冀东司家营条带状含铁建造铁矿石铁同位素特征及其地质意义

司家营条带状含铁建造(Banded iron formation,BIF)型铁矿床是冀东地区规模最大的铁矿床,前人对其进行了大量的年代学、岩石学和元素地球化学工作,但目前尚未对其进行Fe同位素研究。笔者等通过Fe同位素和主微量、稀土元素相结合的方法对司家营BIF的成矿物质来源和形成背景提出了有效制约,同时对司家营BIF的锆石U-Pb年龄数据进行补充。锆石U-Pb年代学显示,司家营BIF形成于2537~2531 Ma。地球化学数据显示司家营BIF矿石主要由TFe_(2)O_(3)和SiO_(2)组成,具有较低的Al_(2)O_(3)和TiO_(2)含量,富集Fe重同位素(δ^(56)Fe=0.341‰~0.525‰);稀土元素配分模式呈现轻稀土亏损、重稀土富集的特征,具有明显的Eu、Y、La正异常,Y/Ho值较高(Y/Ho=34.96~45.84)。这些特征表明司家营BIF是基本无碎屑物质参与的化学沉积岩,稀土元素来源于高温热液和海水的混合溶液,铁质来源于海相热液流体。司家营BIF缺乏真正的Ce负异常和Fe同位素组成均为正值指示其形成于缺氧环境。综合对比世界上其他地区太古宙BIF的Fe同位素特征,笔者等认为新太古代时期地球海洋含氧量逐步上升,此时海洋总体属于缺氧环境,但部分地区氧气含量较高。

BIF微量稀土元素分析方法及其在冀东司家营铁矿中的应用

以硅铁条带交替出现为特征的条带状铁建造(BIF)是世界上最重要的铁矿资源类型,精确分析磁铁矿的化学组成具有重要意义。本文开展了磁铁矿样品不同溶样方法分析结果的比对,并详细分析和讨论了冀东司家营铁矿磁铁矿与燧石单条带的微量及REE元素分析的地球化学特征。分析结果表明,对于磁铁矿样品,常规HF+HNO3溶样法与HBr+HNO3组合溶样法具有一致的溶样效果;司家营BIF的Zr,Sc,Th含量极低,表明未受陆源碎屑的污染;铁质与硅质具有低LREE、高HREE、La和Y正异常的海水REE特征,同时具有Eu正异常的热液REE特征;Ce负异常的缺乏,说明当时的古海洋是一个缺氧的环境。研究发现富铁条带的稀土总量大于富硅条带的稀土总量,这可能与硅、铁沉积物的地球化学习性相关,铁质沉积物更易吸收稀土元素。富矿和普通矿石具有原生的热液与海水的混合来源,部分富矿受到后期流体的强烈扰动,甚至表现出热液流体的特征。

冀东司家营沉积变质型铁矿床找矿模型

司家营铁矿床是冀东地区典型的沉积变质型铁矿床,也是冀东地区最大的铁矿床,累计探明资源量达32亿吨。本文首先对司家营铁矿的区域地质、矿区地质及控矿条件等进行了系统总结,并结合前人对司家营铁矿构造背景、成矿时代、铁矿成因及后期改造作用的研究,初步建立了司家营铁矿的成矿模式。通过对司家营铁矿的航磁、地磁异常特征、区域重力异常特征及可控源音频大地电磁测深(CSAMT)剖面进行解析和矿致异常信息的提取,认为重磁法为主、电法为辅的地球物理方法在该地区可有效圈定矿集区。因此,本文在总结归纳司家营铁矿矿床地质控矿条件及地球物理特征的基础上,建立了司家营铁矿地质-地球物理找矿模型。该模型的建立可为滦县-滦南-昌黎地区进一步开展沉积变质型铁矿的找矿工作提供理论依据。

冀东司家营BIF铁矿流体包裹体及氧同位素研究

司家营BIF是冀东地区最大的铁矿床，赋存于一套绿帘-角闪岩相变质的新太古代变质岩中，可划分出5个演化期次，分别为沉积期、绿帘-角闪岩相变质期、褶皱变形期、韧性剪切和热液蚀变期以及抬升氧化期。其中绿帘-角闪岩相变质期形成的条纹状阳起磁铁石英岩以及韧性剪切和热液蚀变期形成的条带状磁铁石英岩、块状磁铁石英岩和黄铁矿石英脉的石英中广泛发育流体包裹体，可分为次生包裹体（Ⅰ类）、假次生包裹体（Ⅱ类）、原生包裹体（Ⅲ类）、含子矿物包裹体（Ⅳ类）和含CO2三相包裹体（Ⅴ类）。分布于条纹状磁铁石英岩石英-1中Ⅱ和Ⅲ类包裹体以及条带状磁铁石英岩石英-1Ⅴ类包裹体的均一温度为352～560℃、流体压力为0．11—0．20GPa、盐度为0．4％-3．3％NaCleqv，流体温压特征可代表绿帘,角闪岩相变质作用的温压条件；分布于条带状磁铁石英岩、块状磁铁石英岩和黄铁矿石英脉石英-2中Ⅱ和Ⅲ类包裹体均一温度集中于153—211．8℃，盐度为0．5％～22．6％NaCleqv，条纹状磁铁石英岩中磁铁矿-1的δ^18O值为1．4‰～2．8‰，条带状和块状磁铁石英岩中磁铁矿-2的δ^18O值为1．7‰-6．2‰。流体包裹体和氧同位素特征表明低温热液流体是铁矿床发生“去硅富铁”的主要原因；在不同类型矿石的石英中均产出有较多的气液两相和赤铁矿共生的Ⅰ类包裹体，可反映抬升氧化期流体特征，均一温度介于117～223℃，盐度集中分布于0．4％～5．0％NaCleqv，较低的氧化作用是司家营BIF无法形成假象赤铁矿-细板状赤铁矿型富铁矿体的直接原因。

