山西省代县洪塘金红石矿简介.doc

山西省代县洪塘金红石矿简介山西省地质矿产勘查开发局二一七地质队2008年3月30日一、矿区名称：山西省代县洪塘金红石矿二、矿区地理位置普查工作区位于代县县城北东18方向24km义成沟洪塘一带，行政区划隶属于代县上磨坊乡管辖。矿区南部有公路108国道和京原铁路经过，区内有简易公路相通，风水岭至108国道、京原铁路枣林站有公路相通，交通尚属方便。矿区中心距108国道直距15km，运距30km，距京原铁路枣林站直距16km，运距33km。三、以往工作简述19681969年，山西省地质局区调队在填制1:20万原平忻县幅和浑源幅时发现雁门关以东存在一个超基性岩带，该队针对超基性岩进行了补课，在碾子沟一带的绿泥透闪岩体中发现有金红石、锆石异常存在，部分地段金红石含量13%。1971年，山西省地质局区调队在雁门关一带进行了超基性岩普查，提交有雁门关超基性岩普查评价报告。1971年11月12月，211队对付家坪超基性岩体进行地表揭露采样工作。1972年1975年8月，211队在代县雁门关364km2范围内开展了1:1万地质普查找矿工作，初步查明了工作区内铬、镍、钴、铂等矿产的矿化特征及其分布。73年在碾子沟老虎梁发现超基性岩体中有宽约100m，富含金红石的绿泥透闪岩带，随即进行槽探工程揭露，发现了金红石矿体。先后又在羊廷寺、义成沟、张山沟等地发现了金红石，经追索将碾子沟与义成沟连接起来，矿带长达11km。后经查实，该区为一特大型金红石矿床，填补了山西省无金红石矿的空白。提交了山西省雁门关基性超基性岩带1:1万地质普查找矿报告。1973年5月1976年12月，211队对碾子沟金红石矿床-3线31线地段进行初步地质勘探。1974年8月，送选矿试验样品一个，样重489.7kg，由湖北省地质实验室承担，并提交了山西省代县碾子沟矿区金红石矿初步可选性试验报告。1976年8月，又送选矿试验样1个，由冶金工业部矿冶研究所承担，提交了山西省代县碾子沟金红石矿床可选性试验研究报告，对该矿床的选冶性进行了较为详细的研究。在此基础上，提交了山西省代县碾子沟矿区金红石矿初步勘探报告提交金红石TiO2B+C1+C2级储量133万吨。1987年1988年，化工部地质勘探公司河北地质勘探大队对碾子沟金红石矿区老虎梁矿段进行了加密钻探勘探，并进行了详细可选性试验工作。于1993年3月提交了山西省代县分水岭乡碾子沟金红石矿区老虎山矿段勘探地质报告，山西省储量委员会批准B+C+D级金红石TiO2储量61.73万吨，报告由山西省矿产储量委员会审查批准。 1989年1990年，211队进一步对碾子沟矿区东、西两侧的羊廷寺、洪塘矿区进行了普查工作。提交了山西省代县洪塘、羊廷寺金红石矿区普查地质报告，两区共提交C+D+E级金红石TiO2储量33.72万吨，其中洪塘矿区C+D+E级金红石TiO2储量23.65万吨，为大型报告，经山西省地质矿产局评审通过。2003年4月2003年10月，211队在碾子沟羊廷寺一带进行了金红石矿普详查工作， 2003年12月提交了山西省代县碾子沟羊廷寺矿区金红石矿普详查报告，提交金红石TiO2332+333+334？资源量67.34万吨，其中新增332+333+334？资源量49.61万吨，2S22资源量5.16万吨，对区内金红石矿共伴生的磁铁矿、钛铁矿、直闪岩石材进行了综合评价，求得磁铁矿10.85万吨，钛铁矿TiO27.77万吨，报告经山西省地质矿产科技评审中心评审通过。2004年4月2004年11月，我队在羊廷寺刘家沟一带进行了金红石矿普查工作，并对碾子沟羊廷寺金红石普详查区黑色金红石进行了可选性试验，2005年1月提交了山西省代县羊廷寺矿区金红石普查报告，提交金红石TiO2333+334？