河南省泌阳县高庄铁矿地质特征及开采条件浅析

张泉 赵轶楠

摘要：铁矿是冶炼钢、铁的主要原料，钢铁是我国工业发展的支柱产业，在工业、农业、国防和国民经济建设中均具有举足轻重的地位。近年来铁矿石价格呈现上涨趋势，使原来工业价值不大的矿区也有了开采价值。该区铁矿具有埋藏浅、有害组份含量低、易采易选等特点。矿区交通方便，与舞钢冶炼厂距离近，具有较好的销售市场容易建立畅通的销售渠道。原矿开采成本低，选矿工艺简单，具有一定的开发前景。矿区可分为Ⅰ、Ⅱ两个矿化带，断续分布在长约2.5Km、宽约1.0Km的范围内。两矿化带磁铁矿化体均产于花岗闪长岩体内，总体呈北西—南东向展布，岩基状。

关键词：高庄，铁矿，地质特征，开采条件

中图分类号： P618.4         文献标志码：A

矿区位于河南省南部的桐柏山北麓，泌阳县城北东60Km，行政隶属泌阳县春水乡辖区。矿区东约6 Km有S234省道，南约4 Km为S233省道，矿区到各乡均有砂石公路或柏油路相通，交通便利。

矿区为低山区，最低海拔标高165 m，最高463 m，相对高差最大298m，一般100～200 m。区内属淮河水系，受季节性影响，水量有所变化。该区地处北亚热带向温暖带过渡地带，四季分明、雨量充沛。年平均气温25.6℃，年平均降水量1049.7 mm。该区为农业区，粮食作物主要为小麦和玉米;经济作物有烟叶、油菜、花生等。当地乡镇企业不发达，但劳动力资源丰富，电力充足，未来矿山采选所需人力、电力均有保障。

礦区位于华北地台南缘。地层分区属华北地层区豫西—豫东南分区渑（池）—确（山）小区。出露地层为中元古界汝阳群及新生界第四系。

区域上岩浆活动频繁，构造较为发育。

一、地层

中元古界汝阳群：自下而上出露云梦山组、白草坪组和北大尖组。

1、云梦山组（Pt2y）：主要岩性为中、厚层状石英岩夹片状石英岩、云母石英片岩。

2、白草坪组（Pt2b）：主要岩性为白云石英片岩夹薄层状云母条带石英岩，钾长浅粒岩，底部为紫红色含赤铁矿绢云片岩。

3、北大尖组（Pt2bd）：主要岩性为石英岩、白云石英片岩、二云片岩、白云质大理岩。下部为含铁石英岩，局部地段形成透镜状铁矿体。该组地层为本铁矿区的主要含矿母岩。

新生界第四系：主要分布于山间凹陷处与山间谷地，岩性为残坡积碎石土和冲洪积粘土、亚粘土、含砾亚粘土等。

二、岩浆岩

区域上岩浆活动频繁，在各个地质时期中，几乎均具不同程度的岩浆侵入或喷发活动，尤其以扬子期的基性岩，燕山晚期的酸性岩类最为发育，中基性岩和超基性岩次之。

三、构造

矿区内大的断裂构造对该铁矿区影响较小，小的断裂构造、断距也小，对矿体的破坏程度较低。褶皱构造在本区的表现为单斜构造，倾向南西，倾角30°左右。

四、矿产

区域矿产主要有：大理岩、含钾岩石、铁矿等。

大理岩：呈透镜状分布于北大尖组顶部。规模较小，地方开采可作为烧制石灰、炼钢熔剂的原料。

含钾岩石：赋存于汝阳群白草坪组的钾长浅粒岩与含钾页岩较有规模，在局部地段厚度大、质量较好，可作玻璃工业原料与钾肥生产原料，具有一定的工业价值。目前已知泌阳团山——遂平罗庄一带资源量丰富。

铁矿：自泌阳凤凰山、马道经条山至桐柏宝石崖、铁山再到信阳黑山、孔家畈一带长60km、宽30km范围内，广泛分布区域变质—混合岩化矽卡岩型铁矿，以桐柏毛集——泌阳条山一带最为集中。北大尖组的热液变质铁矿，在遂平叶沟、泌阳高庄一带形成小型矿床。

