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广东怀集青枝铁矿矿石特征与矿床成因探讨论文

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2022-11-22 13:48:15    来源:    作者:shaozhun

摘要:摘要:矽卡岩型磁铁矿床是一种重要的铁矿类型,本文通过对青枝铁矿石矿物成分、结构构造等特征进行分析研究,总结该类型磁铁矿床形成的原因以及成矿所需要的地质条件,以期扩大矿床远景和寻找相似铁矿床。

  摘要:矽卡岩型磁铁矿床是一种重要的铁矿类型,本文通过对青枝铁矿石矿物成分、结构构造等特征进行分析研究,总结该类型磁铁矿床形成的原因以及成矿所需要的地质条件,以期扩大矿床远景和寻找相似铁矿床。

  关键词:矽卡岩;磁铁矿;矿石特征

  青枝铁矿是粤西地区赋存于高滩组第二段(∈g2)内矽卡岩中一个磁铁矿床,成矿母岩为夹在高滩组第二段(∈g2)砂岩中大理岩和钙质砂岩,燕山期岩浆侵入形成隐伏黑云母二长花岗岩体,岩浆热流交代其中的大理岩和钙质砂岩形成矽卡岩,并伴随铁多金属含矿液活动交代矽卡岩形成了铁矿体,第二次含铜多金属热流交代原有铁矿体则形成细脉状和浸染状的铜硫化物。花岗岩体的锅底状凹陷部位的矽卡岩常形成厚大且品位高的铁矿体。而在中部由于花岗岩隆起侵蚀了成矿地层,则形成无矿区。铁、铜矿化与矽卡岩化、白云母化关系密切,而后期热液的铜、硫络合物与磁铁矿发生交代,形成黄铁矿化、黄铜矿化等多金属矿化及碳酸盐化、绿泥石化叠加其上。研究本矿区铁矿石的化学成分、矿物组成以及结构构造特征,总结相关规律,对于探查此类矿床有积极的意义。

  本矿区分为南部两个矿段,北矿段出露于地表,但已被采至原生矿,南矿段为隐伏矿体。所以,本矿床的矿石为原生矿石,没有氧化带和过渡带,只有原生带。

  1矿石矿物成分

  矿石主要为:矽卡岩型磁铁矿、含铜磁铁矿矿石,少量的磁黄铁矿及镜铁矿矿石,地表见有少量风化后的褐铁矿矿石。矿物成分为磁铁矿、黄铜矿、锡石、石英、长石、透辉石、透闪石、硅灰石、绿帘石、绢云母及少量磁黄铁矿、黄铁矿等。南矿段矿石主要为矽卡岩型及云母矽卡岩型磁铁矿、含铜磁铁矿(少见)、含铜锌磁铁矿(偶见)矿石,含铜高的矿石含银和锌也较高;矿物成分为磁铁矿、透辉石、透闪石、硅灰石、白云母、绿帘石、石英、长石及少量黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、赤铁矿,偶见闪锌矿、黝铜矿等。黄铜矿只在个别矿石中含量较高。

广东怀集青枝铁矿矿石特征与矿床成因探讨论文

  1.1金属矿物

  矿石主要金属矿物有:磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、锡石,少量的赤铁矿等。根据现场观察和镜下鉴定结果,现将各金属矿物的颜色、晶形、赋存状态、嵌布粒度、分布特征和大致含量等矿物特征分述如下:

  (1)磁铁矿:铁黑色,半金属光泽,半自形~他形,粒径介于0.01mm~7mm之间,大小悬殊,大部分在0.1mm以上。呈块状、条带状、浸染状构造,常呈集合体产出。矿石中因磁铁矿的富集程度不同而表现出不同的分布特征,富集程度高的呈块状构造,主要由磁铁矿构成,少量为矽卡岩矿物,矿石呈黑色;中等富集者呈不均匀斑杂状、条带状构造,磁铁矿呈现出成团聚集或呈条带状分布于矽卡岩矿物集合体中;少量富集者可见浸染状、偶见脉状产出,磁铁矿在矽卡岩矿物集合体中呈不均匀星散状或脉状分布,矿石颜色由深变浅,呈绿黑色或浅绿色、灰绿色。部分被黄铁矿、黄铜矿交代而成残余不规则状。

  (2)赤铁矿:铁黑色,半金属光泽~光泽暗淡,呈粒状、鳞片状,粒径0.1mm~0.65mm,常交代磁铁矿形成,见于磁铁矿的裂隙中,与磁铁矿、石榴子石共生,在矿区较少见。

