辽宁弓长岭铁矿
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辽宁省辽阳县大南沟铁矿成矿地质条件辽阳县大南沟铁矿大地构造位于华北地台、太子河一浑江拗陷与营口一宽甸隆起的复合部位,哑巴岭一八盘岭近东西向背斜构造的北侧。
大南沟铁矿矿床成因属于沉积变质铁硅建造铁矿。
矿体赋存于鞍山群茨沟组地层中,矿体严格受地层层位控制,属鞍山式铁矿。
关键词:磁性铁矿石鞍山群茨沟组鞍山式铁矿1、区域地质背景辽阳县大南沟铁矿属于弓长岭铁矿床八盘岭矿段中的一个矿区。
大地构造位于华北地台、太子河一浑江拗陷与营口一宽甸隆起的复合部位,哑巴岭-八盘岭近东西向背斜构造的北侧。
本区内出露的岩层主要为太古界鞍山群茨沟组含铁变质岩系,区域主要地层由老至新分别为太古界鞍山群;茨沟组和大峪沟组。
下元古界辽河群;浪子山组、里尔峪组、高家峪组。
上元古界青白口系;钓鱼台组、南芬组、桥头组。
上元古界震旦系出露地层为康家组。
古生界则主要为寒武系和奥陶系。
中生界侏罗系地层为上侏罗统地层、新生界第四系。
本区域内的构造发育。
根据本区构造旋回不同,分为太古宙鞍山群基底构造层和元古宙-古生宙盖层构造层。
基底构造以紧闭褶皱构造为主要特征,例如老爷岭一高家复背斜、弓长岭背斜、哑叭岭一八盘岭复式褶皱构造和弓长岭一本区复式褶皱构造。
盖层构造以断裂构造为主要特征,是北东东向断裂,北东向和北西向断裂。
其次是宽缓的褶皱构造。
本区内的岩浆活动不发育,仅有基一酸性岩枝和岩脉。
偶尔可见一些石英岩脉。
区内出露的岩浆岩皆系花岗岩类,主要为太古代花岗岩、燕山期花岗岩,混合岩较为发育,出露的面积较大。
有弓长岭混合花岗岩及麻峪混合花岗岩、老爷岭-泉眼背混合花岗岩体、三道岭-下马塘混合花岗岩体。
而以麻峪混合花岗岩为活动强烈,它对鞍山群的同化贯入作用,使原地层被其分隔成若干个大小不等的残留体。
2、矿床地质特征本区的茨沟组二段是铁矿的赋存层位,是铁矿最主要的岩石地层单位,本段地层岩性主要为角闪片岩、斜长角闪岩夹黑云变粒岩和磁铁石英岩等。
角闪片岩为灰绿色,粒状鳞片变晶结构,片状构造,矿物成份为石英、角闪石,少量黑云母及斜长石。
弓长岭铁矿矿床浅析——020131 林少伟一、区域地质简介鞍本地区在构造上位于华北地台辽东台背斜的西部(周世泰,1994),该地区主要可以划分为向斜、向斜、歪头山凸起、凸起、南芬凸起、连山关凸起等四级构造单元(图1-1)(周世泰,1994)。
而弓长岭铁矿在构造上就位于凸起中。
凸起是一个近东西向,向南呈弧形凸出的四级构造单元,包括区和弓长岭区。
这个凸起大部分是由太古宙群变质岩及混合岩构成的,凸起的西部被 NE 向的郯庐断裂所切割,断裂以西为下辽河凹陷(周世泰,1994;弓长岭铁矿富铁矿成因及成矿模式研究,2008)。
图1-1 辽东台背斜构造图(据周世泰,1994,有修改)二、矿区地质概况弓长岭矿区按照矿体出露位置共分四个矿区:即一矿区、二矿区、三矿区、老岭~八盘岭矿区(包括老弓长岭、独木、哑叭岭和八盘岭)。
其中弓长岭二矿区位于弓长岭铁矿带西北端,其西北端被寒岭断裂所切,东南端以老岭断裂与老岭~八盘岭矿区相接。
弓长岭二矿区矿体呈北西走向的狭长条带,长约4.5km,分为西北区、中央区和东南区三部分(斌和统锦,1978)。
