Exploración e investigación de depósitos de rutilo de alta ley a gran escala en el cinturón metamórfico de presión ultraalta en el norte de Jiangsu

(Instituto de Investigación del Servicio Geológico de Jiangsu, Nanjing 210018)

Resumen: Hay más de 2000 tipos de eclogita distribuidas en el cinturón metamórfico de presión ultraalta en el norte Jiangsu y el rutilo tienen un potencial de mineralización superior. Durante el trabajo del Proyecto de Estudio Nacional de Tierras y Recursos, se contó una gran cantidad de eclogitas que contenían minerales. Se creía que el potencial de recursos regionales era enorme y las perspectivas de prospección estaban divididas. Sobre esta base, se descubrió un depósito mineral grande y ultragrande, y se descubrió un solo yacimiento, con una ley de hasta 3,94%. En términos de teoría de prospección, el proyecto ha logrado avances importantes en el proceso de formación y evolución de depósitos minerales e indicadores de prospección; en términos de métodos de prospección, utiliza de manera innovadora estudios magnéticos de alta precisión para realizar exploraciones de mineral de rutilo de tipo eclogita; utiliza taladros helicoidales de manivela La realización de exploración de minerales sólidos en áreas de cobertura poco profundas proporciona nuevos métodos técnicos para campos relacionados.

Palabras clave: depósito de rutilo; grande; alto grado; teoría de prospección; método de exploración del norte de Suzhou

Aprobado por el Instituto de Investigación del Servicio Geológico Provincial de Jiangsu, rutilo en el nivel ultra alto zona metamórfica de presión del norte de Jiangsu El estudio y evaluación de la mina se han incluido en los proyectos de estudio de tierras y recursos "Evaluación potencial regional de recursos no metálicos en la costa sureste" (2000 ~ 2001) y "Evaluación integral de recursos no metálicos en la Costa Sureste" (2002 ~ 2004). Este artículo es uno de los resultados de la investigación y evaluación de los depósitos de rutilo en el cinturón metamórfico de presión ultraalta en el norte de Jiangsu.

1 Antecedentes del proyecto

1.1 Ventaja de la ubicación

Hay un cinturón metamórfico central de presión ultraalta en el centro de China, que corre de este a oeste: comenzando desde Kunlun en al oeste y atravesando Qilian y Qinling en el este, Dabie, continúa extendiéndose hacia el este hasta el área de Sulu debido a la falla de Tanlu.

El cinturón metamórfico central de ultraalta presión juega un papel muy importante en la investigación geológica y la prospección de minerales en China. En este cinturón metamórfico de presión ultraalta, hay una roca metamórfica de presión ultraalta especial: la eclogita, que es la roca madre del rutilo, por lo que este cinturón también es un importante cinturón de mineralización de rutilo en mi país.

El cinturón metamórfico UHP del norte de Jiangsu está ubicado en el medio del cinturón metamórfico UHP al este de la falla de Tanlu. La primera perforación científica en China continental se realizó en Maobei, en el Mar de China Oriental.

1.2 Condiciones geológicas de mineralización superiores

El cinturón metamórfico UHP en el norte de Jiangsu se distribuye generalmente en dirección noreste, con unos 140 km de largo y 90 km de ancho. Hay más de 2.000 eclogitas formadas por metamorfismo de presión ultraalta en esta zona. Las eclogitas generalmente contienen una cierta cantidad de rutilo. Con diferentes cuerpos rocosos, litofacies y litologías, el contenido de rutilo también varía. Según las estadísticas, casi el 40% de las eclogitas se pueden enriquecer hasta obtener yacimientos completos. En la actualidad, se han descubierto muchos depósitos (manchas) de rutilo de eclogita, y solo hay tres depósitos grandes y supergrandes. Por lo tanto, esta área tiene amplias perspectivas de prospección y se espera que se convierta en una importante base de recursos de titanio en mi país.

