河北宣龙铁矿地质特征及开采问题

河北宣龙铁矿是我国重要的沉积型铁矿,了解其地质特征能够给铁矿开采中存在的问题提供参考处理意见。本文对宣龙铁矿成矿时区域地质背景、含矿层位和成矿地质年代、全球环境进行研究,并结合对鲕状赤铁矿和叠层石赤铁矿结构特征、地球化学特征和沉积环境的分析,可知宣龙铁矿形成于障壁海岸环境中的障壁岛临滨环境,深海中的Fe2+在铁细菌和蓝细菌共同作用下在宣化-龙关一带富集成矿。宣龙铁矿的地质特征与铁矿开采过程中采矿点分散、开采经济效益低、铁矿回采率低和环境保护等问题关系密切。

华北克拉通宣龙式铁矿锆石U-Pb年龄及其对矿床成因的制约

华北克拉通宣龙式铁矿是中国北方最重要的沉积型铁矿类型,形成于元古宙中期(1800~800 Ma)。河北大岭堡地区鲕状赤铁矿石发育大量碎屑锆石,对这些碎屑锆石及庞家堡地区侵入串岭沟组的花岗岩脉进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析。鲕状赤铁矿石碎屑锆石获得了2组主要的峰值年龄,分别为1873 Ma和2530 Ma,记录了华北克拉通约1850 Ma和约2500 Ma两次构造热事件,结合前人研究,表明其与围岩具有基本一致的碎屑锆石源区,与北京十三陵地区串岭沟组源区略有差异,推测宣龙式铁矿可能为华北克拉通响应Columbia超大陆裂解的产物。花岗岩脉锆石U-Pb年龄为202.3±1.4 Ma(n=27,MSWD=0.96),表明区内发育印支期岩浆侵入活动,暗示磁铁矿石可能并非前人认为的燕山期的产物,其成因还需要进一步深入研究。

河北宣龙铁矿化石细菌

在早元古代宣龙铁矿中发现6属化石铁细菌,球状杆集体的瑙曼氏菌,椭球状椭球集体的赭菌,球状球集体的鞘铁菌,链球体的铁球茵,链杆体的纤发菌和利斯克氏菌;6属化石蓝细菌,球状球集体的粘球菌和集胞菌,椭球状椭球集体的球形菌,链球体的鱼腥菌和念珠菌,以及缢缩有隔管体的节球菌。两类细菌的生矿化单体和群体,与赤铁矿板体一起,组成菌球、菌丝、菌纤和含屑菌球等显微结构层,菌球层与其他菌层组合,构成核形石、叠层石和层纹石,铁细菌和蓝细菌在微生物膜式席上共栖,加速氧化铁沉积,宣龙铁矿床为洋源微生物粘结矿床。

河北省宣龙式铁矿的地球化学特征及其地质意义

本文报道了宣龙式铁矿的主量元素、微量元素、稀土元素、Fe同位素和Nd同位素的分析结果。结果显示:主量元素的化学成分中Fe2O3T的含量最高,并且具有较高的Al2O3、TiO2和P2O5含量;微量元素含量总体与平均地壳相似,并显示氧化-还原敏感元素V、U、Mo的相对富集;稀土总量高、轻稀土元素亏损重稀土元素富集、无Ce、Eu正异常、Y/Ho比值与地壳平均值相似;同时,铁矿具有较低的εNd值,这些特征表明宣龙式铁矿的成矿物质来源为陆源。相对于标准物质IRMM-014,宣龙式铁矿中赤铁矿的Fe同位素组成均为正值,这与由现代蓝细菌氧化而成的赤铁矿Fe同位素组成应小于或等于0不同,因此,宣龙铁矿是由铁细菌氧化为主的生物粘结矿床。此外,铁矿无Ce的负异常;V、U、Mo的相对富集;Fe同位素比值为正值的这些特征均说明当时铁矿沉淀的环境为低氧状态。