2.1区域地层区出露地层有太古界群、下元古界辽河群、上元古界震旦系、古生界寒武系、奥系、中生界侏罗系及新生界第四系(见表2-1)。
地层层序自上而下为:表2-1 鞍本地区地层表区群出露主要为茨沟组,是式铁矿主要的赋存层位。
茨沟组呈残留体形式出露于大片片麻状花岗岩中,岩性组成为角闪石、含铁石英岩、钠长石片岩(变粒岩)、石英岩。
辽河群在本区出露三个组,分别为高家峪组、里尔峪组、浪子山组。
起一套浅变质的沉积建造,岩性组成为碎屑岩、粘土岩、碳酸盐岩。
辽河群与群呈不整合接触,青白口系呈不整合接触覆盖在辽河群和群之上,出露三个组分别为:桥头组、南芬组、钓鱼台组。
主要岩性组成为页岩、石英岩、泥灰岩、砂岩。
震旦系出露康家组,岩性以泥灰岩为主,期间夹杂钙质页岩、粉砂质页岩等。
寒武系出露上中下三统,主要岩性有页岩、石英砂岩、灰岩、泥灰岩,平行不整合于震旦系之上。
弓长岭铁矿一矿区构造演化分析作者:刘殿军韩连升张德辉周尚鲁来源:《科技资讯》2015年第24期摘要:弓长岭铁矿包括一、二、三矿区和老岭-独木矿区,其中一矿区是目前弓矿公司最大的露天采区,已进入危机矿山行列,因此,开展弓长岭铁矿一矿区的构造演化研究,厘清弓长岭铁矿一矿区构造控矿规律,对于弓长岭铁矿一矿区深部及外围找矿分析具有较大的借鉴意义。
研究表明:随着寒岭断裂的走滑运动,在弓长岭铁矿南盘左部出现了一个相对伸展区,右侧出现了一个相对压缩区。
然后使得弓长岭矿带整体以软弱点为中心的逆时针旋转。
在旋转的同时,弓长岭矿带被略微的拉长。
在整个变形过程中,矿带尾端的转折端形成了第二软弱点。
随着寒岭走滑运动的消减,弓长岭矿带开始沿着前期形成的断裂发生走滑,最终把弓长岭矿段改造成一大两小三个反“S”型,最终将弓长岭切割为三个矿区:弓长岭一号矿区、二号矿区、三号矿区。
关键词:弓长岭铁矿;地质;构造;演化分析中图分类号:TD82文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)08(c)-0000-00太古宙鞍山群是赋存条带状铁矿的地层,这是世界铁矿中规模最大、储量最多的一种类型,称之为鞍山式铁矿。
这类矿床受到不同程度区域变质作用并与火山-铁硅质沉积建造有关。
典型矿床分布在辽宁-鞍山-本溪地区的弓长岭、齐大山、歪头山等矿床。
在过去50余年里,有众多的科研院所的科研人员来矿进行科学研究。
著名地质学家程裕淇院士和董申葆院士等对该区进行了多次地质研究,建立了条带状铁矿床火山沉积-变质成矿模式,推动了鞍山地区铁矿的勘查工作[1-2]。
弓长岭地区铁矿开采历史悠久,包括一、二、三矿区和老岭-独木矿区,其中一矿区是目前弓矿公司最大的露天采区,由于长期开采,目前该采区已进入深凹开采,进入危机矿山行列,因此,开展弓长岭铁矿一矿区的构造演化研究,厘清弓长岭铁矿一矿区构造控矿规律,对于弓长岭铁矿一矿区深部及外围找矿分析具有较大的借鉴意义。
宽孔距、小抵抗线微差控制爆破技术应用摘要:本文简述了露天矿爆破时影响爆破效果的因素,提出了提高爆破质量的一些常用方法。
其中采用合理的爆破参数,爆破方法等对于提高爆破质量具有重要作用,进而提高其他采掘设备,运输设备的效率。
