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镍钴分离 2024-09-30 20:21:31

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二、莱芜式铁矿床成矿模式

莱芜式铁矿是山东莱芜地区产于燕山期中酸性侵入体与奥陶系碳酸盐岩接触带附近的矽卡岩型铁矿床。

一、成矿地质环境

该类型矿床主要与中生代燕山期中-基性侵入岩有关,成矿岩体的岩石类型以闪长岩类为主,包括辉石闪长岩、正长闪长岩、似斑状闪长岩,有少量的辉长岩类。岩体侵位于奥陶纪中统石灰岩和石炭—二叠系砂页岩中,多为复式岩体。岩体的产状、规模对矿床的定位和矿床规模,具有明显的控制作用,一般岩体为岩盖、岩床且规模较大时形成规模较大的矽卡岩型矿床。矿床受区域EW向断裂构造和NW向断裂构造控制明显。控矿围岩为奥陶纪马家沟组五阳山段和八陡段,次为北庵庄段;阁庄段中也有少量铁矿存在。铁矿体的形态、产状和规模与接触带的形态、产状密切相关,矿体主要赋存于灰岩与页岩的层间不整合面和闪长岩与灰岩的接触带上。

二、典型矿床特征

莱芜式铁矿以山东省莱芜市张家洼铁矿床为典型代表。

(一)矿床概况

张家洼铁矿床查明铁资源储量为28930万吨,平均品位TFe43.26%、Cu0.101%、Zn0.038%、Co0.019%,属大型矿床。

(二)矿区成矿及控矿条件

张家洼铁矿区地质图如图6-8所示。

图6-8张家洼铁矿地质图

1.地层

区内地表被第四系和较厚的第三纪红色砂砾岩、粘土岩等覆盖,其下基岩地层有侏罗系、石炭—二叠系、中奥陶统马家沟组、寒武系和太古宇泰山群地层。与成矿作用有关的地层主要是中奥陶统马家沟组上部六段至四段的一部分。岩石受热变质作用变为各种大理岩。六段灰岩以纯灰岩为主,夹泥质白云质灰岩,厚90~120 m;五段灰岩以泥质白云质灰岩为主,夹薄层纯灰岩,厚80~100 m;四段灰岩仅揭露其上部100 m左右,主要为纯灰岩。与成矿关系最密切的是六段灰岩。

2.构造

矿床受矿山弧形背斜控制,分布于背斜倾没端。矿体赋存部位又受中石炭统本溪组砂页岩与中奥陶统马家沟组灰岩之间的假整合面层间剥离构造或闪长岩体与中奥陶统马家沟组灰岩的接触带构造制约,两者复合时更有利于储矿。

3.岩浆岩

与成矿有关的岩浆岩为燕山期矿山闪长岩。该岩体沿矿山弧形背斜轴部侵入,构成背斜核部,南北长15 km,东西宽4 km,面积约32 km2,为一不规则的岩盖。其顶部平缓,大致与围岩呈整合接触;深部稍陡,斜切岩层。岩性为闪长岩,中心相为辉石闪长岩、黑云母辉石闪长岩,边缘相为正长闪长岩、似斑状闪长岩。同位素年龄101~120 Ma。

(三)矿体特征

矿床包括张家洼、小官庄、港里3个矿段。矿体赋存于中奥陶统马家沟组与燕山期闪长岩体的接触带内,主要受假整合面的层间构造和接触带构造控制。

本矿床的矿体总体走向为NNE17°,倾向NW,倾角一般为10°~30°,多顺层产出,与围岩产状基本一致。埋深在400~1000 m之间,一般多在500~700 m,即标高-300~-500 m之间(图6-9)。沿走向长1600余米,Ⅰ、Ⅱ矿段与Ⅲ矿段以F1断层为界,呈断层接触;沿倾向最宽800 m,一般300~500 m;控制最大深度为1000 m。

图6-9张家洼铁矿第12勘探线剖面图

矿床中部的F3断层及与其走向一致的闪长岩凸起带,将矿床分为东西两部分,中间为一狭长无矿带。矿体的层数较多,共划分7个矿体,最大单层厚度39.87 m,薄者1~2m,主矿体单层厚度一般为15~20 m。