宣龙式鲕状赤铁矿石工艺矿物学研究

为了给宣龙式鲕状赤铁矿石的大规模开发利用提供基础参考资料,对其进行了工艺矿物学研究。结果表明:矿石中的脉石矿物可划分为长石和石英等及黏土和云母等两类。前者嵌布粒度较粗,与赤铁矿关系不密切,较易通过选矿去除;后者嵌布粒度极细且与赤铁矿紧密共生,难以通过选矿分离,但其烧失量较高,可以通过灼烧降低其含量。据此建议采用高梯度强磁选—反浮选—灼烧(可与炼铁过程合并)工艺处理宣龙式鲕状赤铁矿石。最后在总结以往一些研究成果及本研究成果的基础上,指出工艺矿物学研究应注重矿物集合体嵌布特征的研究。

“宣龙式”铁矿地质特征及其成因分析

"宣龙式"铁矿是我国北方一个最具代表性的外生铁矿,其分布于河北省张家口市的宣化—赤城龙关一带,即通称的宣龙地区,故被命名为"宣龙式"铁矿,该矿带矿床规模大,含铁量稳定,品位由中等至富,为典型的海相化学和生物化学沉积矿床,被学术界定为该类铁矿床的典型范例。对该矿床的地质特征及其成因特征进行分析,可为日后对同类型矿床性质、特征的研究提供一定的帮助,同时也可在实际找矿工作中起到启发作用。

新型捕收剂在宣龙鲕状赤铁矿反浮选中的试验研究

对宣龙鲕状赤铁矿焙烧磁选精矿进行了阴离子捕收剂反浮选试验研究。试验研究表明,在浮选温度为12~15℃、复合捕收剂(阴离子捕收剂OMC-1)用量750 g/t、抑制剂淀粉用量1 000 g/t、活化剂石灰用量4 000 g/t的条件下,可得到TFe品位为65.39%、作业回收率为84.68%的浮选精矿。表面电位及红外光谱分析表明,药剂对于石英存在一定的物理化学吸附,该新型耐低温复合阴离子捕收剂可为其它铁矿石及氧化矿的浮选提供新途径。

宣龙式鲕状赤铁矿矿物学特征及分选技术

宣龙式鲕状赤铁矿的分选利用一直是世界性的技术难题。庞家堡的低品位(TFe<40%)的鲕状赤铁矿石工艺矿物学特征研究表明,铁矿物主要为赤铁矿,脉石矿物主要为石英、绿帘石、绿泥石等,鲕状赤铁矿与脉石矿物呈层间同心环状分布。集合体内含铁矿物和脉石矿物相互夹杂,造成矿物单体解离和相互分开困难。宣龙式鲕状赤铁矿分选工艺技术主要为强磁抛尾-浮选提铁降硅技术、强磁抛尾-重选精选提铁技术、磁化焙烧-弱磁-浮选技术,目前尚没有成熟的工业应用范例。强化超细磨和选择性解离技术、发展微细颗粒分选工艺技术、设备和药剂和创新选冶联合流程,确定合理选矿界限是宣龙式鲕状赤铁矿选矿未来的发展趋势。通过加强相关选矿技术研究,将会为突破此类难选铁矿资源规模工业应用瓶颈提供支撑。

冀西北宣龙式铁矿围岩沉积特征

冀西北宣龙式铁矿床属生物化学沉积矿床,其含矿系上部暗色页岩中发育一种特殊的砂质脉状构造。含矿系与围岩沉积特征截然说明古环境的改变导致宣龙式铁矿沉积终结。

赤城县陈家窑磁铁矿矿物学特征

通过对赤城县陈家窑磁铁矿矿物学特征分析和研究,基本查明了矿石矿物组成、结构构造、化学成分、矿物嵌布、物相及选治特性等内容。研究结果表明,磁铁矿为主要矿石矿物,脉石矿物主要为石英和绿泥石。磁铁矿根据含量分为富铁矿和贫铁矿,具强磁性。矿石结构为状、肾状及细粒状。磁铁矿显微结构为它形晶粒状,粒度一般在0.01~0.03mm之间。由于磁铁矿颗粒较小,矿物分选难以解离,选矿过程中需提高磨矿粒度。

