《锰矿地质勘探规范.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锰矿地质勘探规范.docx（19页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、锰矿地质勘探规范锰矿地质勘探规范试行中华人民共和国地质矿产部中华人民共和国冶金工业部一九八二年十二月第一章绪论锰是灰白色的金属，硬而脆，熔点1244，沸点2097，比重7.3。锰矿石是重要的矿物原料。主要用于冶金工业，十分是钢铁工业中。锰具有脱氧、脱硫及调节作用如阻止钢的粒缘碳化物的构成，还能增加钢材的强度、韧性、可淬性。各类钢的生产都不能缺少锰。锰对铸铁的生产也是重要的。高锰钢含Mn7.519%具有特殊性能，如高碳高锰耐磨钢、低炭高锰不锈钢、中碳高锰无磁钢、高锰耐热钢等。锰与铜、镍、铝、镁的合金,也是耐热耐蚀的材料。在其他工业上，锰的用处也很广泛。二氧化锰在干电池中作消极剂；在有色金属湿法冶
2、金、氢醌对苯二酸生产、铀的提炼上作氧化剂；在陶瓷和搪瓷生产中作氧化剂和釉色；在玻璃生产中用于消除杂色和制作装饰玻璃。化学工业上生产硫酸锰、高锰酸钾、碳酸锰、氯化锰、硝酸锰、一氧化锰等，是化学试剂、医药、焊接、油漆、合成工业等的重要原料。锰矿石的自然类型，主要有氢氧化锰氧化锰矿石、氧化锰矿石、碳酸锰矿石、氧化锰碳酸锰矿石，次要的有硫化锰氧化锰矿石、硫化锰碳酸锰矿石、硅酸锰碳酸锰矿石、硼酸锰碳酸锰矿石。锰矿石中的锰矿物，列举如表1。表1工业锰矿床，主要属外生沉积、风化矿床，内生矿床在国内外锰矿储量中所占的比重极小。稍微变质作用能够使氧化锰矿石脱水变富，但强烈变质作用可使原来有用的锰矿石，变成复杂的
3、锰硅酸盐，锰失去利用价值。但结晶良好的蔷蔽辉石，称为粉翠，是一种玉石矿。一般地讲，只要受变质锰矿，而尚未发现变质成因的锰矿。按我国已知锰矿的成因、含矿岩系的岩石特征和矿床的锰矿物特征，划分下述类型：一、海相沉积矿床类是工业锰矿床最重要的类型，我国主要锰矿沉积层位有：蓟县系铁岭组，震旦系下统南沱组、上统陡山沱组，奥陶系中统磨刀溪组、上统五峰组，泥盆系上统榴江组、五指山组，石炭系下统大塘阶、阿克沙依组、中统黄龙群，二迭系下统孤峰组、上统龙潭组，三迭系下统菠茨沟组、北泗组、中统法郎组。其次还有长城系高于庄组，寒武系下统邱家河组、中统大茅组等。按含矿岩系和锰矿层特征，分为五个亚类，从储量规模来讲，前三
4、个亚类最重要。1.1.产于硅质岩、泥质灰岩、硅质灰岩中的碳酸锰矿床：矿床分布于台盆或台槽区，含矿岩系以富含硅质、泥质，出现硅质岩段或夹层的不纯的碳酸盐岩为特征，其周围或旁侧为同期沉积的纯碳酸盐相区。缺乏底栖大个体生物化石，富含浮游生物化石。锰矿层主要产出于含矿岩系的泥质、硅质灰岩段内。纯碳酸盐相内几乎没有锰矿出现。矿石具灰泥构造、结核状、豆状、微层状构造。矿石均属碳酸锰类型，尚未见有原生氧化锰类型。有菱锰矿型、钙菱锰矿锰方解石型、锰方解石型。有的矿床局部出现锰的硅酸盐菱锰矿型。脉石矿物主要为石英、玉髓、方解石。大多数属酸性矿石。矿层浅部发育次生氧化带，主要为隐钾锰矿，硬锰矿软锰矿型矿石。典型矿
