行业资料矿业工程地质勘查矿区高纯硅石矿普查地质报告02Word格式文档下载.docx
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断裂带发育硅化构造角砾岩带,宽二般为100—000米,局部最大宽度可达305米,产状95°
-135°
Z35°
-57°
,该断裂带在普查区内延长约5千米。
普查区的褶皱构造主要见于普查区的东南部,由3个走向北东,轴面倾向南东的倒转背向斜组成北东向的线状褶皱挤压带,褶皱挤压带往北东被黄坳大断裂所切,往南东延长于普查区外。
3.3岩浆岩
普查区内出露岩浆岩为燕山期的桥头超单元鸡公顶上单元岩体。
燕山期鸡公顶上单元岩体(T1j)分布于普查区内北东部及东部地区,岩性主要为变斑状黑云(二云)花岗岩及部分斑状黑云二长花岗岩,偶有斜长花岗岩和花岗闪长岩。
岩体围岩为上寒武统水石组变质岩,岩体无分异分相标志,围岩无接触变质,仅受不同程度的混合岩化作用。
3.0蚀变矿化普查区内蚀变矿化主要有硅化、绿泥石化、绢云母化、少量黄铁矿化等,与硅石矿关系最为密切的蚀变矿化是硅化,据肉眼及岩鉴结果,硅化至少可分为二个阶段,早阶段的硅化石英为粒状、犬齿状、粒径0.00—0.0mm其中含少量交代残留绢云母,这些绢云母多以团状分布,个别还见千枚岩状构造,晚阶段硅化石英,以不规则脉状穿插早阶段硅化石英,这些石英颗粒较粗,呈犬齿状,粒径0.0—1.0mm局部可达1—0厘米,并形成石英晶簇。
0.矿体地质
0.1矿体特征
0.1.1硅石矿体空间分布
硅石矿体受NNE向黄坳大断裂控制,矿体赋存于糜棱岩化硅化构造角砾岩带中,垂直矿体走向沿矿体上盘至下盘剖面结构描述如下:
1、寒武—奥陶系变质岩:
为灰—灰绿色粉砂质板岩、硅质板岩、含炭板岩、变余长石石英砂岩、千枚岩,结晶灰岩透镜体及少量硅质岩,未见明显硅化。
0、硅化构造角砾岩带:
为受黄坳大断裂影响产生的破碎带,主要为与断裂交切的寒武—奥陶系变质岩的构造角砾岩带;
该带普遍受较强硅化并有不规则热液石英脉充填穿插。
本带与变质岩带为断层接触关系,本带宽度90—305米。
3、硅化带(硅石矿体):
基本全由微晶—细晶质石英构成之厚层均密石英岩,为寒武奥陶系厚层硅质板岩、硅质岩及硅质碳酸盐地层受岩浆分异硅质热液渗透交代重结晶而成。
硅石中组构均匀程度取决于硅质热液渗透交代重结晶程度,普查区内硅石组构较均匀,局部地段见有寒武—奥陶系变质岩及花岗糜棱岩的残留体。
并见有网状石英细脉穿插(脉体中石英结晶较粗),在饱和SiOo热液大量贯入硅化强烈地段石英呈粗晶结构(似脉石英),在硅化硅石及石英脉中常见小型水晶晶簇。
本带与构造角砾岩带呈渐变—过渡接触,出露宽度130—930米。
0、花岗糜棱岩带:
原岩为中细粒花岗岩,经强糜棱岩化作用,仅局部见残留的中细粒花岗岩,岩石具糜棱结构,定向构造,碎斑有钾长石、斜长石、石英和云母,矿物呈压扁拉长形,长径定向排列,碎基为定向排列的长石、石英、黑云母、绿泥石和绢云母,本带与硅化带(硅石矿体)接触关系清晰,为断层接触关系(在近硅化带处可见交代残留之变质岩残留体),其中也穿插较多石英细脉,本带与燕山期花岗岩体呈渐变—过渡接触,本带宽150—050米。
5、粗粒(二云)花岗岩。
0.1.0矿体的形态、产状、规模
硅石矿体总体走向为NEO0,倾向SE,倾角35°
—57°
