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云南劍川拉渣坡礦區(qū)鈦鐵砂礦地質(zhì)特征及成因淺析

2020-04-20 05:51魏蓉花范永康雷陽艾陳云山
世界有色金屬 2020年3期
關鍵詞:風化礦床礦物

魏蓉花,范永康,雷陽艾,陳云山

(云南省有色地質(zhì)局三一0隊,云南 大理 671000)

近年來,隨著一大批鈦鐵砂礦床的涌現(xiàn),云南省有色地質(zhì)局三一0隊在劍川地區(qū)拉渣坡一帶發(fā)現(xiàn)了鈦鐵砂礦床并對其進行了詳查工作,提交了資源量。筆者以該礦床為基礎,認真分析研究區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、成礦規(guī)律、礦床成因、找礦標志等[1]。為下步區(qū)域上找礦、以及礦區(qū)太鐵砂礦的勘查和開發(fā)提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

劍川縣拉渣坡鈦鐵砂礦大地構(gòu)造位于青藏~滇緬~印尼巨型“歹”字形構(gòu)造體系中部,唐古拉~昌都~蘭坪~思茅褶皺系,云嶺褶皺帶及松潘-甘孜褶皺系,中甸褶皺帶和揚子準地臺褶皺系,麗江臺緣褶皺帶夾持部位,地處麗江臺緣褶皺帶帶內(nèi),黑惠江斷裂東側(cè),牛街~九河成礦帶。早古生代時期該區(qū)被抬升為熱帶淺海區(qū),沉積了一套紫紅色淺海~濱海相砂頁巖建造,加里東運動使全區(qū)上升,至中泥盆世下沉,堆積作用一直延至早二疊世[2]。受華力西升降運動影響,黑惠江大斷裂亦在此時復活,發(fā)生大量海底基性火山的噴發(fā),噴發(fā)間隙堆積了泥質(zhì)碎屑物及碳酸鹽,玄武巖冷縮后形成的構(gòu)造,裂隙、節(jié)理中富集形成銅(化)礦體,加之構(gòu)造運動伴有淺成—超淺成的巖體侵入,各種成礦金屬元素在有利的部位富集,形成了多金屬成礦帶。

(1)地層。勘查區(qū)出露地層主要為奧陶系下統(tǒng)向陽組(Ox):灰白色砂巖、黃綠色頁巖夾泥質(zhì)細砂巖、砂礫巖、礫巖等;泥盆系下統(tǒng)青山組(D1q):中、上部為灰白色厚層狀、塊狀灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r;下部為深灰色中、厚層狀、塊狀灰?guī)r夾生物礁灰?guī)r;石炭系上統(tǒng)(C3):上部為淺灰白色中厚層狀、薄層狀純灰?guī)r,有基性巖脈穿插。中、下部灰色、淺灰色厚層、塊狀灰?guī)r及生物灰?guī)r;二疊系玄武巖組;下第三系寶相寺組(Eb)紫色、黃褐色中、粗粒長石石英砂巖、礫巖、砂等;第四系(Q)坡積、殘積沙土、洪積砂泥及巖塊等松散堆積物。

(2)構(gòu)造。研究區(qū)東邊為紅河-洱海大斷裂,北靠金沙江大斷裂、西鄰黑惠江斷裂東側(cè),石鼓變質(zhì)巖群南端,東連雪龍山變質(zhì)巖群,處于石鼓-點蒼山地背斜東翼,“W”字形褶曲向斜中。主要由華力西、印支、燕山構(gòu)造層和喜山構(gòu)造層組成,反映在下古生代至中、新生代的沉積物上,沿斷裂形成明顯的界線。格咱河斷裂,小金河斷裂與麗江-木里隱伏斷裂交匯于勘查區(qū)北西端,麗江-木里隱伏斷裂由北向南延至洱海(洱海斷裂)??辈閰^(qū)主要發(fā)育有北北東向的北登次級斷裂(F1)和后期近東西向的雙龍村斷裂(F2)。

