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永昌焦家庄萤石矿矿体地质特征与找矿前景分析论文

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2024-05-18 10:12:09    来源:    作者:liyuan

摘要:矿产资源是国经济发展的命脉所在。随着经济快速发展,相关行业对矿产资源的需求量也在不断增长,因此,加强对各类矿产资源的勘探和开发迫在眉睫,也是促进国家经济进步的有力保障。萤石矿是世界上20几种重要的非金属矿物原料之一。该矿物来自火山岩浆,在岩浆冷却过程中,被岩浆分离出来的气水溶液内含氟,在溶液沿裂隙上升的过程里,气水溶液中的氟离子与周围岩石中的钙离子结合,形成氟化钙,冷却结晶后即形成萤石。纯净无色透明的萤石可作为光学材料,色泽艳丽的萤石亦可作为宝玉石和工艺美术雕刻原料,萤石矿可谓应用广泛。甘肃省永昌县焦家庄

  摘要:矿产资源是国经济发展的命脉所在。随着经济快速发展,相关行业对矿产资源的需求量也在不断增长,因此,加强对各类矿产资源的勘探和开发迫在眉睫,也是促进国家经济进步的有力保障。萤石矿是世界上20几种重要的非金属矿物原料之一。该矿物来自火山岩浆,在岩浆冷却过程中,被岩浆分离出来的气水溶液内含氟,在溶液沿裂隙上升的过程里,气水溶液中的氟离子与周围岩石中的钙离子结合,形成氟化钙,冷却结晶后即形成萤石。纯净无色透明的萤石可作为光学材料,色泽艳丽的萤石亦可作为宝玉石和工艺美术雕刻原料,萤石矿可谓应用广泛。甘肃省永昌县焦家庄萤石矿矿产资源丰富,矿体特征明显。文章首先通过对该矿床的矿区地质特征进行分析,掌握科学的成矿条件,具有较大的找矿前景及开采经济价值,以供参考。

  关键词:永昌焦家庄;萤石矿;矿体地质特征;找矿前景

  1矿区地质

  矿区出露地层主要为下寒武统大黄山群变质砂岩(∈1dh)和第四系(Q2),岩浆反复活动。主要是加里东阶段的岩浆活动,存在明显的褶皱、断裂结构,矿层依附在寒武系下统大黄山群及花岗岩中,呈脉状产出[1-2]。该地方萤石矿依附在寒武系下统大黄山群内部的岩组变砂岩内,有些出现在似斑状花岗岩内,岩石具有较大蚀变,包含典型的绢云母化以及褐铁矿化,导致围岩侵染出现红-红褐色,属于该地方非常明显的寻矿标志。

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  1.1地层

  矿区出露地层为下寒武统大黄山群和第四系。寒武系下统大黄山群下岩组(∈1dh1):岩性为灰绿色变质砂岩,细粒砂状结构,变余砂状结构。块状构造,具体矿物质有大概70%左右的石英、大概20%左右的长石、大概5%左右的云母以及大概5%的其他暗色成分。分选性差,磨圆度为棱角状-次棱角状,产状基本处于150。~180。∠45。~72。范围内。土层中断层和裂缝明显。

  寒武系下统大黄山群内部岩组(∈1dh2):主要是灰绿色、青灰色岩体,细粒砂状结构,变余砂状结构。块状构造,具体矿物质包括成分为大概65%的石英、大概25%的长石、大概5%的云母以及大概5%的其他暗色成分。分选性不好,磨圆度为棱角状-次棱角状,产状基本处于152。~178。∠48。~74。范围内。土层中断层和裂缝明显。

  第四系冲积、洪积-坡积(Q2):主要分布在火烧沟采区北部,地面存在许多植物,冲积、洪积-坡积一般是黄土、砂土、部分砂岩碎片等。

  1.2构造

  区内地层褶皱、断裂构造较发育。

  矿区每个采区小断层十分明显,而火烧沟采区包括控矿断层3条,照露沟采区包含控矿断层1条,头沟采区包含控矿断层5条。其具有张扭性质,有利于管理矿体[3]。

  1.3岩浆岩

  照露沟采区出露似斑状花岗岩。岩石呈浅灰-淡肉红色,似斑状结构、花岗结构,块状构造。矿物成分以钾长石、斜长石为主,含量占31%、35%。黑云母为次,含量占5%。斑晶以奥长石及微斜长石为主,占斑晶的70%。基质粒径1~3mm。

