(假象)赤铁石英岩（氧化矿）：feo/tfe<28%
采场北部近三分之一区域的矿体中部，磁性率均小于28%，且多在4～10%之间，均属氧化矿矿石类型，其分布较均匀，规律不明显；全铁小于20%，亚铁低于2%的氧化矿石划分为极贫矿。
采场东端帮上盘矿体的中上部，矿石磁性率均在28～37%之间，磁性率由下至上呈增加的趋势；全铁高于26%，亚铁8%以上，磁性率小于37%的半氧化矿石划分为半假象矿。另外该部位还分布一些磁性率大于37％的磁性矿石，但因储量较少从开采及选别考虑，将其并入半假象矿。
采场西端帮北部矿体及采场中西南部矿体，磁性率在10～20%之间，全铁在20～26%、亚铁在2～6%之间的氧化矿石划分为表外矿。
2矿石的工艺矿物学特征
2.1矿石的化学成分
对采区综合矿样进行多元素分析及物相分析，其结果见表1、表2。
表1 矿石多元素分析结果 /%
|
元 素 |
tfe |
feo |
sio2 |
cao |
mgo |
al2o3 |
mno |
s |
p |
ig |
|
半假象矿 |
29.49 |
8.84 |
54.5 |
1.05 |
1.58 |
0.71 |
0.53 |
0.055 |
0.059 |
0.15 |
|
表外矿 |
24.32 |
2.19 |
64.25 |
0.26 |
0.16 |
0.36 |
<0.01 |
0.012 |
0.04 |
0.14 |
|
假象矿 |
24.77 |
6.15 |
60.18 |
0.78 |
1.11 |
0.58 |
<0.01 |
0.040 |
0.050 |
0.14 |
表2 物相分析结果 /%
|
矿石及项目 |
tfe |
feco3 |
fesio3 |
fe3o4 |
假半 |
赤褐 |
有用铁占有率 |
|
半假象矿 |
含量% |
29.49 |
0.60 |
3.75 |
12.86 |
4.90 |
12.28 |
25.14 |
|
分布率% |
100.00 |
2.03 |
12.72 |
43.61 |
- |
41.64 |
85.25 |
|
表外矿 |
含量% |
24.32 |
0.60 |
1.09 |
4.80 |
0.60 |
17.83 |
22.63 |
|
分布率% |
100.00 |
2.47 |
4.48 |
19.74 |
- |
73.31 |
93.05 |
|
假象矿 |
含量% |
24.77 |
0.70 |
2.76 |
9.08 |
3.53 |
12.23 |
21.31 |
|
分布率% |
100.00 |
2.84 |
11.14 |
36.66 |
- |
49.36 |
86.02 |
2.2矿石的矿物组成
经地质勘查、镜下鉴定及电子探微区测试分析，各类型矿石矿物成分如下表。
|
组 成 |
极贫矿 |
表外矿 |
半假象矿 |
|
主要 |
工业用铁矿物 |
赤铁矿 |
赤铁矿、假象赤铁矿、
半假象赤铁矿 |
磁铁矿、假象赤铁矿、
半假象赤铁矿 |
|
脉石矿物 |
石英 |
石英 |
石英、透闪石、绿泥石 |
|
次要 |
工业用铁矿物 |
假象赤铁矿 |
磁铁矿 |
赤铁矿 |
|
脉石矿物 |
阳起闪、透闪石、镁铁闪石、绿泥石 |
阳起闪、透闪石、
镁铁闪石、绿泥石 |
阳起闪、普通角闪石、
镁铁闪石 |
|
微量 |
工业用铁矿物 |
磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿 |
褐铁矿、菱铁矿 |
菱铁矿 |
|
脉石矿物 |
（含铁）方解石、绢云母 |
|
有害矿物 |
黄铁矿、磁黄铁矿、磷灰石 |
表3 矿石矿物成分
极贫矿石以赤铁矿、石英为主，有少量磁铁矿、假象赤铁矿、绿泥石及闪石类硅酸盐矿物，总体上其自然类型属于赤铁石英岩。工业类型则属于极贫氧化矿。
半假象矿石以半假象赤铁矿、赤铁矿、磁铁矿、石英、透闪石为主，有少量假象赤铁矿、绿泥石及闪石类硅酸盐矿物，有害元素矿物含量略高于其它类型矿石但在合格范围内。其自然类型属于假象赤铁磁铁石英岩、半假象赤铁磁铁石英岩。矿石中含铁硅酸矿物铁的含量大于含铁碳酸矿物，工业类型则属于闪石型半氧化矿石。
表外矿石以赤铁矿、假象赤铁矿、石英为主，含少量的半假象赤铁矿、磁铁矿、闪石类硅酸盐矿物，有少量、绿泥石等，其自然类型以（含半假象赤铁）赤铁石英岩。工业类型则属贫铁氧化矿。
