河北孤山子超貧釩鈦磁鐵礦

孤山子超貧釩鈦磁鐵礦區位于河北省寬城滿族自治縣東南，長12.5km，平均寬約3km，面積約22km2。孤山子超貧釩鈦磁鐵礦產于孤山子基性巖體內。早在20世紀50年代就開始了該巖體一系列地質找礦工作，涉及鐵、銅、鎳、釩、鈦、鉑、鈀及磷等金屬和非金屬礦產。如1959年冶金部門對第四系砂礦、鐵礦進行過評估;1960年省地質四隊對超基性巖體中的銅、鎳進行過評價;1968年黃金六隊對銅、鎳進行評價，并對鉑、鈀進行了了解;1970年省地質五隊在巖體中部的白相溝一帶對磷礦及釩鈦磁鐵礦進行過綜合評價，1972年又對鉑、鈀礦的賦存規律投入了部分地質工作。從20世紀末到21世紀初，孤山子超貧釩鈦磁鐵礦首次開發利用，幾經資源/儲量核實，截止到2002年，區內累計查明鐵礦石資源/儲量總計1777萬t(333)。2006～2007年，省地質五隊針對超貧釩鈦磁鐵礦進行專門地質普查，包括物探磁法測量。一、礦床地質背景工作區所處大地構造位置為中朝準地臺燕山臺褶帶馬蘭峪復背斜東段北翼、寬城凹褶東南緣。區域上地層受大地構造控制明顯，地層及斷裂帶走向均為北東方向，其中太古宇遷西群深變質巖系構成結晶基底，兩翼以中元古界蓋層為主，局部古生界及中生界少有出露。區內巖漿活動亦較頻繁，除中酸性巖體外，尚有大小不等的基性巖(脈)體分布。遷西群老變質巖系地層多由黑云斜長角閃片麻巖類組成，其內夾有含鐵量水平較高的磁鐵石英巖，形成工業礦體后被廣泛開采。隨著鐵礦開采的深化，富含Fe、V、Ti、P的基性－超基性巖體目前亦被當作磁鐵礦選冶而創造經濟價值。礦區位于密云－青龍東西向斷裂與喜峰口－湯道河北東向斷裂交會處，孤山子巖體主要沿北東向斷裂呈長軸狀分布(圖2－9－1)。巖體總長度約12km，寬度一般1.3～2.3km，中部及西南部較寬，而北東部較窄。西南端巖體成分為閃長巖，中部及東北部以角閃輝石巖為主。巖體位于北西傾向正斷層上盤，其北西側局部平行出露有花崗閃長巖脈，外圍為長城系地層，再外圍為遷西群變質巖地層。正斷層下盤600～700m遠處尚有一南東傾向的平行逆斷層分布，除此以后兩側尚發育有數條平行不明性質斷層，基本為控制地層分布的層間斷裂帶。圖2－9－1 孤山子鐵礦地質圖地層呈單斜形式產出，總體走向50°～70°，傾向北西，傾角75°左右。從現有地質資料認為，巖體產狀應與地層產狀一致。釩鈦磁鐵礦多分布在中部及北東段的角閃輝石巖中，巖體長約7600m，最大出露寬度2500m，最小寬度750m，出露面積約13.3km2。其內礦體形狀、產狀均很不規則。從各勘查剖面控制礦體情況表明，單層礦最小寬度約30m、最大寬度約500m，多層礦累計最大寬度1400m。西南端的閃長巖體內形成有一定規模的鐵礦體較困難，最好地段礦體品位、規模亦較差。二、地球物理特征孤山子巖體航磁異常呈北東長軸狀，長約11km，兩端寬度在1.5km左右，中間寬度約3km。異常外圍閉合強度250nT，最高強度3000nT。異常正負相伴，負異常分布在正異常北西側，與正異常呈平行狀，初步分析異常整體為一超大磁性體反映。區內長城系地層巖性為白云巖與少量頁巖，兩者均無磁性。閃長巖磁化率κ約在1500×4π×10－6SI左右，其Mr多在800×10－3A/m左右。一般輝石巖磁化率κ多在4000×4π×10－6SI左右，其Mr多在1600×10－3A/m左右;釩鈦磁鐵礦、輝石巖磁性較強，磁化率κ多在(8000～45000)×4π×10－6SI左右，其Mr多在(3500～32000)×10－3A/m左右。總體看，區內基性巖體外圍圍巖無磁性，基性巖體具弱～中等磁性。當巖體中含釩鈦磁鐵礦時，磁性則變強;其磁性強弱程度與釩鈦磁鐵礦品位正相關(圖2－9－2)。圖2－9－2 孤山子鐵礦地層磁異常變化圖三、物探方法技術運用(一)工作目的及方法隨著近年來鋼鐵工業對鐵礦石品位要求的降低，規劃的承德市1000萬t特鋼基地項目將孤山子超基性巖體低品釩鈦磁鐵礦列入礦產資源計劃之列。為了查清巖體內鐵礦賦存部位，礦體規模、礦石品位及質量變化情況，總結超貧釩鈦磁鐵礦成礦規律，研究礦石加工利用性能，探求礦床的經濟基礎儲量及內蘊的經濟資源量，為礦床開發進行概略經濟評價，受地方政府委托對寬城滿族自治縣孤山子超貧釩鈦磁鐵礦進行地質普查工作。地面磁測為地質普查工作中的一項內容，其目的任務是先期對巖體出露區進行磁法測量，以確定巖體分布范圍、巖體產狀、巖體整體含礦性、鐵礦富集部位、鐵礦規模等，為下一步地質工程提供施工依據。本次布置地面磁法面積測量，比例尺1∶1萬，網度100m×20m，測線方向為135°，工作范圍的確定以覆蓋整個巖體為原則。野外工作于2006年9～11月進行，實際控制面積約20km2。