5、床有广西下雷、龙头、安徽大通。2.2.产于黑色页岩中的碳酸锰矿床：含矿岩系或含矿岩段为黑色含碳页岩、粘土岩，夹灰岩、白云岩层或透镜体，有时夹劣煤或鸡窝状石煤，富含微粒黄铁矿，具水平层理或线理。矿石具泥晶构造、球粒构造及少量鲕状构造，块状、条带状构造，球粒在一些矿区经鉴定为兰绿藻。矿石为碳酸锰类型，尚未见有原生的氧化锰类型。最普遍者是菱锰矿型，其次有钙菱锰矿锰方解石型、锰方解石型少数矿区矿石中出现少量锰菱铁矿、黑锰矿、黑镁铁锰矿、方锰矿、硫锰矿等矿物。脉石矿物主要为石英、方解石及粘土矿物，常见伴有星散状的黄铁矿。以酸性矿石为主。近地表部分不同程度地发育次生氧化带，有隐钾锰矿恩苏塔矿型和恩苏塔矿隐
6、钾锰矿型矿石。典型矿床有湖南湘潭、民乐、贵州大松桃、铜锣井、四川高燕。3.3.产于细碎屑中的氧化锰、碳酸锰矿床：含矿岩系为杂色粉砂质页岩、粉砂岩，常夹有泥质灰岩、灰岩，以水平层理为主，或有少量交织纹理。矿层常产在小旋回从碎屑岩到碳酸盐岩的过渡带处。矿石具细粒集合体及鲕状、球粒状构造，条带状、块状构造。原生矿石有氧化锰类型和碳酸锰类型，氧化锰类型主要为水锰矿型；碳酸锰类型有菱锰矿型、钙菱锰矿锰方解石型。有的矿区主要为锰的氧化物褐锰矿或水锰矿与锰的碳酸盐矿物混合类型。脉石矿物有的以石英、玉髓为主，有的以方解石为主。有的属酸性矿石，也有属自熔性或碱性矿石者。近地表有发育程度不等的氧化矿石，主要为软锰
7、矿硬锰矿型。典型矿床有辽宁瓦房子、云南斗南。4.4.产于白云岩、白云质灰岩中的氧化锰、碳酸锰矿床：含矿岩系或含矿段为白云岩、粉砂质白云岩、白云质灰岩。矿层底板的白云岩，具涟痕、浪成凹坑，缓斜层理、水下滑动构造，或含有鲕粒。在燕山地区长城系高于庄组中产出的矿床如河北前干涧，矿石有菱锰矿型、锰方硼石菱锰矿型，呈晶粒或隐晶构造，鲕状、豆状、块状、条带状构造。脉石矿物有石英、白云石、方解石，属酸性矿石。次生氧化带以软锰矿型矿石为主。在云南建水地区法郎组中产出的矿床白显，经次生氧化改造，主要有软锰矿型矿石和水锰矿复水锰矿型矿石，但前者其中残留有大量黑锰矿，可能原生沉积为氧化锰矿石。脉石矿物以方解石为主。
8、属自熔性矿石。5产于火山沉积岩系中的氧化锰、碳酸锰矿床：含矿岩系属火山喷发期后或火山喷发间歇期的正常海相沉积碎屑岩与碳酸盐岩。矿层产在碎屑岩中或碎屑岩向碳酸盐岩过渡处。火山喷发岩属中、基性，沉积碎屑岩含有火山物质的玻屑、晶屑，矿层中常出现碧玉条带或团块。矿石呈晶粒状、球粒状构造，块状、条带状、网脉状构造。在新疆下石炭统阿克沙依组产出的矿床莫托沙拉，主要为菱锰矿型，褐锰矿和锰的硅酸盐以网脉状出现，并有微弱的方铅矿、闪锌矿化。脉石矿物多为硅质矿物。属酸性矿石。此外，在陕南前寒武系郭家沟组产出的黎家营矿床，原岩也属火山沉积岩系。二、沉积受变质矿床类本类矿床系沉积矿床，后来经受了区域变质或接触变质作用
