黑毛灣超低品位磁鐵礦資源的勘查與開發

關振斌

摘要：隨著我國鋼鐵工業的迅速發展，今后相當一段時間內中國對鐵礦石的需求量持續增加，鐵礦資源儲量不繼下降，有些礦山正面臨礦資源枯竭以至停產的狀態，與此同時，國際市場的鐵礦石價格連續暴漲，影響著我國鋼鐵企業的健康發展。使原來不具備開采條件的低品位、超低品位的鐵礦資源具有了開采價值。如何合理的對超低品位鐵礦的勘查與開發是一個解決當前問題有效的途徑。

關鍵詞：超貧磁鐵礦資源 勘查 開發 內蒙古

一、超貧磁鐵礦開發的經濟意義

近年來我國鋼鐵工業發展迅速，對鐵礦石需求增加，而國內供給卻遠遠不能滿足鋼鐵工業的需求，與此同時，國際市場上鐵礦石價格連續幾年暴漲，影響了我國鋼鐵工業的健康發展。

通過對歷年鋼產量和鐵礦石消費量的相關分析可知，兩者關聯性在90%以上。這表明我國正處于并將在未來一段時間內長期處于鋼鐵需求持續增加的階段，與此同時，在今后相當一段時間內，中國對鐵礦石的消耗正將保持持續增長勢態，根據目前我國鐵礦資源儲量的情況，資源儲量不繼下降，有些礦山正面臨礦資源枯竭以至停產的狀態，而目前利用國外鐵礦資源的狀況短期內不會改變。

鑒于我國鐵礦貧礦多，難選礦多，通過科研攻關，大力開發利用國內閑置的大型貧礦，非磁性礦和復雜的共（伴）生礦以及埋深大、開采條件復雜的礦床，是解決我國鐵礦供需矛盾的途經之一。

在此，本文就內蒙古黑毛灣地區超低品位鐵礦資源的勘查與開發作一些探討。

二、 超低品位鐵礦及其類型

超低品位鐵礦是指在現行鐵礦地質勘查規范中，低于工業品位（TFe〈25%）的要求，在現行的經濟技術條件下開發利用存在盈利的鐵礦石的統稱。就我區的實際情況而言，可分為三大類，即超基性巖有關的低品位鐵礦、與基性巖有關的低品位鐵礦、及與受變質沉積有關的超低品位鐵礦，本礦區就屬于沉積變質型鐵礦床。

三、 礦區地球物理特征

在本區白云鄂博地層中發育多處航磁異常，其中M255、M156兩處異常就位于黑毛灣—薄家村一帶。2006年內蒙古有色地質綜合普查隊對M255、M156進行1:10000地面高精度磁測工作。共獲得9個局部△T異常。證實了航磁異常在本區的存在，由含鐵變質砂巖引起，而且地面△T異常分辨率更高，更符合實際，礦區位于△T異常東端。

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

磁參數特征見黑毛灣巖礦標本磁性測定計算統計表（表3-1）。

該區磁性特征歸納如下：

1. 磁鐵礦礦石磁性最強，圍巖地層無磁性，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，區內巖漿巖、脈巖無磁性，基性巖體遠遠低于含鐵變質砂巖和磁鐵礦礦石。工作區未見大面積基性巖體存在，故分析，本區磁異常為含鐵變質砂巖和磁鐵礦礦體引起。

四、礦區地質特征

本區位于華北地臺、內蒙臺隆的臺緣坳陷白云鄂博褶斷束東端，以烏蘭哈達—高勿素深斷裂帶為界，構造形跡以斷裂為主，褶皺次之，褶皺構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。礦區內未見較大褶曲，呈單斜構造。

區內主要出露地層為中元古界白云鄂博群，但出露不全，只見有都拉哈拉巖組（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。

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

礦區內上述巖石多呈互層出現，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。

礦區內只見規模不大的基性巖脈（υ）和石英脈（q）。

五、礦體特征

含鐵變質砂巖層嚴格地控制磁鐵礦體，在該含礦層內圈出兩條磁鐵礦體。礦體產狀與地層一致，總體走向85°，傾向北西，傾角50°－70°，但因F1橫斷層影響在Ⅺ號勘探線到F1橫斷層，礦體走向為108°，傾向北東，傾角50°－60°。

1號磁鐵礦體位于含礦層底板下部，規模較大，是本區主要磁鐵礦體。礦體長1410米，儲量估算范圍內930米。平均真厚度為18.06米，厚度變化系數126.6%。礦體呈大透鏡狀，透鏡體中心地表位Ⅸ號勘探線，深部位Ⅹ號勘探線。透鏡體在走向上向二側漸變為較穩定的厚板狀，尤以Ⅷ號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TFe 4.2%，mFe為7.6%。

2號磁鐵礦體位1號磁鐵礦體北約10米左右，礦體長830米，全部在儲量估算范圍內，礦體延深變化較大，Ⅺ號勘探線以西礦體連續較好，呈似板狀，而Ⅹ號勘探線以東深部未見該礦體。礦體平均真厚度5.5m，厚度變化系數39%。TFe平均含量14.00%，mFe平均含量7.64%，品位變化系數：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，云母類和少量磷灰石、方解石。

礦石化學成分，有益組分為Fe，全區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%。

礦石結構以粒狀變晶結構為主，見少量的鱗片變晶結構。礦石構造以條帶狀、似條帶狀為主，少量的稀疏浸染狀的塊狀構造。

礦石自然類型為磁鐵礦類型、沉積變質石英類型。工業類型為低品位需選鐵礦石，mFe/TFe為58.9%，屬弱磁性鐵礦石。

礦床成因為沉積變質礦床。

六、礦體工業指標的確定原則

黑毛灣礦區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%。這類礦床目前國家還沒有實例，中華人民共和國地質礦產行業標準DZ/TO200—2002，鐵、錳、鉻地質勘查規范中，對這類礦床沒有工業指標推薦意見，但在實踐中證實，這類礦床資源儲量是經濟的，所產生的效益是可觀的。依據該礦床地質特征，可選試驗和實際生產中產生的經濟效益，編制的工業指標推薦書與河北新燁工程技術有限公司編制的開發利用方案中論證的工業指標完全相同，故此該礦區工業指標確定為：

邊界品位≥mFe5%； 工業品位≥mFe6%； 最小可采厚度≥2m；

夾石剔出厚度≥2m； 露采深度≥1500m（標高）； 露采邊坡角≤60°；

剝采比≤5t/t；爆破安全距離≥200m

七、礦床開采技術條件及經濟評價

該區水文地質為第二類第二型，即以裂隙水充水為主，水文地質條件中等的礦床，并對礦床開采最大涌水量進行了預測，為2023.93m3/d。礦區工程地質條件簡單，環境地質條件良好。采礦方法為露天開采，選礦試驗結論為易選磁鐵礦石，依據干選試驗及濕式弱磁選試驗結果，選別指標較佳，所推薦的選礦工藝流程經試驗性生產證實合理可行。

經濟評述基本附合當前實際情況，所論述基本合理，該礦床在建設項目上、在技術上是可行的，經濟上是合算的，社會效益是明顯的。