铜街-曼家寨矿段伴生磁铁矿资源的分布规律研究

铜街-曼家寨矿段伴生磁铁矿资源的分布规律研究

李湖玲  ,段敬陶

云南华联锌铟股份有限公司   云南 马关  663701

摘要：都龙矿区铜街-曼家寨矿段矿产资源丰富，矿石类型复杂，属岩浆热液为主导的多源、多阶段、多因复成的矽卡岩型锡石硫化物矿床。矽卡岩锡新多金属矿石的矿物共生组合及化学成分多样，铁元素在矿区广泛分布，磁铁矿是矿区金属矿物之一。本结合以往勘探时期的地质资料和近几年科研单位在都龙矿区的新认识，进一步分析了磁铁矿在都龙矿区铜街-曼家寨矿段的分布规律，为矿山生产经营提供地质技术支撑。

关键词：磁铁矿、都龙、分布规律

1  引言

铜街-曼家寨矿段矿产资源丰富，矿石类型复杂多样，其中铟金属储量位居全国第一，锡金属储量居全国第三，锌金属储量居全省第三，属于岩浆热液为主导的多源、多阶段、多因复成的矽卡岩型锡石硫化物矿床。超大型锡石硫化物矿床。铜街-曼家寨露天采场生产规模为360万吨/年，日选矿能力约12000吨，近年来，随着采场的剥离、平台不断下降，采场矿石伴生元素的品位分布发生了一定的变化，部分区域矿体伴生的磁铁矿品位较高，制约供配矿工作。从选矿的角度来说，原矿铁品位高，精矿产量会偏大，锡金属损失率高。此外，磁选机、浓密机、过滤机运行负荷会加重，特别是浓密机易造成埋耙事故。而磁铁矿在矿床中分布不均匀，以往地质勘探阶段也只是作为伴生组分对部分矿体进行化验，查明铜街-曼家寨露天采场不同矿石类型、不同区域矿石中磁铁矿的分布规律，对矿山企业生产组织、供配矿、选矿等工作有积极的指导意义。

2.矿区地质概况

矿区主要出露下古生界及元古界地层，由于经历了印支期及加里东期区域变质作用，形成一套绿片岩相-低角闪岩相低-中级变质岩。矿区中部大面积出露新元古界-下寒武统新寨岩组，为一套片岩、大理岩互层夹夕卡岩；矿区西部出露田蓬组、龙哈组，为一套大理岩、千枚岩；矿区东南部分布有少量元古界猛洞岩群片岩、片麻岩。

马关-都龙断裂展布于矿区北缘-北东缘，是一条规模较大的区域性断裂构造。矿区总体为一岩层产状倾向西的单斜构造，其中N-S向断裂最为发育。该组断裂以F0、F1和F2为骨架，三者大致沿不同层位岩性界面，即依次发育于南温河花岗岩与新寨岩组、新寨岩组、新寨岩组与田蓬组之间，为形成于印支期-燕山早期的老君山变质核杂岩构造之韧性剥离断裂系的南西翼，并在燕山晚期因老君山花岗岩侵入而发生了一定程度的活化。FM呈S-N向展布于矿区中部、并控制了矿区主要矿体分布的构造破碎带。该构造带由4~8条断续出露的陡倾斜断裂为骨架，多被规模较小的、同期或后期形成的近E-W向、NE向及NW向穿切。该破碎带靠近隐伏岩体的下部出现磁铁矿为主的多金属矿化，主要包括镁质夕卡岩型及穿切其间的铁白云石脉型。

燕山期岩浆活动强烈，花岗岩体侵位及岩浆热液活动，使先期形成的简单矽卡岩进一步蚀变为复杂夕卡岩，并伴随矿化叠加，形成锡石硫化物矽卡岩型多金属矿床。燕山晚期老君山花岗岩呈岩基状大范围出露于矿区北侧，在矿区东部广泛出露加里东期南温河花岗岩，因遭受印支期区域动力变质作用改造，岩石普遍发育眼球状、条带状、片麻状等变形-变质组构。

矿区主要的锡锌铜钨工业矿体赋存于中寒武统田蓬组∈2t2-1复合岩性带内，含矿层厚350余米，总体走向近南北，向西倾斜，倾角15°-45°。由大理岩、石英云母片岩、矽卡岩、变粒岩及少量片麻岩组成。矿体与矽卡岩、层间构造、裂隙密切相关，矿体形态受矽卡岩形态、层间构造及裂隙的制约，矿体产状与地层、矽卡岩产状基本一致。

