白家寨脉石英矿地质特征及研究价值

白家寨脉石英矿地质特征及研究价值

作者：李锁明 王晶 濮玉钦 来源：《价值工程》2015年第13期

摘要： 龙陵县白家寨脉石英矿开采历史悠久，自1999年开始采掘，以露天开采的方式分台阶进行剥采。本文通过矿床地质特征的研究，查明了白家寨脉石英矿的矿体分布形态，矿石质量特征等，不仅对类似矿床的地质研究工作具有一定指导意义和参考价值，还能产生一定的经济价值、环境效益以及社会意义。

关键词： 脉石英；矿床；地质特征；研究意义；经济价值

中图分类号：P611 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）13-0154-03 1 地质背景

龙陵地区地处印度洋板块与欧亚板块接触带东部，位于冈底斯-念青唐古拉褶皱系东段，福贡-镇康褶皱带南段，芒市褶皱束北段，主体构造以北东-南西向为主[1]。白家寨脉石英矿床处于龙陵-瑞丽大断裂和黄草坝断裂之间。（图1）

区内主要出露加里东晚期-华里西中期、燕山期岩浆岩[2]，岩体与围岩的接触线弯曲，围岩接触变质现象明显，区内石英矿大多分布于燕山期花岗岩的张性裂隙中，呈脉状产出。区域上矿产分布广泛，主要有硅石、石灰石、铍、铌、钽、高岭土等，如勐冒硅石矿、杨梅山石灰石矿、黄草坝高岭土等。 2 矿床地质特征

2.1 地层和构造 矿区出露地层主要有：第四系残坡积层（Q）：由粘土、砂土、碎石等组成，分布于矿区地表，厚0～5m，与下伏地层不整合接触；第四系冲洪积层（）：由砂、卵砾石等组成，主要沿矿区北部沟谷分布，厚0～5m，与下伏地层不整合接触；混合花岗岩（γm）：时代不明，产状呈岩株状。具花岗结构，块状构造。分布于整个矿区。矿床处于两条断裂的夹持地段中。岩体受挤压破坏，节理裂隙较为发育，多成呈网纹状，以闭合裂隙为主，地表岩石遭受风化较深而较破碎。

2.2 岩浆岩以及围岩蚀变 矿床主要出露燕山期岩浆岩，以酸性岩体为主，岩性多为中粒黑云二长花岗岩、似斑状含角闪石黑云二长花岗岩、普通正常花岗岩、细粒白云母碱长花岗岩以及普通花岗岩等。

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区内变质作用强烈，岩体及残留变质岩中辉绿岩及石英脉较发育。变质作用以区域变质作用为主，岩体附近有角岩、微晶片岩、斑点板岩分布。

2.3 矿床成因及找矿标志 燕山期地质构造运动使岩浆上升、入侵，将上覆地层重熔分选，使硅元素富集，最终随岩体冷却结晶形成矿，另有部分后期硅质矿液沿围岩张性裂隙充填交代，经后期区域地质作用重结晶叠加成矿，矿床具有以下特点：①矿体产于燕山期中粒黑云二长花岗岩中。②矿体呈脉状产出。矿体与围岩界线清楚，接触面微呈波状弯曲。

矿床的直接找矿标志为矿体难风化、易形成较陡峻山脊并沿山脊分布露头；其次是混合花岗岩及其张性裂隙。 2.4 矿体地质

2.4.1 矿体特征 白家寨脉石英矿仅有V1一条矿体（图2），呈长透镜状产于混合花岗岩中，矿体大致产状120°∠60°。矿体出露长度约1150m，地表出露标高范围1773～1920m。矿体呈楔形体，走向两端以及向深部有逐渐变薄歼灭的趋势。经探矿工程控制，其单工程矿体厚度3.71m～25m，矿体平均水平厚14.7m，厚度变化系数为85.46%，厚度变化较稳定；单样品位SiO298.27%～99.86%，单工程矿体平均品位SiO2品位98.78%～99.90%，平均98.93%，杂质含量Fe2O3：0.012%～0.034%，平均0.025%，Al2O3：0.205%～0.354%，平均0.244%，CaO平均0.01%。矿体有用组分变化均匀，厚度变化稳定。

2.4.2 矿石特征 矿石矿物为石英，呈它形细-中粒状，颗粒间相互间呈不规则致密镶嵌。脉石矿物主要为少量的白云母、磷灰石、锆石，三者含量低于1%。

矿石化学成分SiO2含量98.78%～99.10%，平均98.93%；杂质Fe2O3 ：0.052%～0.084%，平均0.065%，Al2O3 ：0.205%～0.554%，平均0.354%，CaO平均0.01%，属Ⅰ级品矿石。有害组分含量均低于允许含量低于标准值（表1）。 3 矿区工程地质特征

矿区地表风化较为强烈，岩土体性质复杂。大致分为四种（表2）。 4 工业需求

随着社会及科学技术的发展，国内外半导体工业、电子工业、微电子工业高速发展，尤其随着太阳能光伏产业的崛起，多晶硅的市场需求逐渐增加，带动了金属硅冶金工业，我国是工业硅生产大国和出口大国，2010年以来，全国生产工业硅企业300多个，年生产工业硅总量超过80万吨，出口量超过50万吨，工业硅的产能，产量以及出口量均居世界首位。国内单晶硅年需要量在6000万平方英寸以上，多晶硅年需求量在500吨以上，市场缺口很大。因此冶

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金硅工业，特级品，一级品硅矿石需求量亦很大，硅资源的消耗也随之日益加大。硅石矿的开采也迅猛发展，硅矿石开采，市场有广阔的前景。 5 研究价值

