梅山鐵礦硫資源分布特征

李 虎

（南京寶地梅山產城發展有限公司礦業分公司）

梅山鐵礦隨著礦石的不斷開采，從累計查明資源儲量3億多噸到剩余不足1億t，從年產量幾十萬噸到年產400萬t，從開采分層?34 m到?384 m，礦體內部形態逐漸顯現出來，各種類型礦石的分布位置及儲量也逐漸明確。梅山鐵礦礦石種類繁多，以磁鐵礦為主。主要共伴生礦物有釩礦、黃鐵礦。黃鐵礦是鐵礦共伴生礦物之一，經過選礦工藝流程制成硫精礦，作為硫酸的原材料，取得了良好的經濟效益［1-2］。因此，查明硫資源在鐵礦體中的分布特征以及黃鐵礦的資源儲量很有必要。本研究以地質勘探資料為依據，按照原冶金工業部下達的指標為標準劃分黃鐵礦，對礦床中硫的分布、可利用情況進行分析，為礦山硫資源的分布與利用提供基礎資料。

1 地質概況

梅山鐵礦位于寧蕪中生代陸相火山巖斷陷盆地的北段，梅山—鳳凰山構造帶與濱江構造帶的交叉部位。賦存于輝石閃長玢巖和龍王山組輝石安山巖的接觸破碎帶中，礦石類型多，礦化階段多，為多種成因的磁鐵礦—假象赤鐵礦—菱鐵礦—黃鐵礦類型的鐵礦床。礦體為大型透鏡狀地下盲礦體，總體呈南北走向。礦床由主礦體和下部與之平行的多個小礦體所組成。礦體頂板賦存標高為-34~-327 m，底板賦存標高為-169.4~-524 m。礦體中間厚而富，邊部薄而貧，富礦在礦體中呈瘤狀、透鏡狀及似層狀，多分布在礦體中上部；貧礦主要分布在礦體下部和邊部。

礦石類型及礦物成份種類繁多，按照礦石的結構、構造及礦物共生組合可分為塊狀礦石、斑點狀礦石、網脈浸染狀礦石、浸染狀礦石、角礫狀礦石、竹葉狀礦石等6種。按礦物主要成分分為磁鐵礦、半假象赤鐵礦、假象赤鐵礦、菱鐵礦、鏡鐵礦、針鐵礦、含釩磁鐵礦及赤鐵礦等8種，且前4種較多，后4種少量。按照化學成分分為鐵、鈣、鎂、鋁、硅、硫和磷，并伴生有釩、鎵及其他元素。礦石中鐵主要賦存于磁鐵礦、假象赤鐵礦、半假象赤鐵礦、菱鐵礦中，少量在黃鐵礦及鐵硅酸鹽礦物中。釩呈分散狀態賦存于氧化鐵礦中，特別是磁鐵礦及含釩磁鐵礦中，磷灰石含量也較高，主要的含鐵礦物中以磁鐵礦含量最高。硫大部分在黃鐵礦中，少量在黃銅礦、斑銅礦和方鉛礦中。

2 黃鐵礦

2.1 黃鐵礦的存在形式

（1）塊狀黃鐵礦。灰褐色細粒結構，塊狀構造。礦石礦物主要為黃鐵礦，次為磁鐵礦。黃鐵礦成淺黃色細微粒結構，磁鐵礦成鐵黑色細粒結構，含量較少，和黃鐵礦伴生。局部碳酸鹽晶洞發育，可見少量斑點狀黃銅礦、斑銅礦。顯微鏡下呈它形細粒結構。

（2）角礫狀黃鐵礦。淺灰—褐灰色，細粒結構，角礫狀構造，礦石礦物主要為黃鐵礦，角礫成分為安山巖，次生石英巖，膠結物為黃鐵礦，膠結緊密。黃鐵礦為淺黃色細粒結構，呈細粒集合體，角礫均具碳酸鹽化、高嶺土化，礦石中有呈散狀分布的細粒方解石。

（3）稠密浸染狀黃鐵礦。灰白略帶淺綠色，細粒結構，浸染狀構造。礦石礦物為黃鐵礦，次生礦物為透輝石、綠泥石。黃鐵礦為淡黃色細粒結構，呈稠密浸染狀分布于輝長閃長玢巖中，透輝石呈長柱狀，綠泥石呈小團塊狀分布。

（4）脈狀黃鐵礦。灰白色脈狀構造，上部黃鐵礦呈脈狀填充于灰白色破碎高嶺土中，或填充于破碎次生石英脈中，下部黃鐵礦呈不規則脈狀浸染于硅化高嶺土中。

（5）碳酸鹽化、黃鐵礦化安山巖。黃鐵礦以細脈和浸染狀出現，并和細脈浸染狀磁鐵礦共生，兩者含量不多并且分布不均勻，黃鐵礦和磁鐵礦均以星點狀分布，同時也見細脈狀黃鐵礦，并能見不規整晶形，其部分富集形成小團塊構造，局部亦有星點狀磁鐵礦與其共生，且黃鐵礦含量大于磁鐵礦。