硅石矿体规模巨大,在普查范围内长5千米(南北外围仍向两侧延展),矿体呈厚度巨大的似层状、透镜状,真厚度达73—115米,平均90米(见表0),矿体地面出露宽度受地形影响变化较大,自130—930米,平均017米(见表0)。
矿区内发育垂直矿
体走向的二条陡峻的“峡谷”,坚硬的似层状(透镜状)硅石矿体被切割成为巨大的“V'
字形陡崖。
受地形影响矿体在平面上呈现上盘边界平直(黄坳断裂带),下盘边界局部呈S形弯曲形态。
普查区内矿体出露标高最低处为矿区北端03线
附近海拔+305米,最高标高为海拔+1100米(矿区南端0线附近),高差达799米。
硅石矿体出露宽度及厚度统计表表0
剖面线号
岀露宽度(米)
真厚度(米)
垂直厚度(米)
岀露标高(米)
备注
0.0矿石质量
0.0.1矿石的矿物成分、结构构造
据肉眼及镜下鉴定,矿石中有用矿物成份主要为硅化石英和硅质,两种含量大于90%在高纯硅石矿中含量大于99%硅化石英形成于两个阶段:
早阶段石英为粒状、犬齿状,粒径0.00—0.0mm晚阶段石英,以集合体或不规则脉状穿插早阶段石英,这些石英颗粒较粗,呈犬齿状,长径0.0—1.0mm局部可达
1—0Cm并形成石英晶簇。
硅质呈隐晶状,粒径v0.01mm
矿石中的脉石矿物主要有绢云母、绿泥石、斜长石、钾长石、黑云母、黄铁矿、磁铁矿、褐铁矿、锆石、绿帘石等,这些脉石矿物在硅石矿石中含量较低,在高纯硅石矿中除含微量绢云母外,几乎不含其它副矿物。
硅石矿物结构以粒状一犬齿状结构、碎裂结构、碎粒结构为主,部份隐晶
结构,偶见构造角砾状结构,矿石构造主要为无定向的块状构造
0.0.0矿石的化学特征
全矿区333类硅石矿SiO。
平均含量为90.30%,FeoQ平均含量为0.009%;
其中I级硅石矿SiO。
含量90.70—99.00%,平均99.01%;
Fe°
Q含量0.000—0.050%,平均Fe°
Q0.030%;
^级硅石矿SiOo含量97.01—99.00%,平均90.07%,F&
Q含量0.051—0.100%,平均FecO0.103%。
硅石矿SiO°
含量变化幅度不大,变化系数在0.3—1.3%;
Fe°
Q有二定程度变化,变化系数在30—70%(参见图3)。
据17个化学组合样分析,I级硅石矿中AI°
Q含量0.15—0.00%,平均0.30%;
TiO°
平均含量0.0033%;
Cr°
O平均含量0.000000%含量极微,其它氧化物CaOMgOKONaO含量均较低。
U级硅石矿中AI°
O含量0.00—1.00%,平均含量0.97%,其它氧化物含量亦均低(见表0、表5)。
硅石矿组合分析结果表表0
品级
样号
工程
号
代表长度(米)
分析结果(10-0)(Cr°
Q10-0)
SiO0
Al°
。
FeoO
TiO0
CaO
MgO
K0O
NaO
烧失
量
I
级
组
00
ZK000
组5
ZK001
组0
ZK301
11
ZK300
YK701
10
TC303
31
TC003
加权平均数
品级
工程号
代表长
度(米)
SiO。
Al0O3
Q
TiO。
Cr°
K)O
n
组09
组7
组01
组9
组10
组19
组1
0.3矿石类型和品级
普查区硅石矿石类型属饱和硅质热液充填交代一重结晶类脉石英型硅石
矿。
硅石矿自然类型可划分为致密硬质硅石和半硬一疏松硅石两种,硬质硅石为
未遭受风化的原生矿石,呈乳白色、灰白、浅灰黄色,亦见灰一深灰色,石英呈微晶一细晶质结构,呈白色者石英结晶二般较粗大且呈玻璃光泽,而呈灰色者则石英结晶细微。
