四川石棉县大岩房地区钛矿成矿地质特征及找矿探讨

2021-01-05吴小均

中国金属通报 2020年12期

肖鑫，吴小均

（四川省地质矿产勘查开发局化探队，四川德阳 618000）

1 成矿地质背景

本区大地构造位于松潘-甘孜地槽褶皱系（Ⅰ3）巴彦喀拉冒地槽褶皱带（Ⅱ）九龙地背斜（Ⅲ）东部，西油房-地宝硐深大断裂东侧大岩房背斜西翼（图1）。在四川省成矿区带划分图（1/100万）中，该区属石棉菩萨岗-冕宁杨家沟Au-Cu-Pb-Fe-Te-Bi-PtⅣ级成矿远景区（Ⅳ-52）和石棉广金坪-地宝硐金铜铅锌碲铋矿B级找矿靶区（V142）。区域上主要出露地层有震旦系苏雄组（Zs）、观音岩组（Zg）、灯影组（Zd），泥盆系棒达组（Db）、河心组（Dh）、二叠系及三叠系地层，地层大体上呈南北向展布。主要构造形式为断裂构造，主要断裂为安宁河断裂、金河～箐河断裂、西油房～地宝硐断裂。

区域上岩浆岩发育，从酸性到中性、基性、超基性、碱性火成岩均有分布，为区内石棉、铜、金、稀土、饰面石材等矿产的形成提供了丰富的物质来源。

区域上变质岩广泛分布，主要变质作用有：绿岩化、绢云母化、重结晶。变质岩类型按其成因可分为区域变质岩类、动力变质岩两大类。

2 矿体地质特征

2.1 含矿地层

该区新发现的钛矿赋存层位为泥盆系河心组（Dh），为灰白、灰色厚—块层大理岩、结晶灰岩、白云质灰岩、白云岩，下部夹少量炭质板岩或变质砂岩，偶夹辉绿岩，与下伏地层棒达组呈整合接触。钛矿赋存于该层炭质板岩及变质砂岩中。

2.2 控矿构造特征

该地区夹持于金河～箐河断裂与安宁河断裂之间，区内地层总体上为一走向北东的单斜层，倾向240～320º，倾角35～65º。区内褶皱构造不明显，主要为断层构造。就该区而言，与钛矿产出密切相关的断层为一个河心组板岩层间破碎带F2，为压性断裂，破碎带宽5～8m，片理化发育，可见断层泥。断层面呈舒缓波状，可见擦痕，倾向西到北西，倾角40～80°。出露长度800余米，呈北东～南西展布。

图1 四川省构造单元分区略图

2.3 变质作用和围岩蚀变

该地区变质岩主要为区域变质岩类，变质程度较低，变质作用主要为绢云母化，特别发育于各类片岩、板岩和千枚岩中，此外在构造带部位还发育有动力变质岩。该地区变质岩主要有片岩、板岩、千枚岩、变质砂岩以及大理岩等。

钛矿体的围岩蚀变主要有绢云母化、绿泥石化。

2.4 矿体特征

Ti-1号钛矿化体：矿体赋存于泥盆系中上统河心组（Dh）地层炭质板岩中,产于F2构造破碎带附近,矿体长约320m,厚度5～ 9m,矿石品位：TiO20.33～ 1.32×10-2，平均0.72×10-2。矿化体呈脉状产出,产状270°～312°∠32°～40°。矿石具变余泥质结构、板状构造，矿石矿物以褐铁矿、黄铁矿、金红石为主,脉石矿物主要为石英、白云石及方解石。

Ti-2号钛矿体：矿体赋存于泥盆系中上统河心组（Dh）底部变质砂岩中（图2），地表露头线长约700m，矿体厚度3.5～12.5m，倾向280°～355°，倾角46°～57°，经分析TiO2品位为1.12～8.00%，平均品位3.77%。矿石颜色为灰、灰白、灰黑色，矿石具变余砂状结构、致密块状构造，矿石矿物为金红石、板钛矿、锐钛矿及少量钙钛矿、黄铁矿，脉石矿物为石英、绢云母、白云石等。