许东沟矿体中主要工业用铁矿物为赤铁矿、磁铁矿、假象赤铁矿、半假象赤铁矿、褐铁矿，各类型矿石中工业用铁矿物的铁金属对矿体铁金属占有率均在接近或高于90%（碳酸铁除外），而较难回收利用且对矿石选别有影响的菱铁矿、硅酸铁在许东沟矿体中含量极少，有害元素矿物含量极低。对于铁矿石的现选别工艺，这是获得较高铁金属回收率的重要基础。
2.3矿物的分布特点
经岩相分析及电子探针测定，各类型矿石的含铁矿物的相对含量见下表。
表4 各类型矿石含铁矿物组成 /%
|
矿石类型 |
赤铁矿 |
假象赤铁矿 |
半假象赤铁矿 |
磁铁矿 |
褐铁矿 |
硅酸铁矿物 |
菱铁矿 |
|
极贫矿 |
31.04 |
31.35 |
6.29 |
3.10 |
8.00 |
18.62 |
1.59 |
|
表外矿 |
20.47 |
29.75 |
21.68 |
5.91 |
6.80 |
14.03 |
1.36 |
|
半假象矿 |
8.23 |
9.18 |
28.13 |
30.10 |
4.30 |
18.79 |
1.27 |
从表4可知，采区中褐铁矿含量低且在各部位分布变化不大，这说明地质构造和风化作用对全采区均有影响但影响小。
极贫矿石铁矿物以赤铁矿为主，磁铁矿极低，其它铁矿物均较少，硅酸铁矿物含量略高于碳酸铁矿物，从矿物含量分布来看应属于氧化矿石。
半假象矿石铁矿物以磁铁矿、半假象赤铁矿为主，赤铁矿次之，其它铁矿物含量较少，硅酸铁矿物含量较其它两个矿体均高，硅酸铁矿物含量略高于碳酸铁矿物，从矿物含量分布来看也应属于（含赤铁）闪石型半氧化矿石或半假象矿石。
表外矿矿石铁矿物以赤铁矿、假象赤铁矿为主，半假象赤铁矿、磁铁矿含量较少，从矿物含量分布来看也应属于含贫氧化矿石。
可见，采场三个矿石类型中，极贫矿、表外矿到半假象矿，半假象赤铁矿、磁铁矿含量增加，赤铁矿含量在减少。
3矿石的结构构造
3.1矿石的构造
矿石的构造以条带状构造、块状构造为主，有少量浸染状构造。同时在构造发育部位多有揉皱状构造、角砾状构造、风化碎裂构造、脉状构造。在许东沟采区现开采矿石中浸染状构造矿石相比其它鞍山式铁矿床而言，所占比重较多，导致矿石中铁矿物与脉石矿物嵌布特征复杂，嵌布粒度变细，对矿石选别带来较大影响。
由于条带构造中条带宽度直接反映矿石中矿物粒度特征，对矿石破碎磨矿影响较大，按工艺矿物学研究标准对许东沟铁矿石条带进行细分：
粗条带构造 铁矿物条带宽度>10mm;
中条带构造 铁矿物条带宽度在5～10mm之间；
细条带构造 铁矿物条带宽度在1～5mm之间；
隐条带构造（显微条带构造） 铁矿物条带宽度<1mm。
依据以上划分原则，结合采场现场勘察及岩相鉴定矿石构造，经统计如下表。
表5 许东沟采场现开采矿石构造分布
|
构造类型 |
条带构造 |
块状 |
浸染状 |
其它 |
|
粗条带 |
中条带 |
细条带 |
隐条带 |
|
极贫矿 |
11.23 |
24.83 |
28.05 |
7.87 |
15.30 |
9.41 |
3.31 |
|
表外矿 |
10.57 |
26.37 |
22.41 |
10.01 |
16.77 |
9.18 |
4.68 |
|
半假象矿 |
12.20 |
26.91 |
20.76 |
10.98 |
16.41 |
2.86 |
9.87 |
从表中可以看出，三种类型矿石中各构造组成较相似，半假象矿中其它类构造如揉皱状构造、角砾状构造、风化碎裂构造、脉状构造等相较略多，可能与半假象矿区地质构造较发育有关。
许东沟采场矿石构造复杂，其中细条带构造、隐条带构造及浸染状构造矿石总统计含量占35～45%，这对矿石磨矿等选别作业将会造成较大影响。
3.2矿石的结构
矿石的结构以粒状变晶结构和各种程度氧化交代结构为主，由于地表水风化作用及热液活动影响，各矿体中还发育有少量的风化结构等。从岩相分析来看，各矿体中粒状变晶结构和氧化交代结构较普遍。
相比而言，表外矿中交代氧化结构及交代残余结构较发育；半假象矿中交代结构发育较弱，而粒状变晶结构较发育；极贫矿中多为赤铁矿的细粒结构和包裹体结构。这导致半假象矿中磁性率较高，表外矿结构复杂，极贫矿磁性弱且细粒变晶结构比例较高。
4 矿石的嵌布特征
4.1矿物嵌布特征
