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铜矿选矿设备的研究论文

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铜矿选矿设备的研究论文

新型环保铜矿选矿设备铜矿石浮选技术铜矿的选矿方法和选铜矿工艺流程(1)浸染状铜矿石的浮选一般采用比较简单的流程,经一段磨矿,细度-200网目约占50%~70%,1次粗选,2~3次精选,1~2次扫选。如铜矿物浸染粒度比较细,可考虑采用阶段磨选流程。处理斑铜矿的选矿厂,大多采用粗精矿再磨—精选的阶段磨选流程,其实质是混合—优先浮选流程。先经一段粗磨、粗选、扫选,再将粗精矿再磨再精选得到高品位铜精矿和硫精矿。粗磨细度-200网目约占45%~50%,再磨细度-200网目约占90%~95%。(2)致密铜矿石的浮选致密铜矿石由于黄铜矿和黄铁矿致密共生,黄铁矿往往被次生铜矿物活化,黄铁矿含量较高,难于抑制,分选困难。分选过程中要求同时得到铜精矿和硫精矿。通常选铜后的尾矿就是硫精矿。如果矿石中脉石含量超过20%~25%,为得到硫精矿还需再次分选。处理致密铜矿石,常采用两段磨矿或阶段磨矿,磨矿细度要求较细。药剂用量也较大,黄药用量100g/(t原矿)以上,石灰8~10kg(t原矿)以上。更详细的资料参考:宋陵矿山机械有限公司选矿设备技术咨询网:铜矿选矿浮选工艺流程图:全国免费咨询电话:专家咨询热线:

转环立式旋转、反冲精矿。平环强磁选和磁介质堵塞的问题是国内外几十年未解决的技术难题。 SLon 磁选机采用转环立式旋转方式,对于每一组磁介质而言,冲洗精矿的方向与给矿方向相反,粗颗粒不必穿过磁介质堆便可冲洗出来,从而有效地防止了磁介质堵塞。 设置矿浆脉动机构,驱动矿浆产生脉动流体力。在脉动流体力的作用下,矿浆中的矿粒始终处于松散状态,可提高磁性精矿的质量。 平环高梯度磁选机对给矿粒度要求比较严格,我们研究了独特磁系结构及优化组合的磁介质,使 SLon磁选机给矿粒度上限达到毫米,简化了现场分级作业,具有更为广泛的适应性。

选矿的尾矿库的设计研究论文

为认真贯彻党中央、国务院关于切实加强尾矿库安全生产管理工作的一系列重要指示精神,深刻吸取山西临汾市襄汾县新塔矿业有限公司“”特别重大尾矿库溃坝事故教训, 扎实做好全市尾矿库安全隐患治理工作,现结合我市实际制定本工作方案。 一、工作目标 通过尾矿库安全隐患治理,消除尾矿库重大安全隐患,关闭不具备安全生产条件的尾矿库;落实尾矿库安全责任;促进企业 建立完善尾矿库安全管理制度,加强技术管理和现场管理,实现尾矿库安全生产条件明显改善,尾矿库安全风险降低,确保全市尾矿库不发生重……

保护环境选矿厂产生的尾矿不仅数量大,颗粒细,且尾矿水中往往含有多种药剂,如不加处理,则必造成选厂周围环境严重污染。将尾矿妥善贮存在尾矿库内,尾矿水在库内澄清后回收循环利用,可有效地保护环境。利用水资源选矿厂生产是用水大户,通常每处理一吨原矿需用水4~6吨;有些重力选矿甚至高达10~20吨。这些水随尾矿排入尾矿库内,经过澄清和自然净化后,大部分的水可供选矿生产重复利用,起到平衡枯水季节水源不足的供水补给作用。一般回水利用率达70%~90%。保护矿产有些尾矿还含有大量有用矿物成份,甚至是稀有和贵重金属成份,由于种种原因,一时无法全部选净,将其暂贮存于尾矿库中,可待将来再进行回收利用。

尾矿池 尾矿是使用球磨机或浓缩池选矿时,从矿石中提取金属后留下的细粒物质。尾矿的粒径分布,一般为非常细的砂到粉沙土。在许多例子中,尾矿含有多达60%的筛下物质。 在尾矿池中使用土工合成物时,主要考虑的是要防止尾矿中液相的污染物因存放过久而发生渗漏,或者用来减少衬垫上的水头。控制尾矿库内的水位,是库池系统设计的关键。有些尾矿库设计采用上游建筑法。为了保证坝体的稳定,该法需要保持地下水面远离尾矿坝面。由于尾矿是泥浆形态,因此土工合成物在尾矿放置初期,在尾矿坝前面起隔水体的作用。此外,土工合成物还用来构筑尾矿库底部衬垫系统及其下的排水系统。尾矿排放后,就立即通过排水系统和地面尾矿库管理进行脱水。使用库水管理系统来降低坝面附近的地下水面,以保持坝体土的高强度。 防水衬垫和排水系统结构及其在不同水头下的表现,是在设计阶段应当研究的问题。在北方地区寒冷的冬天生产时,尾矿浆与衬垫的相互作用应当特别注意。坝台形成后,坝台对土工膜在长期使用状态下的影响是非常重要的。土工膜及其上面的排水材料的长期耐久性,也是一个必须研究的问题。 常见的尾矿池防渗设计方法,包括根据每4000m2有一个10mm2的洞,对通过土工膜的渗漏液进行估计。一般在进行尾矿库生产设计时,需要仔细考虑尾矿浆固结时在衬垫上形成的界面力。尾矿库内的不均匀沉降,会造成土工膜衬垫上应力的广泛变化及由此而产生的应变差。 其它需要注意的突出问题,还有尾矿沉降对边坡上界面力的影响。由于尾矿是以矿浆形式排放,孔隙度很大,在自重和其后排放的尾矿的重力作用下,就会出现有明显的固结。尾矿固结形成的拉力,会导致土工膜发生撕裂和穿破。尽管经验表明,由界面力作用引起的这种破坏一般并没有出现,但是对此应有很好的了解。 另一个问题是,由各种化学药剂和细菌作用引起的土工布堵塞。虽然有若干研究者研究过土工布在不同情况下发生堵塞的问题,但是采矿工业界缺乏与其相适应的确定的尾矿库设计方法。如果土工布用于含有硫化物尾矿的排水系统,那么土工布会因为在还原和氧化环境界面上形成沉淀而发生堵塞。尾矿库通常是一个还原环境,而排水系统因为与大气相通则可能是一个氧化环。 在尾矿库的排水系统中,使用土工布能成为尾矿库正常运转的关键部分。如前所述,上游法构筑尾矿坝时,要求仔细地管理库内的水位。通常在构筑下部的排水系统时,用土工布来过滤和分隔。如果在尾矿库使用期间,土工布严重堵塞,库内水位就会上升,并最终危及尾矿坝的稳定。

煤矿设备文章

原创的要吗。俺有的。论文的学术价值的问题经常与论文对所希冀结果的概括性水平有关。研讨结果只要在特定的情境下才干适用(例如单个的企业),而在其他的情境下就不再存在这种相关性了,因而普通状况下,论文对已有学问的促进有着十分有限的价值。

一、煤矿机电设备管理的重要性在煤矿生产工作中,机电设备的管理具有重大意义。第一,加强机电设备管理有利于提高煤矿生产效率。在煤矿生产过程中,如果机电设备出现故障,将会影响煤矿生产工作的正常开展,给煤矿企业造成经济损失。而加强机电设备管理则可以提高生产效率,给企业带来经济效益。第二,加强机电设备管理有利于延长它们的使用年限。在机电设备管理中,通过定期检修和保养措施,也可以在很大程度上延长它们的使用年限,使它们继续为煤矿生产服务。第三,加强机电设备管理有利于促进矿井安全生产。长期以来,安全问题都是煤矿生产中的一个重要问题。其中,机电设备也是引发安全事故的一个原因。在日常生产中,加强对机电设备的管理,可以及时发现设备运行中存在的各种安全隐患,降低安全事故发生的概率,促进矿井的安全生产。二、煤矿机电设备管理现状(一)机电设备管理意识淡薄在日常工作中,相关工作人员的机电设备检修和保养工作不到位,只有当设备出现故障的时候,才对其进行维修,这样不仅影响煤矿的生产,而且还缩短了设备的使用寿命,增加了煤矿企业机电设备的更新成本。(二)机电设备检修工作不到位在使用过程中,工作人员要加强对设备的检修,以便及时发现各种问题并对其进行处理。但是,从实际情况来看,很多煤矿企业的工作人员由于缺乏责任心和安全意识,没有做好设备检修工作,造成机电设备中存在一些安全隐患,最终引发各种安全事故,给企业造成经济损失甚至人员伤亡。(三)机电设备本身存在的一些问题在社会发展新时期,随着煤矿开采的深入发展,开采的工作环境越来越复杂,这对机电设备提出了新的要求。但是,在具体应用中,很多机电设备自身存在一定的缺陷,比如,设备老化,设备没有保护装置等,这些问题使煤矿生产中存在很多安全隐患,也增加了管理的难度。由此可见,机电设备自身存在的问题也是制约管理水平的一个因素。三、强化煤矿机电设备管理的措施(一)提高工作人员的综合素质为了促进机电设备管理工作的顺利进行,必须通过教育培训等方式提高工作人员的综合素质。首先,增强安全意识。要通过宣传教育等方式不断增强工作人员的安全意识,使他们在管理工作中贯彻落实安全意识,减少安全事故的发生;其次,提高专业水平。在过去,由于受到技术水平的限制,一些机电设备故障不得到有效排除,严重影响了管理工作效率。因此,还要提高他们的专业技能。总之,通过培养一批高素质的工作人员,可以为机电设备管理水平的提高提供人力支撑。(二)强化机电设备维护和保养管理机电设备的维护和保养工作是设备管理中的一个重要内容。具体来讲,需要做好以下几个方面的工作。第一,保证机电设备的清洁和整齐。一方面,在对机电设备进行管理的时候,工作人员要做好清理工作,保证机电设备的内部和外部没有油垢和锈蚀等,确保它们的清洁;另一方面,在维护和保养中,我们要确保机电设备中各种零部件的整齐性,比如,线路要整齐,标签要完整;第二,做好机电设备的润滑工作。在维护和保养过程中,工作人员还要按照相关要求做好加油工作,确保设备各个部件的润滑性能和油路的畅通;第三,确保机电设备的安全。在每次使用之前,相关工作人员要做好检查工作,如果机电设备出现异常状况,要及时采取措施进行维修,确保设备的安全。

机电设备故障诊断及维修技术分析

摘 要 :随着经济全球化发展,各种资源的需求量在不断增加,煤矿更是重要资源之一。要确保煤矿正常生产,不但要做好各种管理措施还必须确保各种机电设备正常工作。因此,就必须对机电设备可能出现的故障进行预测,为确保正常工作做好基础工作。文章依据多年工作经验,分析如何诊断煤矿企业中的机电设备故障,并在此基础上探索维修技术。

关键词 :维修技术;机电设备;故障诊断

Abstract: With the development of economic globalization, the demand for resources is increasing, coal is an important resource. To ensure the normal production of coal mines, not only to do a variety of management measures must also ensure that all electrical equipment is working properly. Therefore, it is necessary for mechanical and electrical equipment failures that may occur to predict, to ensure the normal work to prepare the ground. Article based on years of work experience, analysis of how to diagnose the coal mining enterprises in the electrical and mechanical equipment failures, and service technicians to explore on this basis.