河北宣化姜家寨铁矿床串岭沟组底部碎屑锆石LA-MC-ICP-MSU-Pb年龄及其地质意义

宣龙式铁矿是我国北方最重要的沉积型铁矿床。华北克拉通长城系串岭沟组底部砂页岩是宣龙式铁矿床的赋存层位,对该地层的年代学研究有助于深入完善长城系地层年代框架、认识区域成岩成矿过程并反演克拉通的演化历史。本文对河北宣化姜家寨铁矿床串岭沟组底部铁矿体顶板砂页岩中碎屑锆石进行了LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,获得了三组主要的峰值年龄,加权平均年龄分别为1774.1±7.9Ma、1849.0±7.8Ma和2453.0±7.8Ma。揭示出华北克拉通中部带经历了三期较为重要的地质构造、岩浆作用和变质作用事件。在串岭沟组下部砂岩中我们获得了4颗较年轻的岩浆碎屑锆石,年龄为1657.4～1694.4Ma,代表了串岭沟组底部形成的时间下限,制约了姜家寨宣龙式铁矿床的形成时代不早于1657Ma。对比研究得出,1774.1Ma的峰值年龄数据与华北克拉通内18亿年后广泛发育的基性岩墙群的形成时代一致,代表了华北克拉通的在拼合后的抬升事件时间。在1.8～1.6Ga华北克拉通拉张期间形成了大庙式等钒钛磁铁矿-磷灰石铁矿(1720Ma左右)。基于时间和区域的一致性,我们推断,遭受抬升剥蚀的富铁基性岩墙群不仅是串岭沟组的物源之一,极有可能也是宣龙式铁矿床中铁质的主要物源之一。

前寒武纪层状铁建造研究现状与方向

层状铁矿主要赋存于前寒武纪地层中,呈层状、似层状产出,最典型的层状铁矿是前寒武纪的条带状铁建造BIF和冀西北古元古界长城系的宣龙式铁矿。其中,BIF是世界上最主要的铁矿类型,其成因一直是研究者关注和争论的焦点。目前对BIF成因主要有非生物成因与生物成因两种观点。近年来,越来越多的证据表明微生物参与了BIF的形成,甚至可能在BIF的形成中发挥了主导作用。本文对BIF的生物成因假说进行了总结与归纳,如蓝细菌能够产生铁矿物形成所需的氧气,铁细菌的新陈代谢可为BIF形成的关键控制因素,趋磁细菌体内的磁小体可保存在地层中,一些尚未被精确识别的微生物参与了BIF的形成,等等。宣龙式铁矿是我国著名的层状铁建造类型之一,具有肾状和鲕粒状两种结构。前人根据宣龙式铁矿中微生物化石的存在和与碳酸盐叠层石、核形石的相似性,将其解释为生物成因。微生物碳酸盐岩识别方法的研究近年来有重要发展。本文在总结宣龙式铁矿形成机制研究现状的基础上,提出了BIF的研究可以同时借鉴宣龙式铁矿和微生物碳酸盐岩的研究方法,通过显微学技术手段的应用,寻找BIF中微生物成因的结构,建立识别微生物型BIF的方法,提升对层状铁建造形成机制的认识水平。

河北陈家窑磁铁矿成因探讨

河北省赤城县陈家窑一带宣龙式赤铁矿受深部及周边燕山期花岗岩侵入体热力影响，在缺氧还原环境下，赋矿围岩中的有机碳将其还原为磁铁矿。含矿岩系上部团山子组中的硅质白云岩、硅质灰岩局部因受热变质，形成透辉石和硅灰石，其中硅灰石在常压下的形成温度为400℃，再加上燕山期花岗岩为深成相的特点，据此，作者推测赤铁矿变质还原成磁性铁的环境温度应在400～600℃之间。