一、地层

矿区出露地层为中元古界汝阳群（Pt2R）和新生界第四系（Q）。

（一）中元古界汝阳群（Pt2R）：为变质碎屑岩建造，分布于矿区西部。岩性为中细粒石英岩、长石石英砂岩夹页岩、海绿石砂岩、白云岩等。厚约500 m。

（二）新生界第四系（Q）：主要分布于山间凹陷处与山间谷地，岩性为残坡积碎石土和冲洪积粘土、亚粘土、含砾亚粘土等。厚度0～40 m。

二、构造

区内地层呈单斜产出，北西向展布;总体倾向南西，倾角20°～40°。

区内断裂构造不发育，断距较小，一般1～3 m，对矿体的破坏及矿山开采的影响较小。按断裂性质分为下列三种类型。

1、正断层

以北西及北东向为主，倾向分别为北东向及北西向，倾角40°～60°，断距一般在3 m左右，断层面呈凸凹形状。

2、平移断层

多以北东向为主，倾向南东或北西，倾角较陡，平移距离仅在3～50 m之间，为本区主要断裂构造。

3、逆断层

矿区所见到者甚小，断距仅1～2 m、最大者10余m，以北东向为主，倾角60°左右。

三、岩浆岩

区内岩浆岩发育有花岗闪长岩和安山岩。

1、花岗闪长岩

是一套顺层侵入的中性岩，主矿物成分角闪石30～40%、长石10～20%、磁铁矿8～30%;副矿物有磷灰石、锆石、褐帘石等。岩石呈鳞片粒状变晶结构、蠕虫状结构，块状构造，长石脉发育。磁铁矿在局部地段富集成矿。

2、安山岩

分布于普查区西北部，岩石呈变余斑状结构，杏仁构造。斑晶为板柱状更钠长石，基质更钠长石50%左右，黑云母40%左右;次要矿物有石英、绿帘石、绿泥石;微量矿物有榍石、磁铁矿、金红石等。

四、变质岩

区域变质：中元古界汝阳群发育低绿片岩相区域变质作用，主要变质岩石类型有：石英岩状石英砂岩等。

围岩蚀变：围岩蚀变不发育。

一、矿床特征

區域上矿化体的分布受断裂构造的控制，在近东西方向上断续分布。在普查区内，矿化体被北东——南西向断裂错断。根据空间分布位置可分为Ⅰ、Ⅱ两个矿化带，断续分布在长约2.5Km、宽约1.0Km的范围内。两矿化带磁铁矿化体均产于花岗闪长岩体内，总体呈北西—南东向展布，岩基状。

1、Ⅰ矿化带：位于普查区西部，大苇子沟与木竹峡两村之间。走向呈北西—南东向，地表沿走向出露最长900 m，厚度大于50 m。矿体总体呈岩基状产出，顶板为中粒花岗岩，底板岩性不明。

2、Ⅱ矿化带：位于普查区东部，高庄至孤山山顶之间。呈北北西—南南东向展布，地表沿走向出露最长约300 m，厚度大于30 m。矿化体呈岩基状产出，顶板为中粒花岗岩及第四系覆盖，底板岩性不明。

二、矿化体特征

Ⅰ、Ⅱ两个矿化体均为岩基状产出，规模较大，品位较低。由于种种条件限制，本次普查并未查明其空间范围。根据委托方要求和拟开采方技术条件，仅对开采技术可行的部分进行工程控制。

两个矿化体除地理位置和空间分布不同以外，工程控制程度、可采厚度、矿石品位和矿石资源储量等特征都很接近。

1、Ⅰ矿化体

西起01线，东至07线，工程控制长度600 m，矿体分布标高最大288.5m，最小205.4m，工程控制最大垂深31.6 m，矿体可采厚度最小5.4m，最大32.0 m，平均16.87 m。

2、Ⅱ矿化体

西起10线，东至16线，工程控制长度600 m，矿体分布标高最大221.1m，最小177.1 m。矿体可采厚度最小2.1m，最大31.2 m，平均17.26m。

一、矿石矿物成分

矿石中主要铁矿物为磁铁矿，含量5～10%，次要铁矿物为褐铁矿、赤铁矿，含量0～5%;主要造岩矿物为角闪石15～25%，长石10～15%，石英55～65%，云母5～10%。

二、矿石结构构造

磁铁矿石呈分散粒状或条带状聚合体，不均匀分布于花岗闪长岩中;角闪石呈粒状、条带状分布;长石以脉状为主，粒状、团块状次之;石英呈粒状和微圆状颗粒、平行紧密排列，保存有砂质结构（不明显）;黑云母中铁质被析出后，呈金黄——棕红色，平行排列。

