫度較高，使其周圍的碳酸鹽發(fā)生重結(jié)晶，形成方解石；放射狀結(jié)構(gòu)：鏡下可見白鐵礦、玉髓呈柱狀、放射狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出；膠狀結(jié)構(gòu)：鏡下可見部分黃鐵礦在石英等脈石裂隙中呈膠狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出。

三、結(jié)論

重慶高燕錳礦床礦石主要為高磷中鐵偏酸性錳礦石。礦石礦物主要為菱錳礦、錳白云石及少量硫錳礦；脈石礦物以白云石、石英、伊利石為主。礦石構(gòu)造以層狀、似層狀為主；礦石結(jié)構(gòu)以鮞粒結(jié)構(gòu)、晶粒結(jié)構(gòu)為主。鏡下可見熱液成因的五角十二面體黃鐵礦；后期熱液產(chǎn)物閃鋅礦交代黃鐵礦呈交代殘余結(jié)構(gòu)，顯示了錳礦沉積過程中有熱水(液)的參與。