关键词:宽孔距;爆破质量引言弓长岭露天铁矿是目前弓长岭地区最大的露天矿,弓长岭露天铁矿是国内著名的大型露天铁矿,隶属于鞍钢集团矿业公司弓长岭矿业公司,矿区占地面积1446.78万平方米,包括独木、大砬子、何家3个采区,主要产品为铁矿石。
矿区西南距鞍山市69公里,西北距辽市39公里,矿区毗邻本辽辽高速公路,有专用宽轨铁路与辽溪线相接。
宽孔距、小抵抗线爆破是在保持炮孔负担面积不变的前提下,加大孔距、减少抵抗线,即增大密集系数的一种爆破技术。
该项技术无论在改善爆破质量,还是降低单耗、增大延米爆破量方面都表现出巨大的潜力。
该技术在弓长岭露天铁矿爆破生产实践应用中取得了良好的效果,块度均匀,根底率降低,取得了明显的综合经济效益。
一、宽孔距爆破机理(1)增大爆破漏斗角,形成弧形自由面,为岩石受拉伸破坏创造了有利条件。
在炮孔负担面积不变的情况下,减小最小抵抗线,则爆破漏斗角随之增大。
由于每个爆破漏斗增大,就为了后排孔爆破创造了一个弧形且含有微裂隙的自由面。
实验表明:弧形自由面比平面自由面的反射拉伸应力作用范围大,有利于促进爆破漏斗边缘径向裂隙的扩展,破碎效果好。
(2)防止爆炸气体过早泄出,提高了炸药能量利用率。
由于孔距增大,爆炸气体不至由于相邻炮孔之间的裂隙过早地贯通而逸散,提高了炸药能量利用率。
(3)炮孔间应力叠加作用减弱,使单孔的径向裂隙、环装裂隙得到充分发育,有利于改善岩石的破碎质量。
[1](4)增强辅助破碎作用。
由于抵抗线减小,弧形自由面的存在,既可使拉伸碎片获得较大的抛掷作用,又可延缓爆炸气体过早逸散的时间,使其有较大的能量推移破碎的岩体,有利于岩块的相互碰撞,增强了辅助的破碎作用。
放眼国外,有着控制全球70%铁矿石供应的四大矿山(淡水河谷、力拓、必和必拓、FMG)。
而国内,我国的铁矿资源较为丰富,28个省市600多个县内都分布着各类铁矿床。
那么,大家知道中国的八大铁矿分别在哪里吗?一、鞍山铁矿位于鞍钢附近,是鞍钢铁矿石的供应者,资源丰富,连同本溪铁矿探明储量超过100亿吨,其中工业储量40多亿吨,居全国之首。
包括东鞍山、弓长岭等矿区,呈弧形分布于鞍钢周围。
特点是铁矿石品位低,但分布广,储量大。
鞍山不仅有着祖国钢铁之都的美誉,还拥有中华宝玉之都、海城世界镁都等光环四射的头衔。
从空中俯瞰,在这片广袤的沃土上分布着一座座资源巨大、品位高档的矿山。
在过去的几十年里,从这一座座聚宝盆里开掘出来的大批丰富矿产,为鞍山这个重工业城市的发展壮大,为鞍山经济的振翅高飞做出了不可磨灭的贡献。
二、本溪大台沟铁矿大台沟铁矿发现于2006年,地点位于本溪市平山区桥头街道台沟村。
初步勘探发现,大台沟铁矿资源储量为51.92亿吨,是已探明的亚洲最大的单体铁矿。
但经过6年的进一步勘探发现,大台沟铁矿的远景储量将突破100亿吨大关,从而轻松打破瑞典基律纳地下铁矿保持百年之久的世界纪录。
而且大台沟铁矿具有埋藏深、储量大、倾角陡、矿体延伸大、开采技术含量高等特点,铁矿石平均品位估计在32%左右,部分富矿品位达到50%。
三、迁安铁矿位于河北省东北部。
迁安、滦县一带是我国四个特大铁矿带之一。
迁安铁矿现为我国四大铁矿之一。
储量丰富,探明储量50亿吨左右,且埋藏浅,易于露天开采。
铁矿石主要供京津唐钢铁基地。
四、白云鄂博铁矿位于内蒙古自治区中部,包头市北面。
