海南东部浅海锆钛砂矿物特征及成矿条件

张珍妮，黄 蓉

（海南省地质综合勘察院，海南 海口 570206）

海南岛四面环海，处于我国南海的西北部，有着非常丰富的矿产资源如钛铁矿砂矿、滨海沉积型锆英石，其成矿条件十分优越，因此资源潜力非常理想。海南岛的优势，便是钛铁矿砂矿，与全国资源相比，区域面积非常大，为海南岛非常优质的一类矿产资源。其中，需要对其高度关注的是，海南岛四周至海岸线，一直到海区水深范围30m处，都有锆砂矿以及钛矿资源的分布，且面积大，很多区域都没有进行过勘查。结合海南省东部具体的钻探以及样品分析结果，本文针对矿物特征以及相应的成矿条件进行了详细的分析。

1 地质背景

矿区的具体位置处于海南岛东部，在近岸的浅水海域当中，地质结构属于大地构造单元，为华南褶皱系五指山褶皱带。其中，滨海沉积平原地带，位于区域上中到西部为丘陵，一直到低山区以及东部，在该区域内，地层没有完全发育，除一些局部区域存在古生代地层，小规模的外部裸露，在第四系地层有着非常广泛的分布，且区域内存在的构造不发育，有非常频繁的岩浆活动[1]。

结合相关资料和调查研究结果发现，海南道陆上，实际上有非常大的开发和研究价值，其中锆钛高值分布异常，且十分广泛，幅度高，浓集中心十分明显，最高锆可达到1821×10-6，普通的可以达到（670～1600）×10-6，最高值钛可以达到64655×10-6，普通的也在（1000～6000）-6范围内。

岛内锆地球化学高背景区域，在海南岛西北以及东南区域，并没有较高的背景值。岛上存在的锆，其高值异常区域，有着十分广泛的分布，有将近20个大小异常，并且比较大规模的异常区域，达到了3个[2]。

在该区域当中，海底存在的沉积物，主要包括第四纪近代海相沉积，主要包括陆源碎屑沉积，如中砂、粉细砂以及粘土等。但主要的物质还是粉细砂。

水下的地貌类型，为典型的内陆架水下阶地，以及水下斜坡，从总体角度来看，具体的趋势为缓倾于海域的一侧。

2 矿物特征

2.1 矿石矿物的构成分析

根据样本重砂的相关分析，与野外钻探的观察数据进行结合，发现原矿石当中，石英属于主要成分，占据总体矿物的90%以上，矿石矿物的关键构成为锆英石，钛铁矿属于伴生，可对其开展综合应用。剩下存在的少量矿物，主要包括白钛金、磁铁矿、金红石以及绿泥石。存在的微量矿物主要有石榴石、蓝晶石等，矿中存在的泥量，其范围在1.30%～15.29%，平均5.32%[2]。

2.2 矿石特征分析

（1）锆英石的特征分析。锆英石最突出的特征便是没有颜色，只有很少一部分会有浅黄色，有着非常好的透明度。晶体的形态，是完好没有破损的柱状结构，少部分会呈现出粒状的形态。但是，没有理想的磨圆形，比较脆，有较高的硬度，粒度一般0.125mm～0.05mm。

（2）钛铁矿的特征分析：最明显的特征便是外表是黑色的，有着金属一般的光泽。条痕为黑色，晶体形状，通常都是没有规则的粒状以及板状，有些属于次滚圆状。比较脆，有较高的硬度，粒度一般0.125mm～0.05mm。

3 矿石矿物含量产生的变化

区域内部的矿体为似层状，产于水下阶地、第四系全新统烟墩组灰黄一黄色、灰一灰绿色中细砂一粉细砂层中。矿石主要为锆英石以及钛铁矿石英砂，局部存在一些有机质土细粒锆英石、铁钛矿石英砂。还有些矿层当中存在着粘土夹层，但是比较薄，矿物大部分都是锆英石，有铁钛矿伴生。存在少量的独居石以及金红石。矿石品位并没有较大的变化，有一定的稳定性，展示出来的连续性也比较理想。

锆英石以及铁钛矿，其含量除某些特殊情况以外，方向都是纵向和横向，并且由浅到深，属于正相关关系。具体来说便是，当锆英石品位有所增高时，那么钛铁矿品位也会有一定的增高。

