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鈹礦選礦機

發布時間: 2021-10-06 01:55:54

⑴ 湖南省臨武縣熱水坳礦區鈹多金屬礦詳查

(1)概況

礦區位於臨武縣城5°方位的花塘鄉,距臨武縣城約13千米,屬臨武縣花塘鄉及國營東山林場管轄。礦區有簡易公路與臨武至香花嶺公路相連,可通往郴州、廣東等地,交通較方便。工作區屬亞熱帶濕潤氣候,氣候溫和。

2010年3月至2011年12月,湖南中色地質礦業有限公司開展勘查工作,勘查礦種為鈹多金屬礦,工作程度為詳查,勘查資金520萬元。

(2)成果描述

根據前人資料,礦區南部有鉛、鋅礦化,北部有含鈹條紋岩。本次暫對礦區北部進行了勘查,揭露的情況是以鈹礦為主,局部見弱鉛、鋅礦化。

經本階段勘查,已控制的鈹礦體主礦體2個,長960米,近東西走向,傾向為北東東—北西西,傾角為45°~55°,平均厚度9.40米,主要成分BeO平均品位為0.31%。初步認定本區為大型條紋岩鈹礦床。

截至2011年12月30日,礦山北部准采范圍內可初步估算(332)鈹礦石資源儲量1252.7萬噸,BeO資源儲量為38283噸;(333)鈹礦石資源儲量530.7萬噸,BeO資源儲量為16969噸。2011年新增(333以上)BeO資源儲量21512噸。

(3)成果取得的簡要過程

經對礦區以往地質工作成果的研究和現場踏勘,編制了以鑽探為主、其他地質工作為輔的勘查方案。通過對含鈹條紋岩地表出露特徵的認識,按100米×50米的勘查網度,布置施工了60個鑽孔,岩心取樣1695個,可圈定前述規模的礦體。共完成鑽探9327米,槽探438立方米,基本完成礦區北部的詳查工作。

⑵ 金屬礦選礦奧秘

(一)金屬礦選礦的定義和作用

1. 選礦的定義

選礦最早英文解釋為 Ore Dressing 或 concentration,意為礦砂富集。隨後延伸為礦物處理,英文為 Mining process。選礦是利用礦物的物理或物理化學性質的差異,藉助不同的方法,將有用礦物同無用的礦物分離,把彼此共生的有用礦物盡可能地分離並富集成單獨的精礦,排除對冶煉和其他加工過程有害的雜質,提高選礦產品質量,以便充分、合理、經濟地利用礦產資源。

礦物是在地殼中由於自然的物理化學作用或生物作用,所產生的自然元素和自然化合物,如金、銀、銅自然元素和黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等自然化合物。這些元素和化合物都具有各自的物理性質,如粒度、形狀、顏色、光澤、密度、摩擦系數、磁性、電性、放射性、表面潤澤性等。這些不同的性質為不同的選礦方法提供了依據。

2. 選礦的作用和地位

自然界蘊藏著極為豐富的礦產資源,但是,除少數富礦外,一般含量都較低,例如,很多鐵礦石含鐵只有 20% ~ 30%;銅礦石含銅小於 0.5%;鉛鋅礦石中鉛鋅的含量不到 5%;鈹礦石氧化鈹含量 0.05% ~ 0.1%;這樣的礦石直接冶煉,極不經濟。一般冶金對礦石的含量有一定的要求。如鐵礦石中鐵的含量最低不得低於 45%;銅礦石中銅的含量最低不得低於 12%;鉛礦石含鉛不得小於 40%;鋅礦石含鋅不得小於 40%;氧化鈹含量不小於 8%。對於采出的礦石在冶煉之前,必須經過選礦工藝,將主要金屬礦物的含量富集幾倍、幾十倍乃至幾百倍才能滿足冶煉工藝的要求。

通過選礦手段為冶煉提供「精料」,減少冶煉的物料量,大大提高冶煉的技術經濟指標。在選礦過程中大量的廢石被排除,減少了爐渣量,一方面減低了能耗和運輸成本,同時也相應地減少了爐渣中的金屬損失,大大提高了冶煉的回收率。例如,某冶煉廠將銅精礦含量提高1%,每年可多生產粗銅 3135 噸。某鋼鐵公司將鐵精礦含量提高 1%,高爐產量提高 3%,節約石灰石 4% ~ 5%,減少爐渣量 1.8% ~ 2%。目前,我國要求入爐煉鐵磁鐵礦含量在 65% 以上,如果鐵精礦含量達到 68% 以上,可以採用直接煉鋼工藝,大大簡化冶煉流程。

通過選礦工藝可以減少冶煉原料中有害元素的危害,變害為利,綜合回收金屬資源。自然界中的礦石往往含有多種有用成分,例如,銅、鉛、鋅等有色金屬往往共生或伴生於同一礦床中;鐵既有單一的鐵礦石,也有鐵-銅、鐵-硫、釩鈦鐵等共生礦石。冶煉過程中對原料中某些共生或伴生元素,常視為有害雜質。例如,煉銅的原料中含鉛、鋅都是有害雜質。煉鐵原料中含硫、磷和其他有色金屬都是有害雜質。但將這些雜質提前通過選礦工藝使之分離分別富集後,分別冶煉,變害為利。

選礦也作為冶煉工藝中的一個中間過程,用以提高選礦、冶煉兩個過程的總的經濟效益。例如,我國金川有色金屬公司冶煉廠現有的生產流程是將銅-鎳混合精礦用電爐熔煉、轉爐吹煉,產出高冰鎳,經過緩冷後,再破碎磨礦,用浮選法獲得銅精礦和鎳精礦,用磁選法得到合金。此後分別進入各自的冶煉系統提取金屬銅、鎳和貴金屬。

選礦是冶金、化工、建材等工業部門必不可少的極其重要的一環。選礦技術的發展,大大地擴大了工業原料基地,從而使那些以前因為含量太低或成分復雜而不能在工業上應用的礦床變為有用礦床。

近 20 多年來,隨著科學技術和經濟建設的迅猛發展,對礦產資源的需求量與日俱增,礦產資源開采量翻番,周期愈來愈短,易采易選的單一富礦愈來愈少,嵌布粒度細、含量低的難選復合礦的開采量愈來愈大,對礦產品加工過程中的環保要求越來越高,這些都需要通過選礦方法來解決。

(二)選礦方法

目前常用的選礦方法主要是重選、浮選、磁選和化學選礦,除此而外還有電選、手選、摩擦選礦、光電選礦、放射性選礦等。

重力選礦法(簡稱重選法),是根據礦物密度的不同及其在介質(水、空氣、重介質等)中具有不同的沉降速度進行分選的方法,它是最古老的選礦方法之一。這種方法廣泛地用來選別煤炭和含有鉑、金、鎢、錫和其他重礦物的礦石。此外,鐵礦石、錳礦石、稀有金屬礦、非金屬礦石和部分有色金屬礦石也採用重選法進行選別。

磁選法,是根據礦物磁性的不同進行分選的方法。它主要用於選別鐵、錳等黑色金屬礦石和稀有金屬礦石。

浮游選礦法(簡稱浮選法),是根據礦物表面的潤澤性的不同選別礦物的方法。目前浮選法應用最廣,特別是細粒浸染的礦石用浮選處理效果顯著。對於復雜多金屬礦石的選別,浮選是一種最有效的方法。目前絕大多數礦石可用以浮選處理。

