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发布时间：2022-04-20 07:38
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时间：2023-08-20 10:56
(一)矿区位置
辛旺蓝宝石砂矿段位于昌乐县城东南约10km。在地质构造位置上,具有沂沭断裂带的西侧昌乐—临朐凹陷的东北部。矿区在地貌上处在辛旺小河北岸的蛇山南麓的洪坡积平台地带,海拔高度70～100m,稍有北高南低之势,坡度角约5°～10°,表面平坦、开阔。矿区西部有一个SN向的冲沟,切割最深处近8m,南邻辛旺小河,洪坡积物发育。矿区东西长1400m,南北宽1000m,面积1.4km2,见图2-6-4。
图2-6-4 昌乐县辛旺蓝宝石砂矿矿区地貌图
(据山东省地质矿产局第七地质队,1991)
1—坡积斜坡;2—洪坡积平台;3—河床河漫滩;4—盾状火山丘;5—冲沟;6—推测断层;7—地质界线;8—勘探线及编号;9—C级矿体边界;10—D级矿体边界;11—勘查范围
(二)矿区地质特征
矿区内除北部和西部外围有寒武系及新近纪临朐群牛山组、尧山组出露外,均为第四系堆积物。
1.第四纪地层
全新世沂河组:为由黏土粉砂(上部,厚0.2～1.5m)及砂砾(下部,厚0.5～2.5m)组成的河床相堆积层。该层含有刚玉及蓝宝石。
更新世晚期大站组:为由含砂黏土(上部,厚2.9～9.0m)及结核质黏土和砂砾(下部,厚1m左右)组成的洪积、冲积物。该层含有刚玉及蓝宝石,是区内主要含矿层。
更新世中期—全新世山前组:为由黏土、碎石等组成的残坡积层。该层含有蓝宝石。
矿区地貌以火山作用形成的火山地貌为基本格架,总体为西高、东低的低丘地势。大丹河和小淳于河由蓝宝石原生矿产地——方山的南、北两侧,自西而东流经矿区。
2.含矿层
矿区内各种成因类型的第四系纯沉积层中都含矿,均可称为含矿层,但主要是洪冲积含矿层中的砂砾层,洪坡积含矿层的结核质黏土层、黏土质结核层。
(1)结核质黏土层
结核质黏土层,呈姜*,结核约占25%～35%,局部可达50%,黏土约占25%～75%,矿石相对密度为1.21～1.42;松散系数1.093含水量平均18.29%。矿石的粒度用筛选方法,小于0.1mm的成分最多,大于2mm的砾石仅占26.46%,其余细粒物质占73.54%。对粗粒物质的成分分析表明:直径大于4mm的物质,钙质结核占97%以上;2～4mm的物质中,钙质结核约占84%,其余成分主要为铁锰球、石英及少量岩石碎屑等,重矿物主要为铁锰球、尖晶石、刚玉等。
(2)黏土质结核层
呈*,其结核含量稍高,约占50%～60%,黏土约占40%～50%。
(三)矿体特征
辛旺矿段分布的更新世晚期大站组洪坡积含矿层内共圈定出2个矿体。Ⅰ号矿体是更新世晚期大站组洪坡积含矿层下层矿体,是主矿体,查明蓝宝石资源储量近1000kg;Ⅱ号矿体是更新世晚期大站组洪坡积含矿层上层矿体,查明蓝宝石资源储量70kg。
1.Ⅰ号矿体
图2-6-5 昌乐县辛旺蓝宝石砂矿床38线地质剖面简图
(据山东省地质矿产局第七地质队,1991)
为主矿体,分布在洪坡积平台底部(下层含矿层)含蓝宝石结核质黏土层中(图2-6-5)。矿体呈板状,位于古近纪五图群侵蚀面上。底板岩性主要为五图群的砂页岩、泥灰岩等。在地势上北高南低,坡度较大于10°。顶板主要为黏土粉砂层。矿体长1350m,宽约750m;矿体面积102.34万m2。矿体平均厚度1.10m,矿体一般埋深1.4～1.6m。北部埋深浅,一般埋深小于0.5m,局部矿体出露于地表;南部埋深大,位于Ⅱ号矿体之下的Ⅰ号矿体平均埋深5.23m。Ⅰ号矿体剥离比1.83∶1,蓝宝石与刚玉之比为1∶6.25。
2.Ⅱ号矿体