硅酸盐类脉石矿物多呈中-细粒半自形-自形晶，与其它矿物接触关系较简单，在较粗粒者中含有细粒铁矿物和菱铁矿包裹体，如普通角闪石、透闪石、阳起石、镁铁闪石、绿泥石等。
石英、方解石等矿物则多呈不等粒粒状变晶结构。呈集合体中-粗粒产出，多为它形晶，与铁矿物接触关系复杂，较发育相互包裹的包含变晶结构，对矿石选别不利。与铁矿物共生且结合紧密，在矿石磨矿过程中对矿物单体解离有较大影响。
工业用铁矿物中，磁铁矿呈中–细粒半自形到他形，与脉石矿物尤其是石英接触关系复杂（图1），影响矿物单体解离。中-粗粒磁铁矿晶体形态较态较差，与脉石矿物呈港湾状、枝杈状交生（图2），而细粒磁铁矿自形程度较高。磁铁矿为原生矿物，部分磁铁矿具赤铁矿氧化边、被假象赤铁矿包裹（图3），尤其半假象矿石中磁铁矿氧化程度低于表外矿和极贫矿石，半假象赤铁矿含量较高，磁铁矿多残留。
图1中粒交代残余结构、复杂接触界线 图2交代残余结构、港湾状赤铁矿复杂接触界线
图3磁铁矿氧化边――磁铁矿部分氧化形成磁
表外矿和极贫矿石大部分假象赤铁矿为磁铁矿的氧化交代产物即假象赤铁矿，这部分赤铁矿粒度略粗，但与脉石矿物接触界线不规则。小部分赤铁矿为板片状自形晶，多为后期重结晶形成，与其它矿物接触关系平直，但结晶粒度偏细。表外矿中的赤铁矿及假象赤铁矿含量高于极贫矿，这反映出表外矿中铁矿物结晶粒度粗于极贫矿铁矿物。
褐铁矿均为风化作用的产物，且与铁矿 图3磁铁矿氧化边――磁铁矿部分氧化形成磁
赤毗连体，半假象赤铁矿及假象赤铁矿
物关系复杂，导致与其伴生的铁矿物粒度变细。但采区褐铁矿含量较低，对矿石选别时铁金属流失影响不大。
有害矿物磷灰石、黄铁矿及磁黄铁矿为细粒自形晶，但含量极低。
4.2矿物嵌布粒度
利用自动图像分析仪对代表性矿样进行矿物嵌布粒度测定，所得数据见表6、7、8 。
表6 极贫矿综合矿物嵌布粒度分布 /%
|
粒径区间
（mm） |
铁矿物 |
脉石 |
|
区间 |
正累计 |
负累计 |
区间 |
正累计 |
负累计 |
|
+1.181 |
|
|
|
0.02 |
100.00 |
0.02 |
|
1.181～0.821 |
|
|
|
2.25 |
99.98 |
2.27 |
|
0.821～0.601 |
|
|
|
4.09 |
97.73 |
6.36 |
|
0.601～0.405 |
0.13 |
100.00 |
0.13 |
10.38 |
93.64 |
16.73 |
|
0.405～0.297 |
1.69 |
99.87 |
1.82 |
13.33 |
83.27 |
30.06 |
|
0.297～0.207 |
2.88 |
98.18 |
4.70 |
14.15 |
69.94 |
44.21 |
|
0.207～0.149 |
4.55 |
95.30 |
9.25 |
11.61 |
55.79 |
55.82 |
|
0.149～0.103 |
13.89 |
90.75 |
23.14 |
9.67 |
44.18 |
65.49 |
|
0.103～0.075 |
8.23 |
76.86 |
31.37 |
11.51 |
34.51 |
77.00 |
|
0.075～0.043 |
29.41 |
68.63 |
60.79 |
3.34 |
23.00 |
80.34 |
|
0.043～0.035 |
9.71 |
39.21 |
70.50 |
9.72 |
19.66 |
90.07 |
|
0.035～0.015 |
5.83 |
29.50 |
76.33 |
2.85 |
9.93 |
92.92 |
|
0.015～0.010 |
13.93 |
23.67 |
90.25 |
4.24 |
7.08 |
97.16 |
|
-0.010 |
9.75 |
9.75 |
100.00 |
2.84 |
2.84 |
100.00 |
|
嵌布粒度（um） |
26.77 |
48.88 |
从表6矿物嵌布粒度测定结果看，极贫矿铁矿物平均嵌布粒度26.77微米， -15微米含量为23.67%，铁矿物+75微米含量为31.37%，在鞍山式铁矿石中结晶粒度属偏细类型，细粒部分含量也略高，粗粒部分含量偏少。铁矿物各粒级含量较平均，众值区间为10-104微米，铁矿物分布范围较宽且偏向细粒级一端。
