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莲花山磷矿矿石品位与密度的相关性研究❶

更新时间:2009-03-28

莲花山磷矿位于湖北省钟祥市胡集镇西南方向 7.5km处,属大型生物化学沉积型矿床。近年来有关学者对我国同类型磷矿床进行了综合性及专项研究【1~4】。本文在以往研究基础上,对莲花山磷矿矿石品位与矿石密度的相关性进行了研究,对资源量估算和勘查找矿工作有一定意义。

1 矿床概况

莲花山矿区大地构造位置处于扬子地台北缘,上扬子台坪,鄂中褶断区,北与秦岭地槽毗邻。

1.1 矿区地层

矿区发育地层最老的为中元古界崆岭群,最新的为第四系,主要地层为震旦系陡山沱组和灯影组。中元古界崆岭群,厚度大于500m,主要岩性为黑云斜长片麻岩。

Navigation Risk Analysis of Large Vessels in-and-out Shanghai Harbor

下震旦统陡山沱组,平均厚度 136m左右,主要岩性组合为:白云岩,硅质白云岩,含硅白云岩,含磷白云岩,磷质白云岩,硅质岩,底砾岩,含砾白云岩,泥岩,白云质泥岩,含泥白云岩,含锰白云岩及磷块岩。根据岩性组合及沉积旋回特征该组分为两段,一段分为5个亚段,二段分为 6个亚段;上震旦统灯影组,平均厚度约401m,主要岩性组合为白云岩、燧石条带白云岩、花纹状白云岩、(假)鲕状白云岩和含磷白云岩。根据岩性组合及沉积旋回特征分为两段,一段分为2个亚段,二段分为5个亚段。寒武系和奥陶系,平均厚度大约668m,主要为白云岩,次为灰岩和泥岩等。第四系,主要为松散的砂砾石粘土沉积(表1)。

1.2 矿区构造

矿区构造形式主要为褶皱和断裂。褶皱包括滴水崖背斜和张家冲向斜,两条褶皱轴线平行,均呈北北西—南南东向,均为正常褶皱,两翼倾角一般13°~45°。

断裂有两个期次:

资源量估算是矿产地质勘查最主要的内容之一,主要目的是为进一步的地质勘查工作、矿山建设及国家有关部门宏观决策提供依据。因此,资源量估算结果应尽可能接近实际情况。根据矿体的地质产状特征,可选择合适的估算方法,“合适”的唯一标准就是估算结果更接近实际情况。不同的方法,得出的重要中间结果是矿体的体积,矿石的平均密度乘以矿体的体积等于矿石资源量。矿石的平均密度对估算结果有一定影响,以中型矿床为例:假如矿石体积为6000000 m3,平均密度为 2.85t /m3,则资源量为 1710万 t(2.85 t×6000000÷10000);如果矿石体积不变,平均密度为2.86t /m3,则资源量为1716万t(2.86 t×6000000÷10000),资源量增加了6万t;如果矿石体积不变,平均密度为2.84t /m3,则资源量为1704万t(2.84 t×6000000÷10000),资源量减少了 6 万 t;密度变化0.01,则矿石量变化6万t。在矿石密度同样的变化幅度下,矿床规模越大,资源量变化也越大。因此,为了使估算结果更接近实际情况,根据矿石品位与密度呈正相关性的规律,进行矿石密度测试时应照顾到不同品位的矿石,计算矿石平均密度应用加权平均法。

目前,国内城市商业银行对市场营销的认识还不够深,还未能形成全面的市场营销战略策略观念。全面的营销观念是引导相关银行走向繁荣的指导方向,它关系到银行的每一位员工,渗透于银行工作的方方面面[5]。国内城市商业银行应认识到市场营销是建立在全员努力、客户导向、利润和社会责任这四方面之上。但是,目前国内的相关银行对于市场营销观念的理解还不够深刻,没有真正落实市场营销的“以客户为中心”这个营销理念。

