大台沟铁矿地球化学特征与矿石质量分析
摘要：大台沟铁矿为一隐伏的超大型铁矿床，铁矿体赋存于中太古代鞍山群樱桃园岩组含铁石英岩中，属典型的“鞍山式”火山-沉积变质铁矿床。通过光、薄片观察、粒度分析、物相分析、基本分析等手段，详细研究分析了矿石类型、地球化学特征、有用矿物的嵌布方式、矿石中有害组分等。通过分析认为，大台沟铁矿矿石矿物成分简单、矿石质量较好、矿石品位均匀，矿化连续。
关键词：大台沟铁矿；地球化学；矿石质量；鞍山式铁矿；辽宁省
1、前言
大台沟铁矿为一隐伏的超大型铁矿床，铁矿体赋存于中太古代鞍山群樱桃园岩组含铁石英岩中，属典型的“鞍山式”火山-沉积变质铁矿床。
矿体自上向下划分三种自然矿石类型，分别为赤铁矿石、复合矿石及磁铁矿石。矿体上部受氧化作用较强，在勘探线剖面上赤铁矿石与复合矿石及磁铁矿石的界线呈参差不齐的漏斗状。矿体氧化界线在-900m～-1200m之间，氧化作用主要是外生成因，与矿床形成过程中及成矿后受古地理古气候条件的影响有关，部分氧化矿与热液作用有关；主要矿石类型有上部条带状赤铁石英岩、角砾状赤铁石英岩等，无磁性；复合矿石位于矿体的中部，主要矿石类型有磁铁赤铁石英岩、含透闪磁铁赤铁石英岩等，矿石显磁性，局部磁性较强，磁铁矿含量较高；磁铁矿石主要矿石类型有条带状磁铁石英岩、透闪磁铁石英岩等，磁性强，磁铁矿含量大于25%，局部含少量赤铁矿。
2、矿石的矿物成分
大台沟铁矿区发现的铁矿属鞍山群樱桃园岩组含铁层，矿石中的矿物成分较简单。通过光、薄片观察研究，铁矿石中发现有十余种矿物，分别属于氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硫化物等四大类。按其生成环境可分为原生及次生两大类。
不同类型矿石的主要组成矿物种类基本一致，但含量存在较大的差异。
3、矿石的结构构造
铁矿层经历了多期次的变形变质作用的改造，形成了不同的结构构造类型；构造类型有：条带状、条纹状、角砾状、小褶皱状、块状、石香肠状等，以条带状为主，其次为角砾状及小褶皱状。
结构类型有：镶嵌粒状变晶结构、鳞片粒状变晶结构、柱状粒状变晶结构等。
4、矿石中有用矿物的含量、粒度及嵌布方式
4.1矿石中有用组分的含量
经光、薄片鉴定，矿石主要含铁矿物有：磁铁矿、赤铁矿（镜铁矿）、假象赤铁矿、绿泥石等，其中以磁铁矿和赤铁矿（镜铁矿）为主，假象赤铁矿次之，可供工业利用的矿物为磁铁矿、赤铁矿（镜铁矿）和假象赤铁矿。
通过各类型矿石的光、薄片在显微镜下采用目估法进行了统计。主要含铁矿物含量多数在20-50%之间，最高可达75%，最低仅为5%。磁铁矿在磁铁矿石和混合矿石中，含量在10-75%，多数含量在20-40%之间，矿石显磁性；赤铁矿（镜铁矿）在赤铁矿石和混合矿石中，含量在5-75%，多数含量在25-40%之间。受变形变质及构造影响，局部出现贫化（石英条带为主，铁矿条带细小）和富集现象（铁矿条带为主，石英条带细小），但总体含量较均匀。
4.2 铁矿石中矿物粒度
贫铁矿石粒度测定是釆用显微镜下顺尺线断测量方法进行统计的，粒度分级由细至粗划分为13个区间。测量铁矿样品10件，测量统计铁矿物粒度共3417粒。从10件样品中统计的铁矿物粒度平均值看，粒度粗细不等，相差比较悬殊，粗粒可达0.589毫米以上，较细粒在0.021毫米以下，一般粒度变化范围在0.01～0.589毫米之间，多数集中在0.074～0.208毫米之间，平均粒径在0.042毫米。粒度测定结果显示属于粗细粒不均匀型铁矿石类型。
5、矿石中有用矿物的嵌布方式
矿石中可供工业利用的矿物主要是赤铁矿（镜铁矿）及磁铁矿，在矿石中呈条带状嵌布，矿石中条带宽窄不一，具有膨胀收缩现象，少数宽者>5.0mm，窄者小于0.03mm，一般介于0.1～3.0mm之间。条带内铁矿物的含量也不尽相同，铁矿物含量高的形成富铁条带，铁矿物含量低的形成贫铁条带。含铁条带中铁矿物多呈它形粒状晶形集合体紧密相嵌，局部自形板状、薄板状，偶见有磁铁矿八面体和菱形十二面体晶形；赤铁矿交代磁铁矿较为发育，表现为赤铁矿在磁铁矿中呈不规则的细脉状穿插，或者分布在磁铁矿边缘，个别磁铁矿被交代呈岛状残留。铁矿石中不同条带类型，铁矿物颗粒间嵌布形式略有不同。