化學選礦法,基於礦物和礦物組分的化學性質的差異,利用化學方法改變礦物組成,然後用相應方法使目的組分富集的礦物加工工藝。目前對氧化礦石的處理效果非常明顯,也是處理和綜合利用某些貧、細、雜等難選礦物原料的有效方法之一。

電選法是根據礦物電性的不同來進行選別的方法。

手選法是根據礦物顏色和光澤的不同來進行選別的方法。

摩擦選礦是利用礦物摩擦系數的不同對礦物進行分選的方法。

光電選礦是利用礦物反射光的強度不同對礦物進行選別的方法。

放射性選礦是利用礦物天然放射性和人工放射性對礦物進行選別的方法。

(三)選礦過程

選礦是一個連續的生產過程,由一系列連續的作業組成,表示礦石連續加工的工藝過程為選礦流程(圖 6-7-1)。

礦石的選礦處理過程是在選礦廠里完成的。不論選礦廠的規模大小(小型選礦廠日處理礦石幾十噸,大型選礦廠日處理礦石量高達數萬噸以上),但無論工藝和設備如何復雜,一般都包括以下三個最基本的過程。

選別前的准備作業:一般礦石從采礦場采出的礦石粒度都較大,必須經過破碎和篩分、磨礦和分級,使有用礦物與脈石礦物、有用礦物和無用礦物相互分開,達到單體分離,為分選作業做准備。

選別作業:這是選礦過程的關鍵作業(或稱主要作業)。它根據礦物的不同性質,採用不同的選礦方法,如浮選法、重選法、磁選法等。

產品處理作業:主要包括精礦脫水和尾礦處理。精礦脫水通常由濃縮、過濾、乾燥三個階段。尾礦處理通常包括尾礦的儲存和尾水的處理。

有的選礦廠根據礦石性質和分選的需要,在選別作業前設有洗礦,預先拋廢(即在較粗的粒度下預先排出部分廢石)以及物理、化學與處理等作業,如赤鐵礦的磁化焙燒等作業。

(四)選礦技術在新疆礦山的應用

新疆應用選礦技術可追溯到古代,新疆遠在 300 年前,就在阿勒泰地區的各個溝內利用金的比重大的特點,從砂金礦中淘洗黃金,這就是重選的原始雛形。但在新中國成立之前,新疆沒有一處正規的選礦廠,全部都是採用人工方式手選和手淘,生產效率極其低下,只能處理比重差異大的砂金礦和根據顏色手選出黑鎢礦石。新中國成立後,新疆選礦技術有了長足的發展,磁選技術應用於鐵礦山,建成年處理量 80 萬噸的磁選礦廠,為鋼鐵企業源源不斷地提供高品質的鐵精粉。浮選應用於鉛鋅礦、銅礦、金礦山,先後建成康蘇鉛鋅浮選廠、喀拉通克銅鎳浮選廠、哈圖金浮選廠,促進了新疆有色工業的發展。重選、浮選、磁選聯合應用於新疆北部阿勒泰地區的稀有金屬礦山,為我國的早期國防建設提供所需的鋰、鈹、鉭、鈮等稀有金屬資源。以下是目前新疆有代表性的選礦廠。

1. 康蘇鉛鋅礦浮選選礦

康蘇選礦廠是新疆第一座機械化浮選廠,1952 年開始建設,設計生產規模為 250 噸 / 天,1954 年投產。該廠是由前蘇聯專家參與指導設計,前期主要處理喀什地區沙里塔什的方鉛礦和閃鋅礦,1961 年開始處理烏拉根氧化鉛鋅礦。康蘇選廠最初投產時是採用蘇聯專家設計的流程和葯劑制度進行浮選,流程採用氰化物與硫酸鋅作閃鋅礦的抑制劑,以蘇打作 pH 值的調整劑,並添加了少量的硫化鈉,先將鉛礦優先選出後,再將鋅礦物選出。該流程沒有取得較好的經濟指標,大部分鋅礦被選入鉛礦中。後經過我國工程技術人員和蘇聯專家的共同努力,通過幾次技術改造,在流程結構、技術參數和生產管理方面進行了革新和改進。將部分德國式的浮選機改成蘇式米哈諾貝爾 5A 型充氣量大的浮選機,使用水力旋流器代替螺旋分級機,加強了中礦再磨循環,增加了鋅浮選時間,降低了鋅浮選礦漿鹼度,合理控制破碎粒度和鋼球裝入量,嚴格貫徹技術操作規程和技術監督等。使各項指標得到穩步提升。鉛回收率由 71% 提高到 90%,鋅回收率由 13% 提高到 41%。其選礦過程見浮選工藝流程圖(圖 6-7-2)。

2. 新疆八一鋼鐵廠磁鐵礦浮磁選選礦

新疆八一鋼鐵選礦廠與 1989 年建成投產,設計處理能力 80 萬噸 / 年,主要處理高硫磁鐵礦。礦石由礦山采出後,運輸到選礦廠,經兩段破碎一段磨礦後,礦漿進入浮-磁車間。選出的硫精礦銷售給新疆境內的一些化工廠和化肥廠,鐵精礦供球團和燒結使用。尾礦濃縮後,用水隔泵輸送至尾礦庫,晾乾後,一部分尾礦成為八鋼西域水泥廠鐵質校正原料。新疆八一鋼鐵廠簡易浮磁選流程圖(圖 6-7-3)。

3. 喀拉通克銅鎳礦浮選選礦

喀拉通克銅鎳礦是新疆目前最大的銅鎳生產基地,礦山一期為采冶工程,采出的特富礦塊直接進入鼓風爐熔煉成低冰鎳,經過幾年的生產特富礦逐漸減少。為充分利用礦產資源,在二期改造中增加了優先選銅-銅鎳混合浮選流程,日處理原礦 900 噸。

原礦直接從采場經豎井提升到地面,通過窄軌輸送到原礦倉,原礦倉的礦石經群式給礦機由帶式輸送機送至中間礦倉。經重型板式給礦機、帶式輸送機,送至自磨機進行一段磨礦,自磨機排礦給入與格子型球磨機閉路的高堰式雙螺旋分級機,進行二段磨礦。分級機溢流經砂泵揚送至水力旋流器組,沉砂進入溢流型球磨機,進行三段磨礦。三段磨礦排礦與第一段分級機溢流合並,經砂泵揚送至水力旋流器組,旋流器溢流,自流至浮選廠房的攪拌槽內,加葯後進入浮選作業。浮選採用一次銅粗選、一次銅精選、一次銅鎳混合浮選、一次銅鎳掃選、三次銅鎳精選後,產出銅精礦、銅鎳混合精礦及尾礦,分別送至脫水廠房。銅精礦、銅鎳混合精礦經過脫水後分別送入銅精礦庫和冶煉廠原料庫。浮選尾礦經高效濃密機脫水後,用泵楊送至采礦場充填站,作為充填原料。喀拉通克銅鎳礦簡易選礦工藝流程圖(圖 6-7-4)。

4. 哈圖金礦黃金混汞-浮選選礦

哈圖礦區是新疆歷史上有名的岩金產地,早在乾隆年間便開始開采,主要採用的是土法重選法,將采出的礦石用石碾盤碾碎,通過淘洗的方式回收比重大的金粒。大量的細粒金無法回收,致使許多淘金者虧損嚴重。