9、，矿石矿物成分有显著的改变。形态、产状与沉积矿层没有差异。围岩变质程度多属轻变质。根据锰矿物成分，分出两个亚类：1.1.产于热变质或区域变质岩系中的氧化锰矿床：矿石具变晶或变鲕构造，条带状构造，主要为菱锰矿褐锰矿型、褐锰矿黑锰矿型，一般有锰的硅酸盐出现。脉石矿物除石英、方解石外，出现少量钠奥长石、闪石、辉石、石榴石、云母等。围岩多属千枚岩、绿片岩类。原来的沉积矿床，多属上述海相沉积矿床的3、4、5亚类。典型的矿床有陕西黎家营、河北龙田沟。2.2.产于热变质或区域变质岩系中的硫锰矿、碳酸锰矿床：主要是上述海相沉积矿床的第2亚类，受接触变质或其它变质作用，变成硫锰矿菱锰矿或硫锰矿锰白云石型矿石，具
10、变晶及球粒状构造，条带状构造。也出现少量的锰的硅酸盐。脉石矿物除石英、方解石、白云石外，出现少量变质硅酸盐矿物。围岩属板岩或绿片岩类。典型的矿床有湖南棠甘山、陕西天台山。三、层控铅锌铁锰矿床类本类矿床在锰矿储量中所占比例不大，但常伴有多种有用元素。在某一地区，常产于某些比拟固定的层位内，明显遭到后期改造作用。如产于湘粤地区的中泥盆统棋子桥组、上泥盆统的佘田桥组或天子岭组，福建、安徽的中下石炭统分界处的矿床。矿体大多呈透镜体产出，产状与围岩近似，但不完全整合，分枝复合、膨缩现象显著，并常伴有穿切围岩层理的矿脉。围岩蚀变不一，一般仅有白云石化、铁锰碳酸盐化。原生矿石有方铅矿菱锰矿、硫锰矿磁铁矿型和
11、闪锌矿锰菱铁矿型，呈粒状、球粒状构造，块状、浸染状、细脉状构造。次生氧化后，锰显著富集，有软锰矿硬锰矿型的锰矿石和软锰矿、硬锰矿褐铁矿型的铁锰矿石。铅锌矿物在半氧化带有白铅矿、铅矾等，在氧化带有铅硬锰矿、黑锌锰矿等一类矿物。典型的矿床有湖南后江桥、玛瑙山。四、风化矿床类这类锰矿在锰矿储量中的比重，仅次于海相沉积矿床。且埋藏浅，开采容易，广泛地被开采利用。按其地质特征，分为四个亚类。1、4类规模大、中、小型都有，2、3类多为小型。1.1.沉积含锰岩层的锰帽矿床：各时代的原生沉积含锰岩层，经次生富集而构成有工业价值的矿床。矿体保持原来含锰岩层的产状，沿走向延续较长，沿倾向延续深浅受氧化带发育深度控
12、制，当含锰岩层产状平缓大面积赋存在氧化带内时，矿体才有很大的延伸。矿石主要由各种次生锰的氧化物、氢氧化物组成，具次生构造和构造。典型的矿床见于广西河洞、东平、云南芦寨。2.2.热液或层控锰矿构成的锰帽：这类矿床往往产于某一地区层控矿床产出的地层的风化带内，原来的含锰地质体常被全部改造，无法了解原生矿的相貌。矿体呈透镜体、脉状、囊状。矿石由各种次生的锰的氧化物氢氧化物组成，常见铅硬锰矿、黑锌锰矿、水锌锰矿、黑银锰矿，含铅锌常较高，具次生构造、构造。典型的矿床见于广东高鹤、小带、安徽塔山。与热液贵金属、多金属矿床有关的铁锰帽，矿石呈土状、角砾状，含大量粘土或岩屑，其铁、锰含量只达一般指标的边界档次