Keywords : maintenance technology; fault diagnosis; Electrical Equipment

一直以来,机电设备都是煤矿生产中的重要组成部分,也直接会影响着煤矿产量。可以说,机电设备在煤矿安全生产的地位是越来越重要。但是从现状来看,因煤矿的生产条件与生产环境具有多样性与复杂性,必定给机电设备的管理带来新要求。在这种环境下,探究诊断机电设备的故障及其维修技术具有实际意义。

1 诊断机电设备的故障

在煤矿生产中所用到的机电设备比较多,必须要掌握其诊断方法,这也是煤矿生产中重要的组成部门。

尤其是现代化技术大量应用的今天,机电设备更是衡量各个煤矿企业产量重要标志。分析机电设备故障以及维护管理上更是生产经营管理之基础。依据设备故障的构造、工作状况差异及运行状态,最终其表现形式必然不同。对于机电设备的故障诊断之后总体有如下几个方面:机电设备的性能参数忽然降低;振动出现异常;声响异常;剧烈增加了磨损残留物;排气的成分发生变化,过热现象等。其故障多样变化就表明机电设备故障的产生原因比较多,并不是单一。对于煤矿机电设备的发生故障率大多是随着时间变化而发生变化。设备出现故障大体划分成三个阶段:

其一,早期故障。如果设备位于早期故障期,开始具有较高故障率,但是随着时间逐渐变化而快速降低故障几率,这个故障期间也叫机电设备的`磨合期,这个故障时间的长短大多是随着产品及系统设计和制造的质量相关。在该时段出现故障几乎都是因设计与制造上存在缺陷造成,或者是所用环境不但所致。

其二,偶发故障期。一旦机电设备处于了偶发故障期,那么故障率基本上就在稳定状态,靠近定值。在该期间出现故障就是随机的,而且这个时段中故障率比较低,大多属于稳定状态。

其三,损耗故障期。就是机电设备使用一段时间之后故障发生率随之上升。因此按照上面所示曲线,就必须针对性对机电设备进行维护及修理,这样才能够确保机电设备正常工作。一旦设备发生故障就必须进行诊断,为下一步维修打下基础。当然,不同的机电设备诊断方式不同,本文对矿井提升机及采煤机的诊断做一些阐述。

①煤矿提升机。在煤矿生产中提升机是主要设备之一,承担着提升矸石、原煤、升级人员、下放材料以及运送设备之任务;提升机是否能够安全运行直接关系着煤矿生产,影响着生产人员生命及财产安全,构造如图1所示。

在提升机的故障处理上,一直都被煤矿企业高度重视,如今采用最多就是使用单一的传感器检测提升机的控制系统,分析其频谱而诊断出故障。因为提升机主要是由机械传动系统、制动系统及润滑系统等,当运行时各个部件都可能发生故障,要想准确诊断出故障类型存在一定困难。如果采用多传感器信息融合技术来诊断提升机故障,就能够导出一些新信息,任何单一的传感器都不能够获取到该新信息,采取这种诊断方法有效扩大了时间覆盖范围,提升了置信度,改善了检测系统可靠性。

②采煤机的诊断。采煤机是煤矿所用主要设备之一,直接关系着煤矿的产量,从煤矿设备发生故障统计可知,采煤机出现故障75%属于液压系统故障,该系统可靠性直接影响着采煤机故障率。这个设备的液压系统分为高压与低压两个部分,随着负载增加高压升高,而低压恒定,负载变化不会影响低压变化。如果低压正常而高压降低,一旦增加了负载,高压不升高反而降低,表面该系统存在漏损,而且漏油处位于主油路高压侧,就必须要停机处理。如果高压降低了,而低压上升,就表明液压系统存在高低压窜通,就必须要检查旁通阀、安全阀以及梭形阀是否存在窜液。对于液压系统进行故障诊断时,就要采取主动维护,从而有效提升采煤机的使用可靠性,延长采煤机的使用寿命。

2 维修技术

在使用过程中,机电设备因磨损必定会造成一些零部件劣化而出现故障,必定会影响到设备性能、效率、精度及经济性,乃至不能够运行。因此必须维修机电设备,并且要结合实况采取合理的维修技术。

①温度诊断。一旦机电设备发生了故障必定出现稳定异常,因为机件损伤时温度升高的速度总是比故障先出现。将采集温度数据绘制成图表,而且逐点相连成一条直线,并运用这个直线斜率来分析温度变化趋势,求出直线斜率值就能够推算在某时刻温度值,一旦超出了设备所允许最高温度值,那么就能够分析是否可能发生故障。

②振动监测。这种方式是预防性维修中采用比较普遍手段,大体能够划分成两个大类,简易诊断仪与精密诊断系统,简易诊断仪就是用测量放大器把测振传感器所感受振动信号增大,然后用检波器显示出振动峰值或者有效值,就能够了解到机械振动。而精密诊断系统就是定期或者在线检测设备,并把振动信号记录到磁带上或者用检波器显示出来。并用计算机或者中央处理机进行分析处理,从其分析结果来判断出故障的部位与原因,从而确定出维修对策。

事实上,维修故障技术比较多,还有铁谱监测、电压法等,具体采取那种方式还要视具体情况来分析。

3 结 语

总而言之,对机电设备采取合理维护与维修,才能够确保设备处于长期正常运行状态。这就需要采取合理的诊断措施查找机电设备的故障,并选择合理的维修技术尽快处理故障,确保机电设备正常运转,确保煤矿生产效益最大化。

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铜钴矿浸出实验及设计研究论文

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嗯,新浪财经上有很多的期货介绍,可以参考一下。总体来说呢,铜钴矿产地主要是赞比亚、刚果、古巴,当地的政权还算是稳定,原料产量无忧,但是从市场上来说金融危机导致的全球经济萎缩还没有停止的迹象,市场萎缩很严重,电线、电缆等行业受损严重,相信未来是一个双方博弈的过程。

一、大地构造位置

德尔尼矿区位于巴颜喀拉褶皱系阿尼玛卿褶皱带东段,阿尼玛卿前缘大断裂北侧,阿尼玛卿超基性岩带东段的德尔尼超基性岩体中部(图2-24)。阿尼玛卿褶皱带为一裂谷系。

图2-24德尔尼地区区域地质略图 geological sketch of Dur'ngoi area

R—第三系红色砂砾岩、泥岩;1—白垩系紫红色砾岩、砂砾岩、砂岩;2—中、下侏罗统含煤碎屑岩;3—上二叠统石灰岩夹砂岩;4—下二叠统上组变质砂岩、板岩夹灰岩;5—下二叠统下组板岩、变砂岩夹火山岩;6—上石炭统结晶灰岩、大理岩夹角闪片岩;7—花岗岩;8—正长岩;9—闪长岩;10—超基性岩;11—地质界线;12—沉积不整合线;13—实测、推测逆断层;14—实测、推测性质不明断层;15—构造破碎带;16—德尔尼矿区

二、区域地质

(一)地层概况

区内地层以上古生界为主,其次有中下侏罗统、白垩系、第三系及第四系。由老到新简述如下:

上石炭统(C2):出露于区域中部,呈NW—SE向条状分布。分为四层:即斜长角闪片岩夹大理岩、大理岩、生物灰岩和结晶灰岩。各岩层之间呈渐变关系。生物灰岩中盛产 和腕足类化石,地层时代为上石炭统。但是,在德尔尼分水岭北侧之斜长角闪岩,角闪石K-Ar法年龄值742Ma。1991年西北有色地研所对矿区北侧斜长角闪岩和大理岩,测得Rb-Sr等时线年龄值203Ma,说明该区岩石中夹有新元古代构造残片。

二叠系(P):本区分布较广,主要在南半部。

下二叠统下组( ):主要由板岩、变砂岩组成,并夹有变火山岩的透镜体。

下二叠统上组( ):主要出露于区域南部,呈北西向带状延伸,由变砂岩、板岩、石灰岩组成,偶夹有变火山岩,构成了类复理石的沉积建造。在灰岩中盛产 类化石。

上二叠统(P2):主要出露于区域中部,由石灰岩及砂岩组成。

中、下侏罗统(J1-2):分布于区域东端,由一套含煤碎屑岩组成,以砂岩、砂质页岩及页岩为主,底部有砾岩。这一套岩石属陆相湖盆沉积。

白垩系(K):分布于区域北半部,为一套紫红色砾岩、砂砾岩、砂岩。

第三系(R):出露于区域中部,由一套红色砾岩、砂砾岩、泥岩组成。

(二)区域岩浆活动

沿积石山和阿尼玛卿山脉长达约300km,断续分布着超基性岩体,构成“积石山超基性岩带”。在青海省境内称“阿尼玛卿山超基性岩带”,该岩带总体呈NW或NWW向。酸性侵入岩分布于岩带北侧,而以超基性岩分布在岩带南侧。而以超基性岩体占优势。这些侵入岩往往与断裂构造密集在一起,构成了宽约3~5km的断裂-侵入岩带。

1.超基性侵入岩

“阿尼玛卿山超基性岩带”由一系列大小不等、互相平行或互相衔接的岩体组成。最大的岩体为德尔尼含矿岩体,长达17km,最宽处1000m。小岩体长仅数米至数十米。

超基性岩体以斜辉辉橄岩为主,次为橄榄岩、纯橄岩、辉石岩,还有少量辉长岩。除辉长岩外,其余岩石均已成为蛇纹岩。岩石成分主要由纤蛇纹石、叶蛇纹石、胶蛇纹石及绢石组成,局部见斜方辉石残晶,岩石中有较多的硫化物、磁铁矿、尖晶石等。