(四)矿石特征

组成矿石的金属矿物比较简单,主要为磁铁矿,次为赤铁矿,少量水赤铁矿、自然铜、褐铁矿,微量的黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿。脉石矿物主要为蛇纹石、方解石、白云石、绿泥石、透辉石,少量的皂石、沸石、石英、尖晶石等。

矿石中主要有益元素为铁,可供综合利用的元素有Cu;有害元素有S、P、Zn、As、Sn等,但含量均很低;其他微量元素有Mn、Ni、V、Ti、Mo、Zr、Cr、Ga、Ba、Co、Na、K等。

Fe元素主要赋存于磁铁矿中,次为赤铁矿、水赤铁矿等矿物;少量组成褐铁矿;极少量含在铁镁或铁铝硅酸盐矿物中,如绿泥石、蛭石、透辉石等。

矿石全铁(TFe)的最高含量为68.59%,平均含量为46.42%,其中磁性铁(mFe)占90%以上,磁铁矿与全铁含量呈共消长关系。

Cu元素主要呈自然铜出现,少量组成辉铜矿、黄铜矿等铜的硫化物。矿石中铜的品位变化很大,最高达2.407%,而一般均<0.1%,平均品位为0.071%,达到伴生组分要求。

Co元素主要以类质同象赋存于磁铁矿的晶格中,通过对脉石矿物的分析,其Co的含量均很低,在0.0016%~0.006%之间。利用显微光谱及电子探针测定全部金属矿物,发现钴主要(占94%~96%)赋存于Fe的氧化物中,这部分钴目前无法回收;另一部分钴赋存于铁的硫化物中,约占6%左右,这部分钴能够回收。

矿石中Co的含量,最高达0.414%,一般在0.01%左右,平均含量0.015%。含量比较稳定。

矿石结构:半自形晶粒状结构或他形粒状结构:矿石中磁铁矿多为半自形晶粒状,少数为他形,而脉石矿物多为他形。

矿石构造:主要为致密块状、块状、浸染状、蜂窝状、角砾状、条带状及松散状,其中以致密块状、块状及浸染状构造最常见。

原生矿石的自然类型按其构造大致可分为致密块状矿石、块状矿石、浸染状矿石、蜂窝状矿石、角砾状矿石、条带状矿石、松散状矿石7种。

(五)围岩蚀变

从岩体到围岩可分为7个蚀变带:

1)蚀变闪长岩带:各种蚀变沿闪长岩裂隙发育,蚀变强度与裂隙发育程度有关。

2)矽卡岩化闪长岩带:包括矽卡岩化似斑状闪长岩、矽卡岩化正长闪长岩等,多沿裂隙发育,叠加有其他热液蚀变。

3)石榴子石透辉石矽卡岩带:包括石榴子石透辉石矽卡岩、透辉石方柱石矽卡岩、绿帘石透辉石矽卡岩等。此带不发育,常缺失。

4)透辉石矽卡岩带:主要是透辉石矽卡岩,其次有绿泥石透辉石矽卡岩等。该带常构成矿体底板。

5)蛇纹石化大理岩带:主要为蛇纹石化大理岩,其次有大理岩化及金云母化、蛭石化、绿泥石化等。该带常夹多层薄矿体,矿体与围岩之间常呈过渡关系。

6)大理岩带:主要是中奥陶统马家沟组大理岩,在假整合面部位常见顺层侵入的闪长玢岩岩床,并有充填交代的磁铁矿体。

7)板岩角岩带:主要由中石炭统本溪组砂页岩经热变质作用而成,局部的薄层矿体系交代薄层灰岩而成。

三、矿床成因及成矿模式

莱芜式铁矿为矽卡岩型铁矿,其成矿模式如图6-10所示。来自深部的偏中性岩浆侵位到奥陶系碳酸盐岩中就位,分异出的岩浆热液与围岩碳酸盐发生接触交代作用,形成矽卡岩,并在矽卡岩退化蚀变过程中发生磁铁矿化,形成莱芜式铁矿。

图6-10莱芜式铁矿成矿模式图

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莱芜市瑞和建设工程有限公司是2005-03-29在山东省济南市注册成立的有限责任公司(自然人独资),注册地址位于山东省莱芜市钢城区颜庄镇西沟村。

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参考资料:搅拌浸出/高压浸出