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云南禄劝铁厂钛铁砂矿矿床成因及找矿标志
2019-05-13
铁厂钛铁砂矿床位于扬子准地台禄劝断凹处,成矿条件优越,勘查前景良好,但地质 工作程度较低。对区域成矿背景、矿区地质条件、矿床地质特征进行了分析,并厘定了矿床找矿标 志。研究表明:①矿区主要出露奥陶系、寒武系及第四系残、坡积层,第四系残、坡积层为矿区钛矿 的主要赋矿层位,由黏质粉土及风化后的辉绿岩碎石土、砂土构成;②矿区构造继承了区域地质构 造的特征,褶皱发育,其中养龙背斜的翼部与近核部的汇率岩体与成矿关系密切;③矿(化)体主要 赋存于地形平缓的辉绿岩体分布区,矿体形态、产状严格受控于岩体,矿体规模与风化壳厚度成正 相关;④矿体属典型的残、坡积风化壳型钛铁砂矿床,重砂矿物(钛砂矿、磁铁矿)的露头...
Serial No. 600 April. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 600期 2019 年 4 月第 4 期 云南禄劝铁厂钛铁砂矿矿床成因及找矿标志 1 雷ꢀ 刚 ꢀ 姜晋芳 2 ( 1. 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司;2. 云南铜业矿产资源勘查开发有限公司) ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 铁厂钛铁砂矿床位于扬子准地台禄劝断凹处,成矿条件优越,勘查前景良好,但地质 工作程度较低。 对区域成矿背景、矿区地质条件、矿床地质特征进行了分析,并厘定了矿床找矿标 志。 研究表明:①矿区主要出露奥陶系、寒武系及第四系残、坡积层,第四系残、坡积层为矿区钛矿 的主要赋矿层位,由黏质粉土及风化后的辉绿岩碎石土、砂土构成;②矿区构造继承了区域地质构 造的特征,褶皱发育,其中养龙背斜的翼部与近核部的汇率岩体与成矿关系密切;③矿(化)体主要 赋存于地形平缓的辉绿岩体分布区,矿体形态、产状严格受控于岩体,矿体规模与风化壳厚度成正 相关;④矿体属典型的残、坡积风化壳型钛铁砂矿床,重砂矿物(钛砂矿、磁铁矿)的露头、漂砂、机 械分散晕为寻找砂矿体的重要标志,平缓山坡、剥蚀台地及古侵蚀阶地等风化壳有利的保存部位, 为寻找富厚矿体的有利部位。 关键词ꢀ 钛铁砂矿ꢀ 矿床地质特征ꢀ 矿床成因ꢀ 找矿标志 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 04. 007 Genesis and Prospecting Criteria of Tiechang Ti-Fe Placer Deposit in Luquan County,Yunnan Province 1 2 Lei Gang ꢀ Jiang Jinfang 1. Kunming Prospecting Design Institute of China Nonferrous Metals Industry Co. ,Ltd,; . Yunnan Copper of Mineral Resources Exploration Co. ,Ltd. ) ( 2 Abstractꢀ Tiechang Ti-Fe Placer Deposit is located in Luquan fault-concave of Yangtze Para-plat- form,which is characterized by superior metallogenic condition,favorable exploration and low exploration degree. Through detail analysis of the geological working results of area and deposit,the regional metallo- genic geological