基性巖漿巖風化殼型鈦鐵礦地質(zhì)特征與開發(fā)利用前景

1、基性巖漿巖風化殼型鈦鐵礦地質(zhì)特征與開發(fā)利用前景基性巖漿巖風化殼型鈦鐵礦地質(zhì)特征與開發(fā)利用前景引言云南省洱源縣中和鈦鐵礦為一中型規(guī)模砂礦床，礦區(qū)位于洱源縣鄧川鎮(zhèn)南西側，區(qū)內(nèi)最高海拔2380，最低海拔1980，相對高差400，中山屬低地貌。礦區(qū)東西方向長850，南北方向寬770，開采深度為21902000。礦區(qū)氣候溫和潮濕，年平均氣溫15，冬春季較冷，風大，最低溫度為-1，最大風速16/s，夏季最高氣溫達30。全年雨量充分，年平均降水量930.5，相對濕度70%左右。旱、雨季清楚，雨季一般為610月份，80%的雨量集中于該季。1區(qū)域地質(zhì)概況本文以云南省洱源縣中和鈦鐵礦為例說明該類礦床的地質(zhì)特征。礦

2、區(qū)大地構造位置處于揚子準地臺的鹽源麗江古生代臺緣褶皺帶西部邊緣地帶1，巖漿活動強烈，鈦鐵礦砂礦體的成因與海西期基性巖的侵入有關見圖1。區(qū)域上前寒武系、古生代、中生代地層均有出露，前寒武系蒼山群分布在礦區(qū)南側點蒼山一帶，為一套厚大的區(qū)域變質(zhì)、熱力變質(zhì)和動力變質(zhì)疊加而成的復雜變質(zhì)巖系。下古生界僅見下奧陶統(tǒng)，出露于洱海東部一帶，為一套海相碳酸鹽巖建造；上古生界的泥盆系、二疊系也有出露，泥盆系為碳酸鹽巖，二疊系主要為堿性玄武巖和灰?guī)r；第四系主要沿山間盆地分布，為不同成因的近代松散堆積層。區(qū)域地質(zhì)構造比擬復雜。根據(jù)地質(zhì)力學的觀點，東部屬南北向構造帶，西部屬于北西向構造帶青藏滇緬歹字型體系。按傳統(tǒng)地質(zhì)構造

3、觀點，以洱海深大斷裂為界，東部屬于準地臺區(qū)，西部屬于地槽帶。區(qū)內(nèi)斷裂主要有三種類型。北東向斷層主要分布在該區(qū)南部古生界地層中，成組出現(xiàn)，主要的有7條，一般長10公里左右，主要為具平移特征的沖斷層，有明顯的扭動和被改造現(xiàn)象，屬古生代末期到中生代早期形成的可能性很大。中北部主要是受東部大斷裂控制的一組很發(fā)育的北西向斷層，幾乎縱貫全區(qū)。北部主要有三條，分布在古生界中，長520公里左右，一般為沖斷層。中部主要分布在挖色到九頂山一帶，主要有兩條，長2050公里，也以沖斷層為主。另外在全區(qū)大量發(fā)育的東西向斷層，一般規(guī)模較小，多在310公里，屬平移性質(zhì)，均切割其它方向的斷層，形成時間可能較晚。洱海大斷裂為本

4、區(qū)主干斷層，從礦區(qū)東側約2k處通過，斷層區(qū)域長度大于100k，呈北北西向展布，斷層走向310，傾向北東，傾角5060，破碎帶寬13左右。北東盤泥盆紀灰?guī)r被擠碎并夾有擠壓透鏡體。南西本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理盤侏羅紀砂巖受擠壓后呈條帶狀破碎，并形成擠壓透鏡體。斷層面下盤見有擦痕，顯示上盤向南西斜沖。該斷層是一條形成時期早，活動時間長的壓扭性斷層，對其兩側的沉積建造，構造形態(tài)，地貌輪廓起明顯控制作用，形成截然不同的地質(zhì)地貌景觀。區(qū)內(nèi)褶皺多被破壞，北部很不明顯，中部為向陽大背斜，南部為一系列次級褶皺。1向陽大背斜：軸線長達30至40公里，主要呈北西向，北端近南北向，南端逐漸轉為近東西向。褶皺軸中