冀东司家营铁矿尾矿特征及综合利用建议

通过对冀东司家营铁矿尾矿的化学成分、矿物组成、矿物粒度、解离度以及矿物连生关系等测定,分析了该尾矿综合利用的途径,为同类型沉积变质型铁矿(BIF型铁矿)尾矿综合利用提供参考。分析结果表明,司家营铁尾矿属高硅高铁低铝尾矿;矿物组成以石英、阳起石、透辉石和长石为主,含少量赤铁矿、铁白云石、大隅石及云母等矿物;尾矿粒度以细砂为主;尾矿中石英含量大于50%,66%以上的石英与贫钾镁大隅石连生,矿物连生关系较简单。综合利用建议:(1)提取高纯度石英砂;(2)作为景观砖、透水砖,以及水泥、混凝土等建筑材料的掺料或辅料;(3)制备微晶玻璃、泡沫陶瓷等高附加值产品;(4)制备化学肥料、土壤改良剂等;(5)作为采空区充填材料;(6)复垦造地。

司家营铁矿Ⅲ采场地下水均衡分析与涌水量预测

从水文地质条件、充水情况等方面研究影响司家营铁矿Ⅲ采场地下水涌水量因素;在矿区水文地质条件的基础上,进行了矿区地下水均衡计算,通过矿区地下水影响因素的综合分析,计算出矿区地下水总补给量和总排泄量,得出两者的平衡关系;分别采用大井法及数值模拟法,对司家营铁矿Ⅲ采场露天转井下深部开采不同中段的地下水涌水量进行计算,并结合自然降水和考虑露天采场回填废石影响,系统预测了不同开采中段矿坑总涌水量。研究成果表明,矿区地下水呈负均衡状态,对矿区开采呈有利态势;矿坑系统涌水量综合预测结果与阶段性的实测资料较为一致,为司家营铁矿Ⅲ采场井下防排水及地质环境保护奠定了基础。

唐钢司家营氧化铁矿石选矿试验研究

研究了司家营氧化铁矿石的矿石特点 ,在此基础上 ,按阶段磨矿、粗细分级、重选—磁选—阴离子反浮选和阶段磨矿、磁选、粗细分级、重选—阴离子反浮选进行了选矿工艺流程的试验研究 ,分别取得了精矿品位6 6 .5 7%、回收率 80 .2 4 %和精矿品位 6 6 .4 0 %、回收率 79.75 %的较好指标。根据对工艺指标、运行成本和流程合理性的分析对比 ,推荐阶段磨矿、粗细分级、重选—磁选—阴离子反浮选为司家营氧化铁矿石选矿合理工艺流程。

冀东司家营铁矿磁测数据对矿体形态的反演

1磁测井方法井中三分量磁测和磁化率测井统称为井中测量,以岩石矿石的磁性特征为物理基础,是磁法勘探向钻孔中的发展,目的是通过推断解释这些磁异常数据,解决地质勘探和找矿等问题(地质矿产部第一综合物探大队,1985)。磁测井数据除了与磁源的情况(磁性体的形状、产状、磁化强度等)有关外。

司家营铁矿浮选尾矿再选试验

根据司家营铁矿两座选矿厂的浮选尾矿的性质差异,采用不同的工艺流程分别对它们进行了再选试验。结果表明:一选厂的浮选尾矿通过磨矿—中磁选—反浮选工艺再选,可以获得到产率为14.15%、铁品位为66.05%、铁回收率为52.21%的铁精矿;二选厂的浮选尾矿通过分级—磨矿—高梯度强磁选—离心机重选工艺再选,可以获得产率为12.64%、铁品位为63.53%、铁回收率为39.34%的铁精矿。试验结果为企业提高资源利用率、增加经济效益提供了科学依据。

冀东滦县司家营铁矿中的高铁-蓝透闪石的研究

75年北大黄福生等同志在该铁矿工作时,已发现在磁铁石英岩中有两种碱性闪石,由于它们产在富铁矿体中及其附近,因而引起了在该区工作的各单位同志的注意。为了研究它们和富铁矿成因关系及对其确切定名,我们对其中一种碱性闪石进行了较详细的研究,确定为钠——钙角闪石族的高铁——蓝透闪石。