属多成因的内生铁矿,也是大型的铁、稀土、铌等多种有用矿物共生矿,其中稀土储量占全国总储量的90%以上,世界已探明总储量的六分之五,有“世界稀土宝库”之称。
铁矿石主要供包头钢铁基地。
包头也已成为我国最大的稀土工业基地。
五、马鞍山铁矿位于长江下游苏皖交界的南京、芜湖一带,是一种内生铁矿床,与铜矿共生。
辽宁弓长岭铁矿矿床浅析——020131 20131002460 林少伟一、区域地质简介鞍本地区在大地构造上位于华北地台辽东台背斜的西部(周世泰,1994),该地区主要可以划分为辽阳向斜、本溪向斜、歪头山凸起、鞍山凸起、南芬凸起、连山关凸起等四级构造单元(图1-1)(周世泰,1994)。
而弓长岭铁矿在大地构造上就位于鞍山凸起中。
鞍山凸起是一个近东西向,向南呈弧形凸出的四级构造单元,包括鞍山区和弓长岭区。
这个凸起大部分是由太古宙鞍山群变质岩及混合岩构成的,鞍山凸起的西部被NE 向的郯庐断裂所切割,断裂以西为下辽河凹陷(周世泰,1994;辽宁弓长岭铁矿富铁矿成因及成矿模式研究,2008)。
图1-1 辽东台背斜大地构造图(据周世泰,1994,有修改)二、矿区地质概况弓长岭矿区按照矿体出露位置共分四个矿区:即一矿区、二矿区、三矿区、老岭~八盘岭矿区(包括老弓长岭、独木、哑叭岭和八盘岭)。
其中弓长岭二矿区位于弓长岭铁矿带西北端,其西北端被寒岭断裂所切,东南端以老岭断裂与老岭~八盘岭矿区相接。
弓长岭二矿区矿体呈北西走向的狭长条带,长约4.5km,分为西北区、中央区和东南区三部分(赵斌和李统锦,1978)。
2.1区域地层区内出露地层有太古界鞍山群、下元古界辽河群、上元古界震旦系、古生界寒武系、奥陶系、中生界侏罗系及新生界第四系(见表2-1)。
地层层序自上而下为:表2-1 鞍本地区地层表区内鞍山群出露主要为茨沟组,是鞍山式铁矿主要的赋存层位。
茨沟组呈残留体形式出露于大片片麻状花岗岩中,岩性组成为角闪石、含铁石英岩、钠长石片岩(变粒岩)、石英岩。
辽河群在本区出露三个组,分别为高家峪组、里尔峪组、浪子山组。
起一套浅变质的沉积建造,岩性组成为碎屑岩、粘土岩、碳酸盐岩。
辽河群与鞍山群呈不整合接触,青白口系呈不整合接触覆盖在辽河群和鞍山群之上,出露三个组分别为:桥头组、南芬组、钓鱼台组。
主要岩性组成为页岩、石英岩、泥灰岩、砂岩。
震旦系出露康家组,岩性以泥灰岩为主,期间夹杂钙质页岩、粉砂质页岩等。
寒武系出露上中下三统,主要岩性有页岩、石英砂岩、灰岩、泥灰岩,平行不整合于震旦系之上。
奥陶系出露中下两统,岩性主要有竹叶状灰岩、薄层状灰岩、白云质灰岩。
不整合于寒武系之上,与震旦系平行不整合接触。
2.2构造本区地质构造复杂,断裂和褶皱构造比较发育。
矿区内内动力地质作用强烈,地质构造强烈发育,褶皱构造与断裂构造十分常见。
鞍山群和辽河群构造层中的褶皱构造经过多期活动,总体形成了一个东西走向波浪形的复背斜,复背斜的北部受到寒岭大断裂的切割。
区内主要的褶皱有弓长岭背斜和三道岭~下马塘背斜;主要断裂为寒岭断裂、偏岭断裂、三道岭~陈家岭子断裂、汤河沿~南芬断裂等,其中寒岭断裂和偏岭断裂控制了弓长岭二矿区的地层。
(见图2)图2-1 弓长岭-三道岭一带区域地质图(据辽宁省冶金地质勘查研究院,2007)2.3岩浆岩区内岩浆岩主要有侵入岩和混合岩,其中侵入岩主要包括辉绿岩和花岗岩。