矽卡岩大致沿层分布，或与围岩具有一定的交角，大理岩与片岩交替频繁出现地段，是矽卡岩最发育的空间部位。矽卡岩与大理岩具有明显的依存关系，围绕含矿层中大理岩的上、下盘，矽卡岩成群出现。矽卡岩外形不规则，沿走向和倾斜均有膨胀收缩、分枝复合、尖灭再现等特征,其形态有似层状、透镜状、扁豆状、囊状、条带状，局部呈脉状。矿体最小厚度0.50m，最大厚度82.40m，主矿体平均厚度分别为5.93m-20.63m。矿体倾斜延深(水平宽)一般几十米至百余米，最大延深422m。

矿区矿石构造以致密块状、稠密浸染状为主。工业类型为矽卡岩型锌锡铜矿，矿物共生组合和化学成分比较复杂，具多金属矿化特点。除主金属锌和次金属锡、铜之外，尚伴生有砷、银、铟、镉、、硫、镓、锗、铋、磁铁矿等伴生组分。锌矿物以铁闪锌矿为主，呈粗粒状；锡矿物以锡石为主，呈微细粒不均匀嵌布；铜矿物以黄铜矿为主，呈细粒状分布。矿区主金属锌，共生金属锡、铜。铁矿物主要为含铁硫化物(磁黄铁矿、黄铁矿)，其次为磁铁矿及少量菱铁矿、褐铁矿等。含铁矿物的比例与矿石类型有一定关系，锡石硫化物型矿石，含磁黄铁矿、黄铁矿较高。锡石磁铁矿型矿石，含磁铁矿较高。

图1都龙矿区地质图

4.磁铁矿的分布规律

4.1磁铁矿在矿石中的赋存特征

都龙矿区铜街-曼家寨矿段磁铁矿主要为铁黑色，呈自形晶、半自形晶集合体产出，与绿泥石、云母、铁闪锌矿、磁黄铁矿组成矿块，一般粒度

0.01-0.3mm，最小0.01mm，最大1mm，主要产生于岩浆热液阶段的早期。

磁铁矿主要分布在F1断层中及其附近，在铜-曼矿段剥采场下部台阶中出露较多，常与铁闪锌矿、磁黄铁矿、透辉石、阳起石等共生，环带结构发育，并可呈胶状黄铁矿假象，根据矿物共生组合，以及相互穿插关系，可将都龙矿区磁铁矿石分为三种类型，分别为：①镁质夕卡岩型磁铁矿石，矿物组合为磁铁矿、锡石、蛇纹石和镁橄榄石，其中磁铁矿与大量锡石共生，锡石的晶型较好，颗粒较大（图3-1a~c），该类型在曼家寨和铜街均有发现；②钙质夕卡岩磁铁矿石，矿物组合为磁铁矿、金云母、绿泥石和萤石（图3-1d~f），此类型在曼家寨和铜街都有发现，但铜街矿段和曼家寨矿段南部相对较多；③脉状磁铁矿石，矿物组合主要为磁铁矿、锡石和白云石（图3-1g~i），其中磁铁矿和锡石共生，是锡石的主要矿石类型之一，但锡石相对于镁质夕卡岩阶段的晶型较差，且颗粒较小，该类型矿石在曼家寨南部大量出现，但在铜街矿段仅零星出露；上述三种类型磁铁矿石中均不同程度富集锡，特别是镁质夕卡岩型含锡磁铁矿石，锡石晶型良好、粒度粗大，是一种有利于分选的优质锡矿石。

图2 都龙矿区不同类型磁铁矿（中国科学院地球化学研究所，2019）

a~c：镁质矽卡岩中磁铁矿（a-蛇纹石镁橄榄石磁铁矿锡石矿石）；d~f：钙质夕卡岩中磁铁矿（d-块状萤石金云母磁铁矿矿石；）；g~h：晚期脉状磁铁矿（g-块状白云石磁铁矿锡石矿石；）；i-磁铁矿中包裹的锡石，SEM）；Mt-磁铁矿；Cst-锡石；Srp-蛇纹石；Fo-镁橄榄石；Dol-白云石；Chl-绿泥石；Rt-金云母；

