海南省東部淺海鋯鈦砂礦物特征及成礦條件淺析

林明坤，林川善，潘燕俊，齊文濤，李　一

（1.海南省九三四地質(zhì)大隊(duì)，海南?？?70206；2.海南省海洋地質(zhì)調(diào)查研究院，海南?？?70206）

海南省東部淺海鋯鈦砂礦物特征及成礦條件淺析

林明坤*1，林川善1，潘燕俊2，齊文濤1，李一1

（1.海南省九三四地質(zhì)大隊(duì)，海南?？?70206；2.海南省海洋地質(zhì)調(diào)查研究院，海南海口570206）

海南島位于我國(guó)南海的西北部，四周環(huán)海。濱海沉積型鋯英石、鈦鐵礦砂礦資源豐富，具有優(yōu)越的成礦條件和豐富的資源潛量。海南島鋯英石、鈦鐵礦砂礦在全國(guó)具有資源比較優(yōu)勢(shì)，屬海南優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源。值得重視的是，海南島周邊自海岸至海區(qū)水深30m范圍內(nèi)，分布有鈦、鋯砂礦資源的地段相當(dāng)大面積尚未勘查。根據(jù)海南省東部萬寧市某淺海鋯鈦砂礦區(qū)鉆探及樣品測(cè)試分析結(jié)果，對(duì)礦物特征及成礦條件的認(rèn)識(shí)進(jìn)行闡述、以期對(duì)今后的淺海鋯鈦砂找礦提供一些參考。

淺海鋯鈦砂礦；礦物特征；成礦條件

1　地質(zhì)背景

礦區(qū)位于海南島東南部近岸淺水海域，東西向尖峰—吊羅構(gòu)造帶東端，所處大地構(gòu)造單元屬于華南褶皺系五指山褶皺帶。區(qū)域上中—西部為丘陵—低山區(qū)，東部（包括陸地和近岸淺海區(qū)）為濱海沉積平原地帶。區(qū)域內(nèi)地層發(fā)育不全，除局部地區(qū)有古生代地層小規(guī)?；蛄阈浅雎锻?，第四系地層分布廣泛。區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，但巖漿活動(dòng)頻繁，不同時(shí)代巖漿巖大面積分布。

根據(jù)海南島生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查成果資料，海南島陸上是一個(gè)巨大的鋯鈦高值背景區(qū)，廣泛分布有鋯鈦高值異常，異常區(qū)面積大，異常幅值高，濃集中心明顯，其中鋯最高達(dá)至1821×10-6，一般（670～1600）×10-6；鈦?zhàn)罡哌_(dá)到64655×10-6，一般（10000～60000）×10-6。本島鋯地球化學(xué)高背景區(qū)主要分布在海南島的東南部，西北部背景值相對(duì)較低。島上鋯的高值異常區(qū)分布廣泛，大小異常有近20個(gè)，其中有3個(gè)異常區(qū)規(guī)模較大。三亞的亞龍灣—萬寧的保定海沿岸的陸上區(qū)域的鋯高值異常就是其中之一，長(zhǎng)軸方向呈SW-NE展布，長(zhǎng)度84km，平均寬度15km，面積1250km2。

本區(qū)海底沉積物主要為第四紀(jì)近代海相沉積，屬全新統(tǒng)煙墩組(Qh3y)、上更新統(tǒng)八所組（Qp3bs）和中更新統(tǒng)北海組(Qp2b)向海方向延伸部分，以陸源碎屑沉積物為主，包括礫石、含貝殼含礫粗砂、中砂、粉細(xì)砂、混合砂和粘土等，以粉細(xì)砂為主。其中煙墩組為本區(qū)鋯英石鈦鐵礦的含礦層位，厚度0.5～19.20m，平均厚度10.08m。

水下地貌屬于內(nèi)陸架的水下階地、水下斜坡等。海底地形總的趨勢(shì)由岸向海域一側(cè)緩傾，水深一般都在30m以淺，局部海水深達(dá)50m，等深線沿岸線方向延伸。

