新疆贊坎鐵礦礦石礦物組分特征研究

彭玉旋，夏 冬

（1.新疆礦產(chǎn)實驗研究所，新疆烏魯木齊830000；2.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083；3.新疆地質(zhì)調(diào)查院，新疆烏魯木齊830000）

礦區(qū)地處古亞洲構(gòu)造域與特提斯構(gòu)造域的結(jié)合部位，位于西昆侖、喀喇昆侖兩大構(gòu)造單元的結(jié)合部位。受古元古界布倫闊勒群中深變質(zhì)巖系控制，分布在吉爾鐵克溝—喬普卡里莫鐵礦帶內(nèi)（見圖1）。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動頻繁，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。、

圖1 西昆侖塔阿西—贊坎一帶地質(zhì)略圖

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層相對簡單，主要為古元古界布倫闊勒群（Pt1B）結(jié)晶片巖、志留系溫泉溝組（S1w）及第四系河床洪沖積物（Q4）。斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅見一條斷裂（F1）。斷裂帶寬約50～100m左右，呈北西向延伸，走向300°～350°，總體約 325°，向北東緩傾，多呈波狀起伏。斷裂通過處可見到古元古界地層與志留系地層混雜產(chǎn)出，并見到較大規(guī)模的石英脈發(fā)育。斷裂使古元古界地層向南推覆于志留系地層之上，對礦區(qū)磁鐵礦未造成破壞。礦區(qū)巖漿巖主要為喜山期，區(qū)域上將其列為贊坎巖體，分布于礦區(qū)北部，呈一小巖株侵位于布倫闊勒巖群。主要出露巖性為二長花崗巖、正長花崗巖、霏細(xì)巖3種。

礦床共圈出4條磁鐵礦帶，編號為Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號。主要賦存于古元古界布倫闊勒群地層中的第二巖性段及第三巖性段中，各礦體均以順層狀產(chǎn)于斜長角閃片巖或黑云石英片巖中。在Ⅰ、Ⅲ號磁鐵礦帶中圈定了46條磁鐵礦體，其中主要礦體有5條，編號為Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3。其它41條礦體規(guī)模均小，均是鉆孔中揭露出的盲礦體，多為單孔所見，厚度多數(shù)小于2.0m，TFe品位均在30.76%以下，為圍巖局部礦化所致。

2 礦石礦物組分及特征

根據(jù)鏡下鑒定結(jié)合電子探針分析結(jié)果，礦石中礦物主要由金屬礦物和脈石礦物兩大類構(gòu)成，共有兩類25種，金屬礦物8種，氧化蝕變礦物3種，脈石礦物14種（見表1）。金屬礦物種類比較簡單，主要為磁鐵礦，次為黃鐵礦、磁黃鐵礦及少量赤鐵礦、黃銅礦、白鐵礦、輝鉬礦、銅藍(lán)，脈石礦物種類較復(fù)雜，有磷灰石、角閃石、透輝石、石英、陽起石、黑云母、鈉長石、方解石、綠簾石、綠泥石及白云母等，其中磷灰石為伴生有用礦物，可以綜合回收。

表1 贊坎鐵礦床浸染狀礦石礦物成分表

磁鐵礦是礦石中最重要的金屬礦物之一，在礦石中廣泛分布，但總體含量并不高，在礦體中磁鐵礦含量超過85%的礦石占比例很少，磁鐵礦含量在50%～85%的礦石約在15%～20%左右，磁鐵礦含量在30%～50%和20%～30%的浸染狀礦石類型占多數(shù)。磁鐵礦化作用主要產(chǎn)生在石英巖、透輝石矽卡巖、變粒巖及角閃巖中，磁鐵礦多呈浸染狀、條帶狀產(chǎn)出，部分具拉長的外形，并定向分布，其形成屬于變質(zhì)重結(jié)晶作用產(chǎn)物。

磁鐵礦系等軸晶系，晶體常呈八面體，其次為菱形十二面體。顏色及粉末呈黑色，金屬光澤，硬度5～6，比重5，具強(qiáng)磁性。在鏡下磁鐵礦形態(tài)以半自形-他形粒狀為主，自形晶少，他形粒狀磁鐵礦中部分外形不規(guī)則，呈多角狀、拉長狀分布。多數(shù)磁鐵礦內(nèi)部較純凈，不含或少含雜質(zhì)礦物。粒徑變化較大，在0.01～1.2mm±，多數(shù)在0.05～0.5mm之間。

