云南剑川拉渣坡矿区钛铁砂矿地质特征及成因浅析

魏蓉花，范永康，雷阳艾，陈云山

（云南省有色地质局三一0队，云南 大理 671000）

近年来，随着一大批钛铁砂矿床的涌现，云南省有色地质局三一0队在剑川地区拉渣坡一带发现了钛铁砂矿床并对其进行了详查工作，提交了资源量。笔者以该矿床为基础，认真分析研究区域地质背景、矿区地质特征、成矿规律、矿床成因、找矿标志等[1]。为下步区域上找矿、以及矿区太铁砂矿的勘查和开发提供依据。

1 区域地质背景

剑川县拉渣坡钛铁砂矿大地构造位于青藏～滇缅～印尼巨型“歹”字形构造体系中部，唐古拉～昌都～兰坪～思茅褶皱系，云岭褶皱带及松潘-甘孜褶皱系，中甸褶皱带和扬子准地台褶皱系，丽江台缘褶皱带夹持部位，地处丽江台缘褶皱带带内，黑惠江断裂东侧，牛街～九河成矿带。早古生代时期该区被抬升为热带浅海区，沉积了一套紫红色浅海～滨海相砂页岩建造，加里东运动使全区上升，至中泥盆世下沉，堆积作用一直延至早二叠世[2]。受华力西升降运动影响，黑惠江大断裂亦在此时复活，发生大量海底基性火山的喷发，喷发间隙堆积了泥质碎屑物及碳酸盐，玄武岩冷缩后形成的构造，裂隙、节理中富集形成铜（化）矿体，加之构造运动伴有浅成—超浅成的岩体侵入，各种成矿金属元素在有利的部位富集，形成了多金属成矿带。

（1）地层。勘查区出露地层主要为奥陶系下统向阳组（Ox）：灰白色砂岩、黄绿色页岩夹泥质细砂岩、砂砾岩、砾岩等；泥盆系下统青山组（D1q）：中、上部为灰白色厚层状、块状灰岩夹白云质灰岩及角砾状灰岩；下部为深灰色中、厚层状、块状灰岩夹生物礁灰岩；石炭系上统（C3）：上部为浅灰白色中厚层状、薄层状纯灰岩，有基性岩脉穿插。中、下部灰色、浅灰色厚层、块状灰岩及生物灰岩；二叠系玄武岩组；下第三系宝相寺组（Eb）紫色、黄褐色中、粗粒长石石英砂岩、砾岩、砂等；第四系（Q）坡积、残积沙土、洪积砂泥及岩块等松散堆积物。

（2）构造。研究区东边为红河-洱海大断裂，北靠金沙江大断裂、西邻黑惠江断裂东侧，石鼓变质岩群南端，东连雪龙山变质岩群，处于石鼓-点苍山地背斜东翼，“W”字形褶曲向斜中。主要由华力西、印支、燕山构造层和喜山构造层组成，反映在下古生代至中、新生代的沉积物上，沿断裂形成明显的界线。格咱河断裂，小金河断裂与丽江-木里隐伏断裂交汇于勘查区北西端，丽江-木里隐伏断裂由北向南延至洱海（洱海断裂）。勘查区主要发育有北北东向的北登次级断裂（F1）和后期近东西向的双龙村断裂(F2)。

（3）岩浆岩。区内岩浆活动强烈，勘查区70%的面积分布有华力西期基性火山岩、喜山期碱性喷出岩。基性火山岩由玄武岩、玄武质火山角砾岩、斑状玄武岩及凝灰岩类组成，岩石复杂具一定成层性及韵律性，分三个喷发旋回，显示出由弱到强、最后再减弱的趋势。喜山期碱性侵入岩体分布在矿区中部桃李村至磨房箐一带，长1100m，宽100m～200m，呈北北西向产出，呈大脉状侵入玄武岩中。岩性为石英正长斑岩，具斑状结构，基质为半自形粒状结构，主要成分为正长石60%～83%，其次为石英、黑云母、辉石。基性侵入岩主要是海西期基性岩体（υ43）：由辉长岩、钠黝帘石化石英辉长岩，纤闪石钠黝帘石化石英辉长岩组成，呈岩脉、岩床状侵入于古生代二叠系下统的地层间，钛铁矿物成浸染状、散点状和星点状分布于岩脉和岩体顶部，干海子一带的岩脉和岩体呈北西～南东向展布，呈岩床产出，其中辉长岩-辉绿岩对钛、铁矿床成矿十分有利。喜山期（β6）侵入—喷溢的灰绿色致密块状斜长苦橄岩、苦橄玄武岩、橄班玄武岩、玄武岩、杏仁状玄武岩。

2 矿床地质特征

勘查区共圈定了钛铁砂矿体2个，编号为V1和V2。钛铁砂矿主要来源于区内及区域上分布有辉长-辉绿岩及基性火山岩体，经风化、剥蚀、搬运后赋存于有利地形部位，再进一步的富集形成钛铁砂矿体。矿体主要位于辉绿辉长岩体上部的风化壳中（见下图）。