background,geological characteristics of the mining area and the deposit are summarized, besides that,the prospecting criteria is also discussed. The research results show that:①Ordovician,Cam- brian and residual/ slope of sediments of Quaternary are occurred in the mining area,the residual and slope of sediments of Quaternary is the mainly ore-hosting strata,which lithology are mainly for clayey silt,gravel soil and sand soil of diabase;②affected by the regional tectonics activities,the mining area is characterized by fault development,and the alar part and the center part have closely related to the miner- alization;③the orebodies (mineralization) are mainly occurred in the flat area with diabase rock mass, which is strictly controlled by rockmass,there is a positive correlation between the sale of orebodies and the thickness of weathered crust;④Tiechang Ti-Fe Placer Deposit belongs to the residual/ slope sediments weathering-crust type deposit,the outcrop of placer mineral (titanium placer,magnetite),bleaching-sand and the mechanical halo dispersion can be regarded as favorable prospecting criterias for finding the plac- er,and gently hillside,erosive platform and erosive terrace are the favorable destribution positions for rich deposit. Keywordsꢀ Ti-Fe placer deposit,Deposit geological characteristics,Deposit genesis,Prospecting cri- teria ꢀ ꢀ 雷ꢀ 刚(1983—),男,工程师,650051 云南省昆明市。 ꢀ ꢀ 禄劝钛铁砂矿位于普渡河钛砂矿段中段,大地 2 4 ꢀ ꢀ 雷ꢀ 刚ꢀ 姜晋芳:云南禄劝铁厂钛铁砂矿矿床成因及找矿标志ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 4 月第 4 期 构造位置总体位于扬子准地台武定—石屏隆断束北 部的禄劝断凹处,东西两侧分别被近 SN 向普渡河 断裂和武定断裂所围限,受元谋—绿汁江断裂、武定 断裂、普渡河断裂及小江断裂等区域断裂的共同影 响,区内构造线主要呈近 SN 向延伸,并发育次一级 层侵入所致(图 1)。 