2　礦物特征

2.1礦石礦物組成

經(jīng)取樣重砂全分析和粒度分析，結(jié)合野外鉆探觀察，原礦石中主要礦物成分為石英，占礦物總量的90%以上。礦石礦物主要以鋯英石為主，伴生有鈦鐵礦可綜合利用；其它少量礦物有電氣石、磁鐵礦、白鈦石、金紅石、綠泥石；微量礦物有銳鈦礦、藍(lán)晶石、石榴石、綠簾石、磷釔礦、獨(dú)居石、長(zhǎng)石等。礦石中含泥量1.28%～ 15.27%，平均5.30%。

2.2主要礦石礦物特征

鋯英石：多為無色、少數(shù)呈淺黃、淡紫紅色。透明度好。金剛光澤。晶形呈完好柱狀，少數(shù)粒狀。磨圓度差。性脆。硬度較大。粒度在0.125～0.05mm。

鈦鐵礦：呈黑色，金屬光澤。條痕黑色。晶形多呈不規(guī)則粒狀、板狀，部分次滾圓狀。性脆。硬度大。具強(qiáng)磁性。粒度在0.125～0.05mm。

2.3礦石礦物含量變化特征

區(qū)內(nèi)礦體呈似層狀產(chǎn)于水下階地、第四系全新統(tǒng)煙墩組(Qh3y)灰黃—黃色、灰—灰綠色中細(xì)砂—粉細(xì)砂層中，處在保定海淺海區(qū)。平面上大致呈矩形展布，延展連續(xù)性較好，形態(tài)規(guī)則，平緩似層狀產(chǎn)出，垂直等深線向南東傾斜。其縱向長(zhǎng)度13350m，寬度500～ 5700m，面積38.51km2。最寬處5716m，最窄處508m。平均寬度3110m。中部寬兩端窄。礦層最厚19.20m，最簿0.5m，平均厚度10.08m，厚度變化系數(shù)53.21%，屬于厚度變化較大的礦體。礦體主要賦存于10～30m水深的海底表層，水深最淺為9.20m，最深為33.70m。

礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，礦石以中細(xì)—粉細(xì)粒含鋯英石、鈦鐵礦石英砂為主，局部見有含有機(jī)質(zhì)土細(xì)粒鋯英石、鈦鐵礦石英砂。部分礦層中有較薄的粘土夾層，有用礦物主要為鋯英石，其次伴生有鈦鐵礦，少量金紅石、獨(dú)居石。礦石品位變化較小，礦體連續(xù)性、穩(wěn)定性較好。根據(jù)礦體平均品位與工業(yè)指標(biāo)對(duì)照，本區(qū)礦體均為低—中品位礦石，平均品位達(dá)到富礦邊界品位。

鋯英石和鈦鐵礦在礦層中的含量(品位)，除個(gè)別情況外，沿縱向(走向)和橫向(傾向)方向以及由淺層向深部(延深)均呈正相關(guān)，即鋯英石品位高則鈦鐵礦品位也相對(duì)增高，二者比例一般1∶（3.5～4.5）之間。

在橫向上（圖1），即沿傾向(北西—南東方向)，礦石品位連續(xù)，厚度也連續(xù)無間斷，但曲線變化幅度較大，表現(xiàn)為：總體上，隨水深的增加，鋯英石、鈦鐵礦品位、礦層厚度先增加然后在水深到18～20m后迅速減小。具體來說，礦石品位在水深10～18m間表現(xiàn)較為穩(wěn)定，變化幅度較小，而礦層厚度變化也不大；在水深18～ 20m間，鈦鐵礦品位突然出現(xiàn)高點(diǎn)，表現(xiàn)出特別富集的現(xiàn)象，但礦層厚度卻急劇降低；水深再加大，則礦石品位又快速減小。