由于磁鐵礦是礦石中的主體金屬礦物，含量最高，其空間分布決定了其他金屬礦物的嵌布特點(diǎn)。磁鐵礦嵌布方式在不同類型的礦石中存在明顯差異，主要有2種類型。在中—低品位的鐵礦石中（星散、稀疏和中等浸染狀）多呈獨(dú)立的單體或聚粒狀分布在脈石礦物粒間。在稠密浸染狀和塊狀礦石中以連生晶為主，呈致密塊狀、團(tuán)塊狀、條帶狀產(chǎn)出，單體分布者少。磁鐵礦與其他金屬礦物之間的關(guān)系相對比較簡單，多以直線、簡單的曲線與其他金屬礦物連生在一起。有少部分磁鐵礦形態(tài)不規(guī)則，外形復(fù)雜，呈鋸齒狀與其他礦物交生在一起。礦石中有少量細(xì)粒磁鐵礦包含在脈石礦物或其他金屬礦物中，占比例很少，一般不超過1%。此外，也有少部分細(xì)粒磁黃鐵礦、黃鐵礦或黃銅礦包裹在磁鐵礦中。

磁鐵礦電子探針分析結(jié)果見表2，其主元素FeO（全鐵）含量在89.10%～91.51%，平均值為90.91%。其中含有V、Ti、Ni等微量組分，但含量很低。

表2 贊坎鐵礦床磁鐵礦電子探針分析結(jié)果表（%）

黃鐵礦在礦石中含量較高，但含量變化大，在微量至5%之間，局部富集可達(dá)15%，常與磁鐵礦和磁黃鐵礦連生在一起，多呈浸染狀、團(tuán)塊狀及脈狀產(chǎn)出。黃鐵礦顏色呈淺黃銅色，條痕綠黑色，強(qiáng)金屬光澤，不透明，性脆，斷口不平坦，貝殼狀。結(jié)晶形態(tài)較差，多數(shù)呈半自形-他形粒狀分布，自形晶少。粒徑變化大，在0.01～2.8mm±，多數(shù)在0.05～0.6mm之間。黃鐵礦嵌布方式主要有3種方式：（1）分布在脈石礦物或磁鐵礦等金屬礦物粒間，并交代磁鐵礦；（2）與黃銅礦、磁黃鐵礦等聚集連生在一起；（3）包含在磁黃鐵礦中或沿裂隙呈脈狀產(chǎn)出。其中（1）、（2）占絕大多數(shù)，（3）類情況常見，但比例小，低于1%。在氧化礦石中，部分黃鐵礦被褐鐵礦沿邊緣交代，但仍保留了黃鐵礦的殘余體。

黃鐵礦形成經(jīng)歷了一個較長的時期，存在早中晚3個階段。早階段形成的黃鐵礦結(jié)晶形態(tài)較完整，多呈半自形—自形粒狀，粒徑較粗，常大于0.5mm，其中還包含磁鐵礦，形成略早于與其共生的磁鐵礦。中期形成的黃鐵礦呈他形粒狀，分布在磁鐵礦粒間，其形態(tài)主要受磁鐵礦的粒間孔隙支配。有時受外力作用影響具有拉長的外形及定向排列，與磁鐵礦同時或稍晚形成。晚階段形成黃鐵礦沿裂隙呈脈狀產(chǎn)出，并切割中期形成的定向排列磁鐵礦。黃鐵礦電子探針分析結(jié)果見表3，其主元素Fe平均值在46.43%，S平均值為52.69%，與黃鐵礦標(biāo)準(zhǔn)含量Fe46.55%、S53.45%相近，其他微量元素Sb、Zn等含量很低。