1.3 Las perspectivas del mercado son amplias.

1.3.1 El rutilo es un recurso estratégico.

El titanio es un importante recurso estratégico en el mundo. Debido a su pequeña gravedad específica, alta resistencia, resistencia a altas temperaturas, resistencia a bajas temperaturas y resistencia a la corrosión, el titanio se usa ampliamente en industrias militares y civiles como la aeroespacial, metalurgia, industria química, océano, energía eléctrica, medicina, superconductividad, submarinos. y materiales de construcción. , su consumo mundial está creciendo constantemente a un ritmo del 3% anual. Hay muy pocos minerales que contengan titanio con valor industrial en la naturaleza, principalmente ilmenita y rutilo.

En 2004, la capacidad mundial de producción de dióxido de titanio era de 4,5 millones de toneladas, y el método de cloración que utiliza rutilo como materia prima representaba entre el 56% y el 57%, por lo que la demanda de rutilo es enorme. Según un análisis de mercado autorizado, de 2005 a 2010, la demanda del mercado mundial de dióxido de titanio crecerá a una tasa promedio del 2% al 3%, y la demanda del mercado interno crecerá a una tasa promedio del 8% al 10%. Sin embargo, la producción anual de concentrado de rutilo de mi país sólo puede satisfacer alrededor del 20% de la demanda del mercado, y alrededor del 80% depende de las importaciones. La escasez de oferta ha provocado que el precio del concentrado de rutilo siga aumentando. Como una de las materias primas para varillas de soldadura, el rutilo tiene una gran capacidad de mercado. Sólo la fábrica de varillas de soldadura de Taizhou, en la provincia de Jiangsu, necesita más de 4.000 toneladas al año.

1.3.2 El rutilo es un recurso eficiente.

Aunque los recursos probados y el consumo de mercado del rutilo en el país y en el extranjero todavía no son tan buenos como los de la ilmenita, su alto beneficio económico es una de sus ventajas de mercado obvias en comparación con la ilmenita: rutilo El contenido de TiO2 es mucho mayor que el de la ilmenita, y la composición es simple y fácil de procesar, lo que resulta beneficioso para mejorar la eficiencia de la producción. Si se utilizan ampliamente el granate y la onfacita, los beneficios económicos del rutilo eclogita pueden aumentar 12 veces.

1.3.3 El rutilo es un recurso respetuoso con el medio ambiente.

En comparación con la ilmenita, otra ventaja comercial del rutilo es la protección del medio ambiente: la síntesis de 1 tonelada de óxido de titanio a partir de ilmenita produce alrededor de 0,7 toneladas de residuos, mientras que la cloración directa del rutilo produce 1 tonelada de óxido de titanio. Sólo requiere alrededor de 0,2 toneladas de residuos. Por lo tanto, basándose en consideraciones de protección ambiental y mejora de los beneficios económicos, los recursos de rutilo han recibido más atención y demanda en la industria. El concentrado de mineral de rutilo de eclogita casi no contiene uranio ni torio, lo que favorece más la protección del medio ambiente.

1.4 Ilustración histórica

La historia de la prospección de rutilo se puede dividir a grandes rasgos en tres etapas.

Exploración de placeres de rutilo: desde finales de la década de 1950 hasta principios de la de 1960, se descubrieron sucesivamente depósitos de arena (puntos) como Ahu, Jiangzhuang, el condado de Donghai, Qinglongshan y otros lugares en la ciudad de Xinyi, que luego fueron minerales primarios. La exploración sentó una cierta base.

Exploración de mineral primario de rutilo: desde finales de los 80 hasta mediados de los 90, se descubrieron depósitos (sitios) de minerales primarios como Maobei, Chizhuang, Luhu y Qinglongshan en el condado de Donghai. Hay secciones de alta ley, pero no se pueden delinear yacimientos ricos de alta ley;

Exploración de mineral rico primario de rutilo: 1999 ~ principios de 2000, con la empresa multinacional canadiense RioTinto (que ocupa el 40% de la producción mundial de titanio recursos) como cuerpo principal, no pudimos cooperar.

Dado que el área está densamente cubierta, ¿cómo se pueden lograr nuevos avances en la exploración del rutilo? Los métodos y medios tradicionales de exploración minera se han visto seriamente cuestionados, lo que requiere que pensemos profundamente, exploremos y busquemos nuevas formas para lograr nuevos avances en la exploración de minas primarias de rutilo ricas y a gran escala.