超基性岩几乎都产于下二叠统下组,极个别产于上石炭统或上二叠统中。岩体平面上呈不规则的长条状,多为顺层产出,随地层产状变化而变化,与围岩接触一般无接触变质带,有时可见混染现象。

原将这套超基性岩定为晚华力西期侵入产物。近几年来提出二种新看法,一种认为这套超基性岩属古元古代(Pt1-2)火山橄榄岩系列,测得超基性岩和玄武岩系Sm-Nb等时线年龄为1027Ma,Rb-Sr等时线年龄为672Ma;另一种认为阿尼玛卿山超基性岩带属于蛇绿岩组合特征。

2.酸性侵入岩

分布于超基性岩带北侧,大小岩体密集出露,在区内构成了酸性侵入岩带。岩性以花岗岩为主,其余为花岗闪长岩、角闪花岗岩、花岗正长岩、正长岩、闪长岩等。这些岩石均呈小岩体出现,规模很小。

花岗岩主体为黑云花岗岩,局部为片麻状构造极为发育的碎裂花岗岩,矿区附近,尤为明显。时代为燕山期。但有人认为是混合花岗岩,属老的构造残片产物。

3.火山岩

该区的火山岩分布在二叠系中,为玄武岩、玄武-安山岩,偶见凝灰岩。变安山岩顺地层产出,断续成透镜体分布,在安山岩与板岩接触处,其成分有渐变现象,为水下喷发形成。

(三)区域构造基本特点

区域总体构造线为NW向。岩体长轴方向及褶皱轴向和断裂带方向大体一致为300°~330°。它是在一组NE—SW向具有长期活动和继承性特点的挤压应力作用下发生的。

古元古代时以柴达木地块为核心的大陆已经存在,阿尼玛卿山一带是中新元古代柴达木古陆增生的结果。本带的玄武岩是活动大陆边缘的产物,属北部柴达木古陆的一部分。晚古生代时,在阿尼玛卿昆南-玛沁断裂和布青山-江千断裂再次活动,形成石炭—早二叠世活动性裂陷槽,深度大,活动性强,出现典型的岛弧型及活动性大陆边缘的环境,岩石具蛇绿岩组合特征。二叠纪末回返封闭成陆。三叠纪发生大规模特提斯海沉积,被阿尼玛卿山所阻,形成性质截然不同的南北二个特提斯海域。布青山-江千断裂附近有“混杂堆积”特点。侏罗纪以来,本区表现为陆相断陷沉积,以上升挤压和剥蚀作用为主,产生一系列推覆构造,伴有中酸性-酸性侵入岩多次活动。

(四)区域地球物理航磁特征

该区航磁异常呈串珠状展布在积石山、阿尼玛卿山断裂-超基性岩带上。分布长度达150km。其中有5个较大的异常,异常长轴3~25km,短轴~15km,中心磁场强度30~170nT不等。

1369号异常中心位置为德尔尼铜矿区,引起该异常的关键地质体为超基性岩带。F18断裂控制了扎崩沟-德尔尼基性-超基性岩体的分布。

三、矿床地质特征

(一)矿区地层和岩石

德尔尼铜钴矿位于积石山超基性岩带的中段,矿区出露的地层有上石炭统(C2)和下二叠统下组。超基性岩体的出露纵贯全矿区,占据矿区绝大部分面积(图2-25)。

图2-25德尔尼铜矿区地质略图 sketch of Dur'ngoi copper deposit

α—变安山岩;Ba—凝灰质板岩;μ—硅质岩;γ—花岗岩;γδ—花岗闪长岩;φ—超基性岩,以辉橄岩为主体,普遍蛇纹石化和碳酸盐化;φsic—硅化碳酸盐化蛇纹岩;φjc—碳酸盐化角砾状蛇纹岩:φс—碳酸盐化蛇纹石;φse—片状蛇纹岩;t—铁帽;1— 下二叠统下组千枚状炭质板岩、千枚岩,夹砂岩、变砂砾岩,偶夹变火山岩;2—C3上石炭统大理岩、结晶灰岩,夹角闪片岩;3—推测正断层;4—推测逆断层;5—实测、推测平移断层;6—实测、推测性质不明断层;7—地层产状;8—片理产状;9—矿体水平投影边界

岩体以北为上石炭统的大理岩夹角闪片岩和下二叠统下组的砂岩、炭质板岩、千枚岩夹凝灰质板岩和硅质岩。岩体以南为下二叠统下组的千枚状板岩,其中夹有玄武岩、玄武-安山岩透镜体。

德尔尼岩体群长17km,按地表出露情况,分为北、中、南三个岩带。德尔尼矿区位于中岩带最宽部位,宽约800m,两端逐渐变窄,西端有扎崩沟北矿带。南岩带在矿区南侧,至扎崩沟地区变宽,地表并有扎崩沟南矿带。北岩带呈断续出露,规模较小,西端有圆池山矿化点。总体讲,三个岩带向西收敛,向东撒开。中岩带和南岩带围岩为下二叠统下组砂岩、千枚状板岩、炭质板岩、玄武岩等。岩体中常见围岩的残留体存在。中岩带北部边缘分布有混合岩化碎裂花岩岗。北岩带围岩除下二叠统外,尚有上石炭统。超基性岩体的产状与围岩产状同步变化,与围岩呈整合产出。岩体以辉橄岩为主体,其次有橄榄岩,少量纯橄岩、橄辉岩、辉石岩等。岩体普遍蛇纹石化,镜下几乎无橄榄石。辉石均绢石化,仅见辉石残晶。岩石类型属镁质超基性岩,镁铁比值平均,为正常系列和铝过饱和系列两种,Fe2O3含量高于FeO,氧化程度高。

(二)矿区构造

矿区位于德尔尼复背斜的南翼接近轴部。

褶皱构造:在围岩和岩体中均有较多褶皱,轴向NW,与地层和岩体走向一致。岩体中心位置与背斜吻合。背斜南北两侧各有一个向斜。Ⅰ号矿体位于背斜轴部,Ⅱ号矿体位于南侧向斜轴部,Ⅶ号矿体位于背斜的北翼。

断裂构造:矿区断裂构造以纵向断裂为主,横向及斜断裂不发育。纵向断裂表现为逆断层带,片理化带及角砾带。

(三)矿体特征

矿体:矿区内有Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ四个主矿体(表2-10),22个小矿体,均产于超基性岩体中,几乎全部为埋藏不深的隐伏矿,呈透镜状或似层状,与围岩界线清楚,但具明显的褶皱形态。各矿体一般中部厚,向两端逐渐变薄。矿体虽然产在超基性岩体的中部,但局部地段的矿体的直接顶板岩层为一厚度不大的板岩夹变砂岩层(图2-26)。

表2-10主矿体矿量、规模及含量一览表Table 2-10Schedule of dimension,grade and ore reserves of main ore bodies

矿石矿物成分见表2-11。

表2-11各类矿石的矿物成分Table 2-11Mineral content of ore

图2-26德尔尼铜矿Ⅰ号矿体横剖面图 section of ore body in ur'ngoi copper deposit

1—第四系残坡积物.2—板岩;3—蛇纹岩;4—碳酸盐化角砾状蛇纹岩;5—矿化片状蛇纹岩;6—铜锌钴硫矿石;7—铜锌硫矿石;8—铜铁硫矿石;9—铜硫矿石;10—铜硫(暂难利用)矿石;11—钴硫矿石;12—铜矿石(氧化矿);13—铜矿石(氧化矿暂准利用);14—夹石;15—铁帽;16—矿体边界线;17—矿石工业类型边界线;18—地质界线;19—断层;1—主矿体及小矿体编号

矿石中主要组分:铜、锌、钴、硫均可单独圈出矿体。铜含量在1%左右,个别样品高达10%。锌含量在1%左右,个别样品高达。钴含量为~,个别样品达。钴主要分散在黄铁矿和磁黄铁矿中。黄铁矿含钴量最高,其次是磁黄铁矿;各期黄铁矿中早期黄铁矿含钴量最高。硫一般含量在30%~40%,一部分样品含硫达50%。

伴生组分:各主矿体含量较高的伴生组分为Au、Ag、Se、Cd、Ga、In。Au、Ag在氧化矿石中含量高于原生矿石。矿石中还含有微量Th和U。

矿石的结构和构造见表2-12。

矿石类型:绝大部分为原生矿石,局部地表有少量氧化矿石。原生矿石为块状和条带状含铜黄铁矿矿石,构成矿体的主体部分,它主要分布在矿体上半部。条带状含铜黄铁矿矿石主要分布在矿体下半部以及矿体两端尖灭部位。浸染状和角砾状矿石分布不广。矿石工业类型以铜锌钴硫矿石、铜锌硫矿石、铜钴硫矿石为主体。

主要组分的分布规律:铜、钴和硫基本上分布在整个矿体中,锌主要分布在矿体上部。

(四)围岩蚀变

矿体围岩蚀变以碳酸盐化和蛇纹石化最为发育,分布最广,与矿体空间关系密切。其次有滑石化、绿泥石化、钠闪石化、硅化、绿帘石化、闪石化、黑云母化、金云母化、石榴子石化等。这些蚀变较弱,分布不普遍,与矿体关系不密切。

表2-12矿石的结构和构造分类Table 2-12Texture and structure of ore

碳酸盐化:超基性岩内碳酸盐化广泛发育,蚀变矿物有方解石、白云石、菱镁矿等。

蛇纹石化:蛇纹石化几乎遍及整个超基性岩体,围绕矿体形成一个宽约数十米至数百米的蛇纹岩包围圈,内圈为碳酸盐化蛇纹岩。蚀变矿物主要为纤蛇纹石、叶蛇纹石、胶蛇纹石等。超基性岩体的蛇纹石化的形成共有三期,其中第二期蛇纹石化与矿化伴生。

(五)成矿作用

1.地质构造背景

布青山-阿尼玛卿山带的主要特征有:

(1)从卫片上清楚地看出,阿尼玛卿带北侧修沟-玛沁一带有一条区域性大断裂存在,区域重力、航磁也显示深大断裂的特征。该断裂是具有继承性和长期性的深大断裂带,是塔柴古陆(或华北古陆)与华南古陆过渡地带,中新元古代具有华北古陆边缘的演化史,古生代及以后则具有华南古陆的特征。

(2)区内地层以上古生界为主,岩石变质程度深,一般出现千枚岩、变砂岩、大理岩,甚至出现片岩、片麻岩。

(3)德尔尼北侧中-酸性侵入岩的同位素年龄为120Ma、153Ma、174Ma,为燕山期,也还有可能印支期和喜马拉雅期岩体。德尔尼岩体北侧碎裂花岗岩有的为混合花岗岩。

