攀枝花釩鈦磁鐵礦地質(zhì)特征與成礦遠(yuǎn)景

郭道軍，于海軍，王 雪, 孟 標(biāo)，吳得強(qiáng)，任海濤

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局106地質(zhì)隊(duì)，成都 611130）

攀枝花釩鈦磁鐵礦地質(zhì)特征與成礦遠(yuǎn)景

郭道軍，于海軍，王 雪, 孟 標(biāo)，吳得強(qiáng)，任海濤

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局106地質(zhì)隊(duì)，成都 611130）

攀枝花釩鈦磁鐵礦床主要賦存于華力西期的層狀的基性輝長巖體之中，據(jù)巖石組合、礦物組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦化特征，含礦巖體大致劃分6個(gè)巖相帶4個(gè)含礦層；導(dǎo)礦構(gòu)造、巖漿巖以及圍巖條件是成礦的必要條件，根據(jù)1∶1萬高精度磁測，研究區(qū)自西向東可分成南東（Ⅰ）及北西（Ⅱ）兩個(gè)磁異常帶，根據(jù)其形態(tài)、范圍、強(qiáng)度，結(jié)合地質(zhì)特征，圈出了9個(gè)局部磁異常區(qū)以及兩類成礦遠(yuǎn)景區(qū)，為找礦工作提供了依據(jù)。

釩鈦磁鐵礦；成礦規(guī)律；成礦遠(yuǎn)景；攀枝花

攀枝花鐵礦是我國鐵礦集中度較高的8大分布區(qū)之一，對于攀枝花鐵礦的成因，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為是巖漿晚期礦床[1、2]，也有不少學(xué)者認(rèn)為攀枝花鐵礦為巖漿早期的產(chǎn)物[3]，經(jīng)對攀枝花釩鈦磁鐵礦野外及室內(nèi)綜合地質(zhì)調(diào)查，擬對其地質(zhì)特征及成礦規(guī)律進(jìn)行闡述，并通過地球物理方法對其周邊成礦遠(yuǎn)景進(jìn)行分析。

1 大地構(gòu)造位置

研究區(qū)處于康滇地軸中段的攀西古裂谷帶（圖1），該帶孕育于加里東期，發(fā)生于華力西期，發(fā)展于印支期—燕山期，消亡于燕山期。該區(qū)域巖漿活動非常活躍，構(gòu)造極其復(fù)雜，是我國非常重要的巖漿—構(gòu)造帶。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

區(qū)內(nèi)中元古界、古生界、中生界及新生界地層均有出露?；诪橄略糯缙诘拿滓兹?，主要巖性為斜長角閃巖以及角礫狀混合巖，夾少量的變粒巖；圍巖地層為震旦系—寒武系一套陸表海沉積[4]，下部為觀音崖組砂巖以及片巖，分布較少，上部主要為燈影組白云巖、夾硅質(zhì)條帶的白云巖，呈斷層接觸于基底地層之上。礦區(qū)缺失寒武系—石炭系的地層，推測是由于基底地層的抬升，導(dǎo)致了寒武—石炭系地層變薄至消失[5]，晚二疊世由于裂谷中裂隙構(gòu)造發(fā)育到達(dá)頂峰，形成以峨眉山玄武巖為主的大陸溢流相火山巖，以及研究區(qū)層狀含礦輝長巖體。在晚三疊世-晚侏羅世的裂陷盆地中，堆積了厚度巨大的陸相類磨拉石—含煤建造，在礦區(qū)中主要以丙南組（T3b）和大蕎地組（T3d）為代表，主要巖性為砂巖、礫巖以及上部的頁巖和含煤層。而到第三系主要為薄層砂頁巖沉積，厚度巨大。

2.2 巖漿巖

該區(qū)位于康滇構(gòu)造-巖漿帶上，區(qū)內(nèi)巖漿巖十分發(fā)育，呈南北向分布于地軸內(nèi)，形成四川省內(nèi)著名的巖漿雜巖帶[6]。