矿化岩以块状构造为主，局部呈板状、蠕虫状构造。风化严重，以全风化为主，局部强风化。

三、矿石品位及变化情况

矿区Ⅰ矿化体TFe品位：5.91～8.97%，平均7.54%，品位变化系数20.3%。

Ⅱ矿化体TFe品位：6.32～10.04%，平均7.67%，品位变化系数24.3%。

四、伴生有益有害组分

矿石中没有发现可供综合利用的伴生有益组分;有害组分P<0.06%、S<3.7%，均不超过该矿石类型允许范围的要求。

6、矿床成因及找矿标志

矿床的成因类型为低温热液变质磁铁矿床，其成因为铁质花岗岩经区域变质与后期侵入岩共同作用，使暗色矿物中的铁被析出、富集而形成铁矿床。从铁的聚合程度和TFe品位上看，该矿床矿体只能称为矿化体。矿化体均赋存在该区花岗闪长岩母岩中，铁质闪长岩是该区重要的找矿标志。

7、矿床开采技术条件

（一）水文地质

该铁矿区磁铁矿化体出露位置与地表水联系密切。Ⅰ矿化带位置较高，大部分在山坡之上，距现有地表水体百米以上，但最低开采标高是当地侵蚀基准面，露天采坑和尾矿库均可形成地表积水体。Ⅱ矿化带位于冲沟之中，开采过程中就存在排水问题。

矿化体顶板围岩是坚硬的中粒花岗岩或松散的第四系，花岗岩为干燥不含水岩石，只在雨后形成小的裂隙水，但水量很小，维持时间短。松散的第四系会形成大气降雨补给的孔隙水，对采坑形成较长时间的渗水。矿化体自身风化严重，孔隙较发育，含水率较高，降水季节矿坑渗水现象比较严重。

由于第四系冲洪积与残坡积厚度有限，一般小于5m，而岩矿体孔隙度极小，裂隙不发育，因而渗透系数很小，开采过程中不会出现大的涌水现象。

矿床开采使用水源为矿区南约1.8km的火石山水库水。

综上所述，该铁矿区围岩结构完整，为不含水（隔水）岩石。矿化体及周边无较大含水构造，矿体出露位置偏高，地形有利于自然排水，开采过程中虽然矿坑渗水现象比较严重，但不会出现大的涌水现象。因而矿区水文地质条件属简单类型。

（二）工程地质

矿化体顶板围岩中粒花岗岩致密坚硬，属坚硬岩石类，第四系堆积物属松散岩类，但都需剥离，作为采坑边坡，其厚度有限，且位于顶部，对工程的影响不是很大。

矿化体属强——全风化变质岩，结构疏松，抗压强度和抗剪强度均小于0.01MPa，稳定性较差，因而该矿区不能采用地下式开采。

露天开采段高20m，坡角45°，安全平台宽度不得小于5m。

矿区断裂构造不发育，且规模较小，对采矿影响不大。

（三）环境地质

矿区未发现有破坏性的地质灾害体。

未来矿山开采和选矿加工的主要环境地质问题是爆破烟雾和粉尘对矿山空气的污染、采矿对自然景观的破坏、废石堆放影响生态环境以及选矿污水的排放等。采取防范与管理的措施如下：

矿山人员带防护罩（口罩），对矿山和粉尘的污染做好自我保护。

废石堆放不得占用农田，一个堆放场结束后，及时进行覆土复垦或植树种草，以最大限度地减少土地资源损毁和水土流失。

选矿污水进行达标处理后排放，以减少对地表水和地下水资源的污染。

尾矿库选择要合理，要远离村庄，并做好防渗处理。尾矿库渠坝要坚固，防止决堤溃坝形成的地质灾害。退役尾矿库要及时进行覆土复恳或绿化。

参考文献：

[1]刘春华，韦少友.河南省泌阳县高庄铁矿普查报告[R].郑州：河南省地质矿产勘查开发局第一地质工程院，2007

[2]河南省地质矿产局.河南省区域地质志[M]，北京：地质出版社，1989。

[3] 杨志华、郭俊锋、苏生瑞等，秦岭造山带基础地质研究新进展[J]，中国地质2002.

[4] 刘国范，东秦岭金、银、多金属成矿带成矿规律及找矿标志[J]地质找矿论丛，2003。

作者简介：张泉（1983.12-），男（汉族），本科，河南驻马店人，助理工程师，主要从事固体矿产勘查、金属矿产勘查及研究工作。