2.1 矿体产出特征

V1矿体赋存于辉长-辉绿岩体上部风化壳表层中，平缓铺覆于基岩之上，呈面型裸露地表，矿体多为灰绿色、褐红色辉长岩风化粘土及灰黄灰白色辉长-辉绿岩风化砂土混杂；V2矿体赋存于赋存于VⅠ坡残积物混杂钛铁砂矿体之下，辉长-辉绿岩体上部风化壳中，平缓铺覆于辉长-辉绿岩体之上，呈面型分布，矿体为灰绿色，灰黄白色中粗粒米糠砂土状，半风化碎土块状。

图1 钛铁砂矿0号勘探线典型剖面图

V1矿体东西宽约250m，南北长大于300m，总体倾角较缓，产状315°/8-10°左右，控制垂厚0～6.01m之间，平均厚度2.03m，平均品位19.62kg/m3；V矿体位于V1矿体之下，总体倾角较缓，产状与V1矿体基本一致，控制垂厚2.09m～32.28m之间，平均厚度13.28m，平均品位14.38kg/m3，伴生磁铁矿平均品位4.56kg/m3。

2.2 矿石质量

钛矿物主要是钛铁矿和钛磁铁矿，其次为锐钛矿，铁矿物主要为磁铁矿，其次为褐铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿；硫矿物主要为黄铁矿。脉石矿物主要为粘土矿物（如高岭石、水云母、蒙脱石等），其次为碎屑矿物（石英、长石、白云母等）和铁质矿物等（见下表）。钛铁矿、磁铁矿、钛磁铁矿主要为半自形板状结构，矿石多呈土状构造和浸染状构造，少量为星散状构造。

表1 矿石中矿物组成及含量统计结果表

2.3 矿石类型和品级

矿石自然类型为风化砂矿型，矿床类型为风化壳残坡积型钛铁砂矿床，主要钛矿物为钛铁矿和钛磁铁矿，其次为锐钛矿、金红石。砂矿体矿石含量多大于15kg/m3，矿石品级均为工业矿石和低品位矿石。

2.4 矿床风化特征

基性岩风化壳普遍呈现三层结构的垂直分带性，地表0m～6m为风化带，6m～31m为氧化带，主要生成大量氧化矿物，如钛铁矿，堆集成风化壳型钛铁砂矿。31m～44.20m为淋失带，44.20m～121m为次生富集带。以其不同的颜色、成分和含矿性特点相互区别，划分为④残坡积混杂砂矿层、③辉长-辉绿岩风化残积砂矿层、②半风化淋滤层、①原生基岩层。

④残坡积混杂砂矿层：主要由棕红色灰岩风化粘土及灰绿色、灰黄白色辉长-辉绿岩风化粘土和砂、砾、岩屑组成，为次要含矿层，有用矿物解离度较差，一般厚1m～6.10m，平均厚度2.02m，最高品位36.19kg/m3，平均品位26.27kg/m3。

③辉长-辉绿岩风化残积砂矿层：主要由灰绿色、灰黄白色辉长-辉绿岩风化粘土和砂、岩屑组成，为主要含矿层，有用矿物解离度较好，一般厚0.70m～32.28m，平均厚12.64m，最高品位33.08kg/m3，平均品位19.72kg/m3。

②半风化淋滤层：主要由灰绿色、灰黄绿色、灰黄白色、辉长-辉绿岩风化粘土和岩屑、砂、砾及致密块状碎块组成，碎块多为菱角状、混圆状，一般大小为20×20cm，最大40×60cm，为原岩顶部化学风化初期产物，厚度不稳定，一般厚度大于10m，有用矿物解离度差，最高含钛铁矿1.65kg/m3，平均含钛铁矿0.89kg/m3。

①原生基岩。主要为灰黄绿色、灰黄绿色致密块状、辉长-辉绿岩。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因浅析

矿床成因类型初步认为为含钛基性岩粘土化风化壳（残积）型钛、铁砂矿床。钛铁砂矿成矿时代为新生代（第三纪）。含钛基性岩体在长期经受以化学风化为主的地质作用下，发生岩石崩解及其中活动组分被淋滤带出，岩体表层呈现结构比较疏松的风化壳。由于岩体风化壳的发育，致使原生基性岩中呈分散状态的而在风化环境下稳定的矿物，如钛铁矿、钛磁铁矿等，大大地富集起来，形成具有工业价值的风化壳型钛铁砂矿床。因此，基性岩风化壳发育是本区钛铁砂矿形成不可缺少的前提条件。含钛基性岩体普遍发育粘土化红土型风化壳，厚度一般l5m～20m，最厚达40余m。根据采样化验结果，在基性岩体表层的不同深度，随着风化作用方式和强度的不同，Ca、Mg、K、Na、Si不同程度地被淋滤流失，愈接近地表，其氧化物含量显著降低，相反，Fe203、AI2O3、TiO2则相对富集，符合岩体风化壳分带之一般规律。勘查区含钛基性岩风化壳发育时代，亦即风化壳型钛铁砂矿的形成时代，应为第三纪，而风化壳遭受剥蚀冲刷再堆积形成的坡积型、洪冲积型钛铁砂矿，初步认为矿床成因为风化残坡积型。

3.2 找矿标志

（1）海西期基性辉长岩、辉长-辉绿岩体上部及附近是风化壳（残积）型钛、铁砂矿矿床成矿的有利部位。

（2）物、化探异常浓集区。

（3）地形地貌低洼处的是坡积型钛、铁砂矿床成矿的有利部位。

（4）湖滨一河流利易重砂集积处是冲积型钛、铁砂矿矿床成矿的有利部位。