圖1　礦石品位及礦層厚度沿橫向(傾向)變化曲線圖

在縱向上（圖2），即沿走向(南西—北東向)，礦石品位和礦層厚度，曲線連續(xù)完整無間斷，但變化幅度均較大，礦石品位與礦層厚度與水深沒有表現(xiàn)出較好的相關(guān)性。

礦石品位延深變化曲線見圖3。如圖3所示，隨著深度增加，礦石品位有明顯的變化，變化幅度較大，總體上，隨著深度增加，礦石品位下降。個(gè)別孔表現(xiàn)出異常，如在7線ZK702孔，礦石品位隨深度增加而升高，但變化幅度較小。

3　成礦條件分析

區(qū)內(nèi)為第四系沉積物，基本上呈帶狀與現(xiàn)代海岸線平行展布，鋯、鈦砂礦層產(chǎn)于第四系全新統(tǒng)煙墩組(Qh3y)灰黃—灰綠色粉細(xì)粒砂層中，屬濱、淺海相沉積，韻律層特征明顯，機(jī)械沉積作用清晰。

區(qū)內(nèi)沿岸廣泛發(fā)育有不同時(shí)期的巖漿巖，有花崗巖、玄武巖等，它們富含鋯英石、鈦鐵礦、金紅石和獨(dú)居石等副礦物。本區(qū)地處熱帶和亞熱帶，沿岸高溫多雨，潮濕炎熱，在高溫和海水共同作用下，巖石基巖易于風(fēng)化，形成大面積的含鋯英石、鈦鐵礦風(fēng)化殼，經(jīng)破壞沖刷和地表水的搬運(yùn)作用，在潮間帶和淺海區(qū)沉積下來，在潮流和波浪及沿岸海流的作用下，經(jīng)過不斷分選、富集，最終形成濱海水下鋯、鈦砂礦沉積礦床。礦床成因類型為第四紀(jì)海相水下濱海沉積砂礦床。

本區(qū)礦體大致呈南西—北東向沿第四系全新統(tǒng)煙墩組(Qh3y)濱海相沉積分布，礦床規(guī)模達(dá)到大型。礦體呈似層狀產(chǎn)出，分布空間、形態(tài)、產(chǎn)狀嚴(yán)格受地層控制。礦層厚度總體連續(xù)但變化較大，但橫向變化大于縱向的變化，反映出沉積作用過程中的不同環(huán)境及水動(dòng)力條件的變化。礦石質(zhì)量總體較為均勻，屬中低品位的表外礦，但品位變化較大。礦層賦存于海底表層，底板圍巖界線清楚。礦石組成物質(zhì)以石英—鋯英石—鈦鐵礦為主，石英顆粒機(jī)械分選明顯，磨圓度較高，其它重礦物粒度細(xì)小，以滾圓狀為主，表明水動(dòng)力作用強(qiáng)烈。礦石化學(xué)分析、物理測(cè)定及研究表明，礦石為正常的機(jī)械碎屑沉積。

4　結(jié)論

（1）礦石品位隨水深變化和埋藏深度變化的特點(diǎn)反映了礦石在不同海洋水動(dòng)力作用下的富集規(guī)律，本礦區(qū)的礦石礦物含量變化特征對(duì)海南省東部近淺海找礦有一定的指導(dǎo)意義。

圖3　礦石品位及礦層厚度延深變化曲線圖

（2）海上礦產(chǎn)成礦受海洋潮汐、波浪作用明顯，其埋藏具有規(guī)律性，但在近岸淺海還受物質(zhì)來源、海底地形和海洋災(zāi)害氣象等成礦條件的影響，具有一定的不確定性。

（3）類似礦床的勘查可先進(jìn)行旁掃聲納和淺地層剖面測(cè)量，提前圈定含礦砂層的分布范圍，以增強(qiáng)找礦的目的性，降低勘查投資風(fēng)險(xiǎn)。

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A

1004-5716(2016)11-0141-03

2016-06-28

林明坤（1983-），男（漢族），海南?？谌?，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查工作。