海南岛近岸浅海锆钛砂矿床富集规律分析

张珍妮，黄 蓉

（海南省地质综合勘察院，海南 海口 570206）

锆、钛是现代经济快速发展过程两种重要金属。海南岛近海岸浅海具有丰富的锆钛砂矿资源。锆钛砂矿资源具有较高的经济效益，在对锆钛砂矿资源进行开采时，面临许多难题，为了确保开采作业的顺利进行，要从实际情况入手，加强对海南岛近岸浅海锆钛砂矿床富集规律，依据分析结果，完成相应开采作业。

1 海南岛地质背景概况

从海南岛的整体情况来看，在大地构造位置上，海南岛位于两个一级大地构造单元，将海南岛南部的东西向九所——棱水断裂作为界限，将南三亚地区，以及南海在内区域都属于海南地台，而以北的区域在都属于华南褶皱系，以此划分作为基础，最终划分成不同的构造单元，单元分别为一级、二级、三级、四级[1]。

海南岛内侵入岩面积量大，侵入面积超过量占到了全国侵入岩面积的36%，而从整体情况来看，近岸岛屿内的岩石多数都由侵入够成，其最形成的原因由A型、I型和S型三种不同因素，而其中最重要的成因原因就是受I型因素影响。侵入岩的中种类有很多种，常见的类型有镁铁质岩、中酸性岩、酸性岩、中心岩，在众多不同类型岩石中，二长花岗岩量所占的比例超过了60%[2]。

火山岩是海南岛中一项主要岩石结构，其占到了的整个海南岛到面积的13.6%，此外，火山岩也覆盖了海南岛附近的西鼓岛、昌岛、东罗岛。其中中生代早自垩世火山岩系陆相双峰式火山岩，呈岩被产出，覆盖面积有627平方公里；新生代中新世一第四纪火山岩，呈岩被产出[3]。

2 海南岛近岸浅海锆钛砂矿床分布

海南岛的锆钛砂矿床类型主要为滨海砂矿，少量冲积砂矿。沿着海南岛海岸带分布，通常产于滨海阶地，少数见于近岸浅水海区。锆英石常与钛铁矿、石英砂、独居石、金红石、锡石等组成综合性矿床，尤其常与钛铁矿共生。全省共有锆矿产地70处，集中分布在东部沿海，其中文昌市最多，达40处，其次为万宁市，有14处；西部沿海地区有零星分布。矿床规模：大型5个、中型8个、小型57个。矿床类型基本为滨海沉积型（52个），少量洪冲积型（见图1）。

图1 海南省锆钛砂矿产地分布图

3 海南岛近岸浅海锆钛砂矿分析

通过对海南岛的成矿情况进行分析可以发现，海南岛近岸浅海锆钛砂矿床的形成与火成岩之间有着紧密联系。

成矿物质的主要成分并非来自海洋，而是来自海南的陆地，造成该项的原因主要有以下两点：

（1）锆、钛两种化学物质都难以形成可溶性化合物，锆、钛两种物质在海水中的含量情况如表1所示。

表1 锆、钛两种物质在海水中的含量

（2）钛难以形成碳水化合物，因此，无法被生物大量吸收，这也就使海洋中的各项生物的中的锆、钛含量都偏低。例如，海洋中的植物会还有一定量的钛，但是，从整体情况来来看，其含量都不会超过的80ppm。除此之外，大量的国内外研究资料结果也都表明，锆、钛类矿物质资源与火成岩有着紧密联系[4]。

在实际问题分析期间，要对各类型火成岩样品中存在的锆、钛、二氧化硫等各项成分的具体含量情况进行详细统计，统计结果表明，火成岩中的锆、钛的具体丰度与二氧化硫的具体含量情况有着紧密联系，玄武岩、基性岩至花岗岩都会随岩石基性不断降低，火成岩中的钛的具体含量将会不断递降，而锆的含量情况则会不断升高，这一变化趋势从整体情况来看，与大量学者的研究内容的结果一致，而从基性岩石向超基性岩发展时，钛的含量情况也会不断降低。