第二期次断裂,破碎带未固结,主要有7条:F09、F13、F01、F03、F23、F25、F33。

根据《磷矿地质勘查规范》(DZ/T0209-2002),矿石边界品位(P2O5)为12%,最低工业品位为15%或18%,P2O5<24%的为Ⅲ级品矿石,P2O5介于 24%与 30%之间的为Ⅱ级品矿石,P2O5≥30%的为Ⅰ级品矿石。

1.3 含磷层位

矿石品位(P2O5)与密度呈明显正相关性(图1),用最小二乘法拟合的数学模型为【5】

式中:y为矿石密度, x为矿石P2O5含量(%)。

 

表1 莲花山矿段地层简表Table1 The strata of Lianhuashan ore section

  

注:灯影组亚段、寒武系及奥陶系分组省略

 

系/组 段 亚 段 平均厚度(m) 主 要 岩 性 含磷层位第四系 几十厘米至10余米砂砾石粘土沉积寒武系—奥陶系 668± 主要为白云岩,次为灰岩和泥岩等灯影组(Z1dn) 二段(Z2dn2) 332± 白云岩,花纹状白云岩,(假)鲕状白云岩,夹两层含磷白云岩Ph5和Ph6一段(Z2dn1) 68± 白云岩,燧石条带白云岩陡山沱组(Z1d) 二段(Z1d2) 六亚段(Z1d26) 23.82 中下部为白云岩,可含少量硅质;上部为薄层状含泥白云岩五亚段(Z1 d25) 21.20 含硅白云岩,硅质白云岩,含磷白云岩,硅质岩,磷质白云岩(含硅质结核)Ph2一段(Z1 d1) 五亚段(Z1 d15) 10.46 白云岩四亚段(Z1 d14) 8.75 磷块岩,含磷白云岩,硅质岩 Ph1三亚段(Z1 d13) 5.28 泥岩,白云质泥岩二亚段(Z1 d12) 2.58 含锰白云岩一亚段(Z1 d11) 2.79 底砾岩,含砾白云岩崆岭群(Pt2k) >500 黑云斜长片麻岩Ph4四亚段(Z1 d24) 20.56 含硅白云岩,硅质白云岩三亚段(Z1 d23) 19.99 磷块岩,硅质白云岩,磷质白云岩 Ph3二亚段(Z1 d22) 12.45 硅质白云岩,含磷白云岩一亚段(Z1 d21) 8.87 上部为含硅白云岩、硅质白云岩夹磷块岩;下部为含硅质团块白云岩夹硅质岩

1.4 矿体矿石矿床规模

矿区存在15个矿体,6个工业矿体(P2O5≥18%,Ph1和Ph3层位各3个),6个低品位矿体(P2O5介于 12%~18%之间,Ph1层位1个,Ph3层位5个),3个小规模矿体(均赋存于Ph2)。矿体埋藏于地下 310~870m,均呈层状产出,与顶底板岩层呈整合接触。主要工业矿体,沿走向延伸 1409~1964m,沿倾向延伸 1468~2099m,平均厚度3.82~6.42m。

矿石类型主要为条带状磷块岩和薄层状磷块岩。Ph1矿石共生的矿物主要为胶磷矿和氟磷灰石(平均总量80%),次为白云石(平均含量9%),少量石英、方解石、金红石、粘土矿物、长石、白云母、黄铁矿及有机质等(均不超过5%)。Ph3矿石共生的矿物主要为胶磷矿和氟磷灰石(平均总量48%),次为白云石(平均含量13%)、石英(平均含量17%)和有机质(平均含量10%±),少量方解石、锆石、粘土矿物、长石、白云母、黄铁矿(均不超过5%)。Ph2矿石共生的矿物主要为胶磷矿和氟磷灰石(平均总量82%),次为白云石(平均含量11%),少量方解石、石英、蛋白石、金红石、黄铁矿及有机质(均不超过5%)。3个层位的矿石,均含微量陆源碎屑矿物(均不超过1%),有机质量不高但普遍存在,其中的胶磷矿是粒度极细的氟磷灰石。