基線布設采用動態GPS完成，儀器型號為美國天寶5800型，主要技術指標如下:通道24頻道，跟蹤信號L1/L2，RTK平面精度(10mm+1ppm)RMS，RTK高程精度(5mm+1ppm)RMS。基線方向45°，點距100m。選擇1∶1萬地形圖上孤山子山頂的基點為基點起算點，根據測量網度及測線方向，算出其他基線點坐標值進行實地放樣，用木樁標記。測線布設采用手持GPS完成，所用型號為GPS72型，儀器主要技術指標為:并行12通道，每秒一次連續更新，精度1～5m。利用實地中央經線及基點網坐標，對手持GPS參數進行標定，然后根據測網計算坐標，逐點布設點位并留布條標記。磁法測量使用中國航空物探遙感中心生產的Hc－95a型手持式光泵磁力儀，主要參數為:測量范圍20000～100000nT，所測參量T，分辨率0.01nT，允許梯度20000nT/m，存儲數據6700個讀數(帶掉電保護功能)。本次測量為中等精度磁測，室內經混合改正后得出各點異常值ΔT，繪制成果圖件。(二)成果解釋磁測清晰地圈定了孤山子基性巖體的寬度輪廓(圖2－9－3)，北東長度延伸亦確定了邊界;南西走向端巖體鐵磁性物質含量較低，與地質圖上巖體南西部位的閃長巖體相吻合。本次磁測控制巖體分布面積約16km2，但測區西南方向未將閃長巖邊界測量完整，實際巖體總面積應在20km2以上。其中部、北部為鐵磁性物質含量較高的角閃輝石巖巖體，面積大約為13.6km2。巖體范圍內發育形態十分不規則而強度高的正異常，沿著巖體北西邊界呈帶狀分布的異常特征尚明顯，異常帶總長約6.5km。其內2000nT等值線基本封閉，3000nT及其以上異常于帶內斷續分布，反映出巖體雖較連續，但其內鐵磁性物質不甚均勻的特點。正異常左側分布負異常，且其梯度變化較大，零等值線附近背景場基本呈窄的條帶狀縱貫測區西北部，與巖體西北側不明性質斷層對應較好，推斷斷層傾向應為南東方向，斷層下盤地層應為無磁性的沉積地層。這些特征反映該斷層應為孤山子基性巖體的主要控巖構造，巖漿通道亦對應分布在其中的某一地段或與該斷裂帶互相聯通。各測線右端正異常梯度變化較緩且低緩異常范圍較大，推斷地下巖體有向東南方向傾伏的可能;但巖體東南側外圍分布一北西傾向正斷層，推斷該斷層產狀較陡或深部傾向有變化。圖2－9－3 孤山子鐵礦磁測異常圖圖2－9－4 孤山子磁測上延100m異常圖工區中部及東南大部分地區發現多體磁異常: 2000nT 等值線基本相連，3000nT 以上異常斷續分布其中，總體認為由孤山子巖體的核部———超基性輝石巖引起。輝石巖整體含鐵量較高，而形成了大面積的礦化帶及局部的工業礦體。結合現有地質結果推斷，2000nT 等值線圈定范圍即為地表礦化帶范圍，4000nT 等值線圈定的異常基本反映了鐵礦體存在的范圍。包括主要異常 35 個，總面積為 2102806m2。總體分析認為，雜亂的磁異常主要反映磁性體淺部特征。為了解巖體深部主要磁性物質富集地段，對磁異常進行了進一步研究，對磁測 ΔT 數據進行 100m 上延處理 ( 圖 2 －9 －4) ，之后在上延等值線圖上切取一條剖面進行二維反演。從上延 100m 異常圖可見，異常極值中心有一定南東向偏移，異常長軸特征明顯，兩個平行異常帶所對應的磁性體應產于工區東南位置處; 異常左翼梯度較右翼稍顯寬緩，考慮到斜磁化因素，推斷強磁性體產狀應較陡。異常北西側邊部負異常帶明顯存在，且變窄，推斷巖體下邊界向里收縮。為此，又利用磁法軟件對上延 100m 后的 60 剖面異常進行二維反演( 圖 2 － 9 － 5) 。雖然計算的板狀體模塊欠合理，但基本能反映出巖體主要的強磁性部位的產出形態———南東向傾斜、深部富集規模大這一特征。圖 2 －9 －5 66 剖面延拓異常推斷成果圖四、驗證結果根據磁測圈定異常結果，地表施工了大量槽探工程。通過取樣，圈定了多條超貧品位釩鈦磁鐵礦體。根據局部地段地表見礦情況，施工了控制鉆孔，基本查清了該礦體的規模。通過資源/儲量估算，提交mFe品位≥8%的122b經濟基礎儲量7.80億t，平均品位8.94%;mFe品位介于6%～8%的333內蘊經濟資源量2.68億t，平均品位6.58%;mFe品位≥8%的(333)內蘊經濟資源量4.93億t，平均品位8.94%;mFe品位介于6%～8%之間的(333)內蘊經濟資源量1.95億t，平均品位分別為6.58%;mFe品位介于4%～6%之間的333內蘊經濟資源量7.99億t。各類型資源/儲量合計為25.35億t，遠遠超過往年(2002年以前時期)資源/儲量總量。(本節供稿人:劉潤平楊志宏李曉敏)
備注：數據僅供參考，不作為投資依據。