張文娟,楊永富
(1.西南有色昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)(院)股份有限公司,云南昆明650216;2.云南省有色地質(zhì)局地質(zhì)地球物理化學(xué)勘查院,云南昆明650051)
礦區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的麗江臺(tái)緣褶皺帶西緣與唐古拉—昌都—蘭坪—思茅褶皺系的云嶺褶皺帶的交匯部位(圖1),區(qū)域內(nèi)出露古界中深變質(zhì)巖,古生界碳酸鹽巖、碎屑巖、硅質(zhì)巖及火山巖,新生界第四系松散堆積層。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,巖漿活動(dòng)較頻繁。
區(qū)內(nèi)出露地層由老到新依次為黃龍?zhí)稁r組(Pt1h)、石門(mén)關(guān)組(Pt1s)、茫涌溪巖組(Pt2m)、中和寺巖組(Pt2z)、龍泉峰組(Pt2l)、青山組(S3q)、五福山組(S3w)、蓮花曲組(D1l)、長(zhǎng)育村組(D2C)、茅口組(Pm)、烏龍壩組(Pwl)。
區(qū)域構(gòu)造以斷裂為主,褶皺不發(fā)育;深大斷裂有喬后斷裂、金沙江斷裂、洱海—紅河斷裂,其中喬后斷裂是該區(qū)區(qū)域性主要斷裂,為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)與三江褶皺系之分界斷裂,由區(qū)內(nèi)西側(cè)通過(guò)。斷裂西盤(pán)出露未變質(zhì)的中生代紅色碎屑巖建造;東盤(pán)為強(qiáng)烈變質(zhì)達(dá)角閃巖相之早元古代變形復(fù)雜的復(fù)理石建造和多期(次)、多巖類(lèi)的巖漿巖。該斷裂形成時(shí)間早,持續(xù)活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),挽近時(shí)期仍顯示強(qiáng)烈的活動(dòng)。
區(qū)內(nèi)巖漿巖以華力西期基性—超基性侵入巖和二疊系玄武巖為主,另有少量煌斑巖和英安巖脈。侵入巖主要有輝長(zhǎng)巖,次為輝綠巖、輝綠輝長(zhǎng)巖等,均為華力西期侵入巖。成群分布于鄧川、舊州、南至蒼山云弄峰、花甸壩一帶。共出露大小十余個(gè)巖體,區(qū)域上稱(chēng)為鄧川基性巖群,侵入于泥盆系灰?guī)r、硅質(zhì)巖及二疊系灰?guī)r、玄武巖中,巖體內(nèi)常見(jiàn)大理巖化灰?guī)r、玄武巖捕虜體。侵入體多呈大小不等的巖枝、巖株?duì)町a(chǎn)出,巖石含鈦鐵礦、磁鐵礦等重礦物,風(fēng)化分解后可形成鈦砂礦床,為區(qū)內(nèi)主要的成礦母巖。鄧川基性巖群的巖石特征見(jiàn)表1。
表1 鄧川基性巖群巖石特征簡(jiǎn)表
區(qū)內(nèi)因斷層發(fā)育地層展布散亂,其含礦殘坡積層(Q4edl)分布較廣,常堆積在8°~25°的緩坡和山麓邊緣,主要由玄武巖、火山碎屑巖、輝綠巖及輝長(zhǎng)巖風(fēng)化后形成的碎石土、砂土及亞粘土組成。顏色為紫紅、褐紅、褐黃、灰黃等色。無(wú)分選性,厚度一般小于8m,厚者達(dá)20m以上。在玄武巖或輝長(zhǎng)巖分布的殘坡積層中,TiO2含量普遍偏高,一般為1.5%~3%,高者達(dá)6%。經(jīng)取樣淘洗,輝長(zhǎng)巖分布區(qū)的殘坡積土中,鈦鐵礦礦物含量多大于5kg/m3,是礦區(qū)的主要賦礦層位,鈦鐵砂礦體多賦存于其間。
表2 斷裂特征簡(jiǎn)表
區(qū)內(nèi)鈦鐵砂礦體呈面狀分布于基性、超基性巖體風(fēng)化殘坡積層及附近沖洪積層內(nèi),一般裸露于地表,礦體的頂?shù)装咫S地形波狀起伏,礦體地表界線(xiàn)一般與巖體的出露界線(xiàn)基本一致,據(jù)采坑和勘查工程揭露,礦體與近礦圍巖的接觸界面傾角一般為45°~85°,緩的僅為10°,一般呈突變接觸,局部呈漸變接觸。工程揭露礦體厚一般1.0~51.5m,礦體的厚度較穩(wěn)定。礦體厚度與富含鈦鐵礦的基性巖體風(fēng)化程度有關(guān),巖體風(fēng)化程度愈深,風(fēng)化殼的厚度愈大,鈦鐵砂礦體的厚度也相對(duì)較厚,反之亦然。含礦基性巖粒度的變化,亦影響著風(fēng)化殼和礦體的厚度,一般細(xì)粒結(jié)構(gòu)的基性巖,風(fēng)化殼和礦體較薄,中粗粒結(jié)構(gòu)基性巖的風(fēng)化殼及礦體相對(duì)較厚。