  (3)黄铜矿:铜黄色,金属光泽,含量0.01%~10%,晶形极差,呈他形粒状、不规则状,粒径介于0.02mm~1.5mm之间,相差较大,在矿石中分布极不均匀,呈星点状、浸染状分布在磁铁矿孔洞中,也可见细脉状产于铁矿体边缘。交代磁铁矿、黄铁矿而成,又见被方黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿交代。

  (4)锡石:主要存在于北矿段,含量低,一般<0.2%,个别达0.8%,自形—半自形,多呈双锥柱状聚形晶产出,集合体呈放射状、柱状,粒度0.01mm~0.1mm不等,肉眼不易见到。分布于磁铁矿间隙的矽卡岩矿物集合体中,有时见被磁铁矿包裹,也可切割磁铁矿。生成顺序:磁铁矿—黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿—赤铁矿。

  1.2非金属矿物

  矿石中主要脉石矿物有:透辉石、绿帘石、石榴子石、硅灰石、白云母、绿泥石、透闪石、方解石、石英及角岩化变质石英砂岩等、另见少量长石、磷灰石、萤石等。

  (1)透辉石:浅灰色,玻璃光泽,多呈他形粒状,少量呈柱状集合体,粒径大小在0.01mm~0.50mm之间,在矿石中常同石榴石呈条带状相间平行分布。

  (2)透闪石:白色,玻璃光泽,呈针状、纤维状、放射状集合体,个别呈短柱状、叶片状。在矿石中分布极不均匀。

  (3)绿帘石:黄绿色,玻璃光泽,多呈他形粒状和柱状,个别呈纤维状,长轴粒径在0.10mm~1.50mm之间,在矿石中分布不均匀。

  (4)石榴子石:有钙铝榴石和铁铝榴石两种,黄褐色,半自形~他形粒状集合体,粒径在0.10mm~1.50mm之间,部分可见六边形断面,呈致密粒状集合体分布,在矿石中分布极不均匀。一般钙铝榴石越高,铁品位越低。

  (5)硅灰石:白色~灰白色,玻璃光泽,致密块状,具细粒花岗变晶或纤维变晶结构,致密块状构造,硅灰石呈细小粒状、柱状或纤维状集合体,有的形成隐晶质硅灰石角岩。

  (6)白云母:淡绿色,呈它形片状变晶,片径0.2mm~4.0mm。见弯曲变形的解理。绿泥石:浅绿色,玻璃光泽,呈细鳞片状、片状集合体,在矿石中呈条带状分布,亦分布于金属矿物边缘。

  (7)角闪石:黑色,玻璃光泽,柱状,半自形,长0.5mm~4.0mm。主要在南矿段。

  (8)方解石:白~灰白色,玻璃光泽,半自形~他形粒状集合体,粒径0.3mm~1.6mm,在矿石中常沿岩石的破碎面或网裂面充填交代,呈细脉状、网脉状或团块状分布。

  (9)石英:多为次生石英,多为无色,呈它形粒状,粒度为0.1mm~1.2mm。

  (10)绢云母:呈细小鳞片集合体,片径0.01mm,多分布在其他矿物边缘。

  (11)黄铁矿:浅黄铜黄色,呈它形~自形粒状,立方体晶形完好,粒径大小在0.01mm~1.60mm之间,在矿物中呈星点状分布,常黄铜矿包裹。

  (12)磁黄铁矿:暗青铜黄色,表面呈褐锖色,粒径0.06mm~1.2mm,呈致密块状集合体。常交代磁铁矿、常被黄铜矿涵盖;与磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿共生。

  (13)闪锌矿:棕黄色,半金属光泽,呈他形粒状、不规则状,粒径大小在0.04mm~0.5mm之间,见一组完全解理,多与黄铁矿、黄铜矿共生。其含量与黄铁矿、黄铜矿呈正相关。见于南矿段。

  2矿石结构构造

  2.1矿石结构

  矿石结构较简单。主要为他形、半自形粒状结构,其次为自形粒状结构、交代残余结构,磁铁矿呈粗粒、中粒、细粒变晶结构;黄铜矿为他形粒状结构,有时为乳滴状结构。

  2.2矿石构造

  矿石构造以致密块状构造、条带状构造为主,其次为浸染状构造、斑杂状构造,细脉状构造。致密块状构造主要见于高品位的富磁铁矿石中。而南矿段以致密块状构造为主。

  (1)致密块状构造:为本矿床的主要构造类型之一,表现为磁铁矿集合体呈块状,致密而无空洞,有时见铁铝榴石和方解晶洞,矿物集合体分布无方向性。磁铁矿含量>50%,相当部分>75%,颜色呈黑色或略带绿色,构成块状构造。