第四系坡、残积层(Qel)为矿区 钛矿的赋矿层位,为含钛铁矿、磁铁矿辉绿岩经强烈 风化形成,钛砂矿体均赋存其间,由棕红、砖红色黏 质粉土,浅黄、灰白色黏质粉土及辉绿岩风化后的碎 石土、砂土构成,偶见球状风化辉绿岩岩块分布其 间,广泛分布于卡铺村、安新民村缓坡地带。 在与辉 绿岩相伴分布的残坡积层中,TiO2 含量普遍偏高 [ 1-3] 的延伸方向与之一致的断裂及褶皱 。 区内岩浆 活动强烈,以晚华力西期侵入活动为主,可见规模不 一的辉绿岩体沿上述纵向断裂呈串珠状展布,为钛 矿提供了重要的成矿物源。 前人对区内铜铁成矿带 的区域成矿背景、成矿系列及矿床类型进行了研究, 取得了丰硕成果,但研究对象多为普渡河以东的 ( 5 1. 5% ~ 3% ),高者达 6% ,钛铁矿矿物含量多大于 3 kg / m 。 “ 东川式” 铜( 铁) 矿,对于普渡河以西地区鲜有涉 [ 4-7] 及 。 此外,前人研究内容多涉及区域性、面上的 [ 8-9] 工作 ,对于矿床(点) 的分析研究深度不足。 本 研究在详实的野外地质工作的基础上,厘定成矿地 质背景、矿床地质特征,探究矿床成因,为区域钛铁 砂矿资源开发提供地质依据。 1 ꢀ 区域成矿地质背景 铁厂矿区所处区域地层较为复杂,自元古界至 第四系均有出露:元古界主要出露昆阳群浅变质岩 系;古生界以震旦系、寒武系海相沉积地层为主,出 露厚度约 2 000 m,展布于区域大部分地区;中生界 以分布于禄劝团街以北的山间盆地及内陆湖泊膏盐 沉积为主。 区域构造发育,断裂构造以近 SN 向的 元谋—绿汁江断裂、普渡河断裂、武定断裂及小江断 裂纵贯全区,旁侧派生了一系列次级断裂;褶皱构造 以养龙背斜和铁厂向斜为主,其中养龙背斜核部分 布的汇率岩体与成矿关系密切,发育富集了规模不 一的钛砂矿(化)体。 区域岩浆活动剧烈,以晚华力 西期基性岩侵入活动为主,岩石类型为辉绿岩类,与 图 1ꢀ 铁厂钛铁砂矿区地质特征 [ 10-12] 区内钛砂矿床具有紧密的亲缘关系 。 2 ꢀ 矿床地质特征 2 . 1ꢀ 地ꢀ 层 2. 2ꢀ 构ꢀ 造 矿区构造以褶皱最为发育,主要为 SN 轴向的 铁厂矿区南起养龙村,北至大窝塘,南北延长约 km,东西分别以铁厂村、卡普村为界。 矿区主要出 3 养龙背斜,轴部较宽缓,向 SN 向略有倾伏,总体属 宽缓的对称式褶皱。 轴部地层为寒武系双龙潭组 露奥陶系、寒武系地层。 奥陶系石崖组(O1 h) 以紫 红色、灰绿色粉砂岩与页岩互层,厚度达 120 ~ 240 m;奥陶系汤池组(O1 t) 以灰绿色页岩为主,底部与 含砾石英砂岩及长石砂岩互层,多出露于矿区西部、 中部,是铁厂背斜的翼部地层,多为含矿基性岩体; 寒武系双龙潭组(ε2 s) 为浅灰色薄—中厚层状泥质 粉砂岩、含铁石英砂岩,局部夹灰白色、浅灰色中厚 层状白云岩、白云质灰岩,为铁厂背斜核部地层,与 其上覆汤池组(O1 t)地层接触的部位为基性岩体顺 ( ε2 s);两翼地层为对称分布的奥陶系汤池组(O1 t), 倾向相反,其中东翼倾向 NE,倾角 30° ~ 55°,西翼 倾向 SW,倾角 25° ~ 45°。 该背斜规模中等,南北延 长约 13 km,东西宽自北(7 km)向南(3 km)逐渐变 窄。 背斜翼部或近核部及倾伏端部位分布的辉绿岩 体与成矿关系密切,反映出养龙背斜对钛砂矿(化) 体富集具有一定的控制作用。 2 5 总第 600 期 . 3ꢀ 岩浆岩 现代矿业 2019 年 4 月第 4 期 2 土化的斜长石、长石中,富集形成高岭型钛砂矿层; 淋滤带(Ql)中硅酸盐矿物多被淋失形成黏土矿物, 见有 0. 2 ~ 6 m 厚的淋滤型钛铁砂矿层与其他造岩 矿物呈连体状产出;崩解层(Vb)为底部靠近基性岩 体的弱风化带,岩石节理裂隙发育,由于沿裂隙及两 侧先风化而形成核部较坚硬、砌石状构造,偶见钛铁 矿、磁铁矿呈副矿物形式出现,未能富集成矿。 3. 2ꢀ 矿体特征 矿区岩浆活动以晚华力西期含钛(磁) 铁矿辉 绿岩为主,多以较稳定的岩席状顺层侵入。 矿区出 露的辉绿岩体为小洒普山基性岩体的组成部分,岩 体在平面上沿铁厂背斜西翼(或近核部) 呈带状分 布,在卡念村、卡普村一带较宽,老熊洞一带较窄,至 大窝塘又变宽,呈沿脉状产出,长约 3. 