5、部有較明顯的起伏，并被一系列斷層錯移。軸部由本區(qū)最老地層下奧陶統(tǒng)組成，兩翼分布有石炭系和更新的地層，兩翼也被和軸向大致平行的斷層所破壞。石炭系和下奧陶統(tǒng)之間具有明顯的假整合關系，同時沉積覆蓋在云弄峰和挖色晉寧期花崗巖上。上覆泥盆系中在主背斜軸兩翼發(fā)生一系列次級褶曲，其軸向亦大致平行主軸。因此翼部巖層傾角變化較大，但主要褶皺部分兩翼比擬對稱，傾角中等。2南部褶皺組：分布在祥云至彌渡間，總體上顯示為一個大向斜構造及兩側伴生的背斜構造。但因斷層的破壞，造成主要褶皺不明顯，反映出來的為一系列軸向北東的次級褶曲，共10余條，均分布在上古生界地層中，一般為同層褶曲，褶皺軸長多為5公里左右。區(qū)域巖漿巖種類較

6、多，有酸性、中性、堿性、基性、超基性巖等。以玄武巖分布最廣，次為酸性巖和堿性巖。巖漿活動具多期活動的特征，明顯受構造的控制。早期形成巨厚的玄武巖層，晚期以基性超基性巖漿侵入為特征。早期印支期的酸性巖漿活動除與斷裂褶皺有關，且受基底褶皺和斷裂的控制。本期的巖漿活動以早期酸性的巖漿侵入活動開場，以晚期的堿性巖漿活動完畢。喜山期的堿性玄武巖漿活動那么明顯與斷裂有關。由于礦區(qū)處于兩構造單元的過渡帶，巖漿活動具有多期性，形成種類繁多的礦產(chǎn)，礦產(chǎn)地有：鶴慶北衙鉛、鋅、金、銀礦，祥云馬廠箐銅鉬金礦，賓川小龍?zhí)栋邘r銅礦，彌渡磺礦廠鐵、鉛、銀礦。2礦區(qū)地質(zhì)特征礦區(qū)出露地層由新到老主要為第四系全新統(tǒng)Q4、二疊系玄

7、武巖組四段P4和二疊系下統(tǒng)灰?guī)rP1、泥盆系下統(tǒng)康廊組D1k。各地層單元特征如表1。礦區(qū)構造簡單，未見大的斷層。在礦區(qū)南部，有一條近東西向的斷層，為成礦期前構造，對礦體沒有破壞作用。礦區(qū)主要出露海西期的基性巖株、巖墻，經(jīng)取樣鑒定為含鈦鐵礦輝長巖。為輝長構造，塊狀構造。主要礦物成分為：斜長石含量30%，半自形自形柱狀、板柱狀晶體，具強鈉黝簾石化，普通輝石含量30%-35%，具條帶狀構造、環(huán)帶構造，鉀長石含量1%，角閃石含量1%，鈦鐵礦含量15%，含磁鐵鈦鐵礦含量20%，極少量黃銅礦和黃鐵礦。礦區(qū)變質(zhì)作用較弱。3礦床地質(zhì)特征和鈦鐵礦砂礦體賦存于第四系殘積物和坡積物中，為松散堆積物，屬富礦。礦床類型為

8、風化殘積中、坡積型砂礦。礦體呈面狀分布，經(jīng)地表調(diào)查和10個取樣剖面控制，可連接為一個礦體。礦體長910米，寬450米，順坡呈面形產(chǎn)出，分布標高2040-2185米，傾向120，總體傾角較緩，約10左右；控制垂厚1.66-17.57米之間，平均垂厚8.05米；平均品位67.16kg/3，礦區(qū)探獲鈦鐵礦砂礦量25374273356萬t，礦物量17.0426萬t。礦石物質(zhì)組成為鈦鐵礦，呈黑色，粒度在0.1-1.0之間。其它成分主要有粉砂、粘土，部分有塊石、角礫等。礦砂構造構造為細砂狀泥狀構造，松散土狀構造。礦石大體重樣測試資料2、3，體重值為：1.4t/3。礦床工業(yè)類型為風化型鈦鐵礦砂礦，富礦，主要

9、礦物為鈦鐵礦，鈦鐵礦砂品位12.8-208.1kg/3，礦床平均鈦鐵礦砂品位67.16kg/3。有益有害元素組份分含量在淘洗的鈦鐵礦精礦中為二氧化鈦42.23%、全鐵38.34%、鉛0.006%。其中二氧化鈦的含量很接近一般鈦鐵礦中二氧化鈦含量的底限值43.64%，說明該礦山砂礦中淘洗得到的精礦中的鈦鐵礦物的含量是很高的。伴生礦物有磁鐵礦，從基性巖原巖中鈦鐵礦/磁鐵礦含量看為3/4，實際消費過程中磁鐵礦產(chǎn)量與鈦鐵礦相當，已經(jīng)加以利用。S、P、As有害元素含量都很低，沒有超過工業(yè)指標。礦體圍巖和夾石：該區(qū)鈦鐵礦砂礦體底板巖性為輝長巖，在取樣剖面上未發(fā)現(xiàn)夾石。4礦床開采前景分析4.1礦石加工技術性