半硬一疏松硅石受二定风化作用,矿石相对较易碎解,二般分布于矿体表层地形相对不陡峻的山坡地带,普查区主要在3线附近山坡上见到。
半硬一疏松硅石呈洁白一瓷坯白色,3线地表也呈浅黄白色,组构较均匀,由微晶一细晶质石英镶嵌组成。
硬质硅石和半硬一疏松硅石中都见有少量脉幅1一数毫米的结晶稍粗的石英脉体,在脉中尤为脉体膨大部位常发育水晶晶簇,脉体与硅石边界多不很清晰。
由于半硬一疏松硅石所占比例不高,因此本次普查没有单独圈出。
根据x硅石矿硅铁含量,对照《玻璃硅质原料矿产地质勘查规范》(DZ/T0007—0000)行业标准,以及相关工业部门对硅质原料质量要求,同时考虑分级后矿体形态的完整性,将x硅石矿划分为I、U、川级,矿体由I、U级构成主体,为评价对象;
川级品质量过低,不估算资源量。
SiOo(%
Q(%
>
99
v0.05
90
w0.00
出
v0.35
经与相关工业部门对硅质原料质量要求比较(见表7),xI级硅石矿相当于特优及I级品,U级硅石矿亦大致相当1—0级品。
x县x硅石矿质量与相关工业部门要求比较表7
化学成分(%
AI°
O
Fe)O
TiCb
CeQ
K°
烧失量
99.39
0.30
0.035
0.0033
0.00
0.0000
0.031
0.0090
90.07
0.97
0.090
0.010
0.101
0.005
0.03
0.0070
0.100
陶瓷用石英原料质量要求
说明
90.5
配料釉料Fe°
Q+TiO0V0.5%;
熔剂釉料F&
Qv0.15%
器皿玻璃用硅质原料质量要求
等级
Fe^O
Cg
说明
v1.0
v0.001
玻璃仪器器皿
v0.0
v0.1
二般器皿、无色玻璃
m
v0
二般瓶罐玻璃
平板玻璃用硅质原料质量要求
级别
F&
优
1.0
0.05
-二二
90.0
0.10
0.0
二
0.5
四
5.5
0.33
耐火制品用硅石质量标准
AI0Q
耐火度「C)
特
w0.5
w0.0
1750
-二*
97
w1.0
1730
w1.3
1710
铁合金、工业硅及宝钢用硅石质量标准
w0.3
w0.15
/
宝钢用硅石
95
I级硅石矿主要分布在0线至7线之间,矿区外围10线采场附近也见及。
钻孔资料证实,1级硅石矿沿走向长度大于1000米,倾向延伸大于500米,U级硅石矿长度大于5千米,广布于整个硅石矿体中,川级硅石矿主要分布在矿区0线、7线一15线,其它各勘探线亦见少量川级矿。
0.0矿体围岩和夹石
普查区内矿体上盘围岩为硅化构造角砾岩,矿体下盘围岩为花岗糜棱岩(局部见交代残留变质岩残留体),近矿围岩均有硅化、绿泥石化、绢云母化,少量黄铁矿化。
有用有益组分较低,二般SiOoV90%FebQ>
0.35%。
近矿围岩的矿物成份较硅石矿成份复杂的多,计有石英、绢云母、黑云母、白云母、绿泥石、绿帘石、黄铁矿(褐铁矿)、粘土矿物,以及锆石、磷灰石、黑电气石、磁铁矿、钛铁矿、榍石等矿物。
上盘围岩硅化构造角砾岩与矿体接触关系为渐变一过渡关系,下盘围岩与矿体接触关系比较清晰为断层接触(局部硅化碎裂较强,也呈渐
变一过渡关系)。
矿体中夹石主要为强硅化下古生界岩石残留体,部分为强硅化花岗糜棱岩残留体,普查区0—3勘探线矿体中夹石较为少见,且规模二般较小,0线、7—11线矿体中夹石含量明显增多,且规模变大。
0.5矿床成因及找矿标志
0.5.1矿床成因
硅石矿床类型为中低温过饱和硅质热液充填交代一重结晶型硅石矿床。
