关振斌
摘要：随着我国钢铁工业的迅速发展，今后相当一段时间内中国对铁矿石的需求量持续增加，铁矿资源储量不继下降，有些矿山正面临矿资源枯竭以至停产的状态，与此同时，国际市场的铁矿石价格连续暴涨，影响着我国钢铁企业的健康发展。使原来不具备开采条件的低品位、超低品位的铁矿资源具有了开采价值。如何合理的对超低品位铁矿的勘查与开发是一个解决当前问题有效的途径。
关键词：超贫磁铁矿资源 勘查 开发 内蒙古
一、超贫磁铁矿开发的经济意义
近年来我国钢铁工业发展迅速，对铁矿石需求增加，而国内供给却远远不能满足钢铁工业的需求，与此同时，国际市场上铁矿石价格连续几年暴涨，影响了我国钢铁工业的健康发展。
通过对历年钢产量和铁矿石消费量的相关分析可知，两者关联性在90%以上。这表明我国正处于并将在未来一段时间内长期处于钢铁需求持续增加的阶段，与此同时，在今后相当一段时间内，中国对铁矿石的消耗正将保持持续增长势态，根据目前我国铁矿资源储量的情况，资源储量不继下降，有些矿山正面临矿资源枯竭以至停产的状态，而目前利用国外铁矿资源的状况短期内不会改变。
鉴于我国铁矿贫矿多，难选矿多，通过科研攻关，大力开发利用国内闲置的大型贫矿，非磁性矿和复杂的共（伴）生矿以及埋深大、开采条件复杂的矿床，是解决我国铁矿供需矛盾的途经之一。
在此，本文就内蒙古黑毛湾地区超低品位铁矿资源的勘查与开发作一些探讨。
二、 超低品位铁矿及其类型
超低品位铁矿是指在现行铁矿地质勘查规范中，低于工业品位（TFe〈25%）的要求，在现行的经济技术条件下开发利用存在盈利的铁矿石的统称。就我区的实际情况而言，可分为三大类，即超基性岩有关的低品位铁矿、与基性岩有关的低品位铁矿、及与受变质沉积有关的超低品位铁矿，本矿区就属于沉积变质型铁矿床。
三、 矿区地球物理特征
在本区白云鄂博地层中发育多处航磁异常，其中M255、M156两处异常就位于黑毛湾—薄家村一带。2006年内蒙古有色地质综合普查队对M255、M156进行1:10000地面高精度磁测工作。共获得9个局部△T异常。证实了航磁异常在本区的存在，由含铁变质砂岩引起，而且地面△T异常分辨率更高，更符合实际，矿区位于△T异常东端。
从△T平面等值线分析，主异常在全区总体为一近东西向展布的异常带，异常带表现为幅度窄梯度陡，由东向西幅度渐宽，梯度变缓，场值变低。全长10000m，宽400－800m，高峰值zamax=4706γ，异常北侧梯度陡，并伴随有大面积负值场，而南侧梯度缓，逐渐成平稳场。磁性体倾向北，局部有反转和扭曲现象。磁性体埋深不大，在20m左右，厚度2b=33m。
磁参数特征见黑毛湾岩矿标本磁性测定计算统计表（表3-1）。
该区磁性特征归纳如下：
1. 磁铁矿矿石磁性最强，围岩地层无磁性，矿体与围岩有明显磁性差异。
2. 地表磁铁矿矿石与深部磁铁矿矿石有一定磁性差异，两者差在10倍左右，地表因氧化磁性减弱所致。
3. 除基性岩体外，区内岩浆岩、脉岩无磁性，基性岩体远远低于含铁变质砂岩和磁铁矿矿石。工作区未见大面积基性岩体存在，故分析，本区磁异常为含铁变质砂岩和磁铁矿矿体引起。
四、矿区地质特征
本区位于华北地台、内蒙台隆的台缘坳陷白云鄂博褶断束东端，以乌兰哈达—高勿素深断裂带为界，构造形迹以断裂为主，褶皱次之，褶皱构造主要形成于加里东中期和华力西晚期。褶皱层为白云鄂博群。矿区内未见较大褶曲，呈单斜构造。
区内主要出露地层为中元古界白云鄂博群，但出露不全，只见有都拉哈拉岩组（Pt2d）、哈拉霍疙特岩组（Pt2h）、比鲁特岩组（Pt2b）、和呼吉尔图岩组（Pt2hj）。是以陆源碎屑岩的砂泥建造为主夹有薄层的碳酸岩建造。