(3)巖漿巖。區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈,勘查區(qū)70%的面積分布有華力西期基性火山巖、喜山期堿性噴出巖。基性火山巖由玄武巖、玄武質(zhì)火山角礫巖、斑狀玄武巖及凝灰?guī)r類組成,巖石復雜具一定成層性及韻律性,分三個噴發(fā)旋回,顯示出由弱到強、最后再減弱的趨勢。喜山期堿性侵入巖體分布在礦區(qū)中部桃李村至磨房箐一帶,長1100m,寬100m~200m,呈北北西向產(chǎn)出,呈大脈狀侵入玄武巖中。巖性為石英正長斑巖,具斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)為半自形粒狀結(jié)構(gòu),主要成分為正長石60%~83%,其次為石英、黑云母、輝石?;郧秩霂r主要是海西期基性巖體(υ43):由輝長巖、鈉黝簾石化石英輝長巖,纖閃石鈉黝簾石化石英輝長巖組成,呈巖脈、巖床狀侵入于古生代二疊系下統(tǒng)的地層間,鈦鐵礦物成浸染狀、散點狀和星點狀分布于巖脈和巖體頂部,干海子一帶的巖脈和巖體呈北西~南東向展布,呈巖床產(chǎn)出,其中輝長巖-輝綠巖對鈦、鐵礦床成礦十分有利。喜山期(β6)侵入—噴溢的灰綠色致密塊狀斜長苦橄巖、苦橄玄武巖、橄班玄武巖、玄武巖、杏仁狀玄武巖。

2 礦床地質(zhì)特征

勘查區(qū)共圈定了鈦鐵砂礦體2個,編號為V1和V2。鈦鐵砂礦主要來源于區(qū)內(nèi)及區(qū)域上分布有輝長-輝綠巖及基性火山巖體,經(jīng)風化、剝蝕、搬運后賦存于有利地形部位,再進一步的富集形成鈦鐵砂礦體。礦體主要位于輝綠輝長巖體上部的風化殼中(見下圖)。

2.1 礦體產(chǎn)出特征

V1礦體賦存于輝長-輝綠巖體上部風化殼表層中,平緩鋪覆于基巖之上,呈面型裸露地表,礦體多為灰綠色、褐紅色輝長巖風化粘土及灰黃灰白色輝長-輝綠巖風化砂土混雜;V2礦體賦存于賦存于VⅠ坡殘積物混雜鈦鐵砂礦體之下,輝長-輝綠巖體上部風化殼中,平緩鋪覆于輝長-輝綠巖體之上,呈面型分布,礦體為灰綠色,灰黃白色中粗粒米糠砂土狀,半風化碎土塊狀。

圖1 鈦鐵砂礦0號勘探線典型剖面圖

V1礦體東西寬約250m,南北長大于300m,總體傾角較緩,產(chǎn)狀315°/8-10°左右,控制垂厚0~6.01m之間,平均厚度2.03m,平均品位19.62kg/m3;V礦體位于V1礦體之下,總體傾角較緩,產(chǎn)狀與V1礦體基本一致,控制垂厚2.09m~32.28m之間,平均厚度13.28m,平均品位14.38kg/m3,伴生磁鐵礦平均品位4.56kg/m3。

2.2 礦石質(zhì)量

鈦礦物主要是鈦鐵礦和鈦磁鐵礦,其次為銳鈦礦,鐵礦物主要為磁鐵礦,其次為褐鐵礦、赤鐵礦和假象赤鐵礦;硫礦物主要為黃鐵礦。脈石礦物主要為粘土礦物(如高嶺石、水云母、蒙脫石等),其次為碎屑礦物(石英、長石、白云母等)和鐵質(zhì)礦物等(見下表)。鈦鐵礦、磁鐵礦、鈦磁鐵礦主要為半自形板狀結(jié)構(gòu),礦石多呈土狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造,少量為星散狀構(gòu)造。

