海南省东部浅海锆钛砂矿物特征及成矿条件浅析

2016-12-09林明坤林川善潘燕俊齐文涛

西部探矿工程 2016年11期

关键词：英石钛铁矿矿层

林明坤，林川善，潘燕俊，齐文涛，李　一

（1.海南省九三四地质大队，海南海口570206；2.海南省海洋地质调查研究院，海南海口570206）

海南省东部浅海锆钛砂矿物特征及成矿条件浅析

林明坤*1，林川善1，潘燕俊2，齐文涛1，李一1

（1.海南省九三四地质大队，海南海口570206；2.海南省海洋地质调查研究院，海南海口570206）

海南岛位于我国南海的西北部，四周环海。滨海沉积型锆英石、钛铁矿砂矿资源丰富，具有优越的成矿条件和丰富的资源潜量。海南岛锆英石、钛铁矿砂矿在全国具有资源比较优势，属海南优势矿产资源。值得重视的是，海南岛周边自海岸至海区水深30m范围内，分布有钛、锆砂矿资源的地段相当大面积尚未勘查。根据海南省东部万宁市某浅海锆钛砂矿区钻探及样品测试分析结果，对矿物特征及成矿条件的认识进行阐述、以期对今后的浅海锆钛砂找矿提供一些参考。

浅海锆钛砂矿；矿物特征；成矿条件

1　地质背景

矿区位于海南岛东南部近岸浅水海域，东西向尖峰—吊罗构造带东端，所处大地构造单元属于华南褶皱系五指山褶皱带。区域上中—西部为丘陵—低山区，东部（包括陆地和近岸浅海区）为滨海沉积平原地带。区域内地层发育不全，除局部地区有古生代地层小规模或零星出露外，第四系地层分布广泛。区内构造不发育，但岩浆活动频繁，不同时代岩浆岩大面积分布。

根据海南岛生态地球化学调查成果资料，海南岛陆上是一个巨大的锆钛高值背景区，广泛分布有锆钛高值异常，异常区面积大，异常幅值高，浓集中心明显，其中锆最高达至1821×10-6，一般（670～1600）×10-6；钛最高达到64655×10-6，一般（10000～60000）×10-6。本岛锆地球化学高背景区主要分布在海南岛的东南部，西北部背景值相对较低。岛上锆的高值异常区分布广泛，大小异常有近20个，其中有3个异常区规模较大。三亚的亚龙湾—万宁的保定海沿岸的陆上区域的锆高值异常就是其中之一，长轴方向呈SW-NE展布，长度84km，平均宽度15km，面积1250km2。

本区海底沉积物主要为第四纪近代海相沉积，属全新统烟墩组(Qh3y)、上更新统八所组（Qp3bs）和中更新统北海组(Qp2b)向海方向延伸部分，以陆源碎屑沉积物为主，包括砾石、含贝壳含砾粗砂、中砂、粉细砂、混合砂和粘土等，以粉细砂为主。其中烟墩组为本区锆英石钛铁矿的含矿层位，厚度0.5～19.20m，平均厚度10.08m。

水下地貌属于内陆架的水下阶地、水下斜坡等。海底地形总的趋势由岸向海域一侧缓倾，水深一般都在30m以浅，局部海水深达50m，等深线沿岸线方向延伸。

2　矿物特征

2.1矿石矿物组成

经取样重砂全分析和粒度分析，结合野外钻探观察，原矿石中主要矿物成分为石英，占矿物总量的90%以上。矿石矿物主要以锆英石为主，伴生有钛铁矿可综合利用；其它少量矿物有电气石、磁铁矿、白钛石、金红石、绿泥石；微量矿物有锐钛矿、蓝晶石、石榴石、绿帘石、磷钇矿、独居石、长石等。矿石中含泥量1.28%～ 15.27%，平均5.30%。