  (2)斑杂状构造:为矿床的主要构造类型之一,表现为磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿等矿物在确立卡岩类矿物的基质中呈大小不一的斑点状分布,灰绿色矽卡岩矿物与黑色的磁铁矿和黄色的黄铜黄铁矿呈现明显的花斑状。

  (3)条带状构造:主要表现为磁铁矿石呈条带状与脉石矿物矽卡岩平行相间排列,条带宽一般为1.00mm~5.00mm不等。磁铁矿含量约占30%~50%,脉石矿物主要为石榴石、透辉石、绿帘石、硅灰石等矽卡岩矿物。

  (4)浸染状构造:表现为磁铁矿、黄铜矿等矿物在脉石矿物集合体中呈星点状或细小短脉状分布,不见定向性,分布于矽卡岩矿物中,主要金属矿物含量约10%~30%。

  (5)细脉状构造:此类构造类型较少,主要为黄铜矿和方黄铜矿成共生状充填于磁铁矿集合体的裂隙中。

  主要矿石矿物镶嵌关系:磁铁矿:多被黄铜矿、黄铁矿交代。大部分磁铁矿与黄铜矿镶嵌关系简单,呈线面状接触,但也见少量磁铁矿呈交代残余被黄铜矿包裹。更多的是磁铁矿被黄铁矿交代被黄铁矿交代,出现磁铁矿残余呈港湾状被黄铁矿包裹,或黄铁矿呈磁铁矿假象,使得两者连生关系复杂,且部分被包裹磁铁矿残余颗粒细小。此外,见有少量磁铁矿交代石榴子石和磁铁矿裂隙内充填方解石及绿泥石等次生矿物。

  (1)铜矿物(黄铜矿、方黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿):黄铜矿与辉铜矿、斑铜矿和其他脉石矿物(特别是绿泥石)关系复杂,与磁铁矿镶嵌关系相对简单。

  (2)黄铜矿常被斑铜矿、辉铜矿交代,交代接触面弯曲多变成港湾状、包裹状,且多见辉铜矿沿黄铜矿边缘交代呈反应边结构。

  (3)黄铜矿与脉石矿物间的复杂关系主要表现在:黄铜矿与闪锌矿存在交代关系,闪锌矿被黄铜矿交代成残余结构,且被黄铜矿包裹,接触关系复杂。黄铜矿与其他非金属脉石矿物之间也多以填隙、弯曲穿插状连生,特别与次生矿物绿泥石和方解石及矽卡岩针柱状矿物间,连生关系尤为复杂。

  (4)方黄铜矿一般与黄铜矿共生,呈填隙状分布于其他矿物粒间或成细脉状分布,其与磁铁矿及脉石间关系相对简单,与黄铜矿关系较复杂。

  (5)锡石在矿石中含量较低,晶体自形程度较好,呈锥柱状或针柱状,常成集合体产出。集合体呈放射状、束状,晶体颗粒较细,主要分布于磁铁矿粒间的矽卡岩类矿物集合体中,有时也见被磁铁矿包裹和切割磁铁矿。

  3矿石化学成分

  矿石为矽卡岩型磁铁矿矿石、含铜磁铁矿为主。矿石有用组份TFe品位27.14%~45.10%,平均36.82%,mFe22.07%~40.89%,平均32.64%。北矿段矿体Cu品位0.01%~0.60%,平均0.43%,Sn品位0.07%~0.25%,平均0.22%。

  TFe、Cu、Sn在矿石中均达工业要求,可以综合利用。而南矿段只有V9、V10、V16矿体中的5个块段的Cu品位0.15%~0.33%,平均0.23%。这5个块段的铜可以综合利用。其他块段的Cu品位0.0008%~0.046%,平均0.023%,而Sn品位0.02%~0.15%,平均0.061%,无利用价值。全矿床其他有用组份Ag品位2.22~22.6(10-6),平均5.80(10-6),Au品位0.027~0.18(10-6),平均0.073(10-6),Bi品位0.002%~0.22%,平均0.076%,Pb品位0.003%~0.12%,平均0.012%,Zn品位0.006%~0.16%,平均0.065%,虽然组合样的银品位较高,但其赋存状态复杂,其他元素品位低,无法利用。全矿床矿石中有害组份SiO2品位15.98%~27.58%,平均22.81%,S品位0.016%~2.21%,平均0.24%,北矿段较高,平均品位为0.92%,是其黄铜矿含量较高引致,和P2O5品位0.014%~0.066%,平均0.032%,F品位0.2%~0.53%,平均0.30%,本矿床为高硅磁铁矿石。有害组分含量低,对选矿未造成不利影响。