2 Concepto técnico

El recorrido técnico general que determina el proyecto es el siguiente:

Guiado por estudio geológico de superficie (1:1000, 1:5000) utilizando medios geofísicos eficaces y avanzados, se utilizan perforadoras helicoidales manuales flexibles, combinadas con la importante marca de prospección de marca de sobrecarga de rutilo, para encontrar y rastrear cuerpos de eclogita que contienen mineral, finalmente, mediante exploración de zanjas, muestreo y prueba de perforación; y delinear yacimientos y estimar cantidades de recursos.

Esta idea de exploración tiene tres ventajas: acortar el ciclo de prospección, mejorar la tasa de prospección del proyecto y ahorrar costos de exploración.

3 Logros científicos y tecnológicos e innovación

3.1 Principales logros científicos y tecnológicos

3.1.1 Resultados de la evaluación de la exploración

A través del trabajo de proyectos , en Xiaojiao Liuhui Ocho yacimientos de mineral de rutilo (XRU1 ~ XRU8) están rodeados en círculos en la roca. Seis yacimientos de mineral de rutilo (HRU1 ~ HRU6) estaban rodeados en un círculo en la eclogita de Huhao. Al mismo tiempo, se estimaron los recursos de las dos áreas mineras de Jiao Jiao y Hu Hao (Tabla 1), y se presentaron un depósito grande (Jiao Jiao) y un depósito extra grande (Hu Hao).

Tabla 1 Resultados de la estimación de los recursos de dióxido de titanio rutilo Unidad de recurso: 10.000 toneladas

Vale la pena mencionar que se ha delineado un yacimiento rico en rutilo en el yacimiento Xiaojiao XRu2, el El límite inferior del contenido de rutilo TiO2 es del 3,5% y su grado promedio llega al 3,94%. Se estima que la cantidad de recursos de 333 es de 51.500 toneladas y la cantidad de recursos de 3341 es de 1.780 toneladas.

3.1.2 Resultados estadísticos de mineralización de eclogita regional

La Tabla 2 resume los resultados del análisis de fase de TiO2 rutilo de muestras de eclogita con diferentes estructuras en esta región y dos áreas mineras conocidas. Se puede observar en la Tabla 2 que el contenido de TiO 2 de rutilo en la eclogita en el área (1) cumple con los requisitos de grado industrial (> 1,5%), entre los cuales el contenido de TiO 2 de rutilo está enriquecido en el mineral (> 3,5%). representando el 3,01%, lo que indica que la eclogita en esta zona tiene buena mineralización en su conjunto. (2) La mineralización de la eclogita masiva es significativamente mejor que la del gneis y la eclogita con bandas, lo que indica que el metamorfismo de deformación-retrógrado de la eclogita después de su formación tiene un impacto significativo en su mineralización, es decir, la deformación-metamorfismo retrógrado reduce su rutilo TiO2. grado, y cuanto más fuerte sea el metamorfismo, peor será el contenido mineral de la eclogita. (3) La situación estadística de esta zona es muy parecida a la de la zona minera de Maobei-Majiang, lo que demuestra que se trata de un depósito de rutilo de tipo eclogita de gran tamaño. Esto muestra que entre los numerosos cuerpos de eclogita en el área, siempre que el cuerpo de roca tenga una cierta escala y las rocas sean principalmente eclogita masiva, es muy probable que haya depósitos de rutilo de tipo eclogita de escala correspondiente. (4) Las eclogitas en el área minera de Jiaojiao son principalmente eclogitas masivas, con menos otras. La eclogita en eclogita masiva es solo del 30,11%, lo que indica que esta área tiene un rico potencial mineral.

Tabla 2 Tabla estadística del contenido de dióxido de titanio rutilo en la eclogita del norte de Jiangsu

3.1.3 Resultados de la evaluación del potencial de recursos regionales

Selectividad del metamórfico de presión ultraalta zona en el norte de Jiangsu (Figura 1) Se han delineado cinco prospectos de mineralización de grado V, que se dividen en tres grados: A, B y C según los prospectos de prospección. Las características básicas de cada prospecto de mineralización se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3 Lista de características básicas de las áreas de prospectos de mineralización de rutilo

Figura 1 Diagrama esquemático de la distribución de cuerpos de eclogita y áreas de prospectos de rutilo en el norte de Jiangsu.