图4-2都龙矿区不同类型磁铁矿微量元素直方图（中国科学院地球化学研究所，2019）

图3 磁铁矿中微量元素关系图（中国科学院地球化学研究所，2019）

镁质矽卡岩中磁铁矿、钙质夕卡岩中磁铁矿和晚期脉状磁铁矿中微量元素组成差异不大，总体上均以贫Bi（0.01~18.6ppm，均值0.25ppm）、Cd（0.01~3.41ppmppm，均值0.17ppm）和富集较宽范围的W（0.03~565 ppm，均值14.1ppm）、Sn（12.9~9267ppm，均值1380ppm）、Zn（17.8~3587ppm，均值310ppm）、Cu（0.01~206ppm，均值2.04ppm）、Ga（0.04~161ppm，均值15.9ppm）和Ge（0.25~406ppm，均值45.3ppm）为特征。

4.2磁铁矿在露天采场的分布规律

（1）平面分布规律

通过3Dmine软件建立铜街-曼家寨矿区地质钻孔数据库，将铜街-曼家寨矿区钻孔、探槽的所有化验数据录入钻孔数据库，建立三维矿体模型、块体品位模型。经统计铜街-曼家寨矿段Fe最高品位为54.92%，平均品位为0.75。磁铁矿主要分布在X=452900-453600平面范围内，从北往南看Y=2534600以北的区域铁品位较低，中部及中下部铁品位较高。

图4铜街-曼家寨矿区铁品位分布图

从铁的品位等值线图可知，区域上铁主要分布于453000-453500、2532500-2535500范围内，从1260、1140、1000铁品位等值线图可知磁铁矿主要集中分布于矿区中部，东西两侧较少。

图5 铁品位等值线图                          图61260米标高铁品位等值线图

图71140米标高铁品位等值线图                    图81000米标高铁品位等值线图

通过3DMine三维地质模型研究矿区铁品位与构造、矿体的关系，选取矿区铁品位大于20%、铁品位大于30%的块体进行分析研究。研究发现磁铁矿的分布受构造控制，构造发育地段磁铁矿也相对较集中。

图9 Fe≥20平面分布图    图10 Fe≥30平面分布图

（2）垂向分布规律

通过3DMine块体报告显示，铜街-曼家寨矿区铁元素分布的的标高范围从590m-1390m，铁元素品位呈波状起伏，从低至高，铁元素品位呈下降-上升-再下降的趋势。铁品位大于10%d 主要集中于790m-1090m、1140m-1290m，最高的为890-940平台。590m-790m范围内平均铁品位低于10%，1090m以上铁平均品位在10%上下略有浮动。

图11 不同标高段铁品位趋势图

剖面上，磁铁矿主要分布于F1与F0之间的夹持带内，位于花岗岩顶板100-500米范围内。矿区西部铁品位较低，水平方向看，矿区中部铁品位较高，F0以东铁品位较低。

图12 铜街-曼家寨矿区117勘探线剖面图

5.结论

（1）磁铁矿主要分布在F1断层中及其附近与铁闪锌矿、磁黄铁矿、透辉石、阳起石等共生，环带结构发育。

（2）从北往南看Y=2534600以北的区域铁品位较低，中部及中下部铁品位较高，磁铁矿的分布受构造控制，构造发育地段磁铁矿也相对较集中。

（3）从水平方向看，铁主要集中分布于矿区中部，东西两侧较少。

目前，铜曼采场揭露的主矿体中共伴生磁铁矿较多，影响了供配矿作业及采掘计划的实施，部分矿体因含铁较高无法供入选厂，希望本文对铜街-曼家寨矿段伴生磁铁矿资源的分布规律研究能能对矿山生产有一定的指导作用。

致谢：中国科学院地球化学研究所刘玉平研究员在成文过程中提出了诸多宝贵的建议，在此致以诚挚的感谢！

参 考 文 献：

[1] 云南华联锌铟股份有限公司.铜街-曼家寨矿区储量核实报告,2015.(3):42-100.

[2] 中国科学院地球化学研究所.云南省马关县都龙矿区铟银分布与赋存规律,2019.(4):75-80.

[3] 杨涛.都龙铜曼矿段矿体形态、矿石质量变化规律及局部地段矿体富化控制因素研究,大科技,2022.

[4] 贾福聚.云南老君山成矿区成矿系列及成矿规律研究,2010.

[5] 刘玉平等.都龙超大型锡锌铟多金属矿床矿石组构学与年代学.矿床地质,2010.

[6] 段敬陶.都龙矿区铜曼矿段围岩蚀变及矿化衰变特征分析,大科技, 2022.

[7] 严芳玲.露天矿采场磁性铁的分布规律特征研究.中国钼业,2018.10.