6、矿石的化学成分
6.1 TFe、mFe、SiFe、cFe的含量变化特征
铁矿石中化学成分主要以氧化物为主，铁主要赋存在氧化矿物（磁铁矿、赤铁矿）中，其次为硅酸盐矿物（绿泥石、透闪石），碳酸盐矿物铁白云石，硫化物（黄铁矿）等。本区铁矿石化学成分符合鞍山式贫铁矿石成分相对简单的特征。
矿石平均品位TFe33.07%、mFe15.64%；其中赤铁矿石平均品位TFe33.84%，mFe2.87%，SiFe5.9%，cFe1.66%；复合矿石平均品位TFe32.18%，mFe16.58%，SiFe2.51%，cFe1.59%%；磁铁矿石平均品位TFe33.21%，mFe28.77%，SiFe1.21%，cFe0.67%。
统计结果表明，矿体全铁含量>20%的样品有2157件，占样品总数的84.29%；其中含量在20～25%的样品257件，占10.04%；含量在25～40%的样品1674件，占65.41%；含量在≥40%的样品226件，占8.84%；含量在<20%的样品402件，占15.71%。
物相分析统计结果表明，硅酸铁在矿体中普遍存在，但含量很不均匀，在赤铁矿石中含量较高（5.9%），在复合矿石相对较低（2.51%），在磁铁矿石中含量相对最低（1.21%）。赤铁矿石（氧化矿）硅酸铁含量较高主要是矿石中局部含有绿泥石、透闪石及阳起石，从矿体上部（多为赤铁矿石、复合矿石）硅酸铁含量较高，向深部逐渐降低，在控制矿体最深部的-1700m～-1800m（样品主要采自矿体低板附近）硅酸铁含量又偏高；矿体上部和深部硅酸铁含量偏高的这种趋势，反映出曾经近地表遭受氧化作用和深部与围岩过渡的关系。
与地质观察情况相吻合。从全区整个来看，硅酸铁虽部分地段较高，但部分硅酸铁高的地段，全铁含量也高，对矿石质量有一定影响，但影响不会很大。
6.2 矿石中有害组分含量
从矿体的不同部位（上部、中部、下部）的不同矿石类型中，采集了100件组合分析样品，用以了解矿石中主要有害组分的含量及分布状况。由分析结果可知，除SiO2较高外，其它有害元素均很低，对矿石质量影响不大。SiO2 20.62～61.02%，平均46.08%；S 0.012～0.161%，平均0.034%；P 0.005～0.115%，平均0.046%；Mn 0.025～0.319%，平均0.11%。
根据磁铁矿石、复合矿石及赤铁矿石的化学全分析结果，三种不同类型的样品碱性系数（Ca+MgO）/（SiO2+Al2O3）均在0.1左右，说明它们都为酸性铁矿石。
7、结论
通过对大台沟铁矿钻孔岩心样品地球化学分析，认为：
（1）大台沟铁矿石工业类型属需选铁矿石，按矿石的自然类型的分类原则，根据矿石中矿物含量划分为三种矿石类型：赤铁矿石：ω（mFe）/ω（TFe）≤15%。复合铁矿石：85%>ω（mFe）/ω（TFe）>15%。磁性铁矿石：ω（mFe）/ω（TFe）≥85%。
（2）矿石中的矿物成分较简单，磁铁矿颗粒粗细粒不均匀，铁矿物颗粒间嵌布形式略有不同。
（3）铁矿石化学成分符合鞍山式贫铁矿石成分相对简单的特征。
（4）硅酸铁在矿体中普遍存在，但含量很不均匀，在赤铁矿石中含量较高（5.9%），在复合矿石相对较低（2.51%），在磁铁矿石中含量相对最低（1.21%），对矿石质量有一定影响。
（5）矿石中除SiO2较高外，其它有害元素均很低，对矿石质量影响不大。
参考文献
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作者简介：温德娟，1980年出生，女，地质学硕士，2007年毕业于辽宁工程技术大学。现从事地质、水工环地质工作，工程师，就职于辽宁省地质矿产调查院。