10、能中和鈦鐵礦砂礦為殘、坡積型砂礦。礦砂巖性主要是粉質(zhì)粘土，少量碎石土。礦砂質(zhì)地松散，易挖掘。礦砂經(jīng)破碎、過篩、水洗脫泥后，選出的礦砂由鈦鐵礦和磁鐵礦組成，前者磁性弱，后者磁性強，經(jīng)磁選后二者可以別離，最終選出鈦鐵礦。礦石入選平均鈦鐵礦砂品位67.16kg/3，鈦鐵礦物回收率75%，產(chǎn)品為42.27%Ti2的鈦鐵礦物，年產(chǎn)量在3238噸左右。該礦屬易選類型，選礦指標可以到達設計要求，回收率較高。礦山開采方式采用露天開采方式，開采方法選擇塹溝開拓，運輸方案采用水力管壓運輸方案4。礦山原加工工藝為：原礦碎礦選用雙動顎式碎礦，最終碎礦粒度為-18脫泥采用水洗脫水槽脫泥方式進展脫泥處理，選用螺旋洗礦機進

11、展脫泥、輕重礦物別離處理磁選選用濕式強磁選方式，對水洗脫泥后的混合礦石進展?jié)袷綇姶胚x，對鈦鐵礦和磁鐵礦進展富集脫水。為了環(huán)保、節(jié)約本錢，資源可二次利用.礦山現(xiàn)方案采用矸堆石加工工藝，其加工工藝為：原礦碎礦壓力脫水泥漿分流?，F(xiàn)加工工藝的好處在于泥漿分流后的尾渣可再次利用銷售，漿可用于制磚，尾水可可排入蓄水池沉淀后再次利用。4.2礦床開采技術條件區(qū)內(nèi)地下水按其含水介質(zhì)類型和賦存條件，劃分為孔隙水、基巖裂隙水和巖溶水三類：第四系松散孔隙水分布于表層殘、坡積及沖積層中，殘、坡積中含水量弱，沖積層中富水性中等強。基巖裂隙水主要分布于二疊系玄武巖和海西期輝長巖分布區(qū)，含水性弱。巖溶水主要分布于康廊組D1k

12、和二疊系灰?guī)rP1、大理巖化灰?guī)r地層分布區(qū)，含水性中等。礦區(qū)內(nèi)地表水較貧乏，除季節(jié)性的小箐溝雨季有水外，無大的地表水體，地表水對礦床開采影響較校礦區(qū)為一單斜坡地形，最低開采標高為2040，當?shù)刈畹颓治g基準面2000以上。資源儲量估算最低標高均高于礦區(qū)最低侵蝕基準面和豐水期地下水位。礦體既透水也含水，地下水對礦坑無充水影響，大氣降雨為礦坑充水主要來源，地形有利于礦坑水的自然排泄。礦床水文地質(zhì)條件屬地下水徑流區(qū)，第四系含水層充水的簡單類型。根據(jù)以上特征，洱源縣中和鈦鐵礦砂礦水文地質(zhì)條件屬簡單類型。區(qū)內(nèi)的鈦砂礦體賦存于地表殘、坡積層中，以粉質(zhì)粘土為主，部分為碎石土，巖土體構造均勻，較松散，穩(wěn)固性差。礦層底板為玄武巖巖體，較堅硬，穩(wěn)固性較好。礦區(qū)巖性組成簡單，以風化巖類軟弱巖組為主；邊坡巖體裂隙較發(fā)育，采場內(nèi)堆積的碴土量較小，雨季不易形成泥石流；采場周邊形成較高陡的邊坡，礦層與地形構成不利組合時，易發(fā)生地面拉裂、滾石、崩塌、滑坡地質(zhì)災害，工程地質(zhì)條件屬以風化巖類為主的中等類型。據(jù)?GB500112001建筑抗震設計標準?烈度分區(qū)，礦區(qū)地震動峰值加速度0.20g，地震動反映譜特征周期為0.40s，本區(qū)位于8度地震烈度設防區(qū)，區(qū)域穩(wěn)定性較差。礦區(qū)所處區(qū)域不穩(wěn)定，地震烈度較高。礦區(qū)內(nèi)無污染源存在，礦石及剝離物均不含有毒有害成分。礦區(qū)巖溶不發(fā)育，采礦引起地面塌陷的可能性較校綜上所述，礦區(qū)水文