  由此可见,TFe与Cu相关关系不明显。而Cu品位高的,含Ag、Bi也高,北矿段矿体的伴生组分Sn的单工程平均品位大多在0.053%~0.330%之间变动,仅有个别达0.530%。全矿床有害元素SiO2含量较高,S、P2O5、As、Cd含量均低。只是V9东部、V10西部的As含量相对较高。可以看出,其他有害元素含量均低。北矿段由于铜硫化物含量高,所以S含量也较高。

  4矿石类型和品级

  (1)矿石的自然类型:按组成矿石的主要铁矿物,可分为磁铁矿石、含铜磁铁矿石、磁黄铁矿石及地表少量的褐铁矿石。按组成矿石的主要脉石矿物分,可分为透辉矽卡岩矿石、白云母矿石。按结构构造又可分为致块状磁铁矿石、条带状磁铁矿石和浸染状磁铁矿石。

  (2)矿石的工业类型:本矿床矿体w(TFe)27.14%~45.10%,均<50%,为贫矿。北矿段矿石w(mFe)/w(TFe)平均为78.74%。因此,矿石的工业类型为需选弱磁性铁矿石。南矿段矿石w(mFe)/w(TFe)平均为90.67%。矿石的工业类型为需选磁性铁矿石。

  5矿体围岩和夹石

  5.1围岩

  近矿围岩为矽卡岩和变质细粒石英砂岩,矿体与围岩的界线是清晰的,只有一些地段围岩有磁铁矿化,根据矿化的强弱可以划分矿与非矿的界线。上盘为变质细粒石英砂岩、石榴透辉硅灰矽卡岩、矽卡岩化变质细粒石英(杂)砂岩、角岩化变质细粒石英(杂)砂岩、磁铁矿化矽卡岩、磁铁矿化变质石英砂岩、碎裂岩。

  下盘为石榴透辉硅灰矽卡岩、磁铁矿化矽卡岩,矽卡岩化变质石英砂岩、变质细粒石英(杂)砂岩、角岩化变质细粒石英(杂)砂岩、磁铁矿化变质细粒石英砂岩,石英岩、硅化碎裂岩。

  矽卡岩:主要由透辉石、透闪石、石榴子石、绿帘石、硅灰石、白云母、石英、碳酸盐矿物、绢云母等组成,含少量的黄铁矿1%~5%、磁黄铁矿0.5%~4%、黄铜矿0.1%~0.5%;局部有磁铁矿化,铁含量约5%~18%。

  矽卡岩化变质细粒石英(杂)砂岩:主要由石英、长石、硅灰石、绢云母、角闪石、绿帘石、石榴子石、硅灰岩、绿泥石等组成,含少量的黄铁矿1%~2%、磁黄铁矿0.5%~2%。局部有磁铁矿化,铁含量约5%~13%。

  变质细粒石英(杂)砂岩:主要由石英、长石、绢云母、泥质、方解石等组成。局部见磁铁矿化,铁含量约5%~10%。硅化碎裂岩:主要由矽卡岩角砾、石英角砾约占55%,基质钙质、硅质、石英脉组成。石英岩:主要由石英,其他矿物少量组成。为石英砂岩变质而成。

  5.2夹石

  主要为矽卡岩、矽卡岩化变质细粒石英(杂)砂岩。致使矿体分枝复合或分枝而不复合。

  (1)矽卡岩:主要由透辉石、透闪石、石榴子石、绿帘石、硅灰石、白云母、石英、碳酸盐矿物、绢云母等组成,含少量的黄铁矿1%~5%、磁黄铁矿0.5%~4%、黄铜矿0.1%~0.5%;常见磁铁矿化,铁含量约5%~19%。

  (2)矽卡岩化变质细粒石英(杂)砂岩:主要由石英、长石、硅灰石、绢云母、角闪石、绿帘石、石榴子石、硅灰岩、绿泥石等组成,含少量的黄铁矿1%~2%、磁黄铁矿0.5%~2%。局部有磁铁矿化,铁含量约5%~13%。

  6结论

  矿床为典型的矽卡岩型铁矿,伴生铜、锡。寒武系高滩组第二段(∈g2)变质石英砂岩所夹的碳酸盐岩和钙质砂岩被燕山期花岗岩岩浆热液交代作用形成矽卡岩、白云母,并在交代过程中析出大量的磁铁矿,从而形成块状、浸染状、条带状产出的磁铁矿。而后期含铜多金属热液通过裂隙在矿体中交代矽卡岩和磁铁矿形成黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿等金属硫化物。黄铜矿一般沿裂隙分布,有的成浸染状分布,为热液交代矽卡岩铁铜矿。所以该类型磁铁矿床找矿标志:为层状或脉状的含透辉石、透闪石较高的矽卡岩;出露地表的褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等。