（6）浸染狀黃鐵礦。黃鐵礦浸染甚為富集，層頂有少量矽化灰黑色，常形成的角礫狀構造，除碳酸鹽化外，高嶺土化逐漸強烈。

（7）高嶺土化、黃鐵礦化安山巖。黃鐵礦含量在本層大有減少，高嶺土化亦較強烈，碳酸鹽化趨于減弱，同時見微量星點狀磁鐵礦，底部見次生石英石，浸染狀黃鐵礦稍有富集，形成浸染狀黃鐵礦。

2.2 黃鐵礦的分布

由勘探結果可知，礦床上部黃鐵礦含量多而下部含量少，西部含量多而東部含量少，主礦體以外含量多，主礦體以內含量少，黃鐵礦呈不規律狀分散在主礦體周邊，上部黃鐵礦靠近主礦體，下部遠離主礦體。

2.3 黃鐵礦資源儲量

黃鐵礦多為單剖面單工程控制，少數為多工程和2個剖面控制，整體礦層比較薄，儲量估算采用垂直剖面法估算［3-5］。資源儲量類型分為331（探明）、332（控制）、333（推斷）：①資源量331為地質工程網度達到141.42 m×70.71 m的低品位礦石；②資源量332為地質工程網度達到141.42 m×141.42 m的工業礦石和低品位礦石；③資源量333為地質可靠程度為推斷的工業礦石和低品位礦石。

表1為黃鐵礦的儲量分布表，黃鐵礦儲量約440萬t，鐵品位最低18.41%，最高42.1%，平均鐵品位為25.71%；硫品位最低15.7%，最高34.98%，平均硫品位為19.74%。黃鐵礦主要分布在401~408勘探線，即礦體的中部，406~408剖面之間黃鐵礦含量最多，400、401、403、408、412附近黃鐵礦品位相對較高，品位最高分布在412勘探線附近。

表2是黃鐵礦貧富礦分布，按照礦山現狀將平均鐵品位含量大于等于30%劃為富礦，其余劃為貧礦。富礦中黃鐵礦儲量為81.92萬t，平均鐵品位39.74%，平均硫品位28.74%，貧礦中黃鐵礦儲量為358.6萬t，平均鐵品位22.51%，平均硫品位17.68%。可以看出整體黃鐵礦品位較低，平均鐵品位25.71%，黃鐵礦以貧礦為主，少量富礦。開采低品位黃鐵礦不經濟，實際礦山開采過程中黃鐵礦的利用率不高。

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3 伴生硫資源分布特征

過去一直認為硫主要分布在黃鐵礦中，硫品位的分布隨著鐵品位升高也變高。本次測試中-348 m水平硫資源的分布與鐵礦石中鐵含量的分布關系見表3。左側是全鐵品位分布區間，右側是硫平均品位，隨著礦體鐵品位的逐漸升高，硫品位基本不變，平均硫品位1.118%，低于礦山的平均硫品位2.015%，也表明了硫資源主要分布在上部，同一分層中硫整體分布比較均勻，在特別富集的礦體中相對含量較低，并不是傳統認為的鐵高硫亦高。礦山在開采范圍內的硫含量有逐漸下降趨勢。

黃鐵礦儲量約440萬t，黃鐵礦中硫平均品位19.7%，全礦伴生硫儲量為477.8萬t，伴生硫平均品位為2.015%。黃鐵礦中硫儲量為86.8萬t，鐵礦中伴生硫儲量391萬t，黃鐵礦中硫儲量占全礦硫儲量的18%，硫絕大部分以伴生硫的形式存在，黃鐵礦呈星散粒狀、網脈狀，部分以膠狀形式交代磁鐵礦，在礦體的上部和邊部形成黃鐵礦體。

在礦體上部，硫主要以共生黃鐵礦（多為同體共生黃鐵礦，包裹在鐵礦體內部）的形式存在；在礦體中部，硫以共生黃鐵礦和伴生硫2種形式存在，以共生黃鐵礦為主，伴生硫為輔；在礦體中下部，硫以共生黃鐵礦（多為異體共生黃鐵礦，遠離主礦體或在低品位礦體以外）和伴生硫2種形式存在，以伴生硫為主、共生黃鐵礦為輔。

4 結論

（1）梅山鐵礦硫以黃鐵礦和伴生硫兩種形式存在，上部硫品位較高，下部硫品位較低。

（2）在礦體上部，硫主要以共生黃鐵礦為主；在礦體中部，硫以共生黃鐵礦和伴生硫兩種形式共同存在；在礦體中下部，以伴生硫為主共生黃鐵礦為輔。

（3）黃鐵礦主要集中在礦體的中上部，下部含量較少，西部黃鐵礦含量較多，東部含量較少，主礦體以外含量多，主礦體以內含量少，黃鐵礦呈不規律狀分散在主礦體周邊，上部黃鐵礦靠近主礦體，下部遠離主礦體。

（4）雖然黃鐵礦儲量約440萬t，平均鐵品位25.71%，鐵品位30%以上的黃鐵礦只有81.92萬t，實際可利用率不高。

（5）同一分層中硫品位并不隨著鐵品位升高而升高，隨著開采分層下降，硫品位有逐漸下降趨勢。