3.2 Innovación

3.2.1 Explorando la innovación teórica

3.2.1.1 El proceso de formación y evolución de los depósitos de rutilo

La eclogita no es sólo es la roca huésped del mineral de rutilo y también la roca madre formadora del mineral. A través de investigaciones sobre la composición química de varias rocas de la zona, se cree que la roca metamórfica original de la eclogita es una roca básica, rica en TiO2 y otros componentes beneficiosos, que proporciona una fuente de material para la formación del mineral de rutilo. Los depósitos de rutilo se forman por metamorfismo en condiciones de alta temperatura y presión ultraalta. Combinado con la posición tectónica de esta área, debería ser el resultado de la colisión y subducción de la Placa del Norte de China y la Placa del Yangtze. Por lo tanto, este depósito debería ser un típico depósito de rutilo de eclogita metamórfica (modificada) de presión ultraalta.

Después de la formación de un depósito mineral, bajo la influencia de la estructura geológica, metamorfismo, fluidos, hidrogeología, topografía y otros factores, la forma y el tamaño del yacimiento, la roca circundante y la estructura del mineral, la composición mineral. y la ley cambiará. Ha habido diversos grados de cambios, e incluso los depósitos minerales han desaparecido.

El estudio integral de los cambios y el proceso de preservación después de la formación de depósitos minerales se puede combinar con el proceso de formación de depósitos minerales para comprender sistemáticamente todo el proceso de formación de depósitos minerales y la historia de la evolución, mejorando y mejorando así la El contenido teórico de la mineralización del rutilo y la provisión de La evolución del entorno geológico de los depósitos minerales proporciona información y proporciona una base para organizar racionalmente la exploración de depósitos minerales. Con base en el origen de los depósitos de rutilo de tipo eclogita en esta área y los cambios posteriores a su formación, inicialmente se cree que la evolución del rutilo desde su formación hasta los depósitos actuales ha pasado principalmente por las siguientes cinco etapas: (1) Preeclogita etapa, cuando la eclogita aún no se ha formado. El Ti en las rocas existe principalmente en minerales como ilmenita, esfena y titanita blanca. La cantidad de rutilo es pequeña, principalmente partículas finas, y a menudo se convierte en granate y titanita verde. (2) Etapa de eclogita, cuando el metamorfismo alcanza su punto máximo, la roca básica se metamorfosea bajo presión ultraalta para formar eclogita, y el componente beneficioso TiO2 en la roca original se separa de la ilmenita, esfena, leucosita y otros minerales para formar rutilo que se incrusta en granular. y formas columnares en granate, onfacita y otros minerales formados por metamorfismo simultáneo. Esta etapa es la principal etapa de mineralización del rutilo; (3) la etapa post-eclogita después de que se forma la eclogita, sufre deformación y metamorfismo retrógrado, o sufre alteración. Residual; (4) Etapa de llenado hidrotermal En la etapa posterior del metamorfismo, los fluidos hidrotermales metamórficos (y posiblemente otros tipos de fluidos hidrotermales) extraen componentes beneficiosos de las rocas circundantes y, en condiciones adecuadas de temperatura y presión, se mueven hacia la deformación formada. en fisuras articulares para formar vetas de pegmatita ricas en rutilo; (5) Etapa de conservación del depósito, durante la cual el depósito sólo se modifica ligeramente, como por erosión, lixiviación, etc. , la calidad general del mineral y los recursos de los depósitos minerales se mantienen básicamente sin cambios.

3.2.1.2 Actualización de señales de prospección

Con base en las características de producción de mineral y la experiencia de trabajo mineral de la eclogita en el norte de Jiangsu, se proponen las siguientes combinaciones de señales para promover la prospección: (1) Área de distribución de concentración de eclogita (perspectiva de prospección) → (2) eclogita grande (cuerpo geológico que contiene mineral) → (3) zona de eclogita masiva (zona mineralizada) en eclogita → (4).