混合岩体主要包括:麻峪混合岩体、三道岭—下马塘混合岩体、老爷岭—泉眼背混合岩体。
区内岩浆岩体特征见(表 2-2)。
表2-2 区域岩浆岩特征表三、矿床地质特征1.矿体特征弓长岭铁矿二矿区有贫铁矿石和富铁矿石两种,贫富铁矿的矿体规模和产状各异(见图 3-1),下面分别进行叙述。
(1)贫铁矿体规模与产状本矿区贫铁矿体主要赋存在上、下两个含铁带之中。
上含铁带包括 Fe4、Fe5和Fe6;下含铁带包括 Fe1和 Fe2,以及含铁带之间的黑云斜长变粒岩带中夹有Fe3;其中规模最大的矿层为Fe6,其次顺次为Fe2、Fe4、Fe1、Fe5、FeS、Fe3(刘军,2008)。
(2)富铁矿体规模与产状全区总共有 138 个富铁矿体,其中较大的有三个。
主要分布在Fe6中,其次是在硅质层中。
图3-1 弓长岭二矿区25 号线地质剖面图I2.矿石特征矿区内矿石组成主要有磁铁石英岩、假象赤铁石英岩、赤铁富矿、磁铁富矿。
先分别阐述如下:3.1石英岩GCL-6:含Fe石英岩(光面):褐黑色,主要由磁铁矿、石英以及少量云母组成;细粒状结构,块状构造,呈条带状,可见褶皱构造、软沉积构造。
3.2上含铁带①第六层铁矿(Fe6),即主要富铁矿层GCL-8:块状磁铁矿矿石:黑色,主要矿物是磁铁矿、石英;细粒结构,块状构造,属于富铁矿。
GCL-6:假象赤铁矿矿石:黑红色,条纹状或块状结构,条痕呈樱红色,弱磁性;金属矿物主要为镜铁矿和假像赤铁矿,有少量的磁铁矿和褐铁矿分布其中。
②斜长角闪岩层GCL-1:黑云母钾长片麻岩:矿石呈灰白色,主要矿物是黑云母、钾长石;细粒结构,片麻状构造。
GCL-4:肉红色混合岩:矿体主体呈肉红色,主要矿物是白云母、钾长石、石英和角闪石;钾长石呈肉红色占60%;石英无色透明,断口呈油脂光泽;白云母呈灰白色,硬度小于指甲。
3.3下含铁带①第二层铁矿(Fe2),即主要贫铁矿层GCL-7:条带状磁铁矿矿石:黑色,主要矿物是磁铁矿、石英;条带状结构,块状构造,为贫铁矿。
②片岩层GCL-3:绿泥石片岩:灰绿色,主要矿物是绿泥石,泥质变晶结构,片状、条纹状构造,手摸有滑感。
GCL-5:磁铁矿石英片岩:灰黑色,主要金属矿物有磁铁矿,次要的金属矿物有赤铁矿、褐铁矿,非金属矿物有石英、阳起石、绿泥石等,呈条带状结构。
3.4角闪岩层GCL-4:角闪石片岩:黑绿色,主要矿物是角闪石,还有少部分矿物为金云母;还可见褐铁矿,片状构造。
4、矿物组合与成矿期、成矿阶段4.1矿物组合矿区内矿石组成主要有磁铁石英岩、假象赤铁石英岩、赤铁富矿、磁铁富矿。
磁铁贫矿中金属矿物主要有磁铁矿,此外还有少量的赤铁矿、褐铁矿;非金属矿物以石英为主,此外还有少量的角闪石、黄铁矿及碳酸盐矿物等,磁铁贫矿平均品位从TFe31%~TFe35%不等。
磁铁富矿石中金属矿物主要有磁铁矿,少量的赤铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿;非金属矿物有角闪石、阳起石、绿泥石、石英以及少量的石墨,磁铁富矿的平均品位可达TFe70%。
4.2成矿阶段关于弓长岭二矿区条带状磁铁石英岩的年龄的研究众多,其中伍家善等采用锆石测年法对不整合于鞍山群及其硅铁建造之下的东鞍山花岗岩进行了锆石U-Pb 年龄测定,结果为(2994±8)Ma。