(4)基性、超基性岩带呈NW或NWW向延展,断续分布长达300余公里,成群出现。岩体呈长条状,密集平行排列,断续延伸。岩带中也有中古元古代的古老构造残片出露。德尔尼矿区北侧斜长角闪岩K-Ar法年龄值742Ma,德尔尼地区超基性岩及玄武岩Sm-Nd法年龄值1027Ma,Rb-Sr法年龄值672Ma。

2.超基性岩的成因

随着地质研究程度的加强,对超基性岩的认识不断加深。

(1)据钻孔资料,在深达1000m处,超基性岩体仍然存在,并有铜矿体或矿脉。

(2)德尔尼矿区超基性岩体直接产于 砂板岩中,但 中火山岩夹层并不与超基性岩直接接触,未见二者的过渡关系。扎崩沟地区玄武岩与超基性岩呈整合接触,无蚀变作用,玄武质火山碎屑岩有硅质岩。圆池西山块状含铜黄铁矿产于玄武岩中,而玄武岩在超基性岩中呈小包体产出。

(3)岩体与围岩接触一般见不到接触变质现象,接触处偶有规模不大的片状蛇纹岩,这仅是构造接触的标志。

(4)“角砾状”超基性岩的形态产状和成因是复杂的。一种呈线型分布,蛇纹岩破碎成角砾,被碳酸盐胶结,方解石呈网脉状,可能属于就地破碎后期构造挤压形成;第二种是角砾状与块状蛇蚊岩呈渐变过渡关系。角砾状蛇纹岩的角砾和胶结物均为超基性岩物质,角砾大小不等,角砾和胶结物比值变化极大,特别在扎崩沟地段如此。角砾状超基性岩分布大致呈椭圆形,可能具隐爆性质;第三类角砾和胶结物均为超基性物质的岩石,呈线型分布,或呈长轴状透镜体,胶结成分比例较低,角砾棱角模糊,可能是超基性岩流中自破碎角砾岩。

(5)德尔尼矿区及其外围超基性岩体岩石中见有交织鬣刺、梳状显微结构,并有火焰状构造,说明该矿区有科马提质橄榄熔岩流存在(西北有色地质研究所,1991年)。

(6)超基性岩与围岩的形成具有同时性。

布青山-阿尼玛卿山岩带超基性岩生成于两个时代:中晚元古代便有具火山喷流特点为主的超基性岩,早二叠世是生成该带超基性岩的主体时期,形成侵入性质的超基性岩,而且与夹火山岩的沉积地层相隔时间不大。

3.成矿条件

(1)德尔尼矿床的成矿受超基性岩体控制,岩体规模大小与成矿有一定的关系,一般说岩体愈大,对成矿愈有利,但不是绝对的。

(2)超基性岩受 砂板岩地层控制,二者生成时间相近,并且, 中火山岩夹层愈多,其附近超基性岩成矿可能性愈大。

(3)超基性岩带与断裂带分布一致,换言之即与矿带分布也一致。

(4)超基性岩体中夹有较多围岩包体,包体长轴方向与区域构造方向一致。有的围岩包体明显呈向斜构造,向斜轴部有成矿的可能性。

(5)整个岩带中,若超基性岩体附近出露有中酸性-酸性侵入岩,则超基性岩体有矿化显示,说明二者在成矿上有一定联系。

(6)超基性岩体大致分为三个岩带。如果岩带彼此接近,或岩带膨大缩小,在其产状变化部位,均有矿化现象或工业矿体。

(7)超基性岩体中有喷发性质与侵入性质超基性岩石(实际较难区分)共生时,对成矿有利。

(8)在浅绿色叶蛇纹岩(有时有片理化)附近存在块状暗绿色纤维蛇纹岩,在后者中或在二者过渡处有矿化存在。

四、矿床成因

(一)矿床一般特征

(1)矿体围岩主要是角砾状蛇纹岩、暗绿色蛇纹岩和叶蛇纹石白云岩,局部为碳质沉凝灰岩。后者往往产于矿体上盘。

(2)矿体与围岩界线清楚。在矿体周围发育有似外带的浸染状矿化(黄铁矿、黄铜矿),厚数厘米至数米不等。在德尔尼西部或扎崩沟,地表有厚1~2m呈块状和脉状的矿体位于浸染状矿带中。

(3)矿区有34个矿体群,各群中有一主矿体,附属有若干小矿体。

(4)矿体呈似层状、透镜状、雁行状排列,有3个层位,各矿体首尾相连。

(5)矿体与围岩(砂板岩)具有同步褶皱。

(6)主矿体中上部为含铜黄铁矿石,下部为含铜磁黄铁矿石。金属矿物组成:黄铁矿80%~90%、磁黄铁矿5%、磁铁矿2%、黄铜矿1%~2%、闪锌矿~2%。德尔尼西部深处见稠密块状磁黄铁矿矿石,磁黄铁矿70%~80%、黄铁矿20%~330%、黄铜矿、闪锌矿极微。

(7)矿石中非金属矿物以碳酸盐(方解石和白云石,少量菱镁矿)和石英为主。前者含量20%以下,石英3%以下。碳酸盐和石英与金属矿物呈不规则共生,部分为脉状产出。矿石中一般不见超基性岩的矿物成分。

(8)堆晶结构,块状和条带块状是主要矿石结构构造。浸染状构造发育在矿体边部、四周和尖灭部,以及附属的小矿体中。角砾状构造在矿石中分布较广,无明显规律。

(9)碳酸盐化和蛇纹石化是主要的围岩蚀变。碳酸盐化产于矿体上盘,底板未见。矿体顶底板一般有片状或碎裂蛇纹岩带出现。这两种蚀变与矿体仅有空间关系。

(二)成矿物质来源

(1)矿体产于超基性岩中,岩体中各类岩石到处可见星点状硫化物,特别是黄铁矿分布广。

(2)超基性岩中Cu只有地壳平均丰度的1/3,Co不足平均丰度1/2,Zn低于平均值。表明原始岩浆分异好,Cu、Zn、Co已集中于矿化流体中。

(3)岩石和矿石的稀土模式表明,超基性岩是地幔低度熔融产物,浸染状矿石和块状矿石为同源分异产物。岩、矿石是在较氧化条件下生成的。矿石显δEu正异常,岩石显弱负异常。玄武岩和超基性岩属同源而非直系相关。

(4)矿石硫同位素δ34S为—‰~‰(12件),平均‰。1991年资料δ34S为—‰~+‰(11件)。变化范围小,比陨石硫范围稍大,可认为硫源主要来自上地幔,有部分地壳硫混入。

(5)超基性岩石的初始钕,接近地幔岩的初始值。矿石磁铁矿δ18O为‰~‰,平均‰(13件);岩石中磁铁矿‰;全岩δ18O为‰~‰(13件),平均‰,较一般超基性岩高。说明属岩浆来源,有外来物质混染。

(6)据少量硫、氧同位素地质温度计计算结果,蛇纹岩成岩温度1412~1496℃,其中硫化物形成温度大于320℃。个别黄铁矿的生成温度为210℃(段国连,1991)。

(三)几种不同的矿床成因观点

目前对德尔尼矿床成因认识分歧意见较大。综合有以下观点:热液矿床、沉积矿床或喷发-沉积矿床、熔离贯入或熔离贯入-热液矿床、“德尔尼式”铜矿床、复合矿床、二重性矿床,该矿床具有岩浆矿床和喷气沉积矿床的双重特点。

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铜矿论文参考文献

罗小洪1 余忠珍1 丁少辉1 林黎1 吴光明2

(1.江西省地质调查研究院,向塘330201;2.江西省赣西地质调查大队,向塘330201)

摘要:罗城铜矿区处于九岭南缘大型推(滑)覆构造往南突出的前锋与北北东向走滑冲断带复合部位。经大比例尺土壤地球化学和激电剖面测量,圈定出Cu-Zu异常与激电异常多处,经深部工程验证,已控制Ⅰ号铜矿带东段4条铜矿体,铜资源量可达中型,矿体均产于中元古代宜丰(岩)组含Cu古火山岩矿源层中,并受强烈韧性剪切带内滑脱断裂带控制。Ⅰ号铜矿带西部Cu-Zu异常更为广泛,南部Ⅱ号铜矿带存在Cu-Zu异常与激电异常多处,具有形成大型矿床的资源潜力。

关键词:铜矿;地质特征;找矿前景;江西

研究区位于万载县罗城镇北西方向7km处,地理坐标:东经114°30′04″~114°33′45″、北纬28°17′30″~28°19′32″,面积约24km2。

地表铜矿体为1976年原江西省地质局区测大队二分队进行1:20万铜鼓幅区域地质调查时发现。1981年江西省地质局赣西地质调查大队对地表矿体周边进行了激电剖面和磁法测量,并施工了少量钻孔(如ZK001、ZK1604、ZK1606等),认为是寻找铜多金属矿的远景区[1]。

近年来地质大调查项目,首先通过1:万土壤地球化学测量、1:1万激电剖面测量圈定异常,再进行地表探槽揭露追索,根据地表见矿情况进行深部验证,完成钻孔4个,见矿情况较理想。初步认为有两条铜矿带,其中Ⅰ号铜矿带地表发现铜矿体3个,深部钻孔验证见铜矿体4层,并与地表铜矿体可对应连接,其规模较大,可作为进一步普查基地。

1 矿区地质特征

矿区地处九岭南缘大型推(滑)覆构造带前锋中段,慈化—宜丰(深)断裂带北侧,南邻萍—乐大型裂陷带;东侧为北北东向走滑冲断带通过部位[2],造成慈化—宜丰北东东向断裂带发生近南北向大角度弧形转曲,其南西部有晚石炭世灰岩构造窗出现[3](图1)。

矿区地层

区内出露地层主要为中元古代宜丰(岩)组,属一套沉积变质火山岩系,由老至新可划分为下、上两段。宜丰(岩)组下段(Jxy1)为片状变质石英砂岩、粉砂质绢云母千枚岩夹绿泥绢云千枚岩;宜丰(岩)组上段下部(Jxy2-1)为绢云绿泥石片岩、绿泥石英片岩夹钠长玢岩、变质石英砂岩及透镜状次闪石片岩组合,其次闪石片岩由细碧岩或细碧质玄武岩变质而成。宜丰(岩)组上段上部(Jxy2-2)为绢云绿泥石片岩、绿泥石英片岩与二云石英片岩、钠长二云母石英片岩互层,夹微层状(1~11mm)大理岩、变质石英砂岩,其钠长二云母石英片岩、二云石英片岩多由石英角斑岩变质而成。