1983 年通過實驗研究,採用「混汞—浮選—部分焙燒—氰化」原則流程,哈圖金礦建成了新疆第一座現代化的黃金生產礦山,日處理原礦 100 噸。1986 年通過改進破碎工藝,新增 100噸 / 天的浮選系列,使產能達到 200 噸 / 天。哈圖金礦混汞浮選工藝流程圖(圖 6-7-5)。

原礦由采廠通過汽車運到原礦倉,原礦經顎式破碎機進行一段破碎。然後經皮帶運輸機運到圓錐破碎機,進行二段破碎,破碎產物由圓振篩篩分後,篩下礦物由皮帶運輸機運送至粉礦倉,篩上礦物返回圓錐破碎機再破。粉礦倉經給礦機和皮帶運輸機送至格子型球磨機磨礦,磨礦排礦自流通過鍍銀銅板(俗稱汞板)進行混汞作業,通過汞板表面粘附的汞吸附單體解理的金形成汞齊,通過冶煉回收部分黃金。礦漿經過汞板後,用高堰式螺旋分級機,溢流進入浮選工序,返砂進進球磨機再磨。浮選工序採用一次粗選、二次精選、一次掃選流程選的浮選精礦。浮選精礦脫水經過焙燒和進行冶煉後得到金錠。

5. 可可托海稀有金屬礦重、磁、電、浮聯合選礦

可可托海以稀有金屬儲量大,品種多而聞名中外,鈹、鋰、鉭、鈮、銣、銫、鋯、鉿等稀有元素在許多礦帶中均有不同程度的分布,因而造成選礦上的復雜性和難度。經過眾多科技人員 10 年的反復實驗研究,從手工選礦到單一礦物選礦,發展到最後的重磁浮聯合選礦流程,分選出鋰精礦、鈹精礦、鉭鈮精礦,突破了這一世界性的難題,促進了選礦技術的發展。

1953 年,為回收綠柱石和鉭鈮礦在 3 號礦脈小露天采場東北角興建了一座簡易的 30 多米長的手選室,改善了手選的工作環境,提高了手選效率。另外,在 3 號礦脈尾礦堆附近興建了一座 20 噸 / 天的鉭鈮重選廠,採用對滾一段破碎、跳汰、搖床、溜槽進行重選,回收鉭鈮礦。1957 ~ 1958 年,將手選篩下的尾礦,用方螺旋溜槽進行富集,每年產出的氧化鋰精礦接近萬噸。

1963 年,經過科研院所近 8 年的選礦試驗研究,國家計委批准興建 750 噸 / 天的選礦廠(「87 - 66」機選廠),綜合回收氧化鋰精礦和鉭鈮精礦。選廠工藝流程簡圖(圖 6-7-6)。根據可可托海礦偉晶岩體分帶開採的特點,選廠採用三個系統分別對三種類型的礦石(鈹礦石、鋰礦石、鉭鈮礦石)進行選別。採用聯合選礦工藝綜合回收礦石中的鋰鈹鉭鈮礦物。先利用重力-磁法-電磁法選礦,從原礦含量只有 0.01% ~ 0.02%(Ta、Nb)203 的原礦中選50% 以上的(Ta、Nb)203 鉭鈮精礦,然後再用鹼法鋰鈹優先浮選,先優浮選鋰再選鈹。

可可托海選廠選礦工藝的不斷改進,使我國花崗偉晶岩類型礦石鉭鈮、鋰、鈹選礦工藝水平進入世界先進行列。

6. 選礦技術的發展方向

在美國、日本、德國等國家對選礦技術的發展非常重視,選礦技術的不斷進步和創新,促進了這些國家礦產資源的開發和綜合利用沿著可持續發展前進。在礦物破碎方面,美國開發了超細破碎機和高壓對滾機,降低球磨機入料粒度,節約了能耗。同時在不斷研究外加電場、激光、微波、超聲、高頻振盪、等離子處理礦石對粉碎和分選的影響。在礦物分選方面,已經或正在研究「多種力場」聯合作用的分選設備,並不斷將高技術引入選礦工程領域,諸如將超導技術引入磁選,將電化學及控制技術引入浮選等。在選礦工藝管理方面,將工藝控制過程自動化,並將「專家控制系統」與「最優適時控制」相結合,以達到根據礦石性質調整控制參數,使選礦生產工藝流程全過程保持最優狀態。

隨著我國國民經濟的快速發展,對礦產品的需求不斷增長,選礦工程技術面臨著資源、能源、環保的嚴峻挑戰和發展機遇。以下領域的技術創新將是今後選礦的發展方向:

一是研究開發高效預選設備、高效節能新型破磨與分選設備,以及固液分離新技術與裝備,大幅降低礦石粉碎固液分離過程的能耗。

二是研究各種能場的預處理對礦物粉碎和分選行為的影響,開發利用各種能場的預處理新技術,以提高粉碎效率和分選精度。

三是開發高效分選設備、高效無毒的新葯劑,重點研究復合力場分選新設備、多種成分協同作用的新葯劑以及處理貧、細、雜難選礦石的綜合分選新技術。

四是在礦石綜合利用研究中,開發無廢清潔生產工藝,加強尾礦中礦物的分離、提純、超細、改性的研究,使其成為市場需要的產品,為礦物物料工業向礦物材料工業轉化提供新技術。

五是大力將高新技術引進礦物工程領域,重點開展礦物生物工程技術、電化學調控和電化學控制浮選技術、過程自動尋優技術,以及高技術改造傳統產業的新技術研究。

六是加強基礎理論與選礦技術相結合的新型邊緣科學研究,促進新一代礦物分選理論體系的形成,並派生出新興的礦物分選和提純技術。

⑶ 常用的選礦設備和選礦方法

選礦方法
鐵:(1)礦石破碎;(2)磨礦工藝;(3)選別技術;(4)燒結球團技術;
錳:機械選(包括選礦、篩分、重選、強磁選和浮選),以及火法副集,化學選礦法等。
鉻:採用跳鈦機、搖床、螺旋選礦機、離心選礦機和皮帶溜槽選別,也用水力分選別過搖床中礦。
鈦釩磁鐵礦:是在對它經一段磨礦,一粗、一精、一掃的磁選流程磁選出磁鐵礦精礦之後的磁尾進行。
銅:浮選、磁選、重選等方法或濕法冶煉等。
鉛鋅:一般用磁-浮、重-浮、重-磁-浮等聯合選礦方法。
鋁:一般採用手選。
鎳:(1)浮選;(2)採用破碎機破碎、篩分等工序預先除去分化程度弱,含鎳低的大塊基岩。
鈷:一般採用浮選。
鎢:按礦石類型鎢選礦分為黑鎢和白鎢。選礦方法有手選、重選、浮選、磁選、和電選等方法。
錫:選礦方法為重力選礦、浮選工藝。
鉬:主要是浮選法。
汞:有手選、重選和浮選,其中以浮選應用廣泛也最有效。
銻:主要有手選、重選、浮選等方法。
鉑族:(1)合理球磨,採用合適的旋流器分級;(2)回收率;
金:金在礦石中含量極低,提取黃金需要將礦石破碎和磨細並採用選礦方法使金分離出來。主要是重
選和浮選。
銀:(1)浮選法;(2)單一浮選法和浮-重選法、浮選氰化法的聯合流程,其中以浮選最為重要。
鈮鉭鈹鋰:手選法、浮選法、化學或化學-浮選聯合法、熱烈選法、放射性選法、粒浮選礦法。
鍶:重石社天青石選礦中最常用的方法,最普遍的結構流程為以跳汰-搖床為主體的流程。
稀土金屬:一般採用磁選、浮選得到精礦含稀土氧化物約60%