查明工业矿体磷矿石资源量 8700×104 t,平均品位20.65%;伴生氟资源量157×104 t,平均品位1.83%。矿床规模属大型。

2 矿石品位与密度的相关性

2.1 样品的选取

F09和F13,走向近东西,沿走向延伸分别为856m、1137m,总体倾向南,倾角72°~88°,局部直立,为正断层,垂直断距 10~20m,未影响到矿层;F01和F03,走向北西—南东,沿走向延伸分别为960m、1400m左右,断面倾向北东,倾角 53°~86°,为正断层,最大垂直断距分别为145m、16m左右,未影响到矿层;F23、F25、F31和F33,走向北西—南东,沿走向延伸281~908m,断面倾向南东、倾角25°~78°,逆断层,最大垂直断距56~86m,F23和F25局部切断矿层,F31和F33未影响到矿层。

线形生产建设项目在施工过程中或多或少都会存在占压和扰动土地和植被的现象,使原有水土保持设施的功能降低或丧失,加重原有地表水土流失。线形生产建设项目包括铁路、公路、输气管线、输油管线、输变电线路等,其水土流失常以“点状”和“线形”综合的形式出现,具有水土流失量大、集中突发性强、危害大等特点。

由于研究的内容为矿石品位与密度的相关性,所以,选取对象为 P2O5≥12%的样品。此外,由于矿体主要分布于Ph1和Ph3中,Ph2 层位仅局部形成规模较小的矿体,所以样品的选取以Ph1和Ph3为主。

根据上述原则,共选取具有代表性样品 70件,样品均采自钻探工程岩心,新鲜未风化,其中Ph1矿石32件,Ph3矿石30件,Ph2矿石8件。每件样品测试数据包括 P2O5含量和密度。为了进一步研究相关性原因,计算出了每件样品磷灰石的含量,计算公式为:磷灰石含量=样品P2O5含量÷矿区磷灰石 P2O5平均含量。据电镜能谱分析数据计算,矿区磷灰石P2O5平均含量=0.43。70件样品的矿石品位 12.11%~38.89%,平均24.00%,磷灰石含量 28.16%~90.44%,平均55.81%(表2)。

 

表2 莲花山矿段磷矿石P2O5及磷灰石含量(%)和矿石密度数据Table2 Phosphate rock P2O5 and apatite content (%) and its ore density data in Lianhuashan ore section

  

测试分析单位:中化地质矿山总局中心实验室

 