Debido a la amplia cobertura del Sistema Cuaternario en la zona, la búsqueda y descubrimiento de eclogita se ha convertido en la tarea principal de la prospección. Por lo tanto, basándose en el patrón de distribución de la eclogita en el norte de Jiangsu, se proponen los siguientes criterios para encontrar eclogita:

(1) Símbolos geomórficos: la eclogita tiene una fuerte resistencia a la intemperie y la forma del relieve se encuentra a menudo en terreno normal. como crestas y colinas.

(2) Signos cuaternarios: los sedimentos cuaternarios en la parte superior de la eclogita se caracterizan por tener un espesor pequeño, color marrón y partículas minerales como granate y rutilo.

(3) Signos estructurales: dado que la eclogita se distribuye en las zonas componentes, está estrechamente relacionada con la zona de corte dúctil. Si se ha encontrado eclogita en la zona de corte dúctil, la dirección de distribución a lo largo de la zona de corte dúctil. puede haber más eclogitas;

(4) Signos de rocas circundantes: la eclogita y la anfibolita a menudo aparecen juntas en esta área, y se debe prestar atención a si hay cuerpos de eclogita distribuidos cerca de la distribución de esta última.

(5) Anomalía de arena pesada y signo de mineral de placer: anomalía de arena pesada de rutilo o terreno favorable cerca de la mina de arena de rutilo

(6) Signo de anomalía geoquímica: distribución del grupo de eclogita La secundaria; A menudo se forma un halo de titanio en el área, por lo que las anomalías geoquímicas del titanio en el suelo son de importancia indicativa;

(7) Indicadores geofísicos: según los datos de gravedad, los cuerpos (zonas) de eclogita son en su mayoría de fondo suave. Campos La alta reflexión de gravedad oculta mostrada por la anomalía positiva aislada o la zona de distorsión isolínea de anomalía en su mayoría no va acompañada de un campo negativo. El campo magnético se caracteriza por anomalías magnéticas localmente elevadas dentro de un campo de fondo tranquilo y negativo bajo, con numerosos campos magnéticos negativos asociados. Estas anomalías magnéticas y de gravedad local son de pequeña escala, de baja intensidad, dispersas o aisladas en su distribución espacial y generalmente aparecen en franjas y grupos.

3.2.2 Innovación en métodos de exploración

3.2.2.1 Experiencia de observación macroscópica

(1) Observación de sobrecarga. El proyecto utiliza de manera innovadora la sobrecarga como indicador de exploración. Con base en las características del espesor sedimentario cuaternario de la parte superior de la eclogita, como espesor pequeño, color amarillo parduzco y partículas minerales como granate y rutilo, se puede juzgar la existencia de eclogita y se puede determinar el área objetivo de prospección. básicamente determinado.

(2) Observar las rocas. A partir de la estructura, el color y la composición de la eclogita se puede determinar directamente a simple vista el contenido aproximado de rutilo de la eclogita, lo que proporciona una base para futuras disposiciones de trabajo y acorta el ciclo de trabajo.

3.2.2.2 Estudio magnético de alta precisión

El Cuaternario del cinturón metamórfico de presión ultraalta en el norte de Jiangsu cubre un área amplia. Es muy difícil buscar y descubrir eclogitas. Los métodos geofísicos deben utilizarse plenamente. Los resultados de las pruebas de propiedades físicas de los cuerpos geológicos en el área muestran que la eclogita, especialmente la eclogita masiva, tiene un fuerte magnetismo, alta intensidad de inducción magnética y magnetismo residual, grandes cambios en la declinación de la magnetización y el ángulo de inclinación, y es obviamente diferente del magnetismo de las rocas circundantes. , y es fácil formar anomalías magnéticas locales regulares. Por lo tanto, se seleccionó la medición del perfil magnético de alta precisión como principal medio geofísico para probar el método. Los resultados de las pruebas muestran que la exploración magnética de alta precisión es eficaz en la búsqueda de cuerpos ocultos de eclogita que contengan minerales de rutilo. Tomando como ejemplo la prueba en el área minera de Jiaojiao en la ciudad de Xinyi, utilizando los datos obtenidos mediante métodos de exploración convencionales (canal, pozo, perforación), el extremo occidental de la eclogita que contiene mineral se sujeta en la línea 09, pero el Los resultados de este estudio magnético de alta precisión muestran que la anomalía magnética causada por la eclogita que contiene mineral no ha quedado atrapada cerca de la línea 11, y su escala e intensidad tienen tendencia a expandirse hacia el oeste. Por lo tanto, el estudio magnético de alta precisión proporciona métodos técnicos eficaces y una base científica para el descubrimiento y evaluación de depósitos primarios de rutilo.