资源量33.86万吨，新增333+334？金红石TiO2资源量23.69万吨。四、区域地质概况工作区大地构造位置地处山西中台隆恒山隆起西段,草垛山分水岭背斜构造之南翼，地层较老，构造简单。1、地层区内出露地层主要为一套太古界五台群遭受了多期变质变形的中级区域变质岩系。按1：5万东留属幅区调资料划分为太古界五台群金岗库岩组。为了与以往资料的衔接、对此，本次沿用1：20万区域资料。区域东部出露有新生界下第三系渐新统繁峙组橄榄玄武岩，第四系上更新统马兰组风积粉质亚砂土，全新统冲洪积物，区内地层层序见表1。2、构造本区大地构造位置位于山西中台隆恒山隆起西段，草垛山分水岭背斜南翼，区内地层展布方向与该背斜轴向一致，呈单斜状产出。受后期断裂构造的影响，地层产状发生变化，但总体的表现为单斜构造，无明显的褶皱构造。区内断裂构造较发育。大致可分为二组。一组为走向近东西，规模较大，形成时代较早，以逆断层为主，一般断面南倾。主要有义成沟张山沟羊廷寺深大断裂带及其伴生的次级断裂构造，其中义成沟张山沟羊廷寺深大断裂带为超基性岩的侵入提供了通道及赋存空间。该构造有多期次活动的特点，表现为超基性岩的多次侵入，为本区的主要控矿构造。 区域地层简表 表1年代地层单位岩石地层单位代号岩 性 描 述厚度 (m)界系统群组段新生界第四系全新统Q4黄土、粉砂土、残坡积，现代冲洪积0-30上更新统马兰组Q3m砂质亚砂土10-15下第三系渐新统繁峙组E3f橄榄玄武岩、橄榄粗玄岩、橄榄斜长玄武岩350下古生界寒武系中统2薄层状灰岩、细砂岩800下统1紫红色页岩、薄层状灰岩200-300上太古界五台群相当地层冰林沟组上段Awb2斜长角闪岩夹变粒岩1000下段Awb2角闪黑云斜长片麻岩夹斜长角闪岩850碾子沟组上段Awn2角闪变粒岩夹薄层斜长角闪岩、斜长角闪岩夹角闪变粒岩（夹阳起透闪岩金红石含矿带）200-600下段Awn2角闪斜长片麻岩1000台子底组AWt混合岩化角闪斜长片麻岩800第二组为走向近北东南西的断裂构造，代表性的构造有洪塘大寨北断裂，本组断裂构造规模较小，断面倾向南东，以逆断层为主，切穿第一组断裂构造，对区内金红石矿体有破坏作用。3、岩浆岩区内岩浆活动以五台期的超基性岩为主，次为零星分布的吕梁期变辉绿岩脉（株）、伟晶岩脉和喜山期的煌斑岩和橄榄玄武岩。五台期的超基性岩已蚀变为阳起透闪岩、绿泥透闪岩、直闪岩和石英滑石片岩。原岩分别为橄辉岩和辉石岩。分布在义成沟碾子沟羊廷寺刘家沟一带，全长约11km，最宽处达400余米，呈似层状产出，走向近东西。五、矿区地质特征1、地层矿区出露地层主要为五台群碾子沟组和冰林沟组下段部分。地层层序见表2。矿区地层简表 表2 年代地层单位岩石地层单位代号岩 性 描 述厚度(m)界系统群组段新生界第四系全新统Q4黄土、粉砂土、残坡积，现代冲洪积0-30上更新统马兰组Q3m砂质亚砂土10-15上太古界五台群相当地层冰林沟组下段Awb1黑云角闪斜长片麻岩夹斜长角闪岩未见顶200碾子沟组上段Awn2角闪变粒岩夹薄层斜长角闪岩、斜长角闪岩夹角闪变粒岩（夹阳起透闪岩金红石含矿带）200-600下段Awn1角闪斜长片麻岩未见底2、构造矿区内褶皱构造不发育，地层完全受草垛山分水岭区域背斜控制，呈向南西倾的单斜层状产出。断裂构造较发育，主要为区域上义成沟张山沟羊廷寺深大断裂构造的一部分，并且已被超基性岩充填。在区内表现为分布在矿区北中部和南部的直闪岩、透闪岩、石英滑石片岩组合带。区内次有上述深大断裂带的次级断裂，分布在矿区东部。另外还有一条走向北北东南西西的断裂分布于矿区东部洪塘附近，对矿体有一定破坏作用。3、岩浆岩区内岩浆岩主要为五台期变质超基性岩和零星分布的吕梁期变辉绿岩脉和伟晶岩脉。