  头沟采区南部出露似斑状花岗岩。岩石呈浅灰-淡肉红色,似斑状结构、花岗结构,块状构造[4]。矿物成分以钾长石、斜长石为主,含量占35%、30%。黑云母为次,含量占5%。斑晶以奥长石及微斜长石为主,占斑晶的70%。基质粒径1~2mm。岩石很硬,节理明显,内部存在白色石英。和围岩接触关系明确但不规则,接触界线位置的围岩存在一定硅化、褐铁矿化以及染色情况。

  2矿床成因及找矿标志

  2.1矿床出现原因

  本矿区萤石矿体都依附在裂缝破碎带内,矿体为脉状,存在膨大收缩、分支重合情况,矿物质包括萤石、石英,部分方解石、白云石,其中,石英和萤石相嵌与交代填满,围岩蚀变一般是绢云母化及硅化,矿物产生包含多阶段性,最明显的是石英,晚期就变成玉髓与蛋白石[5]。根据普通萤石矿床种类划分,该矿床能够归为“硅酸盐岩内的填筑型脉状萤石矿床”种类。矿体直接受制于裂缝破碎带。裂缝不仅是导矿结构,还是容矿结构,破碎带宽窄不一样,产生的矿体大小不一样,如果破碎带宽,存在很大的容矿范围,且周围还有灰岩提供大量钙成分时,那么矿体厚且品位高;如果破碎带窄小,周围灰岩很少时,钙成分供应不够,那么矿体薄且品位低,还会有尖灭情况。

  2.2寻矿标志

  2.2.1矿石构造

  靠近南北向存在明显的裂缝构造,有很好的导矿构造与较大的容矿范围。

  2.2.2灰岩标志

  裂缝构造周围需具备灰岩,由此为成矿提供必要的钙成分。

  2.3矿体特征

  焦家庄萤石矿有火烧沟、照露沟、头沟三个采区。目前矿区内共圈出萤石矿体9条,火烧沟采区3条,照露沟采区1条,头沟采区5条。其中主矿体为5条,为火烧沟采区1条,照露沟采区1条,头沟采区3条。火烧沟、头沟采区矿体赋存于下寒武统大黄山群变质砂岩中,照露沟采区矿体赋存于似斑状花岗岩中,矿体都受断层控制,呈南北向分布。

  2.3.1火烧沟采区

  火烧沟采区共圈出萤石矿体3条,编号H①、H②、H③,其中H①为主矿体。

  H①号矿体地表出露长325m,控制斜深150m,平均厚度0.57m,赋存标高2477~2342m,CaF2平均品位65.71%,矿体与围岩界线分明,沿走向与倾向厚度有一定变化,厚度变化系数35.59%,品位变化系数8.36%,围岩主要为大黄山群变质砂岩,矿体走向34。,倾向124。,倾角50。。

  H②号矿体地表出露长240m,控制斜深113m,平均厚度0.44m,赋存标高2480~2384m,CaF2平均品位68.90%,矿体走向36。,倾向126。,倾角49。。

  H③号矿体地表出露长274m,控制斜深145m,平均厚度0.87m,赋存标高2462~2342m,CaF2平均品位61.81%。矿体顺布向中间很厚,两边慢慢变窄,顺倾向方向存在膨大缩小情况,矿体走向37。,倾向127。,倾角49。。

  2.3.2照露沟采区

  照露沟采区共圈出萤石矿体1条,为主矿体。

  Z①号矿体地表出露长度430m,控制斜深156m,平均厚度0.68m,赋存标高2504~2337m,CaF2平均品位54.56%。矿体被断层管控较大,矿体和围岩界线清晰,矿体两边断层面清楚,斜穿在花岗岩内。矿体顺布向中间略厚,朝南慢慢变薄直到尖灭,顺倾向和布向上均存在膨大缩小情况,厚度变化系数35.65%,品位变化系数9.88%,围岩主要为花岗岩,矿体走向166。,倾向256。,倾角74。。

  2.3.3头沟采区

  头沟采区共圈出萤石矿体5条,编号T①~T⑤,其中T①、T③、T④为主矿体。

  T①号矿体位于采区南侧,北端与南端均延伸至矿权外,地表出露长595m,控制斜深171m,平均厚度1.08m,赋存标高2628~2446m,CaF2平均品位49.01%。矿体形态较稳定,呈规则脉状,向南部逐渐增厚,厚度变化系数25.46%,品位变化系数17.58%,围岩主要为大黄山群变质砂岩,南段为花岗岩,矿体走向165。,倾向255。,倾角70。。

  T②号矿体位于采区南西,矿体总体长度478m,北端与南端均延伸至矿权外,矿权范围内地表出露长240m,控制斜深140m,平均厚度0.74m,赋存标高2700~2558m,CaF2平均品位45.24%,矿体向下变厚稳定,还体现南侧增厚北侧尖灭的情况,矿体北侧有一定尖灭情况,南侧延至变质砂岩和花岗岩结合处被第四系覆盖,矿体走向157。,倾向247。,倾角68。。