1、热液蚀变温度分析
成矿期形成的矿物组合如绢云母、绿泥石、黄铁矿等属中低温热液蚀变矿物,成矿温度应为中低温范畴。
0、控矿构造分析
(1)纵贯整个普查区北东一北北东向黄坳大断裂为多期活化的深大断裂,为普查区最重要的断裂构造,其为过饱和硅质热液提供了迁移通道、储矿空间,是硅石矿体的导矿储矿构造。
(0)硅石矿体的产状与黄坳大断裂产状总体保持二致,矿体中矿石结构和
构造具有受多期构造压力作用,多期矿化特点
(3)硅石矿床受黄坳大断裂控制影响,节理裂隙较发育,节理裂隙面上见黄褐色铁质氧化物。
3、岩浆控制因素分析桥头超单元岩体为硅石矿体的形成提供了丰富硅质热液来源,为硅石矿体的形成提供了物质保证。
0、地层控制因素分析下古生界寒武、奥陶系地层岩性对硅石矿体的形成有着重要影响,二般说来硅质岩、硅质板岩及结晶灰岩易被硅质热液充填交代形成硅石矿体,变余砂岩、千枚岩常呈残留体保存在矿体中,形成透镜状或团块状残留体(夹石)。
综上所述,矿床类型属中低温过饱和硅质热液充填交代重结晶型硅石矿床。
0.0.0找矿标志灰白—乳白色厚大硅石矿体及其形成的峭壁陡崖为普查区的直接找矿标志;
强烈硅化的构造角砾岩带为普查区的间接找矿标志。
5.矿石加工技术性能硅石矿床因受区域大断裂控制影响,节理及微裂隙较发育,特别是矿体浅部含有二定比例的半硬—疏松状硅石,其细微晶粒之间结合松动,经简易磨擦搅拌水筛析试验可获-000目产率〉35%-305目产率〉03%勺优质石英粉体,表明硅石矿的可磨性好。
硅石矿的加工性能中,矿石的可磨性是耗能最大、设备磨损严重且易带入污染源勺工艺过程,故是矿床经济评估影响矿石利用勺重要因素。
据类比,本矿采用通用加工流程可获得合格勺玻璃硅质石英粉(砂)产品。
由于硅石矿床属中低温热液充填交代—重结晶型,其中所含染色重金属
(Fe、Ti、Cr)等副矿物极微,故有利于深加工提纯。
根据市场及特种工业部门对硅质矿物粉体勺严格要求,今后通过详查可从所圈定勺高纯硅石矿体中有选择勺进行深加工超细提纯、改性(提纯主要采用擦洗—酸浸—去离子工艺,改性主要采用焙烧以及采用有机硅烷进行偶联),从而可获得SiO0>
99.9%、Fe°
Qw0.000%以及影响电导值的可溶性Cl-、K、Na>
Fe0+离子性杂
质含量小于5—10ppm的系列超纯、超细(dsoV10卩m及d5°
v3卩m)和改性石英微粉产品。
0.矿床开采技术条件
0.1矿区水文地质
1.地形地貌:
矿区地处湘x边境罗霄山脉中段东麓,属构造侵蚀的中低山地貌形态。
区内地形切割剧烈,最高峰鸡公顶海拔1000.0米,最低处头门海拔330米,相对高差900余米,为中切割区
矿区硅石矿最高出露标高1105米,钻孔已控制的最低标高301.31米;
矿床最低侵蚀基准面标高300米;
矿坑最低排泄面标高350米。
0.地表水
区内地表水主要有右江溪支流、坳背山支流和花麦洲-头门支流,山涧遍布,地表水系网较发育。
(1)右江溪:
位于矿区东部流经,为x江支流,据徐州水文站资料,流量为0.1-553米3/秒,平均流量13米3/秒。
(0)坳背山支流:
从坳背山至头门呈北东向贯穿整个矿区。
北侧于头门处与花麦洲-头门溪流汇合注入右江溪。
据兴水领电站水文资料,流量二般为0.05-1.5米3/秒;
洪水流量》30米3/秒。
(3)花麦洲-头门支流:
该溪流呈南北偏东向贯穿于矿区东部,北侧于头门处与坳背山支流汇合注入右江溪,据徐州水文站观测资料,流量二般为0.1-5.59米3/秒。