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⑷ 鈹精礦分析

鈹精礦可採用GB5870-7-86鈹精礦和綠柱石化學分析方法。

鈹精礦中氧化鈹的測定也可採用電感耦合等離子體原子發射光譜法(詳見54.3.7)。

造岩元素的測定方法可參見第16章硅酸鹽岩石分析。

參考文獻

鈹精礦和綠柱石化學分析方法[S](GB5870-7—86).1986.北京:中國標准出版社

鈹礦石化學分析方法[S](GB/T17414.1—1998).1998.北京:中國標准出版社

稀有金屬礦產地質勘查規范[S](DZ/T0203—2002).2003.北京:地質出版社

本章編寫人:邵文軍、姜瑩(遼寧省地質礦產研究院)。

⑸ 非洲哪國產鈹礦

鈹礦,屬於稀有金屬礦產資源,又稱綠柱石礦,綠寶石礦,是鈹-鋁-硅酸鹽礦物,產自花崗偉晶岩型鈹礦床中,也見於砂岩和雲母片岩中,經常與錫、鎢共生。 自然界中含有鈹的礦物約50多種,其中香花石、顧家石是我國首次發現的。可以提煉鈹的礦物只有幾種,其中以綠柱石、日光榴石為主要的含鈹礦物。 (1)綠柱石(be 3 al 2 [si 6 o 18 ]):主要成分有beo14.1%,al 2 o 3 19.0%、sio 2 66.9%成分中經常含有鹼金屬,自li至cs均可存在,不過含rb者很罕見。有時還含h 2 o。少量的fe 3+ 和mg 2+ 可分別置換其中的al和be。此外,還可以有微量的nb、sn、cr、u等元素存在。我國華南地區的許多鎢、錫、鈮、鉭礦床中常伴生有綠柱石。 綠柱石是提煉鈹的重要礦物原料。祖母綠、海藍寶石等亞種則是價值昂貴的寶石。 (2)日光榴石:分子式為mn 8 [besio 4 ] 6 s 2 ,成分中beo可達13.6%,此外還含少量的fe和zn。 (3)香花石(li 2 ca 3 [besio 4 ] 3 f 2 ):是我國地質工作者於1957年發現的一種新礦物。它是提煉鈹和鋰的礦物原料。 本產品的品名是鈹礦,產地是非洲剛果。

⑹ 請問在哪個平台上能買到鈹礦石

我就要私底下了吧,這個平台上沒有賣的呀!

⑺ 鈹礦的主要用於哪方面

鈹作為一種新興材料日益被重視,鈹是原子能、火箭、導彈、航空、宇宙航行以及冶金工業中不可缺少的寶貴材料。
(1)在所有的金屬中,鈹透過X射線的能力最強,有金屬玻璃之稱,所以鈹是製造X射線管小窗口不可取代的材料。
(2)鈹是原子能工業之寶。在原子反應堆里,鈹是能夠提供大量中子炮彈的中子源(每秒鍾內能產生幾十萬個中子);鈹對快中子有很強的減速作用,可以使裂變反應連續不斷地進行下去,所以鈹是原子反應堆中最好的中子減速劑。為了防止中子跑出反應堆危及工作人員的安全,反應堆的四周得有一圈中子反射層,用來強迫那些企圖跑出反應堆的中子返回反應堆中去。鈹的氧化物不僅能夠像鏡子反射光線那樣把中子反射回去,而且熔點高,特別能耐高溫,是反應堆里中子反射層的最好材料。
(3)鈹是優秀的宇航材料。人造衛星的重量每增加一公斤,運載火箭的總重量就要增加大約500kg。製造火箭和衛星的結構材料要求重量輕、強度大。鈹比常用的鋁和鈦都輕,強度是鋼的四倍。鈹的吸熱能力強,機械性能穩定。
(4)在冶金工業中,含鈹1%至3.5%的青銅叫做鈹青銅,機械性能比鋼好,且抗腐蝕性好,還保持有很高的導電性。被用來製造手錶里的游絲,高速軸承,海底電纜等。
(5)含有一定數量鎳的鈹青銅受撞擊時不產生火花,利用這一奇妙的性質,可製作石油、礦山工業專用的鑿子、錘子、鑽頭等,防止火災和爆炸事故。含鎳的鈹青銅不受磁鐵吸引,可製造防磁零件。
工業用鈹大部分以氧化鈹形態用於鈹銅合金的生產小部分以金屬鈹形態應用,另有小量用做氧化鈹陶瓷等。40年代前金屬鈹用做 X光窗和中子源等,從40年代中期到60年代初,主要用於原子能領域,如利用鈹能使中子增殖作試驗反應堆的反射層、減速劑和核武器部件等。1956年慣性導航系統首次使用鈹陀螺,從此開辟了鈹應用的重要領域。60年代鈹的主要用途轉入航天與航空領域,用於製造飛行器的部件。

⑻ 新疆白楊河鈾鈹特大型礦床

王謀王果李彥龍張雷朱明永張廣輝

(核工業二一六大隊,新疆烏魯木齊830011)

[摘要]白楊河鈾鈹床勘查工作經過了鈾礦區域地質調查、預查、普查等幾個工作階段,取得了新疆火山岩性鈾-多金屬礦的突破。鈾鈹鉬礦體主要賦存於花崗斑岩體的接觸帶構造部位,鈹礦體具有規模大、連續性好等特點,探明的鈹資源量達特大型,鈾礦體達中型,鉬礦體達小型,是我國最大的羥硅鈹石型鈹鈾鉬礦床。通過總結礦床基本地質特徵,建立了「白楊河式」成礦模式及找礦模式,有效地指導了區域鈾-多金屬礦的找礦工作。

[關鍵詞]花崗斑岩;鈾鈹礦床;接觸帶構造;新疆白楊河

白楊河鈾鈹礦床位於新疆和布克賽爾蒙古自治縣境內,東距和布克賽爾蒙古自治縣約70km,西距農九師170團約25km,行政上歸塔城地區和布克賽爾蒙古自治縣管轄,礦區內交通便利。

1發現和勘查過程

白楊河礦床鈾礦找礦工作始於1956年,幾經停頓,前後已有50多年的歷史。20世紀50年代,原二機部新疆五一九大隊在開展鈾礦找礦過程中,通過光譜半定量分析發現Be已達工業利用要求。1988~1989年核工業西北地勘局二一六大隊對白楊河鈾礦床中鈹的存在形式及鈾鈹關系進行了專題研究,認為鈹礦具有較好的找礦遠景[1]。上述工作為後期找礦積累了寶貴的地質資料和豐富的找礦經驗。自2006年起,核工業二一六大隊通過對前人基礎地質資料研究認為:雪米斯坦火山岩帶近東西向展布的楊庄大斷裂(F1)是白楊河礦床的重要控岩導礦構造,花崗斑岩體的接觸帶構造是鈾-多金屬礦體的主要賦存位置,白楊河地區具備形成特大型鈹鈾多金屬礦的找礦前景。2007年中國核工業地質局組織專家開展現場考察和論證,決定在雪米斯坦火山岩帶分3個層次開展綜合找礦:一是在火山岩帶1∶10萬區域預測評價,二是在白楊河地區楊庄岩體及其外圍開展1∶5萬區域地質調查,三是在白楊河二號工地開展詳查。