13、，但尚含金、银、铅、锌、铜等多种有用金属，具一定规模，可具有工业利用价值。典型的矿床有湖南七宝山、广东连州。3.3.淋滤锰矿：这类锰矿常产于含锰沉积岩层的构造破碎带、层间剥离带、裂隙、溶洞中，是锰质在地下水运动中被溶解、携带至合适部位而积聚生成的。矿体呈脉状、透镜状、囊状。矿石主要由次生氧化锰、氢氧化锰矿物组成，具胶状、网脉状、空洞状、土状构造。典型的矿床有广西蓬莲冲。4.4.第四系中的堆积锰矿：由含锰岩层或锰矿层经次生氧化富集、破碎、短距离搬运、堆积而成。矿石由各种锰的次生氧化物、氢氧化物组成，呈角砾状、次角砾状、豆粒状，积聚于松懈的砂质土壤之中。矿体呈层状、似层状，产状与地面坡度基本一致，
14、受含锰层的出露和地貌形态的控制。典型的矿床有广西思荣、凤凰、木圭、平乐、湖南东湘桥。其它还见有湖相沉积锰矿和脉状热液锰矿，规模小，多属贫矿，开采利用很少。第二章工业对矿石质量要求一、冶金工业对锰矿石质量要求锰矿石90%以上用于冶金工业，主要冶炼成锰系铁合金和金属锰，锰系铁合金用作炼钢的脱氧剂或合金元素添加剂，金属锰用以冶炼某些特种合金钢和有色金属合金。锰矿石还可直接用作炼钢炼铁的配料。锰矿石在冶炼锰系铁合金中，主要有用元素是锰和铁。含锰量的高低是衡量锰矿石质量的主要指标。由于锰在冶炼中复原率比铁低，矿石中含铁量适当时，铁元素是有益的，但矿石中铁含量太高就会降低锰铁合金中的含锰量和锰的回收率。因
15、而，不同类型和不同牌号的锰系铁合金，对锰矿石中含锰量和锰铁比值都有一定的要求，故高牌号锰系铁合金要求矿石含锰量高，锰铁比值也高。据对冶炼企业的用矿情况了解，冶炼金属锰和中、低碳锰铁，矿石含锰量为3343%，锰铁比510；冶炼电炉碳素锰铁，矿石含锰量为3040%，锰铁比3.87；冶炼高炉碳素锰铁，矿石含锰量为2534%，锰铁比在3左右。冶炼锰硅合金，矿石含锰量为2738%，锰铁比3.56.6。用于炼钢生铁、含锰生铁、镜铁的矿石，铁含量不受限制，矿石中锰和铁的总含量最好能达4050%。磷是锰矿石中最有害的元素。钢中含磷使其冲击韧性降低，炼钢去磷在氧化初期最有效，而锰铁的参加常在其氧化末期，因此对合
16、金中的磷含量有严格限制，硅锰合金、低、中碳锰铁中不大于0.150.3%；电炉碳素锰铁中不大于0.330.4%；高炉锰铁中不大于0.40.6%。在冶炼铁合金时，磷比锰更易于复原，矿石中的磷几乎都进入电炉中6080%，高炉中8090%合金中，所以一般要求矿石中每1%锰含磷量不大于0.006%。冶炼炼钢生铁时，作为配料使用的锰矿石，每1%锰含磷量可允许增大到0.013%。高磷锰矿石要进行脱磷处理，或者只能作配矿使用。硫固然也是有害元素，但冶炼去硫效果较好，硫成二氧化硫挥发或以硫化钙和硫化锰的形式进入炉渣，对矿石中硫含量没有严格要求，但一般入炉矿石的含硫量不超过1%为好。高硫的矿石需要进行脱硫处理，综