4、变质作用区内地层经受区域变质，变质程度为角闪岩相，形成的变质岩有角闪斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩。超基性岩经受变质作用形成的岩石主要有阳起透闪岩，次有石英滑石片岩、绿泥透闪岩和直闪岩。5、围岩蚀变经工作金红石含矿围岩主要有阳起透闪岩，次为直闪岩。主要蚀变有阳起石化、透闪石化，次为绿泥石化、蛭石化、碳酸盐化等。其中与矿化有关的蚀变主要为阳起石化、透闪石化。6、赋矿层位及矿化特征金红石含矿带（体）为阳起透闪岩，为义成沟碾子沟羊廷寺金红石矿化带的西端部分，赋存于五台群碾子沟组上段地层中，矿带（体）的产状与地层产状基本一致，呈NWW-SEE向展布。矿带（体）规模、产状和形态严格受岩体的控制。矿化带与五台期超基性岩沿断裂构造活动侵入有密切关系，且受后期热液活动影响较强，使金红石再一次富集。矿化带产状：1802004050与围岩基本一致。六、矿床地质特征1、矿体特征区内金红石矿化带为洪塘碾子沟羊廷寺矿化带的西段部分，出露长约2300m，共圈出金红石矿体4个，其中以1号矿体为主，其余矿体未进行评价，只利用原洪塘金红石矿普查区成果资料。1号矿体：控制长1970m。矿体最大铅垂厚度126.17m，最小1.69m，平均厚度18.46m，厚度变化系数113.41%，属不稳定型。单工程金红石TiO2品位最高3.08%，最低1.60%，全区平均1.78%，品位变化系数19.97%，属均匀型。矿体呈80100方向展布，倾向SE，倾角平均45，由于地形切割，使矿体呈蛇曲形。矿体延走向上稳定，倾向上不稳定。矿体顶板为斜长角闪岩，少量直闪岩和阳起透闪岩，底板为直闪岩，阳起透闪岩，及黑云变粒岩斜长角闪岩。矿体夹石率为5.77%。矿体空间分布形态呈大透镜状产出，主要受阳起透闪岩控制。含矿岩石主要为阳起透闪岩，极少部分为石英滑石片岩和直闪岩。矿体总体呈80100方向展布。矿体产状为17546。矿体在地表出露较薄，仅3-10m，在深部16191655标高变厚,在标高1500m又变薄。矿体地表出露标高为20781770m。，沿倾向标高为13201800m，均位于区域最低侵蚀基准面以上。矿体最大延深可达800m。2号矿体：位于1号矿体北侧即1号矿体的下盘，其矿体与1号矿体呈平行状分布，两矿体相距4080m，其长度约600余m，平均厚度17.8m,平均品位1.74%，厚度变化系数Vd=17.8%，品位变化系数Vc=60.6%，均属均匀型，组成矿体的岩石多以含金红石的阳起透闪岩为主，次为直闪岩，矿体的顶板岩石为厚层状斜长角闪岩。矿体出露标高为19901730m。3号矿体：位于2号或1号矿体向东的走向线上，相距约240m，矿体呈厚度较大的透镜状，其厚度为26.1m，金红石TiO2平均品位2.46%。矿体产状走向为300，倾向SW，倾角约60，顶板围岩为直闪岩，下盘为阳起透闪岩。4号矿体：位于1号矿体东端的南侧，直距300m处，矿体长190m，大透镜状分布，其产状为80，倾向NW，倾角4555。矿层厚度39.21m,平均品位1.76%。2、矿石特征(1) 矿石矿物特征：矿石主要矿石矿物为金红石、磁铁矿、钛铁矿、少量黄铁矿、黄铜矿。金红石：黄褐、褐及棕红色，为自形、半自形粒状，金刚光泽，硬度较高，比重经测定为4.21，粒度一般为0.1-0.5mm，个别粗大者可达1mm，双目镜下可见金红石单晶和膝状双晶。在矿石中金红石TiO2含量1-5.02%。钛铁矿：黑色、黑棕色，呈粒状、板状，金属光泽，不均匀地分布在矿石中，常被金红石所交代，交代边缘呈棕红色。TiO2 48.53%，Fe2O3 15.51%，FeO 33.62%， MnO 0.33%， MgO 2.40%。磁铁矿:黑色,等轴状自形晶,常被脉石(硅质)矿物交代，粒度0.05-3.00mm。