云南省寧蒗縣培德礦區(qū)鈦鐵砂礦地質(zhì)特征及成因分析

王雁，陳忠

(昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南昆明650093)

云南省寧蒗縣培德礦區(qū)鈦鐵砂礦地質(zhì)特征及成因分析

王雁，陳忠

(昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南昆明650093)

云南省寧蒗縣培德礦區(qū)鈦鐵砂礦位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)麗江臺(tái)緣褶皺帶內(nèi)，鈦鐵砂礦體均覆于輝綠巖體之上，區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈。通過分析研究認(rèn)為，寧蒗培德地區(qū)的輝綠輝長巖風(fēng)化殼為該區(qū)尋找鈦鐵砂礦的有效地段且有良好找礦前景。

鈦鐵砂礦;地質(zhì)特征;礦床成因

0 前言

鈦鐵礦至少占世界鈦原料來源的85%，是一種重要的礦藏資源。云南鈦鐵礦資源十分豐富，具分布廣、規(guī)模大、易采易選等特點(diǎn)，其在滇中、滇南、滇西均有分布，是僅次于鐵、錳的優(yōu)勢礦種。據(jù)砂礦的成礦特征，云南的鈦鐵砂礦可分為以下3類:第1類為海西期輝長巖—輝長輝綠巖風(fēng)化殼紅土型砂礦床;第2類為湖濱—河流沖積型砂礦床;第3類為海西—印支期臨滄復(fù)式巖體南段與二長花崗巖有關(guān)的河流沖積型鋯英石、獨(dú)居石、鈦鐵砂礦綜合型砂礦床［1-3］。培德礦區(qū)鈦鐵砂礦屬于第1類，本文通過野外調(diào)研和結(jié)合區(qū)域地質(zhì)基礎(chǔ)，深入探討了礦床的成因和找礦標(biāo)志，為后續(xù)該區(qū)找礦提供科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

在大地構(gòu)造上，位于特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造域東緣的泛華夏大陸古生代—中生代羌塘—三江構(gòu)造區(qū)、松潘—甘孜弧后褶皺系與揚(yáng)子準(zhǔn)地塊銜接部位，隸屬于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ)之麗江臺(tái)緣褶皺帶(Ⅱ)永寧—永勝臺(tái)褶束(Ⅲ)新村—培德臺(tái)穹(Ⅳ)，西與永寧—奉科營盤臺(tái)凹(Ⅳ)相接，東與阿家大河臺(tái)凹(Ⅳ)相鄰。位于三江成礦帶以東及攀西裂谷成礦帶西南側(cè)，程?！e川斷裂(Ⅳ)與箐河斷裂(Ⅳ)夾持部位。區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)頻繁，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈(見圖1)［4］。

圖1礦區(qū)構(gòu)造分區(qū)位置簡要

1．1地層

礦區(qū)出露地層主要有二疊系上統(tǒng)楊家坪組(P2y)，石炭系下統(tǒng)橫阱組(C1h)，泥盆系下統(tǒng)班滿到地組(D1b)，志留系下統(tǒng)龍馬溪組(S1l)，奧陶系下統(tǒng)(O1)，寒武系下統(tǒng)(∈1)，震旦系上統(tǒng)燈影組(Z2d)，在低凹、緩坡及翠玉河兩岸零星分布有殘積、洪積層;在輝綠巖上部大面積殘積鈦鐵砂礦(見圖2)。

1．2構(gòu)造

由于受到程?！e川斷裂與箐河斷裂的影響，礦區(qū)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈;礦區(qū)構(gòu)造主要表現(xiàn)為褶皺和斷裂。褶皺以培德背斜為主;斷裂以貓家村—培德斷層為主導(dǎo)，派生出其余11條性質(zhì)不同的斷層;受培德背斜及貓家村—培德斷裂的影響，礦區(qū)構(gòu)造形跡總體NE-SW向。

圖2礦區(qū)地層簡要

1．2．1褶皺

礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，其中以培德背斜為貫通全礦區(qū)的主要褶皺(見圖2)，為一不對(duì)稱的短軸背斜，長4 200 m，寬8 500 m;軸面為一個(gè)向北西突出的弧形，在北東端軸面產(chǎn)狀336(°)∠78(°)，南西端軸面產(chǎn)狀302(°)∠77(°)，向南東輕度傾伏;背斜北東端及南西端均延出區(qū)外。