脉石矿物的平均嵌布粒度为48.88微米， -15微米含量7.08%，在鞍山式铁矿中属偏细的类型，对脉石矿物单体解离也应有一定影响。
表7 表外矿综合铁矿物嵌布粒度分布 /%
|
粒径区间
（mm） |
铁矿物 |
脉石 |
|
区间 |
正累计 |
负累计 |
区间 |
正累计 |
负累计 |
|
+0.821 |
0.35 |
100.00 |
0.35 |
2.02 |
100.00 |
2.02 |
|
0.821～0.601 |
1.38 |
99.65 |
1.72 |
4.20 |
97.98 |
6.23 |
|
0.601～0.405 |
1.57 |
98.28 |
3.30 |
8.45 |
93.77 |
14.67 |
|
0.405～0.297 |
4.58 |
96.70 |
7.88 |
12.39 |
85.33 |
27.06 |
|
0.297～0.207 |
6.32 |
92.12 |
14.20 |
14.03 |
72.94 |
41.09 |
|
0.207～0.149 |
10.23 |
85.80 |
24.43 |
13.35 |
58.91 |
54.44 |
|
0.149～0.103 |
16.43 |
75.57 |
40.86 |
10.71 |
45.56 |
65.15 |
|
0.103～0.075 |
8.37 |
59.14 |
49.23 |
12.66 |
34.85 |
77.81 |
|
0.075～0.043 |
22.25 |
50.77 |
71.48 |
3.82 |
22.19 |
81.63 |
|
0.043～0.035 |
6.19 |
28.52 |
77.66 |
9.45 |
18.37 |
91.08 |
|
0.035～0.015 |
5.65 |
22.34 |
83.32 |
2.63 |
8.92 |
93.71 |
|
0.015～0.010 |
7.57 |
16.68 |
90.89 |
3.77 |
6.29 |
97.48 |
|
-0.010 |
9.11 |
9.11 |
100.00 |
2.52 |
2.52 |
100.00 |
|
嵌布粒度（um） |
34.45 |
49.26 |
从表7矿物嵌布粒度测定结果看，表外矿铁矿物平均嵌布粒度仅34.45微米， -15微米含量为16.68%，铁矿物+75微米含量为49.23%，属偏中到细类型，细粒部分含量略高，粗粒部分含量也较多。铁矿物各粒级含量较平均，众值区间为35～147微米，铁矿物粒度分布范围较宽且呈双峰状态。
脉石矿物的平均嵌布粒度为49.26微米，-15微米含量6.29%，属较细的类型，对脉石矿物单体解离有一定影响。
表8 半假象矿综合铁矿物嵌布粒度分布 /%
|
粒径区间
（mm） |
铁矿物 |
脉石 |
|
区间 |
正累计 |
负累计 |
区间 |
正累计 |
负累计 |
|
+0.821 |
0.02 |
100.00 |
0.02 |
1.84 |
100.00 |
1.84 |
|
0.821～0.601 |
0.26 |
99.98 |
0.28 |
4.73 |
98.16 |
6.57 |
|
0.601～0.405 |
3.73 |
99.72 |
4.00 |
12.37 |
93.43 |
18.94 |
|
0.405～0.297 |
3.67 |
96.00 |
7.67 |
14.50 |
81.06 |
33.44 |
|
0.297～0.207 |
6.80 |
92.33 |
14.47 |
12.90 |
66.56 |
46.34 |
|
0.207～0.149 |
10.41 |
85.53 |
24.88 |
11.94 |
53.66 |
58.28 |
|
0.149～0.103 |
17.95 |
75.12 |
42.82 |
9.80 |
41.72 |
68.08 |
|
0.103～0.075 |
8.76 |
57.18 |
51.58 |
10.94 |
31.92 |
79.02 |
|
0.075～0.043 |
23.11 |
48.42 |
74.70 |
3.18 |
20.98 |
82.19 |
|
0.043～0.035 |
6.30 |