鈦鐵砂礦形成的地質(zhì)條件,必須有富含鈦鐵礦的含礦母巖——輝長(zhǎng)巖體,區(qū)內(nèi)輝長(zhǎng)巖體含鈦鐵礦的貧富,與其侵位(圍巖)的關(guān)系較密切,當(dāng)侵入于二疊系上統(tǒng)烏龍壩組玄武巖中,由于玄武巖本身TiO2的背景值高(取樣分析,TiO2品位在1%~3%之間,高者達(dá)6%以上),鈦鐵礦呈微細(xì)?;蛉茈x狀態(tài)產(chǎn)出。輝長(zhǎng)巖體侵位其間,一方面輝長(zhǎng)巖巖漿中富含鈦元素,在侵入過(guò)程中同化、捕獲了玄武巖中的鈦元素和微細(xì)粒的鈦鐵礦,使輝長(zhǎng)巖中的鈦元素進(jìn)一步富集,為鈦鐵砂礦的形成提供了充足的物質(zhì)來(lái)源。
鈦鐵砂礦的形成除有輝長(zhǎng)巖體提供物質(zhì)來(lái)源外,還需有適當(dāng)?shù)亩逊e場(chǎng)所。鈦鐵砂礦主要賦存于輝長(zhǎng)巖體的風(fēng)化殼和不同類(lèi)型的近代堆積層中,因此,鈦鐵砂礦的富集程度與母巖的含礦性及第四系地質(zhì)、地貌的發(fā)育程度有著密切聯(lián)系。
砂礦的形成除礦源體和地貌相關(guān)外,氣候也是控制成礦的重要因素。區(qū)內(nèi)屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候,干濕季分明,光照充足,具立體小氣候特征,多年平均氣溫12℃~24℃,最低9.8℃。多年平均降水量600~900mm,冬、春有霜雪,干、雨季分明。降雨主要集中于6~9月份,連續(xù)降雨日最長(zhǎng)達(dá)28d。多年平均蒸發(fā)量1321.7~1913.8mm。濕熱的氣候條件,促進(jìn)化學(xué)作用的進(jìn)行,干濕交替促進(jìn)風(fēng)化作用的進(jìn)程,從而形成了臘坪鈦鐵砂礦床。據(jù)野外觀(guān)察,本區(qū)鈦鐵砂礦床,是在地表?xiàng)l件下,富含鈦鐵礦、磁鐵礦的輝長(zhǎng)巖、輝綠輝長(zhǎng)巖經(jīng)面型風(fēng)化,原巖在崩解、破碎之后,經(jīng)地表水及地下水的作用,使原巖中硅酸鹽礦物分解,其中鐵、鈣等元素被地表水或地下水帶走,相對(duì)穩(wěn)定的副礦物——鈦鐵礦、鈦磁鐵礦得到相對(duì)富集而成。故而,原巖風(fēng)化得愈徹底,愈有利于成礦。所以,本礦區(qū)鈦鐵礦主要產(chǎn)于母巖為輝長(zhǎng)巖、輝綠輝長(zhǎng)巖分布區(qū)的第四系殘坡積覆蓋層中;在玄武巖質(zhì)火山巖分布區(qū)的第四系殘坡積覆蓋層中也見(jiàn)有極少量顆粒很細(xì)的鈦鐵礦礦物,由于含量少,顆粒細(xì),難富集形成具開(kāi)發(fā)價(jià)值的工業(yè)礦床。
綜上所述,臘坪鈦鐵礦床是在含礦母巖經(jīng)物理風(fēng)化作用、又經(jīng)化學(xué)風(fēng)化作用形成的,應(yīng)為殘坡積砂礦礦床成因類(lèi)型。
(1)工業(yè)鈦鐵砂礦體賦存于基性、超基性巖風(fēng)化殼上的殘坡積層中,因此,含鈦基性、超基性巖的存在是一個(gè)重要的找礦條件和找礦標(biāo)志。尤其是華力西期基性、超基性巖中鈦的含量為克拉克值的數(shù)倍,因而成為鈦鐵砂礦的成礦母巖。
(2)剝蝕臺(tái)地、古侵蝕階地、平緩的山脊和山坡等微地貌單元,有利于風(fēng)化殼的形成和保存。因而基性巖出露地區(qū)的這些有利地形地貌條件,可成為鈦鐵砂礦工業(yè)礦體的賦存因素。
(3)鈦鐵礦、含鈦磁鐵礦在地表風(fēng)化帶中化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,當(dāng)其受到地表水沖刷搬運(yùn)時(shí),可在含鈦巖體附近形成次生的機(jī)械分散暈,而鈦鐵礦和含鈦磁鐵礦以其特有的黑色和金屬光澤,極易引人注目,這是直接的找礦標(biāo)志。
(4)磁異常的出現(xiàn),取決于基性、超基性巖及其風(fēng)化殼中鈦鐵礦特別是伴生的含鈦磁鐵礦的富集程度,鈦鐵礦與含鈦磁鐵礦緊密伴生,為正相關(guān)關(guān)系,這也是有效的找礦標(biāo)志。
礦區(qū)內(nèi)鈦鐵砂礦的形成,是在表生條件下,富含鈦鐵礦、鈦磁鐵礦的輝長(zhǎng)巖、輝綠輝長(zhǎng)巖、輝綠巖,經(jīng)物理、化學(xué)風(fēng)化作用,其中的穩(wěn)定組分(鈦鐵礦、鈦磁鐵礦)在原地或短距離位移后富集而成礦。因此認(rèn)為,分布有含鈦鐵礦、鈦磁鐵礦的輝長(zhǎng)巖、輝綠輝長(zhǎng)巖、輝綠巖侵入體,地表有第四系松散堆積層覆蓋而未發(fā)現(xiàn)礦化的地段,具有較大的殘坡積型鈦鐵砂礦找礦潛力;此外,由于區(qū)內(nèi)山麓地帶分布有較大面積的含礦基性巖體,且均已遭受了劇烈的外動(dòng)力地質(zhì)作用改造,在鄧川—右所盆地南緣沖洪積層分布范圍內(nèi)亦可能具有一定的沖洪積型鈦鐵砂礦找礦潛力。
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