1．2．2斷裂

貓家村—培德斷裂的多次活動(dòng)，派生北西—南東向次一級(jí)斷裂，并切割各地層及輝綠巖體;區(qū)內(nèi)斷裂主要為兩組:一組北東—南西向，以貓家村—培德斷裂為代表;另一組北西—南東向。

1．3巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，巖漿活動(dòng)在空間上受區(qū)域構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)輝綠巖體侵入培德背斜兩翼各地層寒武系—石炭系間，呈巖墻群體出現(xiàn)，呈北東—南西向展布，順層或斜交侵入各地層。形態(tài)嚴(yán)格受斷裂、裂隙控制，并構(gòu)成北東—南西向巖體群，局部巖體變大相連。

1．4圍巖蝕變

礦體與圍巖界線明顯。礦體產(chǎn)于海西期(βμ43)輝綠巖、輝長巖、輝綠玢巖風(fēng)化殘積物層。圍巖主要為輝綠巖，輝長巖次之、少量為輝綠玢巖，蝕變主要有兩種:斜長石黝簾石化、絹云母化，輝石蛇紋石化;另有少量黑云母綠泥石化，鈦鐵礦蝕變?yōu)殚鞘?在礦體邊緣部位為白云巖、砂巖，少量蝕變?yōu)榇罄硎?、變質(zhì)石英巖化。

2 礦床地質(zhì)特征

2．1礦體分布、形態(tài)及規(guī)模

海西期，區(qū)內(nèi)地層中的剛性巖石受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，形成規(guī)模不等之裂隙，為基性巖漿的侵入提供通道;在成巖過程中，受構(gòu)造作用，巖體內(nèi)部破碎;成巖后，受貓家村—培德斷裂再次活動(dòng)的影響，巖體進(jìn)行擠壓，巖體內(nèi)部再次破碎，易于風(fēng)化;在喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下，本區(qū)地殼抬升，破碎的含鈦基性巖在地表接受風(fēng)化。

破碎后的輝綠巖體，近地表部分在化學(xué)、物理、生物等作用下，巖石裂解后其礦物解離及部分解離，部分溶解物質(zhì)流失，有用礦物鈦鐵礦、磁鐵礦等就地或輕微移動(dòng)后殘積，形成鈦鐵砂礦;由于礦區(qū)地形切割強(qiáng)烈，坡角較陡，鈦鐵砂礦出露地段地形坡度在20(°)～35(°)之間，造成礦體邊界含鈦輝綠巖風(fēng)化殘積物與非輝綠巖風(fēng)化殘積物混雜在一起，并順坡覆于輝綠巖石或其他巖石之上，因此在礦體邊緣地帶，礦體厚度相對(duì)較薄、品位較低。

總體上，礦體覆于巖體之上，順地形坡度面形展布，植被稀少，僅為零星低矮灌木;礦層分為全風(fēng)化層及半風(fēng)化層，其中全風(fēng)化層占絕大部分，半風(fēng)化層只占小部分，在局部地形切割較大地段，全風(fēng)化層厚度較小，在地形坡平緩地段，全風(fēng)化層厚度較大;垂直方向上，全風(fēng)化層直接出露地表，半風(fēng)化層在全風(fēng)化層以下，半風(fēng)化層以下是未風(fēng)化的輝綠巖基巖。鈦鐵砂礦呈松散砂屑狀，面形分布;其中長石、輝石等部分風(fēng)化成粘土。通過勘查，礦區(qū)共控制鈦鐵砂礦工業(yè)礦體6個(gè)(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ、Ⅴ)。本文主要敘述Ⅰ號(hào)礦體。

Ⅰ號(hào)礦體:產(chǎn)于Ⅰ號(hào)巖體上部。礦體產(chǎn)出標(biāo)高1 880～1 510 m，高差370 m，由36個(gè)淺井、14條剝土控制，控制礦體長1 780 m，寬110～300 m，向南東延出礦區(qū);鈦鐵砂礦呈灰黃、灰褐、淺灰、灰色或灰黑色，礦體依地形坡度呈層狀，近南北向面形展布;受F1斷層影響，礦體在水平方向發(fā)生小幅錯(cuò)動(dòng)，但未影響鈦鐵砂礦體的連續(xù)性。砂礦層最小厚度1．00 m，最大厚度3．50 m，平均厚度1．90 m;TiO2含量最低1．76%，TiO2含量最高5．08%，TiO2平均含量3．87%。