如图1所示。针对横向进行分析，沿着北西到南东方向的倾向，矿石品位有很强的连续性，厚度并没有间断。但通过曲线分析，可以发现产生了非常大的幅度。具体表现为从总体上来说，当水深有所增加之后，锆英石以及铁钛矿品位、矿层的具体厚度会有所增加。在水深达到19m左右，开始减小，并且十分迅速。矿石品位在10m～18m的水深范围内趋于平稳，没有较大的变化幅度，厚度也没有太大变化，在18m到20m的水深范围内，钛铁矿品位出现了最高点，最明显的表现为，产生了特别富集的情况，这时矿层的厚度下降比较大，在水深有进一步加大之后，矿石的品位又有所减少，并且十分快速[3]。

图1 矿石品位及矿层厚度沿横向变化曲线图

结合纵向图进行分析，其走向具体为从南西一直到北东向，无论是品位还是矿床厚度都没有间断曲线，连续性较好，但有着非常大的变化幅度，矿石品位和厚度与水深之间的联系性并不突出。

结合矿石品位，延深产生的变化情况进行分析，并结合曲线可知，在增加深度之后，矿石品位的变化十分明显，有着较大的变化幅度。从总体角度来看，在深度有所增加之后，矿石品位开始下降。此外，还有个别孔出现了异常表现，例如在某孔当中矿石品位，当深度有所增加之后，出现了上升的情况，但并没有较大的变化幅度[3]。

4 成矿条件分析

区域属于第四系沉积物，形状为带状，平行于现代海岸线。在该区域当中，沿岸有着各个时期的岩浆岩，并且广泛发育，如玄武岩以及花岗岩。这些岩浆岩存在钛铁矿以及锆英石等副矿物。由于海南岛的气候为热带和亚热带，温度比较高，雨水多，非常炎热并且潮湿，在海水和高温产生的共同作用下，岩石基岩非常容易出现分化情况，因此有非常大面积的锆英石、钛铁矿风化壳产生。富含锆英石、钛铁矿等重矿物的岩浆岩风化产物在重力和水流的作用下被迁移到低的地方，在山前坡积裙发生初步富集，形成坡残积型砂矿床；初步富集的锆英石、钛铁矿等矿物经洪水、河流的作用继续被搬运，在搬运过程中发生沉积，形成洪冲积型砂矿床；大部分最终被搬运到海里，被搬运到海里或泻湖的含锆钛矿石英砂，又在海水作用下被淘洗、分选，并经沉积作用形成滨海沉积型锆英石、钛铁矿砂矿床。（见图2）

图2 海南岛东部锆钛砂矿成矿模式图

在该区域当中，主要的方向大概为南西向北东，依照第四系全新统烟墩组滨海相沉积进行分布，其规模非常大。矿体产出似层状，地层对具体的形态、空间以及产状有着相应的控制效果。矿层的厚度，总体来看有很理想的连续性，但有着一定的变化，横向变化比较大，高于纵向产生的变化，将沉积作用当中产生的各种环境以及水动力条件变化进行了反映。矿石质量分析中，从总体角度来说，比较均匀，表外矿为低品位，但有着较大变化的品位。况且在海底表层当中存在矿层，底板围岩有着非常清晰的界限[4]。

矿石的构成物质主要包括石英、锆英石以及铁钛矿。石英颗粒机械有着非常显著的分选，理想的磨圆度，剩下的重矿物颗粒十分细小，主要为滚圆状，这便说明了，水动力产生的作用十分强烈，在经过矿石化学以及物理分析和系统的研究之后，发现矿石属于机械碎屑沉积。

5 结语

总之，矿石的品位会因为水深产生的变化和埋藏深度产生的变化特征，对矿石在各海洋水动力作用下出现的富集规律进行了反映。在该区域的矿区当中，矿石矿物具体含量出现的变化特点，对海南省东部近海岸，针对矿进行探寻和分析起到了非常强烈的指导意义。海上矿产成矿会受到很多作用的影响，例如：波浪和潮汐、埋藏有着很高的规律性。但近岸浅海，还会受其他成矿条件产生的影响，如海底的地形，出现的海洋灾害气象等，所以不确定性非常突出。对于矿床的勘查，可先通过开展浅地层剖面测量工作，这样能够对含砂矿层的实际分布范围进行圈定，使得找矿有更强的目的性，进而将勘察的投资风险降低。