大臺(tái)溝鐵礦地球化學(xué)特征與礦石質(zhì)量分析

摘要：大臺(tái)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(zhì)鐵礦床。通過(guò)光、薄片觀(guān)察、粒度分析、物相分析、基本分析等手段，詳細(xì)研究分析了礦石類(lèi)型、地球化學(xué)特征、有用礦物的嵌布方式、礦石中有害組分等。通過(guò)分析認(rèn)為，大臺(tái)溝鐵礦礦石礦物成分簡(jiǎn)單、礦石質(zhì)量較好、礦石品位均勻，礦化連續(xù)。

關(guān)鍵詞：大臺(tái)溝鐵礦；地球化學(xué)；礦石質(zhì)量；鞍山式鐵礦；遼寧省

1、前言

大臺(tái)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(zhì)鐵礦床。

礦體自上向下劃分三種自然礦石類(lèi)型，分別為赤鐵礦石、復(fù)合礦石及磁鐵礦石。礦體上部受氧化作用較強(qiáng)，在勘探線(xiàn)剖面上赤鐵礦石與復(fù)合礦石及磁鐵礦石的界線(xiàn)呈參差不齊的漏斗狀。礦體氧化界線(xiàn)在-900m～-1200m之間，氧化作用主要是外生成因，與礦床形成過(guò)程中及成礦后受古地理古氣候條件的影響有關(guān)，部分氧化礦與熱液作用有關(guān)；主要礦石類(lèi)型有上部條帶狀赤鐵石英巖、角礫狀赤鐵石英巖等，無(wú)磁性；復(fù)合礦石位于礦體的中部，主要礦石類(lèi)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(qiáng)，磁鐵礦含量較高；磁鐵礦石主要礦石類(lèi)型有條帶狀磁鐵石英巖、透閃磁鐵石英巖等，磁性強(qiáng)，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(tái)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(jiǎn)單。通過(guò)光、薄片觀(guān)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(lèi)。按其生成環(huán)境可分為原生及次生兩大類(lèi)。

不同類(lèi)型礦石的主要組成礦物種類(lèi)基本一致，但含量存在較大的差異。

3、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

鐵礦層經(jīng)歷了多期次的變形變質(zhì)作用的改造，形成了不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)造類(lèi)型；構(gòu)造類(lèi)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(jié)構(gòu)類(lèi)型有：鑲嵌粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、柱狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)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(guò)各類(lèi)型礦石的光、薄片在顯微鏡下采用目估法進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。主要含鐵礦物含量多數(shù)在20-50%之間，最高可達(dá)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(zhì)及構(gòu)造影響，局部出現(xiàn)貧化（石英條帶為主，鐵礦條帶細(xì)小）和富集現(xiàn)象（鐵礦條帶為主，石英條帶細(xì)小），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(cè)定是釆用顯微鏡下順尺線(xiàn)斷測(cè)量方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的，粒度分級(jí)由細(xì)至粗劃分為13個(gè)區(qū)間。測(cè)量鐵礦樣品10件，測(cè)量統(tǒng)計(jì)鐵礦物粒度共3417粒。從10件樣品中統(tǒng)計(jì)的鐵礦物粒度平均值看，粒度粗細(xì)不等，相差比較懸殊，粗粒可達(dá)0.589毫米以上，較細(xì)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(cè)定結(jié)果顯示屬于粗細(xì)粒不均勻型鐵礦石類(lèi)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(jiàn)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(xì)脈狀穿插，或者分布在磁鐵礦邊緣，個(gè)別磁鐵礦被交代呈島狀殘留。鐵礦石中不同條帶類(lèi)型，鐵礦物顆粒間嵌布形式略有不同。

6、礦石的化學(xué)成分

6.1 TFe、mFe、SiFe、cFe的含量變化特征

鐵礦石中化學(xué)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(xué)成分符合鞍山式貧鐵礦石成分相對(duì)簡(jiǎn)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(fù)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(jì)結(jié)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(jì)結(jié)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(fù)合礦石相對(duì)較低（2.51%），在磁鐵礦石中含量相對(duì)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(yáng)起石，從礦體上部（多為赤鐵礦石、復(fù)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(shì)，反映出曾經(jīng)近地表遭受氧化作用和深部與圍巖過(guò)渡的關(guān)系。endprint

與地質(zhì)觀(guān)察情況相吻合。從全區(qū)整個(gè)來(lái)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(duì)礦石質(zhì)量有一定影響，但影響不會(huì)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(lèi)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(jié)果可知，除SiO2較高外，其它有害元素均很低，對(duì)礦石質(zhì)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(fù)合礦石及赤鐵礦石的化學(xué)全分析結(jié)果，三種不同類(lèi)型的樣品堿性系數(shù)（Ca+MgO）/（SiO2+Al2O3）均在0.1左右，說(shuō)明它們都為酸性鐵礦石。

7、結(jié)論

通過(guò)對(duì)大臺(tái)溝鐵礦鉆孔巖心樣品地球化學(xué)分析，認(rèn)為：

（1）大臺(tái)溝鐵礦石工業(yè)類(lèi)型屬需選鐵礦石，按礦石的自然類(lèi)型的分類(lèi)原則，根據(jù)礦石中礦物含量劃分為三種礦石類(lèi)型：赤鐵礦石：ω（mFe）/ω（TFe）≤15%。復(fù)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(jiǎn)單，磁鐵礦顆粒粗細(xì)粒不均勻，鐵礦物顆粒間嵌布形式略有不同。

（3）鐵礦石化學(xué)成分符合鞍山式貧鐵礦石成分相對(duì)簡(jiǎn)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(fù)合礦石相對(duì)較低（2.51%），在磁鐵礦石中含量相對(duì)最低（1.21%），對(duì)礦石質(zhì)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(duì)礦石質(zhì)量影響不大。

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作者簡(jiǎn)介：溫德娟，1980年出生，女，地質(zhì)學(xué)碩士，2007年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)。現(xiàn)從事地質(zhì)、水工環(huán)地質(zhì)工作，工程師，就職于遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院。endprint