矿区构造

区内褶皱构造总体为-近东西向并往东倾伏的不对称背斜,岩层动热变质变形较为普遍,达绿片岩相,片理以北东、东西向为主,岩层或片理扭曲强烈。

图1 罗城铜矿地质略图

断裂构造主要有东西向、北东向和北西向3组。东西向断裂规模较大,断续横贯矿区中部,单条断裂长1200~1500m,宽数米至数十米,多数南倾,倾角48°~60°,由碎裂蚀变和硅化破碎带构成,硅化、绿泥石化、黄铁矿化较为普遍,属次级滑脱破碎带,为主要控矿构造。北东向断裂主要出现于矿区中东部,长200~1000m,宽2~5m,倾向北西或南东,倾角45°~76°,呈侧列式分布,由碎裂蚀变二云母石英片岩和硅化碎裂岩构成,绿泥石化、黄铁矿化普遍。北西向断裂,倾向北东,倾角55°左右,常见硅化或石英脉充填,在矿区南、西部最发育,构成一系列沟谷,右行切错东西向断裂,与东西向断裂交汇处出现有Cu异常峰值区及脉状铜矿化。

矿区岩浆岩

除宜丰(岩)组古火山岩外,矿区南东部见有2处钠长斑岩株出露,与宜丰(岩)组呈侵入关系,岩株蚀变强烈,主要为黄铁矿化、黄铁绢英岩化、硅化、绿泥石化、绢云母化、菱铁矿化,局部碎裂泥化,岩株外侧蚀变绢云母绿泥石片岩中Cu含量%~%。其岩株形成时代,有的认为属宜丰(岩)组古火山岩最终演化的次火山岩相;但从岩株强烈蚀变(矿化)特征,结合矿区磁、电测量资料和宜丰、上山里、村前等燕山期中酸性斑岩构造-岩浆岩带分析,也有可能属隐伏成矿岩体的顶部显示,有待证实。

此外,与隐伏热源体有关的斑点云母角岩、含董青石斑点绢云母千枚岩等,在背斜核部(Jxy1)和西南翼(Jxy2-1)岩层中呈近东西向断续分布,并见有花岗细晶岩脉。

地球物理、地球化学异常特征

地球物理异常特征

矿区中东部大部分地段已开展了1:1万磁法、激电剖面测量。在中部△Z50r圈定的等值线几乎连成一体,其中△Z100r圈定的高值区8处,最高值△Z150r以上。

激电中梯剖面测量资料表明,电性异常具低阻高激化特征,ηs背景值为5%。区内有多处激电异常,部分异常已被钻孔验证并打到了铜矿体,尚未验证的异常主要在南部,其中JD1激电异常处于东南部(图2),呈北东东向展布,长大于800m,宽300m,ηs=10%~38%,地表ηs梯度北缓南陡;深部异常断面以ηs=10%圈定的形态呈苹果状,宽约160m、埋深70~250m,倾向北,倾角65°,η=10%~23%(技术参数:AB/2=500m、测量极距120m、点距20m),地表绢云母片岩ηs=%、矿化蚀变岩ηs=%。分析认为,此激电异常为矿化蚀变带中低阻高极化体(铜矿体)引起。

地球化学异常特征

1:万土壤地球化学测量成果,矿区Cu背景值为×10-6,均方差,Cu异常下限70×10-6(计算值为67×10-6),全区Cu异常平均值×10-6,衬值;Zn异常下限值110×10-6,以此圈定出2个较大范围的Cu-Zn综合异常(图3)。

Ⅰ号Cu-Zn综合异常处于中东部,由CuⅠ、CuⅢ和ZnⅠ异常组成,东西长1800m、南北宽200~400m,与Ⅰ号铜矿带东段大致吻合。

Ⅱ号Cu-Zn综合异常分布在矿区南西部,由CuⅡ、CuⅣ、CuⅤ、CuⅥ和ZnⅡ异常组成。东西长近3000m、南北宽500~800m,往西尚未封闭。各Cu异常基本特征列于表1。

Ⅱ号Cu-Zn综合异常中CuⅡ与CuⅣ异常,沿综合异常北部呈北东东向长轴状大体连续出现,长大于2200m、宽300~450m,峰值Cu(411~612)×10-6,恰与Ⅰ号铜矿带西延部位相当,并在CuⅣ异常西段(尚未封闭)已发现铜、锌矿化,拣块取样%、%,异常中心一带常见硅化、黄铁矿化、菱铁矿化等。

Ⅱ号Cu-Zn综合异常中CuⅤ与CuⅥ异常沿综合异常南部呈北东东向长轴断续出现,长大于2000m,宽200~600m,其东部、南部尚有低异常区存在,大体相当Ⅱ号铜矿带往西延续部位。

图2 JD1、JD2激电异常平面图

图3 罗城铜矿化探综合异常图

表1 罗城铜矿Cu异常特征数值表

2 矿床地质特征

矿体(带)特征

区内已圈定铜矿化带2条(图1)。Ⅰ号铜矿化带位于矿区中北部,产于宜丰(岩)组上段下部含细碧质火山岩较多的岩层内,受近东西向滑脱硅化破碎带的控制,总长度大于5000m,宽150~200m,地表主要为含铜黄铁矿化蚀变带,绝大部分为隐伏矿体,仅在中部水坝旁发现有工业矿体出露;矿带东段钻探工程控制矿体走向长度940m,控制倾斜最大延深560m,共发现铜(工业)矿体4条、矿化体4条,各矿体或矿化体沿矿带内呈脉带状大致平行产出,多受韧性变形带旁侧的脆性断裂直接控制,矿体走向60°~70°、倾向南东、倾角30°~57°,沿走向或倾向形态变化较稳定;矿体长度500~1000m、倾向延深300~600m,矿体铅直厚度~、总厚度,厚度变化系数%~%。矿带西段地表发现矿化体厚~,Cu含量%,Zn含量%~%;验证孔深~,~,~见铜矿体,铜品位分别为%、%、%,同时在孔深~,Zn平均品位%。

Ⅱ号铜矿化带位于矿区南部,产于宜丰(岩)组上段上部含石英角斑质火山岩较多的地层中,呈北东东向延伸,带长大于3000m,地表仅发现矿化蚀变带,含铜黄铁矿化、绿泥石化、绢云母化、硅化发育,沿此带激电异常多个,并有钠长斑岩株出露,其JDI等激电异常推断与矿化蚀变带(铜矿体)有关,矿带西延地段出现较大范围的土壤地球化学Cu高异常区。

矿石质量

矿石矿物以黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿为主,次为斑铜矿、方铜矿、闪锌矿、方铅矿、菱铁矿等。脉石矿物为石英、绢云母、白云母、绿泥石、铁白云石等。

矿石有益组分以Cu为主,Ⅰ矿带东段Cu品位%~%,个别Cu品位高达%,Cu平均品位%,Cu品位变化系数%~%,局部Zn含量可达%~%。Ⅰ矿带西段Cu-Zn异常区发现脉状铜矿化,拣块取样%、%。

矿石呈半自形-他形粒状结构,浸染状或细脉浸染状构造为主,局部为硅化角砾状构造,3种矿石构造常相伴出现,含黄铜矿化角砾或石英细脉发育部位,铜矿化相对富集。

黄铜矿为半自形-他形晶,粒径~,早期黄铜矿与菱铁矿、石英共生呈细脉状与脉石矿物同期变形;晚期(主要成矿期)黄铜矿为他形晶,交代闪锌矿和磁黄铁矿。矿石矿物生成顺序为:磁黄铁矿——(黄铁矿)——黄铜矿——闪锌矿——(方铅矿)——黄铜矿——黄铁矿。

围岩蚀变

矿体围岩主要为绿泥石英片岩和绿泥绢云千枚岩,均有不同程度的蚀变,以黄铁矿化、硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化较为多见,次为磁黄铁矿化、菱铁矿化、铁白云石化。磁黄铁矿、黄铁矿、菱铁矿有时在硅化石英集合体呈斑点状产出。

矿床类型

矿区已控制的Ⅰ号铜矿带东段的铜矿体,均产于宜丰(岩)组上段下部含细碧质火山岩较多的含Cu矿源层岩石组合中,矿体出现于强烈韧性变形带旁侧的脆性(滑脱)断裂内,结合矿石矿物组合、结构、构造分析,属层控变质热液叠加改造型,并可能受到岩浆热液的一定影响[4]。

3 找矿前景分析及找矿标志

找矿前景分析

此区处于九岭南缘多层次大型构造叠置成矿地质环境的中段,大型推(滑)覆构造往南弧形突出的前锋与北北东向走滑冲断带复合部位,区内广泛出露宜丰(岩)组的一套古火山含Cu-Au岩石组合,南部见有晚石炭世灰岩地层构造窗。矿区南、西部更接近推覆构造往南弧形转曲与北北东向走滑冲断带复合地段,宜丰(岩)组矿源层内动热变质现象较为普遍,岩石扭曲强烈,次级滑覆构造发育,已发现有中酸性斑岩瘤(脉)和角岩化发育,其南侧为重力低异常区,推测深部存在岩浆热原体[5];经大比例尺土壤地球化学测量及激电剖面测量,圈定出Cu-Zn元素组合异常与激电异常多处,具有形成规模大类型多复合叠加矿床的有利地质条件。

矿区Ⅰ号铜矿带4条铜矿体,已估算铜资源量达中型。

矿区南部,Ⅱ号铜矿带工作程度低,但所处地质构造部位更接近于九岭南缘大型推(滑)覆构造带的前缘及慈化-宜丰(深)断裂带弧形大转折部位,其地表已见强烈的蚀变矿化和强蚀变的钠长斑岩株,并已圈定出JDI等较强的激电异常和大范围的高Cu异常区,其资源远景可超过Ⅰ号铜矿带。

矿区西部土壤地球化学异常并没有封闭,存在相同的成矿地质条件,具有很大的找矿潜力。

找矿标志

多因复成层控叠加改造型是区内形成铜多金属矿床的最佳类型,其综合找矿预测标志如下:

控矿地层标志:中元古代宜丰(岩)组古火山岩集中发育的岩石组合与晚古生代碳酸盐岩层相间或混杂出现的地段。

控矿岩浆岩标志:晚侏罗世—早白垩世Ⅰ型中酸性斑岩体(瘤)及其脉岩发育部位。

控矿构造标志:推(滑)覆构造带前锋往南弧形突出并发生大角度急剧转折地段,构造滑脱带或层间滑脱面以及滑覆残片和构造窗分布区,北北东向走滑冲断带复合出现轴向北东或北西褶皱(倒转)以及岩层混杂或异向定位的地段。

矿化蚀变标志:硅化角砾状与细脉浸染状或浸染状铜矿化相间或组合出现;绿泥石化、黄铁绢英岩化、绢云母化、硅化、蛇纹石化、矽卡岩化、铁白云石化发育。

物、化、遥标志:“二高”(磁力高、激发极化率高)和“二低”(重力低、视电阻率低)的地球物理异常;Cu局部高异常,并伴有Pb、Zn、Au、Ag等异常;遥感影像上,线形构造弧形转弯,套环、连环或寄生套环重叠。

致谢:本文内容为《江西北部九岭成矿带锡铜金多金属矿评价》项目组集体成果,参加该项目工作的人员还有:曾书明、李勤林、黄雷、刘金元、李跃鹏等,在此谨致谢意。

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The Geological Characteristics and Prospecting Symbols of Cu Deposit in Luocheng of Wanzai County,Jiangxi Province

Luo Xiaohong1, Yu Zhongzhen1, Ding Shaohui1, Lin Li1, Wu Guangming2

(1. Jiangxi Institute of Geological Survey, Xiangtan 330201 ;2. West Jiangxi Geological Survey Party, Xiangtang 330201)

Abstract: Luocheng ore-field locates in the mulriple part of the southern foreside of mappe tectonica and strike-slip thrusting belt. By means of the large-scale edaphic geochemistry and activized electronic section, the paper confirms many Cu-Zn abnormities and laser or electricity ones. After the validation of deep engineering, we have controlled four Cu orebodies in the east of Ⅰ ore strip, which has medium-sized resources amount and lies in the volcanic ledge including Cu of Mesoproterozoic Yi-feng Formation and must be controlled by the strong surge zone of fracture of ductile shearing zone. There are more comprehensive Cu-Zn abnormity in the west of Cu ore strip, but southern Cu ore strip (Ⅱ) has a few Cu-Zn and activized electronic abnormity, which has prodigious potential resources to form a large-scale ore.

Key words: Cu deposit; Geological characteristics; Ore searching perspective; Jiangxi Province

微生物冶金技术及其应用 摘要:综述微生物冶金技术及冶金过程的机理,并介绍了该技术的历史沿革和发展现状。 关键词:微生物;冶金;机理;应用 0 引言 随着人类社会的快速发展,人类对自然资源的需求量 与日俱增,而自然矿产资源的枯竭,对矿冶工作提出了更 高的要求。微生物冶金技术是近代学科交叉发展生物工程 技术和传统矿物加工技术相结合的工业上的一种新工艺, 其能耗少、成本低、工艺流程简单、无污染等优点,在矿 物加工、三废治理等领域展示了广阔的应用前景,并取得 了较好的经济效益。 1 微生物冶金技术[1] 按照微生物在矿物加工中的作用可将生物冶金技术分 为:生物浸出、生物氧化、生物分解。 1·1 生物浸出 硫化矿的细菌浸出的实质是使难溶的金属硫化物氧化, 使其金属阳离子溶入浸出液,浸出过程是硫化物中S2-的 氧化过程。其浸出机理是: ———直接作用:指细菌吸附于矿物表面,对硫化矿直 接氧化分解的作用。可用反应方程式表示为: 2MS+O2+4H+细菌参与2M2++2S0+2H2O 式中M———Zn、Pb、Co、Ni等金属。 ———间接作用:指金属硫化物被溶液中Fe3+氧化,可 用以下反应式表示: MS+2Fe3+M2++2Fe2++S0 所生成的Fe2+在细菌的参与下氧化成Fe3+: 4Fe2++O2+H+细菌参与4Fe3++2H2 ———原电池效应。两种或两种以上的固相相互接触并同 时浸没在电解质溶液中时各自有其电位,组成了原电池,发 生电子从电位低的地方向高的地方转移并产生电流。例如, 对于由黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿组成的矿物体系,在浸出过 程中静电位高的矿物充当阴极,低的矿物则充当阳极: 阳极反应: ZnS Zn2++S0+2e CuFeS2Cu2++ Fe2++2S0+4e 阴极反应: O2+4H++4e 2H2O 原电池的形成会加速阳极矿物的氧化,同时细菌的存 在会强化原电池效应。 1·2 生物氧化 对于难处理金矿,金常以固-液体或次显微形态被包裹 于砷黄铁矿(FeAsS)、黄铁矿(FeS2)等载体硫化矿物 中,应用传统的方法难以提取,很不经济。应用生物技术 可预氧化载体矿物,使载金矿体发生某种变化,使包裹在 其中的金解离出来,为下一步的氰化浸出创造条件,从而 使金易于提取。在溶液pH值2~6范围内,细菌对载体矿 物砷黄铁矿的氧化作用可用下式表示: 4FeAsS+12·75O2+6·5H2O 3Fe3++Fe2++ 2H3AsO4+2H2AsO-4+H2SO4+3SO2-4+H++4e 生物预氧化方法其投资少、成本低、无污染等优点, 在处理难处理金矿过程中体现了理想的效果,并取得了较 好的经济效益。 1·3 生物分解[2] 铝土矿存在许多细菌,该类微生物可分解碳酸盐和磷 酸盐矿物。例如: Bacillus mucilaginous分泌出的多糖可和 铝土矿中的硅酸盐、铁、钙氧化物作用,应用Aspergillus niger、Bacillus circulans、Bacillus polymyxa和 Pseudomonus aeroginosa可从低品位铝土矿中选择性浸出 铁和钙。微生物分解碳酸盐矿物可用如下反应过程表示: 微生物代谢产生的酸使碳酸盐分解: CaCO3+H+Ca2++HCO-3 呼吸产生的CO2溶解产生H2CO3,从而加速碳酸盐的 分解: CaCO3+H2CO3Ca2++2HCO-3 2 生物冶金技术应用现状 2·1 微生物冶金技术的历史沿革[1,3] 1687年,在瑞典中部的Falun矿,人们使用微生物技 术已经至少浸出了2 000 000吨铜,但当时人们对其反应机 理并不清楚,细菌浸矿技术的发展十分缓慢。直到1947 年, Colmer与Hinkel首次从酸性矿坑水中分离出一种可以 将Fe2+氧化为Fe3+的细菌即氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)[3]。1954年, L·C·Bryner和J·V·Beck等人 开始利用该菌种进行硫化铜矿石的实验室浸出试验研究, 并发现该细菌对硫化矿具有明显的氧化作用。1955年10 月24日S·R·Zimmerley, D·Gwilson与J·D·Prater首次申 请了生物堆浸的专利并委托给美国Kennecott铜矿公司, 开始了生物湿法冶金的现代工业应用。 2·2 微生物冶金技术的应用现状[4] 2·2·1 微生物冶金技术在金、银矿石中的应用[5~12] 微生物湿法冶金技术在金、银矿中主要应用于氧化预 处理阶段,近年来已有6个生物氧化预处理厂分别在美国、 南非、巴西、澳大利亚和加纳投产。南非的Fairvirw金矿 厂采用细菌浸出,金的浸出率达95%以上;美国内华达州 的Tomkin Spytins金矿于1989年建成生物浸出厂,日处理 1 500 t矿石,金的回收率为90%;澳大利亚于1992年建 成Harbour Lights细菌氧化提金厂,处理规模为40 t/d。 巴西一家工厂于1991年投产,处理量为150 t/d。我国陕 西省地矿局1994年进行了2 000 t级黄铁矿类型贫金矿的细 菌堆浸现场试验,原矿的含金只有0·54 g/t,经细菌氧化 预处理后金的回收率达58%,未经处理的只有22%; 1995 年云南镇源金矿难浸金矿细菌氧化预处理项目启动,建起 我国第一个微生物浸金工厂。新疆包古图金矿经细菌氧化 预处理后,金浸出率高达92%~97%。 2·2·2 微生物冶金技术在铜矿石中的应用[13~17] 最初生物浸出铜主要用于从废石和低品位硫化矿中回 收铜,细菌是自然生长的,近年来这种方法已用来处理含 铜品位大于1%的次生硫化铜矿,称为生物浸出。现在, 美国和智利用SX-EW法生产的铜中约有50%以上是采用 生物堆浸技术生产的,如世界上海拔最高4 400 m的湿法炼 铜厂位于智利北部的奎布瑞达布兰卡,该厂处理的铜矿石 含Cu 1·3%,主要铜矿物为辉铜矿和蓝铜矿,采用生物堆 浸,铜的浸出率可以达到82%。生产能力为年产7·5万t 阴极铜。我国已开采的铜矿中85%属于硫化矿,在开采过 程中受当时选矿技术和经济成本的限制产生了大量的表外 矿和废石,废石含铜通常为0·05%~0·3%。德兴铜矿采 用细菌堆浸技术处理含铜0·09%~0·25%的废石,建成了 生产能力2 000 t/a的湿法铜厂,萃取箱的处理能力达到了 320 m3/h,已接近了国外萃取箱的水平。该厂1997年5月 投产,已正常运转了几年,生产的阴极铜质量达到A级。 福建紫金山铜矿已探明的铜金属储量253万t,属低品位含 砷铜矿,铜的平均品位0·45%,含As 0·37%,主要铜矿 物为蓝辉铜矿、辉铜矿和铜蓝。该矿采用生物堆浸技术已 建立了年产300 t阴极铜的试验厂,“十五”期间计划建立 更大的生产厂。 2·2·3 微生物冶金技术在铀矿石中的应用[18~20] 细菌浸铀也已有多年历史。葡萄牙1953年开始试验细 菌浸铀,到1959年时某铀矿用细菌浸铀浸出率达60%~ 80%。在60年代,加拿大就开始用细菌浸出ElliotLake铀 矿中的铀。在该区的3个铀矿公司都有细菌生产厂, 1986 年U3O8年产量达3 600 t。1983年成功地以原位浸出的方 式从Dension矿中回收了大约250 t U3O8。到目前为止,美 国、前苏联和南非、法国、葡萄牙等国都有工厂在用生物 堆浸法回收铀。1966年加拿大研究成功了细菌浸铀的工业 应用,用细菌浸铀生产的铀占加拿大总产量的10% ~ 20%,而西班牙几乎所有的铀都是通过细菌浸出获得的, 印度、南非、法国、前南斯拉夫、塔吉克斯坦、日本等国 也广泛应用细菌法溶浸铀矿。我国在20世纪70年代初, 也曾在湖南711铀矿作了处理量为700 t贫铀矿石的细菌堆 浸扩大试验,而在柏坊铜矿则将堆积在地表的含铀0·02% ~0·03%的2万多吨尾砂历经8年用细菌浸出铀浓缩物2 t 多。进入20世纪90年代后,新疆某矿山利用细菌地浸浸 出铀取得了良好的经济效益。此外,北京化工冶金研究院 在细菌浸矿方面做过许多研究工作,他们曾在相山铀矿进 行过细菌堆浸半工业试验研究,而赣州铀矿原地爆破浸出 试验及在草桃背矿石堆浸试验中也都应用了细菌技术。 2·2·4 微生物冶金技术在其它金属矿中的应用[21~24] 据报道,锑、镉、钴、钼、镍和锌等硫化物的生物浸 出试验比较成功。由此可知,氧化铁硫杆菌和喜温性微生 物可从纯硫化物或复杂的多金属硫化物中将上述重金属有 效地溶解出来。金属提取速度取决于其溶度积,因而溶度 积最高的金属硫化物具有最高的浸出速度。这些金属硫化 物可用细菌直接或间接浸出。除上述金属硫化物外,铅和 锰的硫化物、二价铜的硒化物、稀土元素以及镓和锗也可 以用微生物浸出。硅酸铝的生物降解曾被广泛研究,特别 是采用在生长过程中能释放出有机酸的异养微生物的生物 降解,这些酸对岩石和矿物有侵蚀作用。另外,它还应用 在贵金属和稀有金属的生物吸附锰、大洋多金属结核、难 选铜-锌混合矿、大型铜-镍硫化矿、含金硫化矿石、稀 有金属钼和钪的细菌浸取等众多方面。 3 结语 随着社会的发展,人类对自然资源的需求量与日俱增, 而自然矿产资源的枯竭,环境污染日益严重影响着人类的 生存与发展。为了解决这一问题,微生物冶金技术在矿产 资源中的应用愈来愈受到人们的重视。微生物冶金技术具 有工艺简单、投资少、环境污染少等许多优点,正发挥着 巨大的作用,显示出巨大的潜力和广阔的前景,将对人类 产生深远的影响。 参考文献: [1] 杨显万,沈庆峰,郭玉霞·微生物湿法冶金[M]·北京: 冶金工业出版社, 2003-09· [2] EhrlichH L·Manganese oxide reduction as a form of anaerobicrespiration [J]·Geomicrobiology Journal, 1987, 5 (4): 423~431· [3] A·R·Colmer, M·E·Hinkel·Theroleofmicroorganismin acid mine drainage·A preliminary report·Science, 1947, 106: 253~256· [4] 邱木清,张卫民·微生物技术在矿产资源利用与环保中的应 用[J]·《矿产保护与利用》, 2003 (6)· [5] J·Needham, L·Gwei—Djen·Science and civilization in China [J]·Chenistry and Chemical Technology, 1974 (5): 25, 250· [6] 徐家振,金哲男·重金属冶金中的微生物技术[J]·《有色 矿冶》, 2001 (2): 31~34· [7] 钟宏·生物药剂在矿物加工和冶金中的应用[J]·《矿产 保护与利用》, 2002 (3): 28~32· [8] 肖松文·《黄金》[J]·1995, 16 (4): 31· [9] Dutrizac, J·E·eta1·Miner·Sci·Ere·[J]·1974 (6) 2: 50· [10] Souraitro Nagpal eta1·Biohydrometallurgical Technologies, VolumeI [z]·ed·by Torma, A·E·eta1·A Pub~eafion of TMS, 1993·49· [11] J·盖维尔·生物预处理在菱镁矿尾渣浮选回收上的应用 [J]·《国外金属矿选矿》, 1999 (3)· [12] G·Rossi·Biohydrometallurgy [J], 1990: 1~7· [13] 刘大星,蒋开喜,王成彦·铜湿法冶金技术的国内外现状 及发展趋势[J]·《湿法冶金》, 1997 (6)· [14] 孙业志,吴爱祥,黎建华·微生物在铜矿溶浸开采中的应 用[J]·《金属矿山》, 2001·