17、合回收。矿石的造渣组份中，主要是二氧化硅和氧化钙，次为三氧化二铝和氧化镁。矿石碱度一般以CaOMgOSi02十Al2O3表示，比值小于0.8为酸性矿石，0.81.2为自熔性矿石，大于1.2为碱性矿石。冶炼锰铁时，鉴于高温下具碱性的氧化锰易与酸性的二氧化硅结合，损失于炉渣中，要求有充足的碱性氧化物CaO、MgO，主要为CaO与二氧化硅反响，使氧化锰游离，有利于复原，炉渣碱度CaOSi02一般为1.21.6。二氧化硅高则增加石灰石的消耗量，进而增加焦比和渣量，降低生产率和锰的回收率。故入炉矿石中二氧化硅含量最好不大于15%，最多允许25%，相反，氧化钙含量高，可减少熔剂用量。因此自熔性矿石和碱性矿
18、石，是冶炼锰铁的理想原料。冶炼锰硅合金时，炉渣碱度太高，不利于Si02的复原，一般为0.50.8。铁低、钙低而锰硅比近于1的矿石，是较理想的原料，一般入炉矿石中二氧化硅含量允许达35%。冶炼工艺的改良，能够降低对矿石质量的要求。例如高炉电炉二步法冶炼锰硅合金，高炉高炉二步法冶炼碳素锰铁，或转炉吹炼由高炉二步法所得的碳素锰铁来冶炼中、低碳锰铁，可用较贫Mn20一25%，较杂Mn/Fe3，P/Mn较高的矿石，能获得合格的锰硅合金或锰铁合金产品，但冶炼工艺较复杂，成本略高。现行冶金锰矿石产品技术标准1965年冶金部颁标准YB31965见表2。表2表中一级品一般用于电炉生产中、低碳锰铁。二级品一般用于
19、电炉生产碳素锰铁或锰硅合金，但二级品配富锰渣可用以生产中、低碳锰铁。三级品配富锰渣可用于电炉碳素锰铁和锰硅合金的生产。三、四级品用于高炉锰铁冶炼，但四级品需配优质矿石或富锰渣。二、三级品还可用于平炉或转炉炼钢的添加剂。五级品作炼铁配料。四、五级品还可用于富锰渣的生产，锰硅合金的生产多配用富锰渣进行冶炼。二、化学工业对锰矿石质量要求锰矿石有510%用于轻、化工业，化学工业上主要用于制二氧化锰、硫酸锰、高锰酸钾，其次是用于制碳酸锰、硝酸锰、酸式磷酸锰等。二氧化锰主要指天然的二氧化锰是制造干电池的原料，需要量较多，要求二氧化锰含量愈高愈好，其晶型对其去极化活性的优劣有重大影响。以、型最优，但去极化活
20、性差的、型二氧化锰能够通过复原焙烧、酸浸渍的方法活化。铁、镍、铜、钴、铅等成份，性质与锌近似，易于腐蚀锌极和自动放电、降低放电时间。其含量，十分是溶于20%的氯化铵溶液中的数量，有严格的限制。关于电池用锰矿粉及化工用锰矿粉的参考技术标准见附件二。三、锰矿石加工技术试验但凡锰含量低，锰铁比值低，有害杂质高的矿石，需要进行选矿处理，才能应用于冶炼。这类矿石目前占我国锰矿石储量的85%以上。目前锰矿石的选矿方法，有手选、水选、筛分、重选、磁选、浮选，还有焙烧、化学处理、细菌浸取、火法富集等方法。由于矿石矿物和脉石矿物的物性差异、矿物的赋存状态和嵌布颗粒大小等因素的不同，适用的加工处理方法、处理效果、
21、经济效益也不一样。地质勘探时要充分研究矿石的矿物成份、构造构造、嵌布粒度、化学成份及元素的赋存状态。对贫矿石或杂质高的矿石必须进行实验室的选矿试验，必要时要进行实验室规模的冶炼试验，为工业部门确定储量计算工业指标和进一步试验研究加工技术方法提供资料根据。四、工业指标的制定凡供矿山建设设计的地质勘探报告所用储量计算的工业指标，应由地质勘探部门提出初步意见，并附有矿床地质、矿石矿物成份和组织构造，以及元素赋存状态和变化规律等必要资料；对以贫矿为主，新的矿床类型，高磷锰矿石，成份复杂或有综合利用价值的矿床，应附有较具体的实验室选冶试验资料。由省级以上的工业主管部门进行技术经济核算研究后，确定合适于该