礦體基本由全風(fēng)化輝綠巖殘積層組成，粒徑0．01～5．0 mm，其中以0．2～3．0 mm居多，含鈦基性巖風(fēng)化后的輝石、斜長石、云母、透閃石、鈦鐵礦、磁鐵礦等礦物單體及其集合體，具弱磁性;礦層下部為半風(fēng)化砂礦，厚0．1～0．5m，局部厚1．4 m;其厚度占砂礦層厚度的20．3%，砂狀物含量70%～30%，塊狀物為未完全風(fēng)化的含鈦基性巖，大小為1 cm×1 cm～5 cm×6 cm，用鍾輕擊可碎成砂粒。2．2礦石組分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦物有鈦鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦，含量9．5%;斜長石、輝石、橄欖石、黑云母、絹云母、透閃石、綠泥石、綠簾石、蒙脫石、榍石、黝簾石、磷灰石，含量90%左右。

經(jīng)掃描電鏡電子探針成分分析，鈦鐵礦含TiO248．455%～49．223%，含F(xiàn)eO 49．84%～51．632%，另外還含有少量MgO及MnO，見電鏡電子探針成分分析表(表1)及成分圖像(見圖3)。其粒度0．03～2 mm，最?。?．01 mm。由于鈦鐵礦中鐵含量較高，且部分與磁鐵礦連生，有磁性，能引起磁異常。

表1 電鏡電子探針掃描成分分析結(jié)果%

圖3電鏡電子探針掃描成分影像

巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造主要是輝綠結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

3 礦床成因

麗江臺(tái)緣褶皺帶(Ⅱ)的活動(dòng)，培德背斜受東西方向進(jìn)一步擠壓，造成不同時(shí)代地層剛性巖層(灰?guī)r或白云巖等)形成以北東南西向?yàn)橹鞯膹埿粤严叮诤Ｎ髌诔蔀榛詭r漿的運(yùn)移上升通道，并為巖漿的侵入提供侵位空間，含鈦巖漿冷凝過程中，形成鈦鐵礦等礦物，組成5條北東南西向含鈦輝綠巖體。

含鈦輝綠巖體形成后，受后期的構(gòu)造活動(dòng)影響，在碎裂作用下巖體破碎易于風(fēng)化，受化學(xué)、物理、生物等作用，形成風(fēng)化殘積層并砂化，礦物解離，部分可溶解礦物流失，鈦鐵礦等有用礦物就地堆積形成具工業(yè)價(jià)值的鈦鐵砂礦體。

4 結(jié)語

1)由于輝綠巖體分布較廣、且易于風(fēng)化物，地表松散的含鈦輝綠巖為較明顯標(biāo)志。

2)鈦鐵砂礦出露地表，呈松散砂狀，雨后水流沖刷帶走部分較輕礦物，留下的為鈦鐵礦、磁鐵礦等重礦物，易于發(fā)現(xiàn)。

3)由于鈦鐵砂礦含礦母巖為含鈦磁鐵礦化輝綠巖，與圍巖磁性差異較大，采用磁法掃面對(duì)礦體的圈定有直接指導(dǎo)作用。

［1］和麗芳．滇池西部鈦鐵砂礦成礦條件及控礦因素初探［J］．中國高新技術(shù)企業(yè)，2013(11):122－123．

［2］薛步高．云南鈦鐵礦地質(zhì)特征及開發(fā)探討［J］．化工礦產(chǎn)地質(zhì)，2001，23(1):53－58．

［3］張新松．云南祿勸甲甸鈦鐵砂礦地質(zhì)特征及成因分析［J］．甘肅冶金，2013，35(5):72－74．

［4］云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局．云南省區(qū)域地質(zhì)域［M］．北京:地質(zhì)出版社，1989．

Geological Characteristics and Genetic Analysis of Ti-Fe Placer Deposits in Peide，Ninglang Country in Yunnan

WANG Yan，CHEN Zhong
(Faculty of Land Resource Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan 650093，Chian)

The research area is located in Yangtze paraplatform along with Lijiang platform-margin fold belt．The ore bodies are covered in the diabase rock mass with trong tectonic activities in the region．In our analysis，it is believed that weathered crust is a clue or favorable area sector for prospecting for Peide placer deposit．

Ti-Fe placer;Geologic feature;Deposit genesis

P618．31

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．011

2017－01－06

王雁(1987－)，男，山東棲霞人，在讀碩士研究生，研究方向:礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)，手機(jī):18468070752，E-mail:1078511742@qq．com;通訊作者:陳忠(1970－)，男，重慶人，博士，研究方向:表生地球化學(xué)與第四紀(jì)地質(zhì)，E-mail: 243714208@qq．com．