大量分析结果表明，锆钛砂矿中存在大量不同类型的矿物质资源，矿物质资源的来源也不同，简单来说就是成矿重大物质是多源的。钛的来源主要是由玄武岩和花岗闪长岩，这两类岩石在我国海南岛火成岩的比例较大，因此，分布范围十分广泛；而对中基性岩的成分进行分析，可以发现岩石中钛的含量相对较高，但是其整体分布情况有限，这也就使其对矿物质提供的贡献十分有限[5]。而针对锆资源来说，其主要以花岗闪长岩和花岗岩为主，需要注意的是，虽然在海南岛中玄武岩的分布面积很大，但是其中钛的含量有限，而岩石中的基性岩、正长岩、霞石正长岩三种不同类型的岩石的面积都有限，因此，这些不同类型的岩石中的锆含量都较少，这也就使这些岩石都不是锆矿产的主要来源，该内容与海南岛的锆、钛土壤地球化学测量结果反映的整体情况一致。

4 富集机理分析

4.1 钛富集机理

（1）岩浆熔融体中的二价铁离子含量的大于三价铁离子，处于还原条件时，四价钛能够与二价铁同时存在，可以形成的钛铁矿族矿物，多数矿物质经过一系列化学反应，形成复氧化物。在矿产资源形成期间，依据矿物质生成期间，在矿物质中会混入镁、铝等不同类型的物质[6]。在实际问题分析，对岩浆岩中的二价铁和三价铁的具体比值情况进行统计分析，对花岗岩中的二价铁离子和三价铁离子相比值进行统计，相关统计结果表明，比值位于1.03～12.58之间，花岗岩闪长岩中的二价铁和三价铁的比值位于的1.62～2.96字间，这一结果表明，副矿物质钛铁矿矿都是在还原情况下的岩浆晶形成的，然后经过一段时间的发展，由于风化解体，最终会进入到风化壳层中，这也就导致火成岩中钛和二价铁两者存在正相关系。

（2）岩浆溶融体中的三价铁离子含量大于二价铁离子含量，处于氧化条件时，钛和铁经过一系列的反应，最终会生成赤铁矿和金红石，红金石中的钛经常会被与其离子半径大小相接近的二价铁离子、三价铁离子等不同类型离子代替代，最终会转变成不同类型的金红石。对海南岛近岸浅海锆钛砂矿床的情况进行分析可以发现，该方式不是海南岛中的钛铁矿、金红石的主要富集方式[7]。

（3）表生带会存在大量的钛矿物，这些矿物质受到风化作用时，钛会转变成氢氧化物沉淀物，这些沉淀物会附着在附近区域的破碎带上，形成的这种氢氧化物部分由于失去，并且在该过程中会重复结晶，最终会转变为金石，这一方式是富集、金红石生成，以及富集的重要方式。在风壳内部因为不同类型的元素会发生风化，以及水化，而在该期间会发生流失，这也就导致最终生成的钛相对富集。

4.2 锆的富集机理

锆的独立矿物质种类有很多，其中最常见的矿物质有硅酸盐和氧化物，除了锆铁矿之外的所有锆矿物都是内生成的。含有锆的硅酸盐矿物质主要存在于正长岩中，而形成的样化则于超基性岩中的碱盐类中的碳酸盐有着紧密联系，主要是因为岩石中的硅的含量不足造成的。

砂矿中含有大量不同类型的元素，其中锆英石和钛铁矿两种矿石资源可以共同存在的事实不难推断，海南岛砂矿中存在的锆英石，在富集的方式上有很大可能是富钛、锆中的岩浆结晶，采取类质同象方式形成。

4.3 浅海砂矿富集规律

海南岛浅海重矿物的次生富集成矿与成矿物质运移、物源供给的水动力条件，以及沉积环境都有着紧密联系。通过对矿区的具体情况进行分析可以发现，母岩遭受到的风化情况十分强烈的，同时具有丰富的物资资源，但是，由于浅海区域以平原为主，因此，水动力条件十分脆弱，若矿砂只在陆地上，海南岛浅海区域的重矿物规模异常，而且强度小，这也使相应区域的找矿前景一般。从海南岛内的整体成矿情况来看，在不利于沉积环境中，经过漫长时间的演变，也能够形成矿产资源，但是，从整体情况来看，形成的矿产与陆地上的原砂矿位置并不会相离太远。对海南岛的成矿情况进行详细分析可以发现，海南岛北部的存在大面积的的钛含量异常高区域，造成该现象的主要原因是由于水动力条件不足，这也就导致成矿物质主要存在于原地风化土，或砂层中，而在其他区域难以找到成矿物质。

5 结语

海南岛近岸浅海具有丰富的锆钛砂资源，锆钛砂具有较高的经济价值，对海南岛内的锆钛砂矿床富集规律进行分析，对分析结果进行应用，能够更好的对锆钛砂资源进行开采，可以提升经济效益。