2.2主要矿石矿物特征

锆英石：多为无色、少数呈浅黄、淡紫红色。透明度好。金刚光泽。晶形呈完好柱状，少数粒状。磨圆度差。性脆。硬度较大。粒度在0.125～0.05mm。

钛铁矿：呈黑色，金属光泽。条痕黑色。晶形多呈不规则粒状、板状，部分次滚圆状。性脆。硬度大。具强磁性。粒度在0.125～0.05mm。

2.3矿石矿物含量变化特征

区内矿体呈似层状产于水下阶地、第四系全新统烟墩组(Qh3y)灰黄—黄色、灰—灰绿色中细砂—粉细砂层中，处在保定海浅海区。平面上大致呈矩形展布，延展连续性较好，形态规则，平缓似层状产出，垂直等深线向南东倾斜。其纵向长度13350m，宽度500～ 5700m，面积38.51km2。最宽处5716m，最窄处508m。平均宽度3110m。中部宽两端窄。矿层最厚19.20m，最簿0.5m，平均厚度10.08m，厚度变化系数53.21%，属于厚度变化较大的矿体。矿体主要赋存于10～30m水深的海底表层，水深最浅为9.20m，最深为33.70m。

矿体内部结构简单，矿石以中细—粉细粒含锆英石、钛铁矿石英砂为主，局部见有含有机质土细粒锆英石、钛铁矿石英砂。部分矿层中有较薄的粘土夹层，有用矿物主要为锆英石，其次伴生有钛铁矿，少量金红石、独居石。矿石品位变化较小，矿体连续性、稳定性较好。根据矿体平均品位与工业指标对照，本区矿体均为低—中品位矿石，平均品位达到富矿边界品位。

锆英石和钛铁矿在矿层中的含量(品位)，除个别情况外，沿纵向(走向)和横向(倾向)方向以及由浅层向深部(延深)均呈正相关，即锆英石品位高则钛铁矿品位也相对增高，二者比例一般1∶（3.5～4.5）之间。

在横向上（图1），即沿倾向(北西—南东方向)，矿石品位连续，厚度也连续无间断，但曲线变化幅度较大，表现为：总体上，随水深的增加，锆英石、钛铁矿品位、矿层厚度先增加然后在水深到18～20m后迅速减小。具体来说，矿石品位在水深10～18m间表现较为稳定，变化幅度较小，而矿层厚度变化也不大；在水深18～ 20m间，钛铁矿品位突然出现高点，表现出特别富集的现象，但矿层厚度却急剧降低；水深再加大，则矿石品位又快速减小。

图1　矿石品位及矿层厚度沿横向(倾向)变化曲线图

在纵向上（图2），即沿走向(南西—北东向)，矿石品位和矿层厚度，曲线连续完整无间断，但变化幅度均较大，矿石品位与矿层厚度与水深没有表现出较好的相关性。

矿石品位延深变化曲线见图3。如图3所示，随着深度增加，矿石品位有明显的变化，变化幅度较大，总体上，随着深度增加，矿石品位下降。个别孔表现出异常，如在7线ZK702孔，矿石品位随深度增加而升高，但变化幅度较小。

3　成矿条件分析

区内为第四系沉积物，基本上呈带状与现代海岸线平行展布，锆、钛砂矿层产于第四系全新统烟墩组(Qh3y)灰黄—灰绿色粉细粒砂层中，属滨、浅海相沉积，韵律层特征明显，机械沉积作用清晰。

区内沿岸广泛发育有不同时期的岩浆岩，有花岗岩、玄武岩等，它们富含锆英石、钛铁矿、金红石和独居石等副矿物。本区地处热带和亚热带，沿岸高温多雨，潮湿炎热，在高温和海水共同作用下，岩石基岩易于风化，形成大面积的含锆英石、钛铁矿风化壳，经破坏冲刷和地表水的搬运作用，在潮间带和浅海区沉积下来，在潮流和波浪及沿岸海流的作用下，经过不断分选、富集，最终形成滨海水下锆、钛砂矿沉积矿床。矿床成因类型为第四纪海相水下滨海沉积砂矿床。

本区矿体大致呈南西—北东向沿第四系全新统烟墩组(Qh3y)滨海相沉积分布，矿床规模达到大型。矿体呈似层状产出，分布空间、形态、产状严格受地层控制。矿层厚度总体连续但变化较大，但横向变化大于纵向的变化，反映出沉积作用过程中的不同环境及水动力条件的变化。矿石质量总体较为均匀，属中低品位的表外矿，但品位变化较大。矿层赋存于海底表层，底板围岩界线清楚。矿石组成物质以石英—锆英石—钛铁矿为主，石英颗粒机械分选明显，磨圆度较高，其它重矿物粒度细小，以滚圆状为主，表明水动力作用强烈。矿石化学分析、物理测定及研究表明，矿石为正常的机械碎屑沉积。