云南寻甸县大凹子岩体特征及钛铁矿找矿前景

詹华思，丁伟品，郑立龙

(1.武警黄金第九支队，海口，571127；2.武警黄金第七支队，山东 烟台，264000)

钛铁矿是世界钛原料的主要来源，云南拥有丰富的钛铁砂矿资源，其成矿条件优越，具分布广、规模大、品位高、易采易选等特点[1]。云南的钛铁矿床由三种类型组成，主要类型为海西期辉长-辉绿岩风化壳型砂矿床(滇中与滇南区)；次要类型为由其转变的湖滨河流冲积型砂矿床(滇西区保山)；再其次为海西-印支期临沧复式岩体南段二长花岗岩有关的河流冲积型锆英石、独居石、磷钇矿、钛铁矿综合型砂矿床[3，4]，因此含钛铁基性侵入岩体是一个重要的找矿前提和找矿标志。寻甸县处滇中地区，是云南钛铁矿矿产的主要产出区之一，作者在1∶5万区域地质矿产调查过程中，对寻甸县大凹子基性岩体人工重砂副矿物及矿物电子探针分析，结果该岩体岩石副矿物中含有大量的钛铁矿、磁铁矿、钛磁铁矿等，这些副矿物风化富集后可形成工业矿床，表明大凹子基性岩体可成为钛铁砂矿床的母岩。

1 大凹子基性岩体地质概况及岩石学特征

大凹子基性岩体大地构造属康滇基底断隆带之嵩明上叠裂谷盆地，位于川滇黔相邻成矿带中部，岩体分布区以断裂构造十分发育，总体上受近南北向小江活动断裂及其伴生的北东向断裂控制，呈现出明显的控岩控相特征，大凹子基性岩体呈岩墙状侵入(图1 )，狭长条带状南北向展布，南北长约4.2km，东西宽100m～200m，出露面积约1.09km2，大凹子岩体为二叠纪瓜德鲁普世浅成侵入岩(βνP2)，主要岩性为辉绿-辉长岩，岩石风化面一般呈褐黄色-土黄色，新鲜面以灰黑色为主，可见深辉绿色，岩石以辉长结构为主，辉绿结构为辅，块状构造。主要矿物成分有斜长石(拉长石为主)45%～55%；单斜辉石35%～50%，可见少量斜方辉石；钛铁氧化物等不透明矿物3%～5%，部分沿长石颗粒间隙充填；偶见少量橄榄石，含量约1%。岩体围岩主要为上震旦统灯影组白云岩、寒武系纽芬兰统渔户村组及寒武系第二统沧浪铺组砂泥质岩。

2 样品分析方法

本次工作共采集人工重砂分析样4件；电子探针样品2件，测试 33个点，样品均在二叠纪瓜德鲁普世辉绿辉长岩中采集，样品新鲜且处理过程中无污染。其中人工重砂副矿物鉴定在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。电子探针测试在东华理工大学完成，探针制片在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。

3 岩石副矿物特征及矿物学特征

3.1 副矿物特征

在二叠纪瓜德鲁普世辉绿辉长岩上采集了4件人工重砂分析样，结果显示该基性岩体副矿物总量为168.34 g/t～39980.23g/t，变化范围巨大，种类较多，总体含量偏高(表1)。副矿物种类主要为锆石、磷灰石、黄铁矿、方铅矿、金红石、钛铁矿及磁铁矿。

其中四件样品均含有钛铁矿，钛铁矿呈铁黑色，粒状，板状，金属至半金属光泽，不透明，主要粒径为0.05mm～0.20mm，次要粒径为0.21mm～0.40mm，含量为70.28g/t～11426.13g/t，极不均匀，最高含量已达边界品位(10kg/m3)；有3件样品中含有磁铁矿，磁铁矿呈黑色，不规则块状，八面体状，金属光泽，不透明，粒径0.05mm～0.12mm；含量为85.66g/t～28554.06g/t；有1件样品中含有钛磁铁矿，钛磁铁矿呈黑色，棱角-次棱角块状、自半自形八面体状，不透明，金属光泽，高硬度，粒径0.15-0.5主、0.02-0.15少。含量为3830.34g/t，钛磁铁矿的边界品位5kg/t～6kg/t，经风化富集后可达工业品位。总体显示钛铁矿、磁铁矿及钛磁铁矿含量明显高于其他副矿物。

图1 研究区地质简图(比例尺1∶100)

表1 二叠纪瓜德鲁普世辉绿辉长岩副矿物含量特征表(g/t)

Fig 1.Geological Sketch Map of Study Area

样品号锆石斜锆石磷灰石金红石黄铁矿方铅矿钛铁矿磁铁矿钛磁铁矿其他D9583-RZ1△—+0.3872.0885.669.94D9584-RZ1++++0.430.26571.365271.7686.61D9584-RZ2++0.060.610.22777.143830.7468.76D105-RZ1○0.1135.150.05○11426.1328554.063.53