表3 贊坎鐵礦床黃鐵礦電子探針分析結(jié)果表（%）

磁黃鐵礦在礦石中普遍存在，但含量變化大，在0%～5%之間，呈浸染狀分布。局部有富集現(xiàn)象，含量增高，最高可達(dá)15%左右，呈團(tuán)粒狀或團(tuán)塊狀產(chǎn)出，但此種情況在礦石中少見，多與黃銅礦、黃鐵礦連生在一起。磁黃鐵礦六方晶系。晶體罕見，通常呈不規(guī)則狀碎塊，偶見六邊形厚板狀、臺階式厚板狀晶體。古銅色，常帶暗褐色的暈彩。粉末深灰黑色，金屬光澤，硬度4，比重4.5，具磁性。鏡下磁黃鐵礦呈他形粒狀分布，粒徑細(xì)，0.04～0.55mm±，常交代黃鐵礦。磁黃鐵礦嵌布方式較復(fù)雜，主要有3種方式：（1）呈獨(dú)立單體或聚粒狀分布在磁鐵礦、黃鐵礦或脈石礦物粒間；（2）與磁鐵礦或黃鐵礦簡單連生在一起；（3）呈細(xì)粒狀包裹在磁鐵礦或黃鐵礦中。其中，前2種方式占98%左右，常被白鐵礦或褐鐵礦沿邊緣交代。從磁黃鐵礦與其他金屬礦物及透明礦物之間關(guān)系看，其形成時間與磁鐵礦基本上同時。磁黃鐵礦電子探針分析結(jié)果，其主元素Fe平均值在59.64%，S平均值為38.52%，與磁黃鐵礦標(biāo)準(zhǔn)含量值Fe60.88%、S39.13%基本相同。Ni含量略高，在0.18%，其他元素Cu、Zn、Co等元素含量很低，屬于類質(zhì)同象組分。

黃銅礦顏色為黃銅黃色，少數(shù)表面有斑雜狀錆色，條痕綠黑色，金屬光澤，不透明，性脆，斷口不平坦至貝殼狀。形態(tài)多呈他形粒狀，粒徑細(xì)，在0.01～0.3mm±。其嵌布方式主要有3種類型：（1）呈細(xì)粒狀分布在脈石礦物粒間；（2）細(xì)粒狀分布在金屬礦物磁鐵礦或磁黃鐵礦粒間或呈細(xì)脈狀分布在其微裂隙中，交代黃鐵礦；（3）包含在黃鐵礦、磁鐵礦等金屬礦物中。偶爾被銅藍(lán)沿邊緣交代或蝕變?yōu)榭兹甘?。黃銅礦形成時間較晚，明顯晚于磁鐵礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦，并交代這些礦物。黃銅礦電子探針分析結(jié)果，其主元素Cu平均值在34.57%，F(xiàn)e在29.83%，S為34.61%，與黃銅礦標(biāo)準(zhǔn)值Cu34.56%、Fe30.52%、S34.92%相近。其他微量元素Cu、Zn、Co等元素含量很低，屬于類質(zhì)同象組分。

赤鐵礦在礦石中常見，但含量低，一般不超過2%。呈隱晶質(zhì)集合體分布，部分粒徑在0.01～0.1mm，多沿邊緣或解理交代磁鐵礦，部分完全取代磁鐵礦。電子探針分析結(jié)果，其主元素FeO平均值為88.55%，明顯低于其標(biāo)準(zhǔn)含量值。其中含有Co、Cr、V等微量組分，但含量很低。

礦石中白鐵礦常見，但含量很低，在0%～2%，少數(shù)樣品中可達(dá)4%。呈他形粒狀、皮殼狀，與磁黃鐵礦、黃鐵礦共生在一起，分布在脈石礦物粒間，部分沿邊緣或裂隙交代磁黃鐵礦，有時完全取代磁黃鐵礦。白鐵礦電子探針分析結(jié)果，其主元素Fe平均值在46.58%，S平均值為51.38%，Co、As等含量略高，分別在0.29%、0.13%，其他元素Cu、Zn、Sb等元素含量很低，屬于類質(zhì)同象組分。

褐鐵礦在地表氧化礦石中常見，但含量較低，取決于礦石中硫化物含量多少，一般不超過3%，主要由硫化物黃鐵礦等蝕變而成。多沿邊緣或裂隙交代黃鐵礦等礦物，并保留原礦物的外形，少量褐鐵礦中可見黃鐵礦的殘余。在巖、礦石次生裂隙中也常見有褐鐵礦呈細(xì)脈、不規(guī)則粒狀及團(tuán)塊狀分布。