朝阳县某钒钛磁铁矿矿区找矿方法浅析

2022-09-11

1、引言

我国钒钛磁铁矿矿床储量丰富, 分布也十分广泛, 如四川攀西 (攀枝花—西昌) 地区、河北承德地区、辽宁朝阳地区等, 其中大中型钒钛磁铁矿仅占少数。由于国际铁价走低, 国内铁矿床多数处于保守开采甚至停产状态。但随着开发技术的革新, 对钒钛磁铁矿矿区的其他可利用组份的勘查工作正在逐步进行。尤其是二氧化钛, 它被广泛应用于涂料、塑料、橡胶、化纤、化妆品等工业, 也可以被用于耐火材料。本文以朝阳某钒钛磁铁矿矿区作为实例, 运用多种地质勘查方法, 对该矿区内可开发利用的矿产资源进行了详查工作。

2、区域地质概况

该区位于辽西台陷 (Ⅲ) 、朝阳穹褶断束 (Ⅳ) 的中部, 承德-北票深断裂的南侧, 朱碌科-中三家断裂的东侧。在辘轳井至中三家断裂西侧建平群中出现一邪猎次级北东向压扭性分支断裂。本区内显示受该构造断裂带的整体影响, 发育一条北东东向展布的辉绿岩带。

3、含矿层及矿化体特征

3.1 钛铁矿含矿层及矿化体特征

矿区出露地层主要为中元古界蓟县系雾迷山组:含燧石条带及结核白云质灰岩。地层走向北西, 倾向南西, 倾角20°。

区内雾迷山组地层中有燕辽旋回辉绿岩侵入, 呈岩床状产出, 呈北东~北西弧形, 区域上长15km, 宽200~1000m。该辉绿岩为区内主要的含矿地层。

辉绿岩特征:属于基性浅成侵入岩, 主要矿物成分为辉石和基性斜长石, 含少量橄榄石、黑云母、石英, 副矿物为磷灰石、磁铁矿、钛铁矿。

图1中为镜下磁铁矿, 半自形晶粒状结构, 粒径0.03-0.05mm。稀疏浸染状构造。金属矿物几乎全部为磁铁矿, 占总矿物百分比为3%-5%。磁铁矿:半自形粒状, 部分分布在辉石解理中呈针状, 反射色为灰色微带棕色, 无反射多色性, 无内反射, 呈异常非均质性, (灰蓝-棕色) 。

图2为细粒辉绿岩, 细粒辉绿结构, 粒径0.5-1.0mm。矿物成分:斜长石70%, 辉石26%, 不透明矿物3%, 金红石1%。斜长石 (Pl) :自形板条状, 无色, 正低突起, 两组解理, 一级灰白干涉色, 聚片双晶。辉石: (Px) :它形粒状, 淡绿色, 正高突起, 横切面两组正交解理, 对称消光, 正光性, 二级干涉色, 可见部分转变为角闪石和黑云母。金红石 (Rt) :它形粒状, 红褐色-黄褐色多色性, 正极高突起, 平行消光, 正延性, 正光性。

含钛铁矿辉绿岩呈岩床产出, 岩体内一定部位钛铁矿富集, Ti O2最高3.62%, 富集地段控制最长连续样长11m, 钛铁矿呈粒状, 采集样品分析结果显示, TFe一般都在10%左右, MFe一般在0.n%—1.n%, 很少超过2%, 赋钛铁矿辉绿岩产状与辉绿岩体产状一致, 地表风化强烈, 显疏松易碎, 地表呈风化砂状, 易碎粗矿状或碎块状。

3.2 锰矿含矿层及矿化体特征

区内含锰赤铁矿化带, 赋于雾迷山组燧石条带灰岩与辉绿岩接触带上, 辉绿岩脉沿灰岩层间侵入, 呈岩床, 接触部位为矿体赋存为构造破碎带, 含锰赤铁矿矿化体上、下盘具灰岩角砾大小不一为成矿前构造, 矿化带在区内长800m, 宽度2.5~5m, 矿化带走向北西29°, 倾向南西, 倾角25°, 矿体呈透镜状, 拣块样TFe含量25.30~30.20%, 最高TFe品位42.30%, 含Mn2~3%左右。由于钻孔穿过辉绿岩进入该部位, 溶洞较发育, 无法施工, 深部情况暂时无法了解清楚。