圖1 攀西大地構(gòu)造位置圖(圖a)和研究區(qū)地質(zhì)簡圖(圖b)(據(jù)25萬綜合)

2.2.1 侵入巖

主要分布于含礦巖體以及研究區(qū)兩側(cè)的正長巖。含礦輝長巖體呈北北東～南南西向展布，與上部（西側(cè)）及東北端與三疊系地層及部分正長巖呈斷層接觸，與下部（南東側(cè)）與震旦系燈影組地層呈侵入接觸，西部局部地段見有角閃正長巖穿插于輝長巖體之中，東南側(cè)局部見花崗巖與輝長巖產(chǎn)生同化混染作用。礦體賦存于輝長巖體中部及下部，呈層狀、似層狀、條帶狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與巖體原生流層產(chǎn)狀一致。正長巖體呈巖墻產(chǎn)出，分布于礦區(qū)輝長巖體的東西兩側(cè)。巖石類型主要有角閃正長巖、石英正長巖、正長斑巖等，組成礦物以微斜長石為主，少量鉀長石、酸性斜長石，石英和角閃石分布不均勻。蝕變產(chǎn)生的礦物主要有高嶺土、綠泥石等。

2.2.2 火山巖

區(qū)內(nèi)火山巖主要以晚二疊世峨眉山玄武巖為代表。具有分布廣，厚度大等特點(diǎn)，分布于北側(cè)和西側(cè)，與含礦巖體以及堿性巖體共生，一般以斷層接觸于茅口灰?guī)r之上，又被三疊系丙南組所覆蓋。根據(jù)前人在攀西的研究資料可以看出含礦巖體和峨眉山玄武巖在時(shí)間及空間上有密切的聯(lián)系[9-12]，大部分學(xué)者認(rèn)為攀西基性-超基性巖體（包括本區(qū)含礦巖體）與峨眉山玄武巖應(yīng)該為巖漿演化過程中的同源異相的產(chǎn)物[14]。2.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)以南北向構(gòu)造占主導(dǎo)地位，其次為東西向構(gòu)造。南北向構(gòu)造在區(qū)內(nèi)為一系列南北向或近于南北向斷裂或斷裂帶及南北向褶皺組成，同時(shí)也發(fā)育一系列北北東向、北北西向剪切斷裂，由它們構(gòu)成南北構(gòu)造帶。這個(gè)構(gòu)造帶發(fā)生于晉寧期，經(jīng)歷了澄江期、加里東期、華力西期、印支期和燕山期等，形成了一個(gè)以褶皺及沖斷裂為主的南北向先張后壓構(gòu)造帶。這個(gè)構(gòu)造帶斷裂主要有金河--箐河斷裂、攀枝花斷裂、昔格達(dá)-元謀深大斷裂、安寧河斷裂等。

3 含礦巖體特征

攀枝花賦礦層狀基性巖體根據(jù)其巖石特征組合、礦物組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦化特征，大致劃分6個(gè)巖相帶4個(gè)含礦層（圖2）。

1）頂部淺色流層狀輝長巖相帶（厚度500～1500m），以基性斜長石為主（一般大于50%，部分達(dá)75%以上）,輝石次之，橄欖石、角閃石、磷灰石、鐵鈦氧化物少量，灰至深灰色，中粒結(jié)構(gòu)，流層狀構(gòu)造（淺色條帶密集）。上部有部分塊狀輝長巖，底部有暗色條帶及少量小礦條。層位較為穩(wěn)定。蝕變礦物主要為次閃石、綠泥石—蛇紋石等。上與三疊系地層或正長巖呈斷層接觸，出露不全。

2）上部層狀輝長巖相帶（厚度10～120m），位于巖體中上部，以含鐵輝長巖為主，夾有星散浸染狀礦石組成的小礦體。層位較穩(wěn)定。該帶中部部分巖層富含磷灰石，一般1%～5%，局部可達(dá)20%。底部斷續(xù)分布厚3m左右的斜長巖。