摘要本文通过深入研究,概述了太古宙地体中硫化铜镍矿床在时间、空间与物质组分上的分布规律,阐述了成岩成矿物质来源,成矿作用以及矿床在地球化学、岩石化学、矿物学等方面的规律性特点和控制成矿的内在、外在因素等,以供成矿预测或普查找矿工作参考。

关键词吉林省太古代地体铜镍矿床成矿规律

1 太古宙地体与铜镍矿床有关的地球物理与地球化学特征

吉林省地台区太古宙地体的地球物理学研究表明,重力场上的线状梯度带是壳幔物质密度沿一定水平方向发生的变异带,其变异原因往往与深断裂构造有关。因此,重力异常的线状梯度带可用以判断或推测与深断裂密切相关的基性、超基性岩体存在的可能性,借以指导找矿工作。如海龙—辉南—桦甸这一线状梯度带,是辉发河深大断裂存在的反映,辉发河深断裂的次一级断裂不仅控制了其北侧的红旗岭、漂河川等含镍岩体及矿床,而且还控制了其南侧地台区的大荒沟、野猪沟、隐贤等岩体群中的基性岩体(图1,图5)。

图1 赤峰-开源-和龙超岩石圈断裂重力异常特征

地台区太古宙地体磁场特征亦较为突出,表现出大片范围的、低缓、宽波动的或正或负的异常,以此为衬度,一般基性-超基性岩体群分布区,在1∶20万航磁图上均有不同程度的反映,如岩群展布方向,岩体与围岩的磁性差别等等。特别是赤柏松地区的含镍暗色橄榄辉长苏长岩,其地磁γ值竟达1000γ左右。

据区域地球化学测量资料,地台区太古宙地体中的16个基性-超基性岩区均有不同程度的铜、镍异常显示。如通化赤柏松地区基性岩体中Cu,Ni,Co的富集系数分别为,和2,异常系数分别为,和2。显而易见,区域化探异常是直接找矿标志,是有效的成矿预测参数。总之,地台区太古宙地体中Cu,Ni,Co含量变化规律是,基-超基性岩体中的平均含量大于中性岩,而中性岩中的平均含量大于地层中的,且基-超基性岩体中的Cu,Ni,Co的平均含量均高于区域背景值。

2 成矿时代

着眼于全球的多数岩浆硫化铜镍矿床的成矿时代,主要有26亿~28亿年的太古宙绿岩带型镍矿(如坎姆巴尔达(kambalda)、曼尼托巴(Manitoba)等)和以17亿~19亿年为主的基-超基性岩体型硫化铜镍矿床(如萨德贝里(Sudebury),贝辰加(Печенга)、布什维尔德(Busheveld)以及阿拉列琴(Аралечен)、蒙切高尔斯克(Мончегорск)等)。二者分别隶属于北美Kenoran与非洲Limpopo或欧洲卡列里构造热事件产物。其次是华力西晚期与燕山期成矿时期,如格陵兰斯凯尔加德(Skaergaad),亚洲力马河,红旗岭与诺林斯克(норилъск),非洲因西兹瓦(lnsizwa)等。

我省地台区完全可以同上述世界上镍矿成矿时代相对比(表1)。按王书丹等,和龙荏田、海龙范家堡与通化大荒沟等具镍矿化的岩体属太古巨旋回绿岩型镍矿化,不过,迄今尚未发现矿体。而赤柏松1号岩体含矿岩相由中国科学院地质研究所测得的同位素年龄数据为亿~亿年,显然是早元古代产物,它可代表赤柏松矿田主要成矿时代,其中包括新安、金斗及下排岩体在内,属五台运动产物。

四棚甸子矿化辉长岩侵入中生代地层,属燕山期,二道沟含镍苏长岩体年龄为亿年,是华力西期形成的。

此外,旺文川辉绿岩体,用钾氩稀释法测定的斜长石年龄数据为亿年,相当于9亿~<14亿年的河北大庙斜长-苏长岩体,即为承德热事件同期产物,可与北美Grenville事件对比[1],应当指出,该期岩体中尚不见矿化显示。除旺文川外,这期岩体在金斗、会全、台上,凉水等地均有所见,它们的年龄分别为亿年,亿年,亿年与亿年。

3 岩体大地构造位置

如果说世界上主要含镍基-超基性岩体或含镍区的产出规律是分布在稳定大陆块边缘活动带中(А.П.Лихачеб,1982)或分布在地台、地盾与其边缘活动带的衔接处,那么,我省地台区镍矿或含镍岩体亦不例外(图2)。即产在华北地台东端龙岗陆核南缘与元古代活动带相毗邻地区。

表 1 太古宙地体中基性-超基性岩体时代分期表

表中同位素年龄均系钾氩稀释法测定结果。

此外,亦有些矿化岩体(群)受槽台边界深大断裂的次一级断裂控制,如大荒沟、野猪沟,隐贤、大肚川等岩群。因其位居次要,不拟详述。

4成岩成矿物质来源及其特征

通过示踪硫、锶、氧同位素及REE等方面的研究确定,成岩成矿物质来源上地幔,并在矿石矿物组合、含量及分配情况研究的基础上,通过与地幔硫化物对比[2]得知,成矿物质并非地幔硫化物直接产物,而是经过熔融后与硅酸盐一道侵位、冷凝而形成的。本区铜-镍矿物的分配特点(图3)与苏联西伯利亚地台上的镍矿(Норильск)相似。

根据MacDonnald(1969)指数及Lrvlne(1971)AFM图解(图4)结合REE及同位素数据等资料,判断赤柏松矿田含镍岩浆为大陆型拉斑玄武岩系列岩浆。其物质成分的突出特点是SiO2含量变化在~之间,既有SiO2>44%的,也有SiO2<44%的[3],故为过渡型基性-超基性岩浆。(1979)[4]认为,铜镍矿化是此类过渡型岩浆的典型特征矿化。按照A.П.Лихачев(1982)根据MgO含量对含镍岩浆的分类,上述原始含矿岩浆属于MgO=8%~30%的中温含硫化物中等镁铁质岩浆,是含铜-镍矿床最佳的岩浆类型。近年来,国际上称其为科马提型岩浆[5],看来,科马提的内涵有了新的外延,有了广、狭二义之别。