样品 层位 P2O5 密度 磷灰石 采样工程 样品 层位 P2O5 密度 磷灰石 采样工程1 Ph1 38.56 2.89 89.67 ZK12604 38 Ph3 27.78 2.94 64.60 ZK12412 2 Ph1 36.58 3.12 85.07 ZK13004 39 Ph3 27.57 3.02 64.12 ZK12603 3 Ph1 34.98 2.99 81.35 ZK12412 40 Ph3 27.06 2.88 62.93 ZK13007 4 Ph1 33.45 2.73 77.79 ZK9617 41 Ph3 26.53 2.92 61.70 ZK12413 5 Ph1 33.09 3.05 76.95 ZK12006 42 Ph3 25.47 59.23 ZK10007 6 Ph1 32.09 3.04 74.63 ZK13004 43 Ph3 24.61 2.99 57.23 ZK12601 7 Ph1 31.40 3.03 73.02 ZK12017 44 Ph3 23.54 2.88 54.74 ZK12012 8 Ph1 31.01 3.17 72.12 ZK12818 45 Ph3 23.10 3.16 53.72 ZK12016 9 Ph1 30.53 3.07 71.00 ZK9612 46 Ph3 22.50 3.16 52.33 ZK11208 10 Ph1 29.95 2.80 69.65 ZK12820 47 Ph3 21.84 2.87 50.79 ZK12606 11 Ph1 27.97 2.85 65.05 ZK12417 48 Ph3 21.65 2.81 50.35 ZK10005 12 Ph1 29.49 3.00 68.58 ZK12202 49 Ph3 21.11 2.88 49.09 ZK9612 13 Ph1 27.53 2.87 64.02 ZK12417 50 Ph3 20.41 2.84 47.47 ZK10408 14 Ph1 27.05 2.91 62.91 SK12402 51 Ph3 20.18 2.93 46.93 SK12402 15 Ph1 26.46 3.00 61.53 ZK12008a 52 Ph3 19.45 2.77 45.23 ZK13002 16 Ph1 25.49 2.85 59.28 ZK12203 53 Ph3 18.54 2.79 43.12 SK12402 17 Ph1 25.09 2.88 58.35 ZK9612 54 Ph3 18.01 2.92 41.88 ZK12804 18 Ph1 24.41 2.86 56.77 SK12402 55 Ph3 17.03 2.79 39.60 ZK9617 19 Ph1 24.05 2.87 55.93 ZK12012 56 Ph3 15.62 2.86 36.33 ZK12601 20 Ph1 22.39 2.97 52.07 ZK11605 57 Ph3 15.04 3.07 34.98 ZK12205 21 Ph1 22.03 2.90 51.23 ZK12008a 58 Ph3 14.54 3.00 33.81 ZK12004 22 Ph1 21.52 2.83 50.05 ZK12012 59 Ph3 13.50 2.88 31.40 ZK12802 23 Ph1 21.01 2.85 48.86 ZK12016 60 Ph3 13.11 2.82 30.49 SK12402 24 Ph1 20.52 2.95 47.72 ZK12818 61 Ph3 12.63 2.74 29.37 ZK10009 25 Ph1 19.84 2.93 46.14 ZK11605 62 Ph3 12.11 2.83 28.16 ZK12412 26 Ph1 19.53 2.79 45.42 ZK12804 63 Ph2 38.89 3.09 90.44 ZK12804 27 Ph1 18.50 2.59 43.02 ZK12601 64 Ph2 33.99 2.96 79.05 ZK12804 28 Ph1 18.04 2.83 41.95 ZK9610a 65 Ph2 30.97 3.29 72.02 ZK13004 29 Ph1 16.05 2.89 37.33 ZK11208 66 Ph2 27.50 2.97 63.95 ZK12604 30 Ph1 15.44 2.91 35.91 ZK10403 67 ph2 24.10 2.99 56.05 ZK10403 31 Ph1 14.39 2.86 33.47 ZK12411 68 ph2 23.80 2.88 55.35 ZK12410 32 Ph1 12.90 2.72 30.00 ZK10009 69 ph2 21.13 2.86 49.14 ZK11607 33 Ph3 33.11 3.02 77.00 ZK12412 70 ph2 14.39 2.93 33.47 ZK12017 34 Ph3 30.26 2.86 70.37 ZK12204 最小值 12.11 2.59 28.16 35 Ph3 29.99 3.04 69.74 ZK10408 最大值 38.89 3.29 90.44 36 Ph3 29.04 3.16 67.53 ZK12202 平均值 24.00 2.92 55.81 37 Ph3 28.57 2.90 66.44 ZK12203

2.2 矿石品位与密度的相关性

含磷层位有 6个,简称为 Ph1、Ph2、Ph3、Ph4、Ph5及Ph6。Ph1~Ph4属陡山沱组,Ph5和Ph6属灯影组。Ph1和Ph3是主要含磷层位,包含了矿区主要的工业矿体和低品位矿体。Ph2是次要含磷层位,仅局部形成小规模矿体。其它含磷层位仅有矿化、未形成矿体(表1)。

 

2013年,水利部综合事业局在部党组的坚强领导下,面对新的发展形势,科学研判,正确分析,开拓创新,进一步深化改革,进一步强化创新驱动,业务建设得到了进一步的巩固与推进,经济建设的质量与效益显著提升,文化建设得到了快速发展,服务和支撑水利改革发展的能力得到进一步提升。

(2)以品位变化特征为准,对参加矿石平均密度计算的全样品(简称“密度样”)进行分组;

  

图1 莲花山矿段磷矿石品位(P2O5)与密度相关性图Fig.1 Correlation between phosphate rock grade (P2O5) and density in Lianhuashan ore section

矿石中主要矿物为磷灰石,次要矿物为白云石和石英,其它矿物少量。磷灰石、白云石及石英的密度分别为 2.9~3.2、2.86、2.65【6】,磷灰石的密度明显高于白云石和石英的密度。矿石中的磷主要赋存于磷灰石中,少量以类质同象代换或杂质方式赋存于白云石等矿物中。所以,以磷灰石为主的矿物组合特征是上述相关性的原因。