1.1鈾礦區域地質調查和重點地段詳查

2008~2010年,為盡快評價白楊河地區火山岩型鈾礦的成礦潛力,落實可供勘查的鈾-多金屬礦產地,實現地質勘查成果的突破,採用「綜合研究與重點解剖相結合,面上研究與工程查證相結合的思路」的技術思路,在白楊河地區開展了1∶5萬鈾礦區域地質調查,通過大間距鑽探查證與有利地段加密解剖,初步了解了楊庄岩體、阿蘇達岩體、小白楊河岩體的深部形態及含礦性,落實了3個成礦有利地段[2]。完成鑽探工作量19000m,施工鑽孔65個,發現工業鈾礦孔7個,工業鈹礦孔29個。2008年在白楊河礦區二號工地同時開展了詳查找礦工作,落實了一處中型鈹礦產地。

1.2鈾-多金屬礦預查—普查工作

2011~2013年,為大致查明白楊河礦床的地質特徵,落實鈾-多金屬礦資源量,為礦床的進一步勘查提供依據,按照「以鈾為主、綜合找礦」的勘查部署思路,對白楊河礦區17~136線開展了普查找礦,對阿蘇達地段、阿日和拉提地段開展了預查找礦工作。完成鑽探工作量104000m,按一般工業指標估算氧化鈹資源量達特大型,鈾礦資源量達中型,鉬礦資源量達小型,將白楊河礦床落實為我國最大的羥硅鈹石型鈹鈾鉬礦床[3~6]

2礦床基本特徵

2.1地層

白楊河礦床屬西准噶爾分區沙爾布爾提山小區,地層由老至新出露泥盆繫上統塔爾巴哈台組(D3t)、石炭系和布克河組(C1hb)及黑山頭組(C1h)、新近系塔西河組(N1t)及第四系(Q)(圖1)。

泥盆繫上統塔爾巴哈台組,主要分布於楊庄岩體(γπP1)北側及礦床西南、西北角,為陸相中酸性火山岩及火山碎屑岩建造夾正常碎屑岩,岩層總體傾向160°~190°,傾角40°~60°。

石炭系下統和布克河組及黑山頭組,主要分布於礦床南部,整體呈近東西走向的條帶狀延伸,與北側岩體間以楊庄大斷裂為界。

新近系中新統塔西河組,分布於礦床南部及東北角,岩性為黃色砂質黏土。

第四系:大面積分布於礦床東部及東南部,為沖積、洪積、堆積物。

2.2構造

白楊河礦床位於巴爾雷克-沙爾布爾提褶皺帶內、吾爾喀什爾山復背斜—賽米斯台背斜與白楊河復向斜—巴哈力單斜之間。北北東向的孟克拉克大斷裂與東西向的德格列底提大斷裂分居礦床兩側,近東西向的楊庄大斷裂貫穿全區(圖2)。地質構造比較復雜,不同方向的褶皺、斷裂較為發育。晚古生代以來,火山活動、岩漿侵入作用都十分強烈,白楊河礦床岩石以酸性火山岩建造為主,其間夾中—基性火山岩建造。

2.3侵入岩

侵入岩在白楊河礦床內分布較廣,受斷裂控制明顯。根據侵入岩產出狀態劃分為中深成侵入岩、超淺成侵入岩和脈岩。

中深成侵入岩岩性為輝石閃長岩及條紋長石花崗岩。

圖1 白楊河礦床地質略圖

1—第四系;2—塔西河組;3—黑山頭組第三岩性段;4—黑山頭組第二岩性段;5—黑山頭組第一岩性段;6—和布克河組上亞組;7—和布克河組下亞組第七分層;8—和布克河組上亞組第六分層;9—和布克河組上亞組第五分層;10—和布克河組上亞組第四分層;11—和布克河組上亞組第三分層;12—和布克河組上亞組第二分層;13—和布克河組上亞組第一分層;14—塔爾巴哈台組第四岩性段;15—塔爾巴哈台組第三岩性段;16—花崗斑岩及傾入階段編號;17—白崗岩及侵入階段編號;18—閃長玢岩及侵入階段編號;19—輝石閃長岩及侵入階段編號;20—輝綠岩;21—角度不整合界線;22—侵入接觸界線;23—斷層;24—推測斷層;25—平移斷層;26—逆斷層;27—正斷層;28—鈾礦化點及編號

超淺成侵入岩岩性為花崗斑岩(γπP1),為早二疊世超淺成侵入的酸性岩,與圍岩呈侵入關系。岩體呈近東西向串珠狀展布,東西長約10km,南北寬變化較大,最寬達1.8km,最窄0.1km,面積約6.9km2,由楊庄岩體、阿蘇達岩體、小白楊河岩體組成(圖3)。

圖2 白楊河礦床構造略圖

1—第四紀鬆散沉積物;2—新近紀紅色碎屑岩建造;3—酸性火山岩建造;4—中酸性火山岩建造;5—中基性火山岩建造;6—花崗岩;7—花崗閃長岩;8—花崗斑岩;9—白楊河礦床范圍

楊庄岩體北界總體南傾(局部北傾),與泥盆系呈侵入接觸,傾角約32°;南界北傾,傾角45°~75° ,與石炭系呈斷層(F1)接觸。總體呈南厚北薄形態產出(圖4)。

核工業北京地質研究院馬漢峰採用全岩釹-鍶法測量了楊庄岩體的形成時代,得到年齡值為(293±15)Ma,形成時代介於晚石炭世—早二疊世。

2.4脈岩

輝綠岩(βμ):多呈南北走向穿插於岩體內,平行排列,走向340°,傾向東,長10~1000m,寬0.5~20m。主要成分為斜長石,輝石填充,副礦物為磁鐵礦(15%)及少許赤鐵礦、鉻鐵礦。

圖4 楊庄岩體南北向剖面示意圖

1—下石炭統和布克河組;2—上泥盆統塔爾巴哈台組;3—次火山岩體;4—花崗斑岩;5—輝綠岩;6—凝灰岩;7—凝灰質粉砂岩;8—含炭質泥岩;9—破碎帶;10—接觸界線;11—鑽孔位置;12—工業鈹礦化;13—低品位礦體;14—斷裂

閃長玢岩(δπ):走向340°,寬5~15m,長400~2500m,在岩牆的邊部出現暗紫色微晶閃長斑岩,寬20~50cm,以岩牆的邊緣相出現。

2.5水文地質特徵

2.5.1地下水類型及其分布特徵

白楊河礦床位於雪米斯坦山南麓山前丘陵地帶,處於丘陵平原水文地質區侵入岩、噴發岩裂隙水亞區(Ⅱ1)內,地下水平面展布形態特徵及類型主要有:裂隙潛水、裂隙脈狀水和裂隙承壓水。

2.5.2地下水補給、徑流、排泄條件

白楊河礦床氣候乾旱,潮濕系數僅0.057,地表水系稀少。地下水僅在山前局部地段以下降泉出露,泉水流量0.01~0.13L/s,礦化度0.5~1.0g/L,pH 值7.0~8.0,水化學類型為SO4·Cl及SO4型。地下水可直接通過出露於地表的花崗斑岩、凝灰質火山碎屑岩等岩石的風化裂隙及構造窗,接受大氣降水和孔隙潛水的補給,自北向南徑流,並在區域控礦斷裂帶附近具有一定的承壓性。排泄方式有3種:一是乾旱氣候條件下的垂向蒸發排泄;二是通過礦床南北向的干溝側向徑流排泄;三是以泉水的方式排泄,礦床東段大幹溝處的1號泉便是該礦床的排泄源之一。