3.2.2.3 Taladro helicoidal manual

En muchas áreas del cinturón metamórfico de presión ultra alta en el norte de Jiangsu, la capa suprayacente del Cuaternario es gruesa (3,5 ~ 5,0 m), el suelo está suelto y propenso a colapsar, y el nivel del agua subterránea es poco profundo (1,0 ~ 2,0 m ~ 2,0 m), la construcción de zanjas en el suelo y pozos poco profundos es muy difícil. Para recolectar muestras de superficie y delimitar rocas (minerales), se llevó a cabo una prueba de construcción con taladro helicoidal manual. Los resultados muestran que la broca helicoidal puede penetrar la capa de nódulos de hierro y manganeso, la capa de grava y la capa de nódulos calcáreos que son comunes en el Sistema Cuaternario en esta área, penetrar de 0,2 a 0,3 m de profundidad en el lecho de roca erosionado y puede extraerse con éxito. al suelo para observación y muestreo. A través de experimentos, se cree que las brocas helicoidales manuales no solo se pueden usar para rastrear eclogita, sino que también se pueden usar para construir brocas helicoidales de acuerdo con una cuadrícula determinada en el área minera y pueden delinear preliminarmente la escala de la superficie de la roca. (mineral) cuerpo y comprender su contenido mineral. Se construyeron 53 perforadoras helicoidales manuales en las líneas 15, 17, 19, 21 y 02 en el área minera de Jiaojiao, ciudad de Xinyi, de las cuales 49 se perforaron de manera efectiva (pueden perforar en la superficie del lecho de roca), con una tasa efectiva del 92,5%. Orientación exitosa La Línea 13 está en construcción.

Esta prueba proporciona un método de trabajo eficaz para la exploración de minerales sólidos en áreas de cobertura poco profundas con espesa sobrecarga cuaternaria, exploración de zanjas difíciles y pozos poco profundos.

3.2.3 Innovación en los resultados de exploración

La implementación de este proyecto ha descubierto recientemente un depósito de rutilo de tipo eclogita de alta ley a gran escala, que es la búsqueda de mi país de grandes escalar recursos minerales ricos en cinturones metamórficos de presión ultra alta. Un avance importante en las minas de rutilo primario. Se ha mejorado el grado más alto de depósitos de rutilo conocidos en mi país y se ha obtenido un yacimiento rico en rutilo casi a gran escala, lo que proporciona nuevas pistas para la búsqueda de yacimientos ricos en rutilo.

Exploración e investigación de depósitos de rutilo de alta ley a gran escala en el cinturón metamórfico de presión ultraalta en el norte de Jiangxi

Wang Hui, Huang Jianping

(Jiangsu Geological Survey Institute, Nanjing 210018)

Resumen: Hay muchos yacimientos de eclogita que tienen buenas condiciones para la formación de mineral de rutilo. Durante el estudio exhaustivo de la tierra y los recursos, este proyecto dominó algunos contenidos estadísticos, concluyó que el área tiene un enorme potencial de recursos y formuló nuevos planes a largo plazo. Sobre esta base se descubrió un gran yacimiento con una ley de hasta el 3,5%. El noventa y cuatro por ciento. El proyecto también ha logrado importantes avances en la teoría de la prospección, como el proceso de formación y evolución y los signos de yacimientos minerales. Se han utilizado levantamientos magnéticos de alta precisión y perforación helicoidal manual y otros métodos de prospección en la exploración de minerales sólidos en áreas escalonadas poco profundas. Proporcionar información para campos relacionados. Nueva tecnología o método.

Palabras clave: mina de rutilo; inspección de alta ley; métodos de prospección; provincia norte de Jiangsu.