3）下部暗色流層狀輝長巖相帶（厚度166～600m），巖石呈深灰色一灰黑色，中粒結(jié)構(gòu)，流層狀構(gòu)造。巖石礦物成分中暗色普通輝石增多（大于50%），長石減少。鐵鈦氧化物增多，橄欖石、角閃石少量，巖相帶中暗色條帶較密集。本巖相帶夾有薄層含鐵輝長巖及少量稀疏浸染狀礦石形成的透鏡狀小礦條，礦化差，僅局部在輝長巖中夾星浸～稀浸狀礦石構(gòu)成薄層礦體及條帶狀礦體，工業(yè)價(jià)值不大。

圖2 研究區(qū)含礦巖體巖相帶及含礦層柱狀圖

4）底部含礦巖相帶（厚度60～500m），為各類輝長巖型礦石及輝長巖組成，是礦床主要礦體賦存部位。該含礦巖相帶總體較穩(wěn)定，朱家包包礦段最厚，向南西逐漸變薄，至蘭家火山礦區(qū)為256m，到尖包包礦區(qū)變成220m。

該巖相帶按礦化特征、礦石構(gòu)造及礦體與巖層關(guān)系，自上而下劃分3個(gè)含礦層，礦石品位逐漸增高。各含礦層特征是：①含礦層（上部含礦層）。星散浸染狀礦石與夾石互層，以星浸狀礦石構(gòu)成的礦體與夾石互層為主，偶夾0.5～10m的稀～稠浸狀礦石組成的礦條。該層較穩(wěn)定，沿走向自北向南各礦段均見有，沿傾向控制深達(dá)300m左右無明顯變化，在朱家包包礦段最厚，達(dá)250m以上。②含礦層（中部含礦層）。星-中稠浸礦石與夾石互層，為星-中稠浸礦石組成的礦體與輝長巖互層，該層分布于整個(gè)輝長巖體，沿走向和傾向較穩(wěn)定，一般100m左右，朱家包包礦段最厚，最大厚度超過150m。③含礦層（下部含礦層）。稠密浸染狀與塊狀礦石組成的礦體：以稠浸～塊狀礦石為主，夾少量星～稀狀礦石及夾石，礦體厚大、穩(wěn)定、品位高，是礦區(qū)主要礦體（原定Ⅷ礦帶）。該層自北東向南西變薄。

5）粗-偉晶輝長巖巖相帶，以星-稀浸礦為主，局部較富，為礦區(qū)最下部含礦層，工業(yè)礦體主要賦存于該巖相帶的頂部。該層在太陽灣礦段較發(fā)育，厚度0～270m。

④含礦層（粗-偉晶輝長巖含礦層），以星-稀浸礦為主，局部較富，礦石品位變化較大，大都與上部礦體連續(xù)，屬上部礦體的一部分。

6）邊緣巖相帶（厚度10～300m），該巖相帶以細(xì)粒輝長巖為主，暗色礦物（輝石、橄欖石、角閃石）含量增多，基性斜長石減少。流層狀構(gòu)造發(fā)育，層位不穩(wěn)定。此巖相帶頂部有一層厚3m左右的橄欖巖或橄輝巖層。該巖相帶不含工業(yè)礦體。

4 成礦機(jī)理分析

4.1 成礦規(guī)律

總結(jié)區(qū)內(nèi)攀枝花式釩鈦磁鐵礦的成礦規(guī)律如下：

1）導(dǎo)礦構(gòu)造，主要有南北向的安寧河大斷裂、昔格達(dá)—元謀大斷裂、近北東向的攀枝花斷裂帶為巖漿的上升提供了通道，同時(shí)控制著基性超基性巖體的分布，控制著礦床的分布,南北向延深的康滇地軸隆起帶，具有一級構(gòu)造控巖控礦意義，對巖漿巖和各種內(nèi)生、外生、變質(zhì)礦床起了定向的作用。