矿区内广泛出露为一套泥质—碎屑岩建造的比鲁特岩组，从下而上形成一个从粗到细的沉积旋回。矿区内该套地层出露不全，岩性主要为绢云母石英片岩（Pt2g）、变质砂岩（Pt2gs）、含铁变质砂岩（Pt2gFe）、石英岩（Pt2Sh）和砂质板岩（Pt2Sc），含铁变质砂岩是本区含矿层。
矿区内上述岩石多呈互层出现，厚度大的岩层中常含有其它岩石小透镜体，或薄层交替出现。
矿区内只见规模不大的基性岩脉（υ）和石英脉（q）。
五、矿体特征
含铁变质砂岩层严格地控制磁铁矿体，在该含矿层内圈出两条磁铁矿体。矿体产状与地层一致，总体走向85°，倾向北西，倾角50°－70°，但因F1横断层影响在Ⅺ号勘探线到F1横断层，矿体走向为108°，倾向北东，倾角50°－60°。
1号磁铁矿体位于含矿层底板下部，规模较大，是本区主要磁铁矿体。矿体长1410米，储量估算范围内930米。平均真厚度为18.06米，厚度变化系数126.6%。矿体呈大透镜状，透镜体中心地表位Ⅸ号勘探线，深部位Ⅹ号勘探线。透镜体在走向上向二侧渐变为较稳定的厚板状，尤以Ⅷ号勘探线以东更加明显。矿体TFe平均含量12.37%，mFe平均含量7.36%，品位变化系数TFe 4.2%，mFe为7.6%。
2号磁铁矿体位1号磁铁矿体北约10米左右，矿体长830米，全部在储量估算范围内，矿体延深变化较大，Ⅺ号勘探线以西矿体连续较好，呈似板状，而Ⅹ号勘探线以东深部未见该矿体。矿体平均真厚度5.5m，厚度变化系数39%。TFe平均含量14.00%，mFe平均含量7.64%，品位变化系数：TFe 13.2%；mFe 12.6%。
矿石矿物主要为磁铁矿，一般含量在10%左右，最高达20%，其他尚有赤铁矿，褐铁矿。脉石矿物以石英为主，含量在50%以上，其他有角闪石，云母类和少量磷灰石、方解石。
矿石化学成分，有益组分为Fe，全区TFe平均含量12.56%，mFe平均含量为7.39%，其它元素有P 0.036%、S 0.02%、CaO 0.35%、MgO 0.62%、K2O 1.0%、Na2O 50.21%、Al2O3 2.32%和SiO2 55.14%。
矿石结构以粒状变晶结构为主，见少量的鳞片变晶结构。矿石构造以条带状、似条带状为主，少量的稀疏浸染状的块状构造。
矿石自然类型为磁铁矿类型、沉积变质石英类型。工业类型为低品位需选铁矿石，mFe/TFe为58.9%，属弱磁性铁矿石。
矿床成因为沉积变质矿床。
六、矿体工业指标的确定原则
黑毛湾矿区超贫磁铁矿为低品位易选矿石，TFe平均品位为12.56%，mFe平均品位为7.39%，mFe/TFe比值58.9%。这类矿床目前国家还没有实例，中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/TO200—2002，铁、锰、铬地质勘查规范中，对这类矿床没有工业指标推荐意见，但在实践中证实，这类矿床资源储量是经济的，所产生的效益是可观的。依据该矿床地质特征，可选试验和实际生产中产生的经济效益，编制的工业指标推荐书与河北新烨工程技术有限公司编制的开发利用方案中论证的工业指标完全相同，故此该矿区工业指标确定为：
边界品位≥mFe5%； 工业品位≥mFe6%； 最小可采厚度≥2m；
夹石剔出厚度≥2m； 露采深度≥1500m（标高）； 露采边坡角≤60°；
剥采比≤5t/t；爆破安全距离≥200m
七、矿床开采技术条件及经济评价
该区水文地质为第二类第二型，即以裂隙水充水为主，水文地质条件中等的矿床，并对矿床开采最大涌水量进行了预测，为2023.93m3/d。矿区工程地质条件简单，环境地质条件良好。采矿方法为露天开采，选矿试验结论为易选磁铁矿石，依据干选试验及湿式弱磁选试验结果，选别指标较佳，所推荐的选矿工艺流程经试验性生产证实合理可行。
经济评述基本附合当前实际情况，所论述基本合理，该矿床在建设项目上、在技术上是可行的，经济上是合算的，社会效益是明显的。