4、矿石质量

4.1 锰矿化体

TFe含量25.30~30.20%, 最高TFe品位42.30%, 基本为赤铁矿, 刻槽样TFe含量9~11%, 含Mn2~3%左右。

5.2含钛铁矿辉绿岩钛矿体

地表风化强烈, 显疏松易碎, 地表呈风化砂状, 易碎粗矿状或碎块状, 从钻孔控制至雾迷山组燧石条带灰岩接触带以上, 均表现出明显的强风化作用, 岩心接触空气后不久, 明显疏松碎化风化成粗砂状, 可以类比为风化壳型残坡积钛铁矿砂矿。从完成的钻孔、槽探采样分析测试结果分析, TFe含量10%±, Mfe含量1%±, Ti O2含量集中在1%—3.62%, V2O5含量为0.0n%。结合光、薄片岩矿鉴定推测, 含钛矿物为钛铁矿, 2015需进一步技术鉴定确认。按照矿产资源要求手册钛铁矿砂矿的工业品位15kg/m3, 换算为Ti O2质量百分数为0.2783%。换算方法如下:

工业品位钛铁矿质量×钛铁矿Ti O2理论含量÷每立方米辉绿岩质量×100%=15×55.66%÷3000=0.2783%。

考虑强风化岩类型比海砂型矿的采选成本要高一些, 由于还没有正式进行采选实验和经济评价, 暂时按Ti O2含量2%划定工业矿体, 该区钛矿资源属富矿, 潜力巨大。

5、矿床成因分析及找矿标志

5.1 锰矿床成因

锰矿化根据矿体产状、结构、构造、矿体赋存空间位置等因素判断。其矿体产状与断层产状相一致, 矿体赋存空间变化不大, 多为扁豆状富集和条带状富集, 成因推测为受断层控制的热液上涌, 与围岩接触交代产生的锰元素富集, 因此确定该矿床成因属接触交代型含锰赤铁矿床。找矿标志即为对接触带的控制。

5.2 钛铁矿矿床成因

钛铁矿根矿体赋存富集状态、产出形态、结构、构造认为其为, 辉绿岩岩体经过岩浆结晶分异作用后, 结晶出钛铁矿, 再经过地表的风化、二次富集。故矿化类型应为岩浆结晶分异—风化壳残坡积砂矿型。

对于赋钛元素矿石的岩石学特征研究显示, 形成钛元素富集的原因既有金红石也有钛铁矿, 金红石的出现程度也反映了钛元素的富集。

就目前已开展的工作中可以得出, 钛铁矿富集区整体产状倾向南西, 倾角20°, 较为平缓, 与物探所做异常倾向一致, 整体产状为似层状, 局部显示为团状富集, 从风化区域的岩石松散程度可以直观判断其矿化富集程度, 致密的岩石矿化程度相对较好。另外, 该工作区内深部验证较浅, 对于该工作区南部是否仍存在富集矿床并未开展具体工作, 需进一步验证。

摘要：随着矿产资源开发利用技术的提高, 我国的钒钛磁铁矿中不仅铁具有较高的利用价值, 其伴生的钒、钛、铬、钴、镍等多种成分, 其综合利用价值可能远远超过铁本身的价值。因此, 对已有钒钛磁铁矿矿区内针对钒、钛等伴生组份的地质勘查工作在进一步的展开。本文以朝阳地区某钒钛磁铁矿矿山为例, 以寻找铁矿为基础, 兼顾钒、钛、锰等伴生组份, 对该地区进行了地质勘查, 最终圈定锰矿矿点一处, 钛矿矿点一处, 均具有进一步开发价值。

关键词：钒钛磁铁矿,钛矿,锰矿