不同配比下PMC矿粉和司家营矿粉造球工艺试验研究

为了确定PMC矿粉和司家营矿粉两种矿粉造球的最佳配比,利用实验室的球团设备对两种矿粉在不同配比下的球团工艺进行了试验研究.研究发现,在PMC矿粉∶司家营矿粉=8∶2的配比下,生球的成球率为91%,落下强度为4.15次/0.5 m个,抗压强度为0.825 d N,爆裂温度为440℃;成品球团的抗压强度接近300 d N,并且通过对PMC矿粉∶司家营矿粉=8∶2时成品球团矿的显微结构的观察发现,此配比下的球团矿矿相以赤铁矿为主,晶粒分布密集且联结成片,成品球团矿的抗压强度最高.因此,PMC矿粉:司家营矿粉=8∶2时为最优方案.

司家营精粉烧结特性试验研究

基于唐钢原料条件,进行了司家营精粉烧结特性的试验研究。主要研究了司家营精粉配比(50%～100%)变化对烧结矿品位、强度及冶金性能的影响规律。

反井钻机技术在司家营铁矿溜井施工中的应用

司家营铁矿应用LM-150型反井钻机进行溜井(风井)施工,该施工技术减轻了劳动强度,提高了施工安全系数,加快了施工进度,降低了掘进成本,取得了良好的经济和社会效益。

司家营铁矿北区矿体地质与深部找矿的探讨

介绍了司家营铁矿北区矿体地质概况,阐明了司家营铁矿北区矿床资源丰富、铁矿体规模巨大,根据以前地质工作成果及矿山基建剥离工作中的实际,认为司家营铁矿北区深部仍有增加铁矿石资源的可能,并提出按照《国务院关于加强地质工作的决定》要求建立新型探矿机制的设想。

司家营铁矿南区矿床水文地质条件分析

针对司家营铁矿南区大水矿床的嗣后充填法采矿设计,在工程地质基础上,开展了矿区的水文地质条件研究。通过矿区地质构造、地层及矿床水文条件调查,分析了矿床充水水源和主要途径,确定了矿区水文地质参数,为矿床开采设计和涌水量预测提供了理论依据,为矿山的安全生产和产能提升奠定了基础。

不同碱度司家营烧结矿矿相结构特征及其对冶金性能的影响

采用光学显微镜对不同碱度司家营烧结矿进行了研究。结果表明:司家营烧结矿碱度从1.7增加到1.9时,烧结矿显微结构由斑状—粒状结构过渡到交织熔蚀结构,相应的烧结矿转鼓指数和还原性升高,低温还原粉化性能得到改善。司家营烧结矿碱度从1.9增加到2.1时,烧结矿显微结构由交织熔蚀结构向斑状结构过渡,相应的烧结矿转鼓指数和还原性降低,低温还原粉化性能恶化。司家营烧结矿碱度为1.9时,烧结矿的转鼓指数、还原性和低温还原粉化性能最好。

克里格法在司家营铁矿块体建模中的应用

针对司家营铁矿成矿类型以及矿体的分布特征,在对全铁化验数据统计分析的基础上,选择克里格算法,通过变异函数拟合,结合矿山生产所揭露的矿石品位分布情况,确定合理的估值参数,以矿体实体模型为约束,建立了与生产认识基本相一致的矿石全铁品位分布模型,较好的反映了品位的分布特征,与开采现状模型相结合,为生产中出矿全铁品位的稳定提供参考依据。

司家营铁矿选别流程的演变及技术改造

叙述了司家营铁矿自2007年10月投产以来多项重大选矿工艺改造。氧化矿选别系统:新建浮选厂房并增加新型浮选设备,过滤设备扩容、改型,中强磁前弱磁设备提高场强,增加强磁设备,重选增加扫选和重精控制筛分,三段磨矿"二对一"改造,循环水净化处理,沉降池改造,浮选药剂制度优化等。原生矿选别系统:磁选柱尾矿返回位置优化,增加尾矿回收系统,增加污水池,改造给排水系统,实现工业废水零排放。系统改造后提高了选矿技术水平以及精矿产量与质量,社会效益和经济效益显著。同时,提出了氧化矿选别系统降低尾矿品位,提高金属回收率的研究方向;原生矿系统磨前预选提高入选品位,以达到增产减排的目标。

唐钢司家营精矿粉制粒性能试验研究

司家营铁矿属新开发矿种,特点是精矿粉粒度极细,通过制粒试验,司家营精粉具有较好的制粒效果,故采用一混、二混的混料和制粒工艺是可行的。

司家营铁矿露天采场炮孔取样可行性研究

文章从研究司家营矿区的地质情况出发,通过分析目前矿山现有的勘探程度和勘探手段,结合矿山的生产实际,确定炮孔取样为日常生产取样方式,并结合矿山三维技术手段,预测了矿山其它块段的地质品位。通过把预测结果与实际取样结果进对比分析,确定了炮孔取样的可行性,并在同类矿山进行推广。