3 对比分析

为了进一步证实矿石品位与密度的相关性,下面与白云岩进行了对比分析。莲花山矿区 Ph3矿层顶底板白云岩 P2O5、磷灰石含量与岩石密度数据见表 3(磷灰石含量计算方法与前述相同),二者不存在相关性趋势(图 2),其原因为白云岩中磷灰石含量低。这说明,P2O5含量与密度的正相关性仅存在于矿石中。

 

表3 莲花山矿段Ph3磷矿层顶底板白云岩P2O5磷灰石含量(%)和岩石密度数据Table3 The P2O5 and apatite content (%) and rock density in dolomite from the top and bottom of phosphatic bed in Lianhuashan ore section

  

样品 层位 P2O5 密度 磷灰石 采样工程 样品 层位 P2O5 密度 磷灰石 采样工程1 Ph3 11.55 2.88 26.86 ZK11208 15 Ph3 7.54 2.81 17.53 ZK12413 2 Ph3 11.29 2.63 26.26 ZK12410 16 Ph3 7.35 2.79 17.09 ZK11208 3 Ph3 11.28 2.66 26.23 ZK09612 17 Ph3 6.72 2.80 15.63 ZK12818 4 Ph3 11.16 2.75 25.95 ZK12820 18 Ph3 6.28 2.69 14.60 ZK12404 5 Ph3 10.76 2.80 25.02 ZK12006 19 Ph3 5.48 2.72 12.74 ZK12417 6 Ph3 10.49 2.88 24.40 ZK12606 20 Ph3 5.47 2.86 12.72 ZK12601 7 Ph3 9.75 2.81 22.67 ZK10409 21 Ph3 4.57 2.79 10.63 ZK10006 8 Ph3 9.39 2.90 21.84 ZK12415 22 Ph3 4.35 2.74 10.12 ZK12201 9 Ph3 9.32 2.99 21.67 ZK12004 23 Ph3 3.82 2.69 8.88 ZK12404 10 Ph3 8.86 2.82 20.60 ZK12006 24 Ph3 2.35 2.80 5.47 ZK09613 11 Ph3 8.84 2.82 20.56 ZK12604 最小值 2.35 2.63 5.47 12 Ph3 7.92 2.83 18.42 ZK12404 最大值 11.55 3.11 26.86 13 Ph3 7.88 3.11 18.33 ZK12002 平均值 7.92 2.81 18.41 14 Ph3 7.55 2.88 17.56 ZK12415

  

图2 莲花山矿段白云岩P2O5含量与密度关系图Fig.2 Relationship between P2O5 content and density in dolomite of Lianhuashan ore section

 

(注:据表3数据作图)

4 研究意义

矿石品位与密度的正相关性,对于资源量估算、地质勘查、找矿实践有一定意义。

在构建过程中,更要突出社会化管理。水资源保护是一项社会公益性事业,应充分体现社会化管理的理念和内涵。不仅要注重与环保等相关部门、行业的良好衔接,更要注重社会各界特别是利益相关各方的广泛参与和社会监督。

第一期次断裂,破碎带已固结为断层角砾岩,主要为F98和F12:F98断裂,总体走向南西-北东,矿区内沿走向延伸 3340m,断面倾向南东,倾角一般 63°~85°,为正断层,最大垂直断距198m,不但切断了矿层和地层,同时还控制着矿区的地形地貌;F12断裂,走向北北西-南南东,沿走向延伸 1709m,断面倾向北东,倾角73°~85°,为正断层,最大垂直断距 41m,未影响到矿层。

初步确定矿石平均密度的加权平均计算方法如下:

(1)针对所有矿石样品,用算术平均法计算出平均品位(简称“单样平均品位”);

0.01显著性水平下,相关系数的临界值介于0.302~0.325 之间【5】。据计算,矿石品位(P2O5)与密度的相关系数为 0.46,高于临界值,所以,上述数学模型显著,即数学模型成立。