说明：“—”表示1—5粒；“+”表示5—10粒；“++”表示11—20粒；“△”表示21—50粒；○表示100—200粒

3.2 岩石学矿物特征

采集了2件电子探针样品，一共测试了33个点，其中斜长石9个点，辉石9个点，含钛磁铁矿6个点，钛铁矿5个，橄榄石4个。其中含钛磁铁矿和钛铁矿测试数据详见表2。

表2 二叠纪瓜德鲁普世辉绿辉长岩电子探针数据表

通过电子探针测试数据分析研究，可以得出以下认识

(1)含钛磁铁矿在大凹子岩体中的分布极不均匀，仅在样品D9584-RZ2中赋存，但含量达到了3830.74g/t，背散射图像观察显示钛铁矿粒径0.02mm～0.4mm，呈半自形或它形粒状晶粒，可见溶蚀边及溶蚀洞，可能为岩浆作用后期的产物，部分钛磁铁矿与钛铁矿共生。从表2中显示，含钛磁铁矿的中TiO2含量为12.00%～21.28%，均值15.31%；FeO含量为69.25%～79.16%，均值75.84%；Al2O3含量为2.60%～3.81%，均值为2.77。电子探针分析数据显示，除了FeO、TiO2及Al2O3主量元素之外，其他元素含量都比较低，其余均小于1%，含有少量MnO、MgO、Cr2O3等。

(2)钛铁矿在二叠纪瓜德鲁普世辉绿辉长岩中含量较为丰富，在4个人工重砂样品均含有，但分布极不均匀，在D105-RZ1中含量达到了11426.13g/t，已经达到了钛铁矿的边界品位，镜下观察显示钛铁矿粒径0.02mm～0.45mm，呈自形—半自形或它形粒状晶粒，为岩浆冷凝结晶形成产物，4个人工重砂样显示，钛铁矿与磁铁矿的含量呈正比关系，部分钛铁矿与钛磁铁矿颗粒互相嵌布或共生，可见两者关系密切。有的钛铁矿颗粒或钛铁矿与钛磁铁矿共生颗粒嵌布在脉石矿物中形成嵌晶结构等，自形-半自形粒状的钛铁矿属岩浆早期产物，此种类型的钛铁矿含量较少，大多数钛铁矿属岩浆晚期产物的半自形或他形粒状。钛铁矿大都由于溶蚀作用而产生溶蚀洞，边缘呈波浪状，可见其形成后经过后期的变质改造作用。电子探针测试数表明在钛铁矿中TiO2含量为51.63%～52.05%，均值51.83%，远高于中国基性岩平均TiO2含量值 2.08%[5]；FeO含量为48.49%～50.02%，均值49.12%。

钛铁矿不仅是钒钛磁铁矿矿床的主要氧化物矿物，其固相线以下的固溶体分离现象较弱，能够更好地保留其结晶时的成分特点，因此，钛铁矿的成分对于分析岩体形成的地质背景及岩浆结晶过程有重要的指示意义，可以为矿床成因探讨提供重要信息，钛铁矿成分的变化能反映与地幔柱有关的幔源岩浆演化特征[6]。从钛铁矿电子探针分析数据显示，其成分与新发现的麻地村大型钛铁砂矿的成矿母岩斜斑辉绿玢岩基本一致，表明两者为相同的成矿地质背景。除了FeO、TiO2主量元素之外，其他元素含量都比较低，小于1%的，含有少量MgO、MnO、Al2O3、Cr2O3，几乎不含Na、Ni、K、Ca及P，表明其并没有类质同相的镁钛矿以及红锰钛矿。攀西红格地区岩浆型钒钛磁铁矿中的钛铁矿富镁，MgO的含量可高达3.15%～ 8.35%，并且V、Cr、Ni等元素含量较高[7]。

4 结论

大凹子岩体钛铁矿成分中FeO、TiO2主量元素含量高，其他元素含量都比较低，均小于于1%，表明其并没有类质同相的镁钛矿以及红锰钛矿。调查发现，大凹子岩体整体上风化程度不均匀。根据风化壳的产出部位及风化程度，垂向上可依次分为基岩、崩解带和淋滤带，钛铁矿主要赋存于淋滤带中，其次是边缘部位少量的由大凹子岩体风化物经短距离搬运、次生富集形成的坡积物中。

大凹子岩体中含有大量的钛铁矿、磁铁矿、钛磁铁矿等，钛铁矿往往与磁铁矿或钛磁铁矿共生，均为侵入岩的原生矿物，分析结果显示：钛铁矿成分与新发现的麻地村大型钛铁砂矿的成矿母岩斜斑辉绿玢岩基本一致，表明两者为相同的成矿地质背景，部分样品钛铁矿含量达边界品位，钛磁铁矿含量接近工业品位，这些矿物在风化富集后可以达到工业品位，显示大凹子岩体可以成为风化壳型或坡积型钛铁矿的母岩，具有较好的成矿潜力和一定的经济价值。