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福建龙岩中甲铁矿矿床地质特征及其伴生元素铟镉的富集规律研究

毛光武  
【摘要】:研究区地处中国东南大陆频临太平洋构造-岩浆-成矿带上,为南岭多金属成矿带与中国东部环西太平洋大陆边缘多金属成矿带复合部位的一部分。构造上位于政和-大埔北东向区域深大断裂带南西段构造带西侧,闽西-梅州Pb-Zn-Cu-Fe矿多金属成矿带之龙岩-漳平-阳山基底凹陷带铁矿集中区,马坑铁矿之北东侧。区内出露的岩石主要为陆相→滨海相碎屑岩、硅质岩、碳酸盐岩及碎屑岩夹火山岩建造,其中分布于北东向晚古生代坳陷带内东部凹陷区龙岩一带的经畲组碎屑岩-碳酸盐岩-火山岩建造为区内主要的成矿层位。 本文以矿床地质特征、矿床成因及分散元素铟镉的富集规律为研究主线,以矿床学、矿物学理论为指导,在野外地质调查的基础上,收集有关成矿的区域地质资料,对其区域成矿地质条件及背景进行归纳总结;对矿区主要含矿层位、围岩蚀变特征与矿化的关系,相关的控矿地层岩性条件、构造、岩浆岩成矿条件和控矿因素等进行研究。本文认为铁矿床的形成时代大致为早石炭世林地组中、晚期至中石炭世中期,但矿床后期热液叠加的多金属硫化物主要形成于燕山早期;中甲铁矿床具有复成因的特点,为海相火山沉积-热液叠加改造型多金属硫化物磁铁矿矿床。 中甲铁矿床的成矿作用经历了原始铁质的形成期(海相火山沉积期)和后期热液改造期(矽卡岩期和石英硫化物期)。富含铁质的层位形成后,在燕山早期中酸性、酸性岩浆岩的侵入作用下,岩浆热液与碳酸盐岩发生复杂的交代作用,形成大量的矽卡岩矿物和锡石多金属硫化物磁铁矿。根据矿石矿物的组合特征,矿体中矿石自然类型垂向分带趋势特征明显,大致划分为褐铁矿矿石、磁赤铁矿矿石、石榴石闪锌矿(方铅矿)矿石、透辉石-石榴石闪锌矿(磁铁矿)矿石、透辉石-石榴石富锌磁铁矿矿石、透辉石富锌磁铁矿矿石、石英磁铁矿矿石、(铅锌)磁黄铁矿矿石、黄铜矿矿石等矿石类型。但有的矿体缺失部分矿石类型。 矿体中伴生分散元素In、Cd含量较高,其主要富集情况与矿石中锡石及闪锌矿的富集呈显著正相关关系。In、Cd主要以类质同象富集于晚期中低温热液叠加形成的浅色闪锌矿中,In、Cd在矿石中的平均质量分数分别为:In0.0076%,Cd0.0276%,均超过多金属硫化矿伴生分散元素In、Cd最低工业品位利用指标(In0.0005%,Cd0.002%)的数十倍,甚至达到共生矿种的工业矿床要求,按此品位粗略估算中甲矿区原铁矿石储量749.11万吨中所含有的分散元素金属量分别为:铟569.32吨,镉2067.54吨,铟达到大型规模(铟大于500吨为大型)具有极大的潜在经济价值。 通过对分散元素In、Cd在选矿作业过程中的走向研究得知,矿石中的In、Cd主要随闪锌矿一起富集于闪锌矿精矿粉中,In、Cd在锌精矿中的平均质量分数分别为:In0.0485%,Cd0.3205%,选厂对矿山所开采出来的矿石进行浮选-磁选-重选三道工艺流程,其中所含的有用元素In、Cd等能在这一工序流程中均得到有效的综合回收。这为今后矿区矿石内分散元素In、Cd的综合回收提供参考依据。 该类型矿床在闽西南-梅州Pb-Zn-Cu-Fe多金属硫化物成矿带数量较多,其研究具有代表性,填补了福建省分散元素铟、镉矿种及其研究的空白,为今后矿山分散元素铟、镉的综合回收提供理论依据,同时也为闽西南该类型矿床中伴生分散元素的研究及综合回收利用提供借鉴所用。


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