加强矿床地质特征及工程地质特征的研究，有以下几方面的意义：

5.1 地质意义：独特的构造位置和成矿背景，造就了怒江-保山一带相对集中的高品位的脉石英成矿带。很多石英脉的产出具有相类似的地质特征和找矿标志。白家寨脉石英矿是典型的高品位硅石矿之一，研究其地质特征，对类似矿床的找矿具有一定的指导作用和参考价值和意义：

①成矿地质环境的判别。 ②成矿作用的探讨。 ③成矿机理的研究。 ④工程地质条件的研究。 ⑤对采矿的指导意义。

5.2 环境效益：我国的硅产业，技术装备欠发展，冶金能耗高，环境污染严重，一直以来都受国家宏观调控限制。另外，硅石矿尤其是脉石英矿的开采，几乎都选择露天开采方式，加之矿山围岩质地疏松，矿山地理位置相对较高，很容易造成水土流失，造成下游水沙化，引起环境恶效应。因此，无论是从工业硅的冶炼加工，还是矿山的开采，都面临着严峻的环保问题。而针对矿山地质的研究，可以从根本上避免严重后果的发生。研究矿山地质特征尤其是工程地质特征，可以及时掌握矿区及周围的环境，岩土体的工程地质条件和开采条件，为采矿过程中有效地防止水土流失，减少地质灾害发生。通过防止地质灾害可以使水土流失减轻，地表径流现状改善，促进人与自然的和谐发展，使矿山减少“疮疤”，成为“绿色矿山”。充分利用有限的矿产资源，使其最大限度地发挥其作用，做到“在开发中保护，在保护中开发”。 5.3 社会效益：根据矿床的赋存状况，矿石的地质特征来合理、科学的开发利用，不仅为社会提供硅石资源需求。并为当地农村劳动力提供就业机会，为当地农村脱贫致富和社会稳定创造条件，同时可促进当地运输、服务等相关产业的发展，为当地经济发展注入新活力。矿山开发将会锻炼出一批有一定矿山生产、管理技能的人才，为地方矿业的发展提供了人力资源储备。

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以2010年白家寨矿山开采为例，矿山有职工86人（其中包括地质采矿类专业技术人员8名，特种司机5名，运输司机21名，其余为施工队选矿民工），可为当地及周边村庄解决很大部分的就业问题。

5.4 经济效益：我国是工业硅生产大国，但下游产品受技术设备等的限制，尚欠发展。要提高产品质量，增强竞争力，必须加大科研投入，搞好技术进步和创新。而对硅石矿原材料的改良，无疑是最关键的环节之一。生产高质量的硅产品，需求矿石原材料SiO2含量98%以上，Fe2O3、Al2O3以及CaO等杂质尽可能低。而矿山地质研究可更加准确地掌握矿床的控矿因素，矿体形态分布以及矿石质量变化，可为矿山的开采提供参考依据。比如，为采矿选择合理的方式，设计合理的矿山开采设计，最大程度降低采剥比，可节约采矿成本，提高回采率，无形中形成较好的经济效益。另外，可避免和减少矿山地质灾害及对地质环境破坏造成的损失，潜在的经济效益是十分可观的。下面单以白家寨矿山矿产品为例，进行概略经济效益研究：

5.4.1 基础数据的选择：以2015年为标准 生产规模：3万吨/年；产品生产综合成本：200元/吨（即200元/吨，包含工人工资、机械费、运输费、税收等）；税率：产品生产综合成本的6%；产品销售单价：400元/吨（即400万元/万吨）；矿山保有资源储量：26.90万吨；采矿回收率：85%；矿山投资：200万元。 5.4.2 概略经济效果指标

①潜在总产值=矿石资源储量×产品销售单价×采矿回收率=26.90×400×85%=9146（万元） ②企业年产值=生产规模×产品销售单价 =3×400=1200.00（万元）

③企业年成本=规模×产品生产综合成本 =3×200=600（万元） ④年税收=企业年成本×税率 =600×6%=36（万元）

⑤企业年利润=企业年产值-企业年成本 =1200-600=600（万元）

⑥矿山服务年限=矿石资源储量×采矿回收率÷生产规模=26.90×85%÷3=7.62（年）

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⑦投资偿还期=总投资÷企业年利润 =200÷600=0.33（年）

综上所述，白家寨脉石英矿服务年限为7.62年，年内企业获利600万元，国家获税利36万元，矿山回收期0.33年，矿山经济效益良好。 6 结论

通过研究，查明了白家寨脉石英矿矿床地质特征，矿体分布形态，矿石特征等，为类似的硅石矿提供一定的参考。研究脉石英矿床地质特征具有指导寻找类似矿床的意义，能为矿山工作中环境维持和恢复提供一定依据，还能产生一定的社会效益和经济效益。 参考文献：

[1]张四昌，徐杰.1976年龙陵地震地震地质特征的探讨[J].云南地质，1978，3：56-62. [2]秦德先.龙陵东部花岗岩及其成矿作用[J].矿产与地质，1990，16（4）：25-45. [3]熊昌利，贾小川等.滇西龙陵地区勐冒奥陶纪二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其构造环境[J].地质通报，2012，31（2）：56-62.

[4]刘强.滇缅矿产与大地构造探究[J].工程技术，2012，01：91-92.

[5]白宪洲，贾小川等.滇西龙陵-瑞丽断裂带早白垩世火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和地球化学特征[J].地质通报，2012，31（2-3）：298-305.

[6]郭瑾.国内外多晶硅工业现状[J].上海有色金属，2007，28（1）：21-45.

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