(3)预设一个比例系数,以此系数为权,计算出全部“密度样”的平均品位,逐步调整比例系数,使全部“密度样”的平均品位等于“单样平均品位”;

(4)以最终确定的比例系数为权,计算出全部“密度样”的平均密度,用此平均密度数据进行资源量估算。

如果最终计算的平均品位与单样平均品位相差较大,可调整上述比例系数,重新计算矿石的平均密度和资源量。在野外工作中,往往需要现场划分出矿层,而在某些情况下仅凭肉眼观察难以区分矿层和围岩。根据矿石品位与矿石密度呈正相关性的规律,野外工作可通过手感区分岩矿石的“轻重”来区分矿层和围岩。实践证明,这是野外区分矿层和围岩一种有效的补充方法。

肿瘤是一类细胞周期疾病,经历多基因、多步骤突变,细胞呈失控性生长,其中细胞凋亡失衡是肿瘤发生、发展的重要机制[6-7]。凋亡抑制蛋白家族是一类抑制凋亡的调节因子,Survivin是上世纪九十年代末发现的凋亡抑制蛋白家族新成员,定位于人类染色体17q25,由142个氨基酸组成,只表达于肿瘤与胚胎组织,与其他凋亡抑制蛋白家族成员比较,Survivin结构简单,具有其他成员无可比拟的抗凋亡能力。近年来研究显示,在肺癌、喉癌、胃癌、结直肠癌、鼻咽癌、卵巢癌等多种恶性肿瘤均可发现Survivin过表达,Survivin已成为肿瘤诊断与治疗的新靶点[8-10]。

根据矿石的矿物组合特征分析,分布于扬子地台边缘的同类型生物化学沉积型磷矿(如荆襄磷矿、宜昌磷矿、四川、云南等地的磷块岩矿床)、变质型磷矿及内生型磷矿【3】,也应存在“矿石品位与密度的正相关性”,但数学模型的具体参数可能有变化。因此,上述应用也应可考虑。

5 结论

莲花山磷矿矿石品位与密度呈正相关性,数学模型为:y=0.01x+2.72。其中,y为矿石密度,x为矿石P2O5含量(%)。原因为:磷灰石是主要矿物,且密度明显高于其它主要脉石矿物。

同时测试样本y也通过ϕ(y→ϕ(y))映射到核空间。由此将稀疏表示方程y=Ax转化为核空间中的方程ϕ(y)=Bα,将求解测试样本ϕ(y)在基空间B中的稀疏表示系数转化为l0范数上的最优化问题:

陈树清老师担任着我们这一届宏志班的班主任。那些同学远离父母异地住校求学。陈老师从学生衣食住行到思想动态、学业成绩……分分钟操碎了心。但陈老师说他是幸福的。当他看到这些来自偏远山区或小城镇的优秀学生孜孜不倦地苦读时,就想起了学生时的自己。他为能帮助和带领这些孩子去实现梦想感到幸福。

其它地区和其它类型的磷矿,也应存在“矿石品位与密度的正相关性”,但数学模型的具体参数可能有变化。

矿石品位与密度的正相关性,对于资源量估算、地质勘查及找矿实践有一定意义。

参 考 文 献

1 徐少康. 王集磷矿矿石类型及成因分析[J]. 中国非金属矿工业导刊,2012,(5):52~56

2 徐少康,王宇,贾晗,等. 湖北王集磷矿矿石化学成分特征及矿床成因探讨[J]. 化工矿产地质,2015,37(4):198~204

3 韩豫川,夏学惠,肖荣阁,等. 中国磷矿床[M]. 北京:科学出版社,2012

4 东野脉兴. 岩成矿体系与找矿实践[M]. 北京:地质出版社,2015

5 方开泰,全辉,陈庆云. 实用回归分析[M]. 北京:地质出版社,1988

6 姜尧发,孙宝玲,钱汉东. 矿物岩石学[M]. 北京:地质出版社,2009

 
徐少康,王磊,王宇,程广胜,刘辰炯
《化工矿产地质》 2018年第01期
《化工矿产地质》2018年第01期文献

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