含量5%，TFe71.33%。矿石中脉石矿物主要有透闪石3040%、阳起石20-30 %,其次为绿泥石10-15%，直闪石10%，滑石5%、石英10%、长石5%,此外尚有少量蓝晶石、角闪石、黑云母、磷灰石、锆石等。透闪石：无色，呈长柱状、短柱状的自形、半自形晶体，晶体大小一般为0.5-21.5mm。阳起石：淡绿色，多呈柱状晶体，少部分呈纤维状，部分已绿泥石化，可见有纤维状阳起石交代透闪石现象。柱状晶体延长为0.5-2.0mm，纤维状晶体的集合体一般为0.5-1.51.0mm。(2) 矿石的结构、构造及嵌布特征：矿石结构、构造比较简单，金红石矿石呈它形、半自形粒状结构、交代残余结构及少量的自形粒状结构。半自形粒状结构分布较广。金红石边缘略被脉石矿物交代，如金红石大部分被脉石矿物交代，仅零星保留交代残余的金红石，则过渡为交代残余结构。至于自形粒状结构则为少量细粒（粒度长度为0.050.1mm,宽0.020.04mm）金红石被包裹于滑石、透闪石中。它们的晶形完整呈柱状。矿石构造一般为稀疏浸染状构造和星散状构造，其次为条带状构造和团块状构造。金红石分布不均匀，可见局部富集（即许多粒金红石聚集在一起）成为团块状或略成显微条带状。金红石与透闪石、阳起石共生关系密切，而很少与普通角闪石共生。金红石为主要回收矿物。分布在透闪石矿物之间，部分包裹于透闪石中，有时也见有滑石之中。(3) 矿石化学成份：勘查区矿化带为洪塘碾子沟羊廷寺矿化带的西部边缘部分，矿石成份、结构、构造等特征与碾子沟矿区号矿体十分相似，岩石化学成份具可比性，据碾子沟矿区岩石化学分析结果（见表4-3），计算结果b值在4247.63%，岩石系列属铝过饱和系列及正常系列。Q值均为负值，图解后均落在超基性火成岩范围内，恢复原岩为辉石岩类。本次采集岩石化学简项分析样5个，分析结果见表4-4。矿石经过进行基本分析和组合分析测试，矿石中有用组分为金红石TiO2含量一般为1.50-3.36%，最高为5.02%。伴生有用组分有mFe、钛铁矿TiO2，有害组分为P2O5。3、矿石类型和品级根据矿石的结构、构造和矿物共生组合特征，矿石自然类型可划分为：浸染状、条带状和星散状三个矿石类型。浸染状矿石类型：是矿体中主要矿石类型，金红石呈单体粒状包含于或浸染于透闪石中，或透闪石与透闪石晶体之间，当金红石密集时形成稠密浸染状矿石，是构成工业矿体的主要类型。星散状矿石类型：一般晶体完好的单晶状星散于岩石中，该类型构成工业矿体者较少，但分布普遍，分布在矿石中，也见于围岩或夹石中。条带状矿石类型：为构成工业矿体的次要类型，细小金红石晶体沿片理面呈脉状或串珠状分布于矿石中，但此类型不多见。4、矿体围岩和夹石(1) 矿体围岩：矿体顶板岩石为斜长角闪岩少量直闪岩，底板为斜长角闪岩，局部为直闪岩。主要蚀变有透闪石化、阳起石化，以上蚀变与金红石富集有密切关系，其次蚀变有滑石化、蛭石化、绿泥石化、蓝晶石化等，与金红石富集也有一定关系，但分布范围小，且零星。(2) 夹 石：矿体内金红石TiO2品位不够工业指标边界品位，不能圈入矿体，而厚度4m的部分划为夹石，对于厚度虽4m,但能引起矿石变为不够矿的部分,也划分为夹石。(3) 伴生矿产：与金红石矿伴生的有钛铁矿、磁铁矿，共生矿产石材（直闪岩）七、找矿标志及成因分析1、矿床成因分析以往化探资料成果显示，Ti异常较强地区与区域超基性岩相吻合，超基性岩的Ti峰值高于其它岩性。依据以往勘探和本次成果，金红石矿体不是直接产于超基性岩体之中，换句话说，不是所有的超基性岩都是矿体，金红石矿体主要产于具有透闪石化、阳起石化、绿泥石化、滑石化、蛭石化等蚀变的超基性岩中。依据矿体的金红石空间分布、结构、构造、围岩蚀变及产出的地质条件等特征综合分析，初步认为：金红石的物质来源于地壳深部即五台期的超基性