南北向構(gòu)造帶對區(qū)內(nèi)各種礦產(chǎn)，特別是含釩鈦磁鐵礦層狀輝長巖雜巖體產(chǎn)出條件、分布規(guī)律的控制作用十分明顯。主要有三方面的控制意義：①南北向延深的康滇地軸隆起帶，具有一級構(gòu)造控巖控礦意義，對巖漿巖和各種內(nèi)生、外生、變質(zhì)礦床起了定向的作用；②南北向的邊緣深大斷裂，具有二級控礦意義。對基性超基性巖體群起了定帶的作用；③區(qū)內(nèi)基性超基性巖體沿南北向斷裂呈斷續(xù)帶狀展布，似與追蹤斷裂剪切拉張開裂轉(zhuǎn)彎部位相吻合。這種部位對產(chǎn)釩鈦磁鐵礦的輝長巖層狀雜巖體起了定位作用，具有三級控礦意義。

2）巖漿巖條件，含礦巖體在時(shí)間上僅限于華里西期時(shí)段的基性—超基性巖。研究區(qū)釩鈦磁鐵礦屬于巖漿晚期礦床，巖漿是巖漿礦床成礦物質(zhì)的主要來源和載體。由于不同成分的巖漿巖具有不同的成礦專屬性，釩鈦磁鐵礦容易產(chǎn)于富鐵質(zhì)基性巖中。之所以出現(xiàn)這種情況，是由于鐵鎂巖漿溫度較高，所含硅氧四面體少，因此巖漿的粘度比較小。由于基性、基性巖漿的粘度小，因此有利于巖漿的活動和分異，同時(shí)有利于分散在巖漿中的成礦元素富集。

圖3 研究區(qū)成礦模式圖

圖4 研究區(qū)高精度磁測異常圖

3）圍巖條件，“三位一體”（基性-超基性巖、燈影組白云質(zhì)灰?guī)r以及白云巖、峨眉山玄武巖)的巖性組合，是形成大型、超大型礦床必要條件。由于燈影組巖石解理裂隙較為發(fā)育，當(dāng)巖漿侵入或噴出的過程中，不可避免地要和周圍巖石發(fā)生接觸，圍巖中的某些成分將通過各種方式加入到巖漿中去，從而使巖漿的成分發(fā)生改變，在研究區(qū)釩鈦磁鐵礦礦床中，礦化較好的基性巖體均侵位于白云質(zhì)大理巖地層中，這可能是圍巖中鈣質(zhì)的加入，促使巖漿中鐵質(zhì)的分異進(jìn)行得比較徹底。反應(yīng)方程式如下：CaCO3+FeSiO3→FeO+CO2+CaSiO3，反應(yīng)機(jī)理：鈣將代替部分鐵（鎂）而形成含鈣的硅酸鹽，促使更多的金屬脫離硅酸鹽而進(jìn)入熔漿，有利于巖漿的分異。

4.2 成礦模式

在華力西期裂谷構(gòu)造周期性擴(kuò)張背景下，液態(tài)幔源巖漿脈動式涌入巖漿房，在溫度、壓力達(dá)到一定的條件下，由于礦物比重差異，使液態(tài)巖漿產(chǎn)生重力分異和結(jié)晶分異，比重大的礦物鈦鐵礦、鈦磁鐵礦、鈦鐵晶石等富集于底部成礦。每一次巖漿的灌入，都產(chǎn)生底部為比重大的釩鈦磁鐵礦，上部為基性巖漿的旋回，隨著堆積的增厚，就形成了從底到頂比重逐漸減小、含礦性逐漸變小的韻律性變化，即本區(qū)釩鈦磁鐵礦的成礦模式。

5 地球物理特征及成礦遠(yuǎn)景分析

5.1 地面高精度磁測

該區(qū)已做了大量的地球物理勘探工作，根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，磁法勘探對勘查攀西釩鈦磁鐵礦是最為有效的手段之一。

根據(jù)1∶1萬地面高精度磁測，研究區(qū)內(nèi)地磁異常呈北東45°方向展布，自西向東可清晰地分成南東（Ⅰ）及北西（Ⅱ）兩個(gè)磁異常帶，其中南東磁異常帶又可分為Ⅰ-1及Ⅰ-2兩個(gè)磁異常亞帶見（圖4）。