2.5.3含水層(帶)及其特徵

依據岩石的岩性、結構構造及含水特徵,地下水沿剖面自上而下可劃分為:裂隙潛水含水層(Ⅰ)、接觸帶上盤裂隙含水層(Ⅱ)和接觸帶下盤裂隙承壓水含水層(Ⅲ) (圖5)。

圖5 白楊河礦床25線水文地質剖面

1—花崗斑岩;2—上泥盆塔爾巴哈台組;3—凝灰質粉砂岩;4—炭質泥岩;5—花崗斑岩;6—輝綠岩;7—破碎帶;8—抽水試驗段及編號;9—含水帶分界線;10—含水帶編號;11—裂隙傾向及傾角;12—含水帶;13—隔水帶

2.5.3.1裂隙潛水含水層(Ⅰ)

貯存於花崗斑岩(γπP1)的節理裂隙中,直接出露於地表,以礦床南部分布范圍最大,呈東西向展布。含水岩石破碎,節理、裂隙發育,賦存風化裂隙潛水,接受大氣降水及冰雪融水補給為主。儲水空間為裂隙,透水性及含水性較差;中心工地水位28.40~35.44m,水位標高1235.17~1262.17m,水溫9.5~14.7℃,單位涌水量0.11~0.12L/s· m,滲透系數0.07~0.20m/d。

2.5.3.2接觸帶上盤裂隙脈狀含水層(Ⅱ)

主要分布在礦床南部,地下水賦存在裂隙發育的花崗斑岩及破碎帶中,呈東西向展布。含水岩石線裂隙率一般為6~10條/m,該帶含水層為1~2層,含水性弱—中等;水位埋深35.38m,水位標高1234.86m,水溫7.7℃,單位涌水量0.0351~0.0614L/s·m,滲透系數0.452m/d,pH 值7.70,礦化度2.20g/L,水化學類型為SO4-Na·Ca型。該帶含水性很不均勻,坑道涌水量一般為0.25~0.89L/s,蝕變破碎帶最大涌水量可達2.50L/s。

2.5.3.3接觸帶下盤裂隙水含水層(Ⅲ)

呈帶狀分布,地下水主要賦存在構造破碎影響帶的D3t晶屑凝灰岩、凝灰質砂岩、凝灰質粉砂岩裂隙中,在礦床北部出露地表。該含水帶有1~2層,岩石含水性弱,分布極不均勻,具有承壓性。

2.5.4礦床水化學特徵

礦區地下水無色、無嗅、無味、透明,以SO4-Na·Ca型水為主,SO4·Cl-Na·Ca型水次之;礦化度1.39~2.22g/L,pH 值7.4~8.0,水中鈾含量一般為2.0×10-5~1.7×10-4g/L,水中氡濃度110.63~335.52Bq/L。

2.6近礦圍岩蝕變與鈾鈹礦體

2.6.1圍岩蝕變

礦床圍岩蝕變發育,種類多樣,特別是含礦的花崗斑岩、流紋質晶屑凝灰岩,蝕變現象明顯。各種蝕變強度、范圍不一,在礦體中的近礦圍岩蝕變常見的有螢石化、赤鐵礦化、綠泥石化、水雲母化,其次為錳礦化、碳酸鹽化、高嶺土化、鈉長石化等。

赤鐵礦化:通常稱為「紅化」,與鈾成礦關系密切,為近礦蝕變,將近礦圍岩染成褐紅色或在含礦螢石脈兩側形成紅褐色,在花崗斑岩體中常與礦體分布一致,在含礦裂隙兩側呈浸染狀產出。

螢石化:為中-低溫熱液階段形成的螢石,與鈹礦體有關的常為紫黑色、紫色,呈細脈狀、細粒狀產出,局部見深紫色螢石脈被淺色螢石脈所切穿,部分呈浸染狀賦存於白色碳酸鹽細脈內。

綠泥石化:主要是交代深色礦物,一般是黑雲母,個別為長石或岩石的基質。呈星點狀及鱗片狀組成的放射狀集合體或細脈,這種細脈切穿前期的綠泥石和螢石,蝕變強烈地段可變成深綠色的綠泥石化岩石,這種現象一般見於晶屑凝灰岩中。

絹雲母化:常交代長石斑晶及岩石的基質而呈細小鱗片狀,或與硅化形成共同的細脈,一般在花崗斑岩中出現。

錳礦化:由水錳礦、硬錳礦組成。與礦化有關者呈浸染狀、脈狀及塊狀等,分布在礦體的外側。當礦體產於內接觸帶時這種蝕變關系明顯。

碳酸鹽化:主要為方解石,多與螢石緊密共生,以細脈或團塊出現,並切穿了綠泥石及螢石脈。與成礦作用有關的大部分被染成暗紅色,與錳礦、螢石、鈾礦物共同組成條帶。

2.6.2鈾鈹礦體

白楊河礦床的主要礦體為鈹礦體,其次為鈾礦體,鉬礦體只在局部出現。三者在平面上分布不均,其組合關系也不一致(圖6)。鈹礦產出空間范圍遠大於鈾礦,往往有鈾鉬礦的部位一般有鈹礦產出,但有鈹礦的部位不一定產出鈾礦、鉬礦。因此,鈾鈹鉬礦亦常常呈同體共生產出(圖7,圖8)。鈹礦體主要產於岩體接觸帶變異部位,鈾礦則多產於有與接觸帶呈斜交的次級密集構造裂隙帶部位,礦體多呈北北西向展布並向南東側伏。

圖6 白楊河礦床鈹、鈾、鉬礦體平面分布示意圖

1—侵入接觸界線;2—角度不整合界線;3—斷層及編號;4—花崗斑岩侵入體;5—輝綠岩脈;6—閃長岩脈;7—工業品位鈹礦體;8—低品位鈹礦體;9—鈾礦體;10—鉬礦體

2.6.2.1礦體形態與規模

鈹礦體:主礦體有4個,占總資源量的98%,其他為單工程式控制制的小礦體。規模最大的為ⅠBe-1號礦體,占總資源量的64%,位於118~47號線之間,總體呈近東西向(10°)展布,長達4.5km,寬50~1040m,局部受鑽孔控制出現無礦天窗及低品位礦體;其次為ⅠBe-2號礦體,占總資源量的19%,位於39~79線之間,總體呈22°方向展布,延伸長約970m,寬40~160m,控製程度較高,礦體延續穩定,向南部未完全控制,在73線出現無礦天窗;ⅠBe-3號礦體位於75~103線間,呈22°方向展布,長約640m,最寬650m,中部出現無礦天窗及低品位礦體;ⅠBe-4號礦體位於131~147線間,呈東西向展布,長約470m,南北寬960m,整體控製程度低,礦體傾角30°,向南部及東部均未控制。鈹礦體總體產於岩體接觸帶附近。

鈾礦體:總體規模較小,一般長50~130m,最長410m;礦體呈似層狀或透鏡狀;礦體埋深為76~380m,從北向南逐漸變深;礦體標高872~1229m。按照鈾礦體分布特徵可分為4個區段(表1)。