乔广生等采用全岩测年分析法分别对该区歪头山-北台硅铁建造和齐大山-胡家庙硅铁建造中的斜闪角长岩进行了全岩Sm-Nd 年龄测定,获得了(2724±102)Ma和(2729±245)Ma 的Sm-Nd 等时线年龄。
据万渝生的说法,弓长岭二矿区的条带状磁铁石英岩很可能不整合于年龄为29.9亿年的弓长岭片麻状花岗岩之上。
通过不同方法对岭东矿区及二矿区的黑云变粒碎屑锆石进行测定,得出25 亿年至27 亿年的较为集中的年龄数据,根据黑云变粒岩的锆石年龄已经受到变质作用的改造而是部分年龄偏低的事实,且本去其他类型岩石中的碎屑锆石仍出现30 亿年以上的年龄,得出黑云变粒岩的锆石年龄反应了源区岩石的形成年龄。
四、成矿浅析1、成矿条件铁的最初来源是辽东南幔枝构造在太古宇初次活动时通过海底火山喷发带至地表,后经历里漫长的侵蚀作用,铁质呈层状沉积下来,再次接受沉降作用,直到燕山期地幔热柱再次活动,将深部形成于太古宙的沉积变质铁矿抬升至地表,期间伴随着复杂的构造运动以及岩浆热液的侵入,对先前的沉积变质铁矿床进行了改造、叠加、富集,最终形成了如今铁矿床多层分布,贫铁矿与富铁矿互层分布的特征。
2、成矿作用及控矿要素辽东南地区弓长岭铁矿为相对地幔隆起区,伴随着辽东南幔枝构造在古元古宙的初次活动,岩石圈下富含铁质的成矿流体组分通过壳-幔相互作用输送至地表,导致海底火山喷发溢流,形成沉积型铁矿,随着中生代幔枝构造再次活跃,新的成矿流体和热液再次上涌,并伴随着整体区域整体抬升作用,对先期形成的矿床进行了二次改造和迁移,使得矿床得到进一步富集并接近地表利于开采。
整个时空演化过程就是构造-岩浆-流体的相互作用和幔源流体侵位过程,也就是幔枝构造发展过程。
辽东南幔枝构造在古元古宙开始活动时,伴随着大量的火山活动,随着岩浆的上涌带来了大量的铁质,随着幔枝构造活动的减弱铁质在浅海沉积下来,形成了最初的沉积型铁矿。
控矿构造不仅是提供矿液运移的通道或者矿石聚集的场所,同时应当把构造活动与成矿作用统一在一个过程来研究。
对沉积变质型铁矿来说,矿层形态由于受到沉积作用的影响主要为层状,似层状。
其不均一性可能是受到地形影响以及区域应力造成的局部呈鞍状或膨大和缩小现象,然而对总体矿层产状的影响有限。
构造对沉积作用形成的层状矿体的影响作用主要表现在矿体形态和空间位置的控制。
3、矿床成因类型以幔枝构造理论为依据,通过对矿床地质特征及诸因素综合研究认为:弓长岭二矿区铁矿为沉积变质型铁矿。
其成因模式如下:1.早在太古宙时期,辽东南幔枝构造就开始发育,随着地幔物质的上涌,大量的铁质被带至地表,经过漫长的侵蚀作用,在广阔的海洋中形成了中鞍山群的海底火山岩一沉积岩系,同时在其中也沉积形成了厚大的条带状磁铁石英岩层,随后经历了漫长的沉降作用。
2.直到中生代辽东南幔枝构造再次活跃,伴随着强烈的区域变质作用,以及受到区域应力挤压而形成的一系列褶皱、断裂、韧性剪切带。
对先期形成的层状沉积性铁矿中鞍山群地层在 2.65~2.5Ga 期间经受区域变质作用和构造运动的改造。
3.先期形成的沉积型铁矿在复杂的构造运动及区域变质作用下物质活化,发生有益组分的带入和无用组分的带出,经过改造铁质再度富集。
4.随着幔枝构造的演化,地幔热柱的抬升,经过改造的富铁矿床被再次抬升,后其上的拆离滑脱带被风化剥蚀,富矿体出露地表。