25.30 |
81.00 |
8.51 |
17.81 |
90.70 |
|
0.035～0.015 |
4.78 |
19.00 |
85.77 |
2.48 |
9.30 |
93.18 |
|
0.015～0.010 |
8.21 |
14.23 |
93.98 |
4.08 |
6.82 |
97.26 |
|
-0.010 |
6.02 |
6.02 |
100.00 |
2.74 |
2.74 |
100.00 |
|
嵌布粒度（um） |
38.16 |
49.30 |
从表8矿物嵌布粒度测定结果看，半假象矿铁矿物平均嵌布粒度仅38.16微米， -15微米含量为14.23%，铁矿物+75微米含量为51.58%，属偏中到细类型，但分布特点上，细粒部分含量略高，粗粒部分含量也略高。铁矿物各粒级含量较平均，众值区间为43-147微米，铁矿物粒度分布范围较宽且呈双峰状态。
脉石矿物的平均嵌布粒度为49.30微米，-15微米含量6.82%，属较细的类型，对脉石矿物单体解离有一定影响。
4.3矿物嵌布粒度分布特点
许东沟采场现开采各部位矿石的嵌布粒度特征参数对比见表9。
表9 各类型矿石矿物嵌布粒度特征参数
|
部位及矿物 |
平均
粒度
(微米) |
第一
四分位d25%
(微米) |
中位数d50%
(微米) |
第三
四分位d75%
(微米) |
众值
区间
(微米) |
>75微米含量% |
<15微米含量% |
|
极贫矿 |
铁矿物 |
26.77 |
17 |
40 |
74 |
10-104 |
31.37 |
23.67 |
|
脉石 |
48.88 |
56 |
147 |
220 |
74-417 |
77.00 |
7.08 |
|
表外矿 |
铁矿物 |
34.45 |
20 |
43 |
104 |
35-147 |
49.23 |
16.68 |
|
脉石 |
49.26 |
43 |
104 |
208 |
74-208 |
77.81 |
6.29 |
|
半假象矿 |
铁矿物 |
38.16 |
35 |
74 |
104 |
43-147 |
51.58 |
14.23 |
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脉石 |
49.30 |
74 |
104 |
208 |
74-208 |
79.02 |
6.82 |
许东沟采区各部位矿石铁矿物平均嵌布粒度以10～43微米居多，少数部位大于43微米。甚至个别部位铁矿物平均嵌布粒度<21微米。从各矿体矿物粒度特征上看，铁矿物均靠近细粒级一端，而且脉石矿物细粒部位含量偏高，导致脉石矿物平均嵌布粒度在鞍山式铁矿中偏细，对矿石选别带来一定影响。
许东沟矿体的铁矿物与脉石矿物平均嵌布粒度分布较复杂，规律性不明显，大致分布规律为：大部分矿石中铁矿物平均嵌布粒度在21～31微米之间，有部分区域粗于43微米甚至达到56微米以上。
铁矿物嵌布粒度粗细与矿石类型有一定相关性：
极贫矿中，铁矿物以21～31微米居多，极少有粗于31微米的铁矿物出现，往西南有稍微变细的趋势。
表外矿中，大多数部位铁矿物平均嵌布粒度在21～31微米之间，少部分粒度在31～43微米之间。靠近矿体上层，尤其是靠近半假象矿区域矿物嵌布粒度略有增粗。
半假象矿中，铁矿物以21～43微米居多，少部分粒度在43～56微米之间，极个别部位嵌布粒度达到56微米以上，嵌布粒度变化不明显。
整个采场由浅部至深部，其矿物平均嵌布粒度有缓慢变细趋势，但变化不大，相关数据见表10。
表10 许东沟采场各开采平台矿物平均嵌布粒度
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部位 |
铁矿物(微米) |
脉石矿物(微米) |
备注 |
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36米 |
29.89 |
50.83 |
|
|
48米 |
33.87 |
47.73 |
|
|
60米 |
33.47 |
51.14 |
|
|
72米 |
33.13 |
46.38 |
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