图2 钛矿体露头

2.5 矿石类型和围岩

矿石自然类型主要有两种：变质砂岩型矿、炭质板岩型矿，一般变质砂岩型矿品位较高，炭质板岩型矿品位较低。

矿体直接顶板为黑色炭质板岩,间接顶板为白云质灰岩；矿体直接底板为白云质灰岩，变质砂岩型矿与非矿界限较清晰，炭质板岩型矿界限不清晰。

3 相似矿山类比

该地区钛矿为一种新型类型，为碎屑岩沉积变质型，其矿石主要为金红石。钛矿主要产于泥盆系中上统河心组的碎屑岩中，相邻矿山暂未发现此矿种。区域及国内已发现相似的碎屑岩沉积型有四川汉源泥巴山金红石矿床和变质热液改造的火山-沉积变质型的河南西峡金红石矿床，因此，区内有望找到类似的新型钛矿床。以上两类钛矿床的基本特征如下。

四川汉源泥巴山金红石矿床为滨海相碎屑岩沉积型，其产于奥陶纪陆缘海中，矿体似层状、透镜状产于碎屑岩系中，矿石为含矿粉砂岩或细砂岩，金红石与锆石星散分布。

河南西峡金红石矿床为变质热液改造的火山-沉积变质型金红石矿床，其位于秦岭造山带东段南源，是一个大型角质片岩型金红石矿床，矿体赋存于古生界信阳群龟山组第三段，含矿岩石为含金红石角质片岩。

4 矿床成因及找矿标志

四川攀西地区（包括石棉）钛元素在不同时代、不同岩石中丰度都比较高，该区不同类型的岩浆岩、变质岩中钛元素的含量较多，此为钛元素富集成矿奠定了一定的物质基础。在晚期岩浆阶段，钛成独立矿物或成类质同象参与铁的氧化物，在风化作用条件下，因为钛矿物很稳定，在原生钛矿床或富含钛矿物的各类地质体（成矿母岩）及其附近沉积，在变质作用条件下，可使含钛岩石中的钛再富集，形成碎屑岩沉积变质型钛矿化体。区域内的泥盆系、二叠系地层已广受区域变质作用，该区新发现的钛矿体应为后期变质改造形成。

本地区钛矿找矿标志归纳有以下几点：

（1）地层标志：该区新发现的钛矿体都位于泥盆系河心组（Dh）地层中。

（2）矿体露头：该区变质砂岩型钛矿连续出露于地表，风化较弱，野外易于鉴定，是直接找矿标志。

（3）近矿围岩蚀变：该区炭质板岩型钛矿位于断层破碎带附近，岩石性脆，遇水易软化，钛矿体的围岩蚀变主要有绢云母化、绿泥石化。

（4）重砂异常：该区水系较多，沟谷发育，由于钛矿物比重较大且抗风化能力强，易于堆积水系下游并富集成矿，因此重砂异常也是该区重要的找矿标志之一。

5 找矿潜力

大岩房地区含钛矿地层主要为泥盆系中上统河心组。广泛出露于该地区北西边，面积较大。其岩性为灰白、灰色厚—块层大理岩、结晶灰岩、白云质灰岩、白云岩，下部夹少量黑色板岩或变质砂岩，偶夹辉绿岩。矿体顺层产出，沿走向延伸连续，较稳定。因此，该区找矿前景巨大，具有找到大中型钛矿的地质条件和找矿潜力。该区已发现的Ti-1、Ti-2号钛矿体地表延伸较连续，矿体厚度都在5m以上，矿体采用纵投影初步预算Ti-2号钛矿体矿石量96.38万吨，金红石（矿物）矿为7.40万吨，若该矿体地表及深部延伸较好，通过地表及深部工程控制，预测Ti-1、Ti-2号钛矿体资源量可达大、中型规模。