图 2 世界主要硫化铜镍矿床大地构造位置

图 3 赤柏松Ⅰ号岩体各岩相硫化物组合分配图

5 岩体的空间分布规律

研究区不同的基性-超基性岩体破控制在不同的构造空间部位,表现出一定的规律性 ( 图 5) 。

如前所述,太古宙地体中的超基性岩体,诸如隐贤、野猪沟、大肚川、荏田、青头、官地等地的蛇纹岩体、滑石岩体等,一部分分布在绿岩带底部,一部分侵入到上部岩群中,它们均受太古宙控制,成为所谓的层控型岩体。

图 4 Mac Donnald 指教 ( AFM) 图解

太古宙晚期的阜平运动热事件造就的基性岩墙(脉)群(如大荒沟、靖宇、龙泉镇、兴参等岩体群),主要分布在龙岗陆核中的穹隆构造内,并且沿穹隆晚期冷缩张裂隙侵位。其原始分布成放射状,复经后期构造改造多变为北东向,但部分穹隆(赤柏松,野猪沟)尚保留有原始放射状构造的残迹。目前所见及的岩墙(脉)边部多已片理化,岩体的展布方向与围岩片麻理一致,部分岩体核部的原始火成结构尚依稀可见。

五台期基-超基性岩体分布于通化赤柏松一带,位于龙岗陆核南缘与元古代活动带相毗邻地带,显然受集安元古活动带控制。岩体侵位于赤柏松—下排一带太古代穹隆构造中的张裂隙内。穹隆核部的冷缩张裂隙,在多旋回构造运动作用下,形成了岩体侵位的良好空间,故产出了延长、延伸较大的赤柏松I号复式含镍基-超基性岩体。

中条期辉绿岩体分布于旺文川太古宙绿岩带中,岩体受北西向构造控制,斜切绿岩带地层,K-Ar稀释法同位素年龄为亿年,相当格林维尔期热事件产物。

华力西晚期—燕山期基-超基性岩体零星分布,见于桦甸老金厂、苇沙河一带。产在龙岗陆核北缘,受辉发河深大断裂次级构造控制。柳河凉水一带的基性岩体受北东向断裂控制,通化四棚甸子一带三源浦中生代断陷盆地中的辉长岩体,明显切割中生代地层,受继承中生代火山通道的构造控制,使岩体分布局限于断陷盆地的四周。

6 围岩

赤柏松矿田含矿岩体的直接围岩是斜长角闪片麻岩、混合岩化斜长片麻岩、磁铁石英岩等含SiO2,Al2O3,及CaO的岩石,含矿岩浆无论是对接触带上的围岩、抑或捕虏进入岩浆内部的围岩,均进行了程度不同的同化-混染作用,结果使SiO2,A12O3,与CaO等组分在岩浆中增加,促进中硫化物的熔离和成矿。

7 岩体类型

台区太古宙地体中的岩体分为变质超镁铁岩、辉绿-辉长辉绿岩与橄榄辉长苏长岩岩体3类,就目前所知,后者几乎是唯一的含矿岩体类型。

8 岩相

查明赤柏松矿田主要有5次岩浆侵入活动,分别形成了辉长辉绿岩、中色橄榄辉长苏长岩、暗色橄榄辉长苏长岩、细粒辉长苏长岩与辉长玢岩岩相,由它们构成单式与复式岩体。其中主要含矿岩相是暗色橄榄辉长苏长岩与细粒辉长苏长岩。中色橄榄辉长苏长岩仅有矿化显示,是含矿岩浆的指示岩相。基于上述,在赤柏松矿田有中色橄榄辉长苏长岩出现就可以进一步找矿,有暗色橄榄辉长苏长岩存在就可能找到矿。该岩浆偏超基性 ( MgO8% ~ 30% ) ,富含铁镁质成分,可以容纳较多的镍。因为据晶体场理论它含有较多的二价阳离子的八面体配位位置,而在过渡族元素中镍的八面体位置择位能 ( OSPE) 最高,故优先大量进入其中,此时 αS 高,可形成硫化物,何况其中的 FeO 通过反应:

图5 吉林省太古宙地体中基性、超基性岩区分布图

傅德彬地质学论文选集

可以增加岩浆中硫化物的溶解度。

9 复式岩体

与单式岩体比较,复式岩体含矿性好,特别是复式岩体中晚期侵入岩相的含矿性相对更好,如暗色橄榄辉长苏长岩、细粒辉长苏长岩等岩相。在赤柏松矿区它们镍平均品位分别为与,致密块状硫化物中Ni=,此类岩相在空间上多位于岩体底部与围岩的接触带中。矿化、尤其纯硫化物矿浆贯入阶段的矿化,常常波及到围岩中,如萨德贝里,金川、力马河、红旗岭等镍矿均有此规律。

10 岩浆混合作用

不同次岩浆侵入在一起,发生岩浆混合作用,构成隐蔽侵入接触关系。在混熔带上硫化物异常富集,形成富矿体,此规律日益引起中外人士的注目。

11 岩体产状

含矿岩体的产状并非等轴状大岩盆、岩盘、岩茎等,而是规模不大的单向延伸的岩墙或岩脉。

12 深渊液态不混熔作用

这一作用是赤柏松复式岩体成矿的前提。即晚期侵入或贯入的富镁铁质与铜镍硫化物的矿浆,是原始含镍熔浆在深渊中间岩浆库发生液态不混熔的产物。因其比重较大,在重力作用下往往沉淀在岩浆库底部,后期贯入成矿,此乃中外小岩体含大矿的根本原因所在。

13 岩化学规律

(1)SiO2含量。赤柏松矿田含镍岩体SiO2含量在41%~区间,其中以SiO2<44%者含矿性好。岩石化学类型主要是SiO2不饱和的与弱饱和的两类(按А.Н.Заварццкий,1953年)。

(2)MgO含量:当前MgO的含量(wt%)是衡量岩浆含镍性的重要准则,因为镍与MgO的含量有一定的函数关系。换言之,只有MgO在一定含量界限内才能形成镍矿,故国外出现不少按MgO划分含镍岩石类型及作为镍矿成矿预测准则的著作[6~8]。经过研究,MgO15%~30%都可能是含矿岩浆,其中22%~30%者含矿性最好,因为它已是矿浆。

(3)m/f与m/s比值:含矿岩相在2~6区间,主要集中在3~4之间。m/f变化在~之间。m/f与m/s之间为典型线性相关关系。

(4)含矿岩相的扎氏值:b,m,n,a/c的变化:b=~;m=~;n=~;a/c=~,这些扎氏数值特征均大于戴里相应岩石平均成分的数值特征。

14矿物化学

(1)含矿岩相均以含数量不等的斜长石为特征:斜长石牌号偏低,一般为中长石,很少是拉长石。这与岩相的基性度非常不协调,研究表明,这与岩浆混染、混合作用密切相关。

(2)橄榄石:多为贵橄榄石,少量为透铁橄榄石,其牌号Fo=62~81,以70~77居多数。Fo=75~81者,是岩体潜在含矿性的指示[9]。

(3)辉石:岩体存在着两个成分系列,即顽透辉石-普通辉石系列与透辉石—次透辉石系列的辉石。而且辉石有两个世代,一个是>1000℃结晶的,一个是<1000℃结晶的。含矿岩相中的斜方辉石En=65~80,非含矿的中色橄榄辉长苏长岩中斜方辉石En=55~92,显然后者中斜方辉石成分变化较大。另外,单斜辉石中CaSiO4含量偏高,一般Wo=36~44,Fs<10,En一般在50左右。

造岩矿物中有益元素Ni含量为:橄榄石中,斜方辉石中,单斜辉石斜长石中。

15 地球化学

赤柏松矿田中赤柏松I号、新安与金斗Ⅶ号含矿岩体主要岩相内Cu,Ni,Co,S,REE及87Sr/86Sr的平均含量列表2中。

表 2 赤柏松含矿田矿体中 Cu,Ni,Co,S 等平均含量表

由表2可知:3个含矿岩体各侵入岩相造矿元素的含量均随岩浆由早到晚演化不同阶段形成的岩相基性程度的增加而增加,并且是以一个数量级的级差的规律增加。其中钴相对稳定(变化幅度小),硫变化最大,铜与镍适中。此外,∑REE则随岩浆演化而渐次降低。

16 成矿作用

矿床的成矿作用以深成矿浆贯入为主,就地结晶熔离为次。成矿作用以多次、多阶段为特征,有越接近晚期矿石越富、铜量越增加的趋势。主要矿石矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿及针镍矿。成矿温度300~400℃。矿石中主要伴生有金、银等贵金属和铂族元素,且铜镍钴与硫、铂族元素同(Ni+Cu)均为正相关关系。

17矿体位置

富矿体在空间上主要分布于岩体底部和接触带的围岩中,其次是二岩相混合部位及构造裂隙内。

最后应当指出,成矿规律是成矿现象中同一的东西,是成矿预测的基础。大凡规律都是狭隘的、不完全的和近似的。因为,“只要科学在思维着,它的发展形式就是假说”。

参考文献

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[2] Γоряинов И Н. Сравнение Минеральных составов сульфидоа мантци и медно-никелеых месторождений.ДОК. АН. СССР. 1978,239 ( 2)

[3] Андреева Е Д,п т. д. магматические горные породы. часть 1,изд. наука,москва,1983

[4] Marakushev A A. Mineralium Deposit,1979,14,( 1)

[5] Likhachev A P. International Geology Review,1963,25 ( 9)

[6] Лихачев А П. Условия образования медно-никелевы месторождевий,сов. геол,1982,( 6)

[7] Годлевский M H,Лихачев А П. Условия образования ц зволюция рудоносных ультраосновых магма,запвсесоюзмин обше,1981,( 6)[8] Годлевский М Г, Лихачев А П. Зкспериментальные и фпзико хпмические данные. О форировании медво-никелеаых месторождений. проблемы петрологни всвязи с сулбфидным медно-никелевым рудообразо ванием излнаука,1979

[9] 甘肃省地矿局第六地质队. 白家嘴子硫化铜镍矿床. 北京: 地质出版社,1984

Ore-Forming Regularity of the Copperand Nickel Sulphide Deposits in theArchean Terrain in Jilin Province

Abstract

Through further research,the distributional regularity of copper-nickel sulphide deposits of theArchean terrain on time,space and material components are summarized. The following severial as-pects described,i. e. ①source for diagenetic material sources,②mineralizing process,③the char-acteristics of geochemistry,lithochemistry mineralogy as well as the different ore-control factors.

Key words Jilin province Archean terrain Copper-nickel deposit Metallogenic reqularity

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