Ⅰ-1磁異常帶呈北東45°方向展布，長約11km，寬2～3km。垂直磁異常帶正異常梯度變化為南東緩、北西陡，磁異常帶北西側(cè)出現(xiàn)的明顯的以條帶狀為主的負(fù)異常區(qū)。

Ⅰ-2磁異常帶位于大黑山地區(qū)，呈北東45°方向展布，以正異常為主。長約10km，寬1～1.5km。垂直磁異常帶梯度變化為北西陡，南西緩，并出現(xiàn)負(fù)異常區(qū)。

兩個(gè)磁異常帶主要磁性體的磁異常特征見表1。

表1 研究區(qū)主要磁性體磁異常特征表

5.2 研究區(qū)及外圍成礦遠(yuǎn)景分析

根據(jù)地磁異常形態(tài)、范圍、強(qiáng)度結(jié)合地質(zhì)礦產(chǎn)資料，圈定出9個(gè)局部磁異常區(qū)，按由南東至北西的順序，編號為M1-M9。局部磁異常特征見表2。

根據(jù)本區(qū)磁異常特征和地質(zhì)礦產(chǎn)資料，將成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分為兩類：

一類：具有明顯礦異常特征的磁異常以及有含礦的基性巖體存在。屬于一類的成礦遠(yuǎn)景區(qū)有4處：倒馬坎礦段成礦遠(yuǎn)景區(qū)（M1)、尖包包礦段成礦遠(yuǎn)景區(qū)（M2)、蘭家火山礦段成礦遠(yuǎn)景區(qū)（M3)、朱家包包礦段成礦遠(yuǎn)景區(qū)（M4)。

二類：有礦異常特征的磁異常以及有含礦的基性巖體存在。屬于二類的成礦遠(yuǎn)景區(qū)有2處：大地灣至鴨蛋包溝成礦遠(yuǎn)景區(qū)（M5）、代家屋基至紅旗坡村成礦遠(yuǎn)景區(qū)（M6）。

表2 局部磁異常分類簡表

6 結(jié)論

1）釩鈦磁鐵礦床主要賦存于華力西期的層狀的基性輝長巖體之中，根據(jù)不同巖石特征組合、礦物組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦化特征，含礦巖體大致劃分6個(gè)巖相帶4個(gè)含礦層。

2）導(dǎo)礦構(gòu)造、巖漿巖條件以及圍巖條件是形成大型礦床的必要條件。

3）本區(qū)的成礦模式為：巖漿灌入，由于各種礦物比重的不均一性，產(chǎn)生底部為比重大的釩鈦磁鐵礦，上部為基性巖漿的旋回，隨著巖漿的不斷灌入、堆積的增厚，就形成了從底到頂比重逐漸減小、含礦性逐漸變小的韻律性變化，即本區(qū)釩鈦磁鐵礦的成礦模式。

4）據(jù)研究區(qū)及外圍1∶1萬地面高精度磁測，自西向東可以分成兩個(gè)磁異常帶以及兩個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

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Geological Features and Prospecting Potential of the Panzhihua Vanadic Titanomagnetite Deposit

GUO Dao-jun YU Hai-jun WANG Xue MENG Biao WU De-qiang REN Hai-tao
(No.106 Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 618300)

Panzhihua vanadic titanomagnetite deposit is confined to Hercynian layered gabbro rock bodies which may be divided into 6 petrofacies zones and 4 ore-bearing horizons based on rock association, mineral assemblage, texture and structure as well as mineralization. The mineralization was controlled by structure, lithology and wall rock. The studied area may be divided into SE and NW magnetic anomalous belts which are composed of 9 magnetic anomalies and 2 prospect areas.

vanadic titanomagnetite deposit; prospect area; ore-forming regularity; Panzhihua

P618.31

A

1006-0995（2014）04-0523-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2014.04.011

2013-08-30

四川省鐵礦整裝勘查中的攀枝花勘探區(qū)塊(PA-1)規(guī)劃勘探項(xiàng)目

郭道軍（1970-），男，四川人，碩士，高級工程師，長期從事地質(zhì)找礦工作