  T③号矿体位于采区北侧,地表出露长1086m,控制斜深182m,平均厚度0.69m,赋存标高2625~2445m,CaF2平均品位57.39%。矿体受断层控制,沿走向厚度变化较小,是厚度不变的脉状。顺倾朝上存在膨大缩小情况,深部厚度变大,厚度变化系数50.32%,品位变化系数8.97%,围岩主要为大黄山群变质砂岩,矿体走向157。,倾向247。,倾角71。。

  T④号矿体位于采区东北侧,地表出露长537m,控制斜深126m,平均厚度0.76m,赋存标高2598~2420m,CaF2平均品位58.11%。该矿体为T③号矿体的羽状裂隙,二者夹角40。,矿体厚度变化系数29.67%,品位变化系数20.61%,围岩主要为大黄山群变质砂岩,矿体走向123。,倾向213。,倾角68。。

  T⑤号矿体位于采区东侧,地表出露长222m,平均厚度0.65m,赋存标高2554~2476m,CaF2平均品位50.25%。该矿体为T③号矿体的羽状裂隙,二者夹角100。,矿石质量较差,矿体走向51。,倾向141。,倾角74。如表1所示。

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  2.4矿石质量

  2.4.1矿石结构、构造

  矿石结构包括粗晶、细晶以及糜棱,主要是粗晶结构,其次是细晶结构,而糜棱一般体现在角砾状矿石中。矿石构造包括块状、角砾状、条带状、糖粒状、碎裂状和浸染状。

  2.4.2矿石矿物组成

  矿石矿物主要为萤石。萤石多呈白色,少量浅紫色、浅绿色、灰褐色等,半透明-透明,玻璃光泽至亚玻璃光泽,多呈半自形-他形粒状,粒径0.3~1cm,少数可达3~4cm,节理发育,颗粒间相互嵌接成团块状集合体。其次为石英、方解石、长石和炭质组成。矿物呈条带状定向明显。石英呈它形粒状,含量较少,不均匀地分布在萤石粒间;方解石呈不规则粒状或脉状分布,炭质杂乱分布。与萤石共生的非金属矿物有方解石、石英,与萤石共生的金属矿物有黄铁矿、褐铁矿等。

  2.4.3矿石化学成分

  根据2009年核实工作采取化学样品测试结果,矿石主要化学成分为CaF2,含量为45.48%~77.52%,其次SiO2含量为10.18%~28.72%,CaCO3含量6.23%~24.17%,其他成分含量均较低(表3)。

  通过2009年核实化学样结果可知SiO2、CaCO3含量相对较高,无伴生有益元素,有害组分S、P含量较低,对矿石质量影响不大。

  本次核实工作采集三个组合分析样进行组合分析,由分析结果可知SiO2、CaCO3含量相对较高,无伴生有益元素,有害组分S、P含量较低,对矿石质量影响不大(表2)。

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  2.5矿石类型和品级

  根据矿石矿物质结构能够把矿石细分成石英-萤石型和萤石型矿石,而石英-萤石型矿石比较常见。石英-萤石型矿物质,具体包括萤石、石英,萤石数量达到45.48%~77.52%,包括部分方解石、重晶石以及硫化物。

  萤石型矿石,矿体基本包含单独的萤石矿物,也有部分石英、方解石大都以脉状出现。由于矿体不厚,不同种类不能独立开采,所以,没有根据种类独立圈矿。细分萤石块等级,根据YB/T5217《萤石》要求,细分每个矿体平均等级。

  3开采前景

  资源储量估算范围为采矿权范围内三个采区的9条萤石矿体,资源储量丰富。伴随国内氟化工业大范围发展,2010年萤石粉需求数量超过200万吨,至2015年,需求量超过240万吨,直至2023年,需求量超过300万吨。据政府统计资料表明,国家萤石需求数量会远远超过保有量,国内氟化工进步对萤石资源提出了更多的需求量,维护与充分使用稀缺的萤石资源作用越来越明显。国家对萤石矿的需求一再增加,市场前景看好,特别是近两年来,国家在萤石矿石需求上的缺口增大,市场反应现货供应紧张。同时,随着全世界对氟材料需求,必然对源头材料萤石的需求稳步增长,对萤石矿资源的前景是看好的,从国家发展的产业政策及各地萤石资源的开采现状,不难看出国家对萤石矿资源的保护在不断加强,氟化工在高速发展,必将推动萤石资源的身价不断上涨。该矿在后期开发中具有较好的经济效益。

  参考文献

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