圖7 ZK3612中U-Be-Mo工業礦體產出特徵柱狀示意圖

表1 白楊河礦床鈾礦體形態特徵一覽表

鉬礦體:主要分布於22~66線及91~103線,大致呈北西-南東向展布形態,礦體形態較簡單,礦體以層狀、似層狀為主,礦體在22~66線傾向南,傾角30°;在91~103線南傾,傾角30°。

2.6.2.2礦體品位與厚度

鈹礦體:工業礦體長200~4500m,寬50~1040m,最小厚度為0.62m,最大厚度為28.99m,平均為5.21m,變化系數為100%。礦體單樣段平均品位0.1922%,變化系數175%;單礦段品位為0.0800%~0.7707%,平均品位0.1549%,變化系數為73.67%;礦床氧化鈹平均品位0.1391%。

圖8 ZK4012-ZK2218剖面鈾、鈹、鉬關系示意圖

1—第四系;2—次火山岩體;3—塔爾巴哈台組;4—輝綠岩脈;5—花崗斑岩;6—凝灰質砂岩;7—凝灰質粉砂岩;8—凝灰質泥岩;9—凝灰岩;10—熔結凝灰岩;11—凝灰質角礫岩;12—晶屑凝灰岩;13—玄武岩;14—輝綠岩脈;15一破碎帶;16—鈹工業礦體;17—鈾工業礦體;18—鉬工業礦體;19—品位及厚度;20—鑽孔編號及高程;21—鑽孔深度

鈾礦體:鈾礦段厚0.39~8.60m,平均厚2.67m,變化系數為82.4%;礦段品位為0.050%~1.212%,平均品位0.185%,變化系數為92.6%(表2)。

表2 白楊河礦床鈾礦體品位、厚度特徵一覽表

鉬礦體:平均厚3.64m,品位0.0496%~0.4224%,平均品位0.1089%,品位變化系數為66.94%。礦體最大厚度為20.83m。單層礦體一般厚0.97~6.82m,平均厚3.31m;品位0.0520%~0.2358%,平均0.1129%。埋深113.96~382.35m。

2.6.2.3礦石物質成分及存在形式

白楊河礦床屬花崗斑岩接觸帶熱液蝕變型鈾鈹礦床。鈾鈹礦石與圍岩成分基本一致,僅在礦石礦物和蝕變礦物上有所差別。主要岩性為花崗斑岩、晶屑凝灰岩;主要結構為自形粒狀、微細狀結構;主要構造為細脈狀構造、浸染狀構造等。

脈石礦物以石英為主,次為鈉長石、鉀長石、螢石、黏土礦物等。石英以斑晶形式存在於花崗斑岩之中和以晶屑形式存在於流紋質凝灰岩之中;鈉長石和鉀長石為礦石中主要的脈石礦物;螢石主要以兩種形式存在:一是以脈狀形式充填在礦石之中;二是沿長石解理縫充填;綠泥石、高嶺石、絹雲母等黏土礦物為礦石的脈石礦物。磁鐵礦和褐鐵礦為礦石中主要的含鐵礦物,主要以點線狀或星點狀分布於岩石之中;黃鐵礦主要呈半自形粒狀形式存在於岩石中。

鈾主要以鈾礦物、分散吸附狀態兩種存在形式為主,有少量以類質同象等形式存在於其他礦物中。鈾礦物以微脈浸染狀產出的瀝青鈾礦和分布於礦石裂隙面上的鈣鈾雲母為主;鈾呈分散狀及超顯微UO2質點狀主要吸附於紫色螢石和紅色微晶石英中;另在原岩中副礦物(鋯石、磷灰石、獨居石等)中有極微量的鈾呈類質同象形式存在。

偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X 射線能譜及激光拉曼分析結果顯示,鈹的賦存狀態主要以羥硅鈹石為主,極少量含鈹礦物。羥硅鈹石存在形式主要有:一是羥硅鈹石以自形晶、半自形晶的形式存在,常呈細小的板狀和柱狀晶體,主要分布於螢石脈之中;二是羥硅鈹石被包裹於螢石脈之中,與螢石顆粒常呈線狀接觸關系。羥硅鈹石常與深紫色、紫色螢石共生,呈不規則狀、片狀,半自形或他形,粒徑0.01~0.2mm。含鈹鑭鈰礦物為礦石中微量的含鈹礦物,鈹以類質同象形式存在於鑭、鈰礦物之中,鈹的原子百分含量可達14.5%,礦物顆粒大小為5~30μm,主要以半自形粒狀形式呈星點狀或放射狀集合體形式存在。

2.6.2.4成岩成礦年齡

馬漢峰、李曉峰及加拿大馬尼托巴大學Fayek等分別對該礦床控礦岩體、脈岩及成礦的年齡進行了初步研究,控礦的楊庄花崗斑岩體形成年齡為309.3Ma(單顆粒鋯石U-Pb法);小白楊河花崗斑岩岩體形成年齡為(231.40±0.85)Ma(明顯偏小)。脈岩主要有輝綠岩和閃長岩,其中輝綠岩形成年齡為(254.2±1.9)Ma,閃長岩形成年齡為(298±18)Ma、(222±18)Ma(銣-鍶法)。宏觀與微觀研究顯示鈾鈹不是同一成礦期次,通過礦石中瀝青鈾礦獲得鈾成礦年齡為(197.8±2.8)Ma、(224±3.1)~(237.8+3.3)Ma、(97.8±1.4)Ma、(30.0±0.4)Ma;通過礦石中不同期次螢石的形成確定鈹成礦年齡為(298+18)Ma、(264±12)Ma、(255+13)Ma和(249+16)Ma。

3主要成果和創新點

3.1主要成果

(1)落實白楊河特大型鈾鈹礦床,礦床類型獨特,是我國鈾鈹綜合勘查的首次重大突破

白楊河鈾鈹多金屬礦床鈹礦資源量達到特大型規模,鈾礦資源量達到中型規模,並探明少量伴生鉬礦。該礦床為較為典型的火山熱液型鈾鈹多金屬礦床,主要鈹礦物為羥硅鈹石,主要鈾礦物為瀝青鈾礦,礦石礦物組合為羥硅鈹石-瀝青鈾礦-輝鉬礦,熱液蝕變組合為赤鐵礦化—螢石化—綠泥石化—鈉長石化—碳酸鹽化—錳化,礦化類型獨特,是我國唯一的羥硅鈹石型鈾鈹多金屬礦床,該項成果被評為2010年度「全國十大地質找礦成果」之一。

(2)查明了白楊河礦床鈾多金屬礦化特徵,為礦山開采提供了地質依據

通過勘查,基本查明了雪米斯坦火山岩帶鈾多金屬礦的分布,基本查明了礦化規模、礦體埋深、礦體形態、礦體厚度及礦石品位變化規律;查明了礦石特徵成分特徵及存在形式。

(3)建立了「白楊河式」成礦模式及找礦模式

在雪米斯坦火山岩帶鈾多金屬礦勘查過程中,對白楊河礦床鈾多金屬礦的分布規律、鈾成礦規律、控礦規律進行了系統的研究,在此基礎上總結出了「白楊河式」成礦模式及找礦模式,為我國北方晚古生代火山岩鈾多金屬礦勘查工作提供了重要借鑒。通過勘查實踐,提出了五大控礦因素[7,8]:

1)接觸帶構造:白楊河礦床工業鈾礦體主要發育於楊庄岩體的內外接觸帶構造上,以內接觸帶為主;鈾礦體通常發育在距接觸帶幾米至幾十米的范圍內,大的礦體均是沿接觸帶平行發育的平躺著的礦體,在遠離接觸帶的岩體中或地層中發育的則是豎著的礦體;沿構造裂隙發育的規模較小的次要礦體,在礦床中所佔的資源量有限。

2)斷裂構造:楊庄岩體和圍岩接觸帶附近鈾礦體較為發育的原因也是接觸帶附近斷裂構造較為發育。斷裂構造既充當鈾成礦流體的通道又是鈾沉澱的場所,成礦流體中的鈾沿著斷裂或裂隙運移時,對其兩側的岩石進行滲透和交代蝕變,使溶液中的鈾含量逐步提高,然後在適當的構造環境下沉澱富集就形成了鈾礦化,而且鈾礦化多發育在次級斷裂內。

3)花崗斑岩體控礦:鈾成礦作用受花崗斑岩控制明顯,所有鈾礦化均處於花崗斑岩體內或其邊部。楊庄次火山岩體鈾含量較高,後期熱液很容易從中淬取出鈾而形成含鈾熱液在有利部位富集成礦。其侵入通道可能在岩體東部第四系覆蓋之下,是今後找礦的重點地段。

4)熱液作用:白楊河鈾礦床熱液成礦作用現象明顯,熱液作用類型可能多樣,但與鈾成礦作用關系密切的可能為火山期後熱液,根據其特點可分為早期中高溫熱液和晚期低溫熱液,中高溫熱液蝕變規模大,強度大,與鈾礦化關系明顯,晚期低溫熱液及後期脈岩作用導致的熱液規模較小,可能對鈾成礦起到改造作用。

5)蝕變作用:蝕變作用是鈾礦化的直接表現,可作為尋找鈾礦的直接標志,但在鈾成礦過程中蝕變作用發育程度和強度決定形成的鈾礦化的規模。蝕變規模大,說明熱液蝕變持續的時間長,參與蝕變的熱液體量大,其帶來的物質就多,在岩石中沉澱富集的鈾量就多,因而能形成較大的或較富的礦體。

與鈾礦有關的蝕變主要有赤鐵礦化、高嶺土化、水雲母化、綠泥石化、紫黑色螢石化、錳礦化。通常赤鐵礦化和紫黑色螢石化在鈾礦化的內帶,與瀝青鈾礦和其他鈾礦物距離較近,向外依次為高嶺土化、水雲母化、綠泥石化。一般規律是蝕變規模越大,強度越高,分帶越清晰,鈾礦化愈好。

3.2創新點

(1)勘查技術方法的綜合應用

白楊河礦床鈾多金屬礦勘查,不僅採用了地質、物探、化探(包括井中化探)、遙感等綜合技術手段,而且對火山岩型鈾多金屬礦的勘探類型和不同勘查階段工程間距進行了研究,初步進行了礦床數字化建模,為實現數字勘查奠定了基礎。由於不同礦種在不同勘查階段所要求的勘探工程間距不同,為了滿足不同礦種的勘查要求,採用40m×40m為基本工程勘查間距,同時滿足了不同礦種的需要,這無疑對其他地區同類型礦床的勘查工程部署具有重要的指導意義和推廣價值。

(2)開采(冶煉)工藝創新

白楊河礦床為鈾多金屬礦床,其中的鈾、鈹、鉬礦體在空間上部分重合在一起,所開採的礦體為混合型礦石,在冶煉過程中必須採用分離技術。羥硅鈹石型鈹礦石在中國鈹礦冶煉史上是個首例,其選礦技術是礦山開採的關鍵。通過科技攻關,攻克了鈾、鈹分離的難題,大大改進了鈹礦石的溶礦方法,並獲得了國家專利。

4開發利用狀況

白楊河礦床鈹資源量已達到特大型規模,為開發利用鈹礦資源,已成立了新疆中核大地和豐礦業有限公司。公司在資源開發的同時,依託國內科研院所,在實驗室條件下已完成鈹的浮選試驗,選出的鈹精粉已達到工業一級品的要求。該鈹礦床的開發利用,將有效緩解我國鈹原料不足的現狀[9]

白楊河地區鈾礦地質勘查工作開始於20世紀50年代,最終落實了兩個小型鈾礦床。70年代在中心工地礦床由新疆生產建設兵團建工師進行了試驗性開采,80年代後期礦山關停。在本輪找礦勘查中對礦床鈾資源做了重新勘查評價,並對鈾鈹礦石做了鈾鈹分離的浸出工藝實驗,試驗結果表明,鈾礦石具有浸出率高、耗酸量低等特點,可以作為伴生礦產進行綜合回收利用。目前正在開展礦山綜合開發建設的前期工作。

5結束語

經過近年來的勘查工作,在22~66線發現了新的鈾礦體,鈾礦資源量有所擴大,達到中型規模。目前楊庄岩體以東工作程度低,其頂、底界面保存完好,並在頂界面附近已發現礦化,因此,該區域是今後攻深找盲的重點地段。

區域上,雪米斯坦火山岩帶長約120km,前人在白楊河礦床東部已發現了一批鈾礦點、礦化點及異常點,通過近年的找礦勘查工作已發現了水根薩依一帶等鈾鉬找礦靶區,表明雪米斯坦火山岩帶具有較好的找礦潛力,有望繼白楊河鈾鈹礦床後再落實幾處鈾多金屬礦勘查基地。

參考文獻

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[3]陳奮雄,劉剛,張雷,等.新疆和布克賽爾縣白楊河礦區二號工地鈹礦詳查報告[R].核工業二一六大隊,2008.

[4]李彥龍,張雷,王謀,等.新疆和布克賽爾縣合什哈西哈力乾地區鈹礦詳查區外圍(東段)鈹礦詳查[R].核工業二一六大隊,2009.

[5]李彥龍,張雷,朱明永,等.新疆和布克賽爾縣白楊河礦區東段鈾-稀有金屬礦詳查[R].核工業二一六大隊,2010.

[6]王謀,李彥龍,張雷,等.新疆和布克賽爾縣合什哈西哈力乾地區鈹礦詳查區外圍(東段)鈹礦詳查[R].核工業二一六大隊,2009.

[7]王謀,李曉峰,王果,等.新疆雪米斯坦火山岩帶白楊河鈹鈾礦床地質特徵[J].礦產勘查,2012,3(1):34-40.

[8]王謀,王果,李曉峰,等.新疆雪米斯坦火山岩帶南翼鈾多金屬成礦控制因素分析[J].新疆地質,2013,31(1):71-76.

[9]張霖.白楊河礦區伴生鈹的開發前景評價[M].核工業二一六大隊,2000.

我國鈾礦勘查的重大進展和突破進-—入新世紀以來新發現和探明的鈾礦床實例

[作者簡介]王謀,男,1983年生,工程師。2005年畢業於石家莊經濟學院資源勘查工程專業。2013年以來任核工業二一六大隊地勘院項目技術部主任,一直從事鈾礦地質勘查及科研工作。2011年獲國防科技進步二等獎1項、2010年度十大地質找礦成果獎1項、中核集團公司科學技術二等獎1項,2014年獲中國地質調查局地質調查成果二等獎1項。

⑼ 鈹礦石分析

鈹礦石系統分析:SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、TiO2、CaO、MgO、P2O5、MnO、K2O、Na2O、F、S、H2O-、H2O+、CO2、總碳、有機碳、灼燒減量等的測定,可參照第16章硅酸鹽岩石分析。

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