表1 礦石中礦物組成及含量統(tǒng)計結(jié)果表

2.3 礦石類型和品級

礦石自然類型為風化砂礦型,礦床類型為風化殼殘坡積型鈦鐵砂礦床,主要鈦礦物為鈦鐵礦和鈦磁鐵礦,其次為銳鈦礦、金紅石。砂礦體礦石含量多大于15kg/m3,礦石品級均為工業(yè)礦石和低品位礦石。

2.4 礦床風化特征

基性巖風化殼普遍呈現(xiàn)三層結(jié)構(gòu)的垂直分帶性,地表0m~6m為風化帶,6m~31m為氧化帶,主要生成大量氧化礦物,如鈦鐵礦,堆集成風化殼型鈦鐵砂礦。31m~44.20m為淋失帶,44.20m~121m為次生富集帶。以其不同的顏色、成分和含礦性特點相互區(qū)別,劃分為④殘坡積混雜砂礦層、③輝長-輝綠巖風化殘積砂礦層、②半風化淋濾層、①原生基巖層。

④殘坡積混雜砂礦層:主要由棕紅色灰?guī)r風化粘土及灰綠色、灰黃白色輝長-輝綠巖風化粘土和砂、礫、巖屑組成,為次要含礦層,有用礦物解離度較差,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輝長-輝綠巖風化殘積砂礦層:主要由灰綠色、灰黃白色輝長-輝綠巖風化粘土和砂、巖屑組成,為主要含礦層,有用礦物解離度較好,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半風化淋濾層:主要由灰綠色、灰黃綠色、灰黃白色、輝長-輝綠巖風化粘土和巖屑、砂、礫及致密塊狀碎塊組成,碎塊多為菱角狀、混圓狀,一般大小為20×20cm,最大40×60cm,為原巖頂部化學風化初期產(chǎn)物,厚度不穩(wěn)定,一般厚度大于10m,有用礦物解離度差,最高含鈦鐵礦1.65kg/m3,平均含鈦鐵礦0.89kg/m3。

①原生基巖。主要為灰黃綠色、灰黃綠色致密塊狀、輝長-輝綠巖。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 礦床成因淺析

礦床成因類型初步認為為含鈦基性巖粘土化風化殼(殘積)型鈦、鐵砂礦床。鈦鐵砂礦成礦時代為新生代(第三紀)。含鈦基性巖體在長期經(jīng)受以化學風化為主的地質(zhì)作用下,發(fā)生巖石崩解及其中活動組分被淋濾帶出,巖體表層呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)比較疏松的風化殼。由于巖體風化殼的發(fā)育,致使原生基性巖中呈分散狀態(tài)的而在風化環(huán)境下穩(wěn)定的礦物,如鈦鐵礦、鈦磁鐵礦等,大大地富集起來,形成具有工業(yè)價值的風化殼型鈦鐵砂礦床。因此,基性巖風化殼發(fā)育是本區(qū)鈦鐵砂礦形成不可缺少的前提條件。含鈦基性巖體普遍發(fā)育粘土化紅土型風化殼,厚度一般l5m~20m,最厚達40余m。根據(jù)采樣化驗結(jié)果,在基性巖體表層的不同深度,隨著風化作用方式和強度的不同,Ca、Mg、K、Na、Si不同程度地被淋濾流失,愈接近地表,其氧化物含量顯著降低,相反,F(xiàn)e203、AI2O3、TiO2則相對富集,符合巖體風化殼分帶之一般規(guī)律。勘查區(qū)含鈦基性巖風化殼發(fā)育時代,亦即風化殼型鈦鐵砂礦的形成時代,應為第三紀,而風化殼遭受剝蝕沖刷再堆積形成的坡積型、洪沖積型鈦鐵砂礦,初步認為礦床成因為風化殘坡積型。

3.2 找礦標志

(1)海西期基性輝長巖、輝長-輝綠巖體上部及附近是風化殼(殘積)型鈦、鐵砂礦礦床成礦的有利部位。

(2)物、化探異常濃集區(qū)。

(3)地形地貌低洼處的是坡積型鈦、鐵砂礦床成礦的有利部位。

(4)湖濱一河流利易重砂集積處是沖積型鈦、鐵砂礦礦床成礦的有利部位。

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