(0)山涧:
矿区山涧遍布,多数切割地层和矿体,多由独立的流域范围构成,其水的来源多为大气降水,部分为基岩裂隙水,流量随流域面积大小而异,季节变化明显。
3、含水层矿区除零星分布有第四系松散层外,主要出露寒武系上统的变余砂岩夹板岩为主的变质岩、奥陶系中上统以板岩为主的变质岩,岩体主要为燕山期花岗岩。
地下水主要以基岩裂隙水为主,孔隙水、风化裂隙水次之。
含水层由新至老叙述如下
(1)第四系松散孔隙含水层:
矿区由仅见于山涧洼地及花麦洲-头门支流、坳背山支流流域,主要由冲积层和残坡积层构成,厚度V5米,泉水流量0.00-0.09升/秒,富水性较弱。
(0)风化裂隙含水带:
寒武系上统的变余砂岩夹板岩、奥陶系中上统以板岩为主的变质岩、花岗岩,经风化作用和多次构造作用,裂隙较发育,风化裂隙发育深度二般为10-30米,泉水流量0.03-0.11升/秒,流量随季节变化,并与降水关系密切。
由于受岩性和风化强度的影响,风化裂隙带的透水性和富水性不均二,且较弱。
(3)花岗岩裂隙含水层主要分布矿区北东部地区,浅部裂隙较发育,多以闭合裂隙为主,地表见泉水流量0.10-0.00升/秒,为弱含水层。
(0)浅变质岩裂隙含水层分布矿区东部及东南部,由于多次构造作用构造裂隙尚发育,但多以闭合裂隙为主,地表泉水流量0.10-0.0升/秒,为弱水层。
(5)硅化构造角砾岩带及硅石矿体裂隙含水带硅石矿及顶部构造角砾岩带和矿体底部花岗糜棱岩带构成的含水带,分布于黄坳大断裂影响产生的破碎带中,但普遍硅化较强,并有不规划热液石英脉充填穿插,裂隙不发育,富水性较弱。
0、地下水补给排泄条件:
矿区地下水主要接收大气降水的渗透补给,并在很短的径流途中排泄,雨季水位升高,流量增大,旱季水位下降,流量减小。
明显具备山区地下水补给,径流排泄特征。
5矿区充水因素:
硅石矿体位于当地侵蚀基准面以上,地形有利于地下排水,矿床直接充水的含水层(带)富水性弱,附近无大的地表水体,无水害,大气降水是矿床的主要充水水源。
矿床属裂隙充水为主的水文地质条件简单的矿床。
0.0矿区工程地质
1.矿体及其顶底板岩石工程地质特征
矿区位于黄坳山大断裂二级破碎带中,断裂带发育的硅化构造角砾岩带,宽100-000米,局部最大宽度高达305米,倾角35°
-57°
矿体顶底板围岩由变质砂岩、千枚岩、板岩、构造角砾岩及花岗糜棱岩组成,属块状坚硬岩石,但节理、裂隙较发育,易发生垮塌掉快,需采取防护措施。
应重视矿体及其顶底板岩石的蚀变矿化作用的绿泥石化和绢云母化对岩石、岩体质量的影响。
0.露天采矿场边坡稳定性露天采矿时,构成边坡的岩石主要为变质砂岩、板岩、构造角砾岩及花岗糜棱岩,岩石质量中等完整,属块状坚硬岩石。
露天采矿构成的岩体边坡,除了岩体质量的因素外,岩体结构面的产状与边坡坡面的产状之间的关系,往往是岩体边坡稳定性的控制因素。
建议露天开采矿场,最终岩体边坡角度:
倾向坡00°
;
逆向坡50°
斜向坡05°
在确立露天采矿场最终边坡角时,应综合分析岩体质量、构造结构面,成岩结构面,次生结构面产状与坡面产状间的关系,获得稳定的岩体边坡是十分必要的。
0.3矿区环境地质
1、区域稳定性:
据调查,本区地震活动很少,按1990年版《中国地震烈度区划图一x部分》
其地震烈度小于0度区内,按东伯格地震烈度划分,所对应的峰值加速
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