陜西鉛硐山鉛鋅礦床礦體產(chǎn)于中泥盆統(tǒng)古道嶺組上巖段含生物灰?guī)r與星紅鋪組下巖段含碳薄層生物碎屑灰?guī)r夾碳質(zhì)千枚巖的過(guò)渡層中,主要由Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)礦體組成。其中Ⅰ號(hào)礦體為層狀、似層狀,平均厚8.46m。礦體氧化深度可達(dá)100～180m。原生硫化物礦石Pb平均1.73%,Zn平均8.65%;氧化礦石Pb平均2.61%,Zn平均12.55%,伴生組份有Ag、Cd、Ge等可綜合利用。
1 氧化率標(biāo)定礦石的氧化作用特征
原生鉛鋅硫化礦在近地表部分,由于受O2、CO2、H2O及其它物理和化學(xué)的變化而產(chǎn)生氧化作用,形成氧化礦石。在氧化過(guò)程中,在水的作用下,金屬鋅元素發(fā)生遷移,于有利成礦部位沉積成礦,這一過(guò)程我們稱為鉛鋅硫化物的氧化富集。氧化礦物中金屬含量占原生礦物中金屬的百分比稱為氧化率。當(dāng)原生礦氧化率>30%時(shí),稱為氧化礦。氧化率越高,氧化富集作用越明顯。礦石氧化作用特征的標(biāo)定采取估算法,也即估算礦石中氧化礦物含量,是通過(guò)鏡下觀察估算,或者通過(guò)采場(chǎng)觀察礦石顏色,估算氧化礦物多少得出;也可采取分選氧化礦和原生礦的金屬含量來(lái)計(jì)算得出。
2 氧化富集規(guī)律
(1)秦嶺南麓山區(qū)氣候與地形有利于氧化帶的形成。鉛硐山鉛鋅礦區(qū)位于秦嶺南麓高中山區(qū),溫暖氣候,降水量均勻有利于氧化作用進(jìn)行。Ⅰ號(hào)礦體處于高山區(qū)地形較緩地帶,氧化礦形成速度大于剝蝕速度。因此,Ⅰ號(hào)礦體形成一定厚度的氧化帶。
(2)NW向斜向斷層組為成礦后斷層,分布在Ⅰ號(hào)礦體2A～10勘探線間,規(guī)模小而數(shù)量多,切割鉛硐山背斜北翼,沿礦體走向呈等間距分布,間距幾十米至百米。錯(cuò)開(kāi)礦體,主要表現(xiàn)為平推,錯(cuò)距幾米至二十米。為地下水下滲提供了通道,導(dǎo)致Ⅰ號(hào)礦體氧化深度大。NE向成礦后斷層和EW向走向斷層不發(fā)育,氧化作用表現(xiàn)較弱。
(3)鉛硐山鉛鋅礦床原生礦物有閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦以及少量毒砂、黃銅礦。在氧化帶主要形成菱鋅礦、鉛礬、白鉛礦和褐鐵礦。因礦體下盤為灰?guī)r,易與閃鋅礦分解后形成的易溶硫酸鋅作用而形成菱鋅礦;而方鉛礦難于分解,氧化后的鉛礬及白鉛礦多留在原地。黃鐵礦氧化后形成氫氧化鐵和褐鐵礦,成為氧化帶的氧化礦的重要礦物。其反應(yīng)式:
ZnS→ZnSO4→ZnCO3
FeS2→FeSO4→Fe(OH)2→Fe2O3·nH2O
4)鉛鋅礦體在氧化作用過(guò)程中,礦體下盤為灰?guī)r對(duì)鋅的富集起著重要的作用。當(dāng)閃鋅礦物氧化生成硫酸鋅溶液,在遷移過(guò)程中,與下盤灰?guī)r作用形成難溶的菱鋅礦，在有利部位沉淀富集,形成條帶狀、流紋狀的“灰色氧化礦”,含鋅品位高達(dá)47.3%。由于原生礦氧化后的部分組份的遷移,使鉛氧化物難溶而殘留相對(duì)富化,因此氧化帶中含鉛品位均高于原生礦,一般可達(dá)2%以上。
(5)氧化富集沿礦體傾向和走向上的變化規(guī)律,鉛硐山礦體地表氧化作用強(qiáng)烈,向下氧化作用逐漸減弱。因此氧化礦品位和氧化率沿傾向自上而下,由高到低(見(jiàn)表)。而在走向上,氧化礦品位變化不太明顯。
鉛硐山Ⅰ號(hào)礦體氧化率變化特點(diǎn) (%)
Variation features of oxidation ration for No.1 orebody
|
中段 |
儲(chǔ)量級(jí)別 |
鉛品位 |
鉛氧化率 |
鋅品位 |
鋅氧化率 |
|
1730 |
B |
2.46 |
75 |
16.60 |
95 |
|
1690 |
B |
2.08 |
71 |
12.8 |
91 |
|
1630 |
B |
1.56 |
58 |
9.54 |
74 |
|
1580 |
B |
1.20 |
44 |
6.62 |
52 |
|
1530 |
B |
1.08 |
42 |
5.97 |
54 |
3 氧化富集規(guī)律在采場(chǎng)采礦中的應(yīng)用效果
鉛鋅氧化礦由于難選,回收率低,經(jīng)濟(jì)效益差,但高品位氧化礦(含鋅15%以上)可以作為生產(chǎn)氧化鋅、硫酸鋅等化工材料的主要原料,市場(chǎng)需要,為此對(duì)Ⅰ號(hào)礦體北段氧化礦進(jìn)行工業(yè)開(kāi)采。1718中段各采場(chǎng)上采過(guò)程中,利用紅氧化礦(含褐鐵礦為主)與圍巖顏色上的差異大,界線明顯,指導(dǎo)采礦。而礦體下盤灰氧化礦(菱鋅礦為主)與灰?guī)r顏色相近,就對(duì)氧化礦邊探邊采,結(jié)合灰氧化礦具有條帶狀、流紋狀構(gòu)造特征,指導(dǎo)探礦采礦,及時(shí)修正礦體回采邊界。1718中段水平1號(hào)采場(chǎng)氧化礦多回收礦量2430噸,采出氧化礦的平均品位,由設(shè)計(jì)采礦品位Zn14.17%提高到Zn16.34%,最高品位達(dá)47.3%。1718中段氧化礦的開(kāi)采由于礦量增加,品位提高,因此增加銷售收入近300萬(wàn)元,取得較好的經(jīng)濟(jì)效.
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