22、矿区床的储量计算工业指标。其内容主要有：(1)(1)矿石的最低工业档次指单工程的平均档次和边界档次指单样档次，矿石分类分级的标准。(2)(2)最低可采厚度和夹石剔除厚度。(3)(3)堆积矿的最小含矿率及露天开采的最大剥离系数。(4)(4)能计算储量的伴生元素工业指标。冶金用锰矿的一般工业指标如表3。矿层最低可采厚度：0.50.7米；夹石剔除厚度：0.20.3米。堆积矿净矿石含矿率15%重量百分比。以上指标可作为矿床评价和制订勘探区工业指标的参考。第三章矿床勘探研究程度的要求必须根据国民经济建设的实际需要和地质条件的可能性，合理地选择勘探表3注灰质氧化矿石脉石以方解石为主，碱度0.8、灼失量达1
23、8%以上的评价，可采用碳酸锰矿石的工业指标。自熔性、碱性的锰矿石，可酌量降低其富矿锰档次指标。当碳酸锰矿石的灼失量较高，虽其锰的含量略低于25%，焙烧后锰含量可达氧化锰富锰矿石标准时，这类碳酸锰矿石可以作为富锰矿石考虑。矿区。对某些难选的矿石、水文地质、工程地质和开采技术条件复杂的矿床，十分是大水矿床矿坑涌水量每秒一方以上，必须先进行专题研究，作出初步技术经济评价后，才能进行具体勘探。具体地质勘探要为矿山建设设计在确定矿山生产规模、产品方案、开采开拓方案、矿山总体布置和矿山建设远景规划等方面，提供必需的基础资料，应到达下面几项基本要求。一、矿床地质研究要求地质观察研究是认识矿床的基本方法，地质
24、勘探期间应加强第一性的矿床地质资料的采集和综合分析工作，认真研究区域和矿区的成矿地质因素和成矿后对矿床有重大影响的地质因素，研究控矿条件、成矿规律、矿床成因、找矿标志。十分要注重下面几个方面：1.1.研究含矿层位、含矿岩系的岩性特征及其变化，对矿层顶底板一定范围内的岩性特征、标志层应着重研究。根据勘探资料，综合研究矿体产状、形状、厚度等特征及其空间分布的规律；研究各种矿石类型、夹石的分布及其变化规律。2.2.勘探研究矿区的断层、褶皱、破碎带发育程度。对落差大、分割矿体、影响划分井田及确定基建主要开拓井巷的较大断层，其位置、落差、产状应有工程控制，予以查明；对矿层的主要褶皱形态也应有工程控制，对小断层、小褶皱要查明大致规律。应强调有相应比例尺的高质量的地表地质测量工作，尽量利用天然露头及采掘工程，必要时选择典型地段，用沿脉坑道或沿脉槽揭露，进行观察研究，对褶皱、断层发育程度及其分布规律作出评述。3.3.研究成矿后的变质作用、岩浆岩的特征及其对矿床的影响。4对风化锰矿床分布地区，应注意寻找和评价原生锰矿床。对堆积锰矿床，还应注意研究矿体底板十分是底板为灰岩时古地形起伏特征。5基本查明矿床的氧化带发育程度及其影响氧化深部边界的地质因素。对