分布在洪坡积平台底部(上层含矿层)含蓝宝石黏土质结核层中(图2-6-5)。为Ⅰ号矿体上部的夹层矿体,呈透镜状。矿体的顶板为含砂黏土层,底板为黏土粉砂层。矿体长250m,宽210～308m;矿体面积6.72万m2。矿体平均厚度1.19m。矿体平均埋深2.84m;剥离比为2.98∶1。蓝宝石与刚玉之比为1∶5.07。
Ⅰ号矿体自西向东有增厚、自南而北有减薄的趋势,但变幅不大,矿体厚度变化系数为53.67%,而品位变化幅度较大,变化系数132.87%,纵、横向品位变化系数区间分别为55.71%～134.94%、88.64%～127.76%,大体反映出矿体品位沿横向变化较大、沿纵向变化稍小的趋势(图2-6-6)。
图2-6-6 昌乐辛旺蓝宝石砂矿区Ⅰ号矿体
宽度、厚度、品位变化曲线图
(据山东省地质矿产局第七地质队,1991)
(四)矿体特征
1.矿石(砂)类型
辛旺矿段内蓝宝石矿石(砂)有2种类型。
结核质黏土型蓝宝石矿石(砂):此类型矿石(砂)由25%～35%的钙质结核和65%～75%的黏土组成。其中蓝宝石平均品位为0.939g/m3,蓝宝石与刚玉之比为1∶6.25。结核质黏土型矿石(砂)呈姜*,结构约占25%～35%,局部可达50%,黏土约占25%～75%。矿石(砂)密度为1.21～1.42t/m3;松散系数为1.09;含水量平均为18.29%。矿石(砂)中小于0.1mm的细物质组分最多,占73.54%;大于2mm的粗物质组分仅占26.46%(图2-6-7)。在矿石(砂)粗粒物质组分分析表明:直径大于4mm的物质,钙质结核占97%左右;2～4mm的物质中,钙质结核约占84%,其余主要为铁锰球、尖晶石、刚玉等。矿石(砂)中小于2mm的重砂矿物中,磁性矿物占重砂矿物的27.78%,主要为磁铁矿;电磁性矿物占重砂矿物的61.11%,主要为普通辉石、镁铁尖晶石、钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、碳酸盐岩矿物等;重矿物占重砂矿物的11.11%,主要为锆石、水铝石、刚玉、金红石等。
图2-6-7 昌乐辛旺蓝宝石砂矿结核质黏土型
矿石(砂)粒度变化直方图
(据山东省地质矿产局第七地质队,1991)
黏土质结核型蓝宝石矿石(砂):此类型矿石(砂)由50%～60%的钙质结核和40%～50%的黏土组成。其中蓝宝石平均品位为1.103g/m3,蓝宝石与刚玉含量之比为1∶5.07。辛旺矿段蓝宝石平均品位为0.936g/m3,。黏土质结核型矿石(砂)呈*,其结核含量稍高,约占50%～60%,黏土约占40%～50%。此类矿石(砂)其他特征与结核质黏土层相似。
2.矿石(砂)中与蓝宝石共生的主要矿物
矿石(砂)中与蓝宝石共生的主要矿物有镁铁尖晶石、锆石、镁铝榴石、辉石、歪长石等。其中颗粒最大,数量最多的属镁铁尖晶石,晶体为八面体、黑色、不透明,莫氏硬度8,密度3.6g/m3,具有电磁性。在开采蓝宝石矿的过程中,可用电磁选回收镁铁尖晶石,粒径大于5mm的颗粒,用混圆机混圆,激光打眼,可加工成黑色的镁铁尖晶石项链。锆石,四方晶系,棕红色,透明—半透明,莫氏硬度7.25,密度3.9～4.1g/cm3。镁铝榴石,等轴晶系,棕红色,透明至半透明,莫氏硬度7.25,密度3.7～3.8g/cm3。锆石和镁铝榴石含量不多,颗粒不大,在开采蓝宝石矿的过程中,可回收大粒级的锆石和镁铝榴石。辉石和歪长石虽然颗粒较大,数量也多,但由于解理发育,难以加工成宝石。
(五)成因类型及成矿时代
成因类型为沉积(洪冲积—坡积)型,成矿时代为第四纪。
(六)矿床规模
昌乐县辛旺蓝宝石砂矿床,是五图矿区的一个矿段。其在1990～1991年经山东省地矿局第七地质队张培强等详查评价,查明蓝宝石资源储量1008kg,其中经济的基础储量876kg(平均品位0.936g/m3),为一大型矿床。同时查明刚玉资源储量7.22t(平均品位6.846g/m3)。
昌乐县辛旺矿段蓝宝石矿床规模大,富集程度高,所产的蓝宝石颜色好,特异宝石多,环带构造发育。矿石(砂)中除一般蓝宝石外,常见黑星光蓝宝石;棕红色与蓝色呈互层环带的复色蓝宝石亦多见于区内。是我国重要的宝石矿床。