1 km,宽 20 ~ 4 50 km。 岩体多侵入寒武系双龙潭组及奥陶系汤池 组的泥质粉砂岩及石英砂岩中,与两侧围岩平行接 触。 除沟谷可见弱风化的基岩出露外,多已风化为 残、坡积覆盖层,为钛砂矿的形成提供了良好的地质 条件。 矿区内矿(化) 体均呈面状分布于华力西期辉 绿岩所形成的风化壳内,矿体的空间形态、走向长 度、倾向延伸均受辉绿岩体的分布范围及产状约束, 受控于地形、地貌及背斜构造等地质因素,底板受风 化程度不一的影响而呈微波起伏状态。 总体上,矿 体规模与风化壳厚度成正相关,即地形相对平缓的 辉绿岩体分布区,岩石风化程度高、风化带齐全,矿 体较厚且品位高,反之亦然。 矿体在地表的出露界 线与岩体出露界线基本一致,局部地势较高地段被 汤池组和黄龙潭组砂、泥岩及碎屑物覆盖,与近矿围 岩多呈不整合接触关系(倾角为 35° ~ 45°)。 本研 究圈定了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号钛砂矿体(表 1),其中 I 号矿 体主体分布于安兴明村—老熊洞、大窝塘一带,矿体 厚度自安兴明以北—老熊洞—大窝塘逐渐变大,上 覆于含钛基性岩体之上,为矿区规模最大的钛砂矿 体。 3 ꢀ 矿床地质特征 3 . 1ꢀ 矿层特征 矿体主要形成于辉绿岩体地表风化形成的残积 层中,受辉绿岩体产出和分布状态的严格控制,自上 而下可划分为 4 个带:红土化带(Qh)位于风化壳最 上部,由于含有大量粉末状褐铁矿、水针铁矿而浸染 为砖红色,风化壳发育地段对应于 Al2 O3 、Fe2 O3 、 TiO2 富集部位,钛铁矿、磁铁矿等化学性质稳定的 矿物多富集形成红土型钛铁矿砂层;高岭石化亚黏 土带(Qg)为成熟风化壳(红土带) 与下部淋滤带的 中间过渡带,钛砂矿与其他黏土矿物基本解离为单 体,少量呈连生体产出,多呈不均匀星点状嵌布于黏 表 1ꢀ 铁厂钛矿矿体特征参数 空间位置 剖面区间 规模 / m 厚度 Ti 品位 矿体 编号 赋存标高 / m 延伸 变化范围 平均值 变化系数 变化范围 平均值 变化系数 / m 分布范围 长度 / m / % / m / m / % Ⅰ Ⅱ Ⅲ 安兴明村—老熊洞、大窝塘 27 ~ 49 2 160 ~ 2 460 1 400 108 241 481 2 ~ 7 2 ~ 7 2 ~ 8 6. 76 6. 23 6 36. 94 50. 87 51. 00 63. 35 65. 59 68. 42 45. 60 43. 70 41. 30 卡念村—安兴明村 1 ~ 15 6 ~ 8 2 095 ~ 2 210 2 101 ~ 2 190 709 108 21 ~ 95 19 ~ 81 卡念村南部 3 . 3ꢀ 矿石矿物特征 矿区内矿石主要由钛铁矿、磁铁矿等重砂矿物 型钛砂矿,由于风化程度差异,导致风化壳型钛砂矿 体普遍呈垂直分带现象,自地表向下可划分为红土 型钛砂矿及黄色砂土型钛砂矿 2 种。 红土型钛砂矿 石主要赋存于棕红—砖红色黏质粉土中,主要由亚 黏土、绢云母及少量石英砂构成,钛铁矿、磁铁铜矿 呈星点状散布其间;黄土型钛砂矿主要赋存于浅黄、 灰白色黏质粉土及米黄色、黄绿色砂土层中,可见高 岭土类物质呈不规则条带状分布,黑色磁铁矿、钛铁 矿呈星点状散布。 构成,并含少量高岭土、绢云母及岩屑、石英等,其中 重矿物所占比重很小(4% ~ 5% ),多呈星点状嵌布 于其他矿物中间。 重砂矿物成分较简单,主要重砂 矿物为钛铁矿、磁铁矿,占重砂总量的 90% 以上,偶 见褐铁矿、辉石、电气石、角闪石等。 钛铁矿多呈黑 色不规则粒状,少部分可见不完整菱面结晶体,具有 半金属—强金属光泽;磁铁矿多呈不规则粒状、针状 嵌布,半金属—金属光泽,断口不平坦。 4 ꢀ 矿床成因 3 . 4ꢀ 矿石矿物特征 丰硕的物质来源和堆积场所是钛铁砂矿形成的 矿区钛砂矿是含钛铁矿、磁铁矿辉绿岩及辉长 必要地质条件,风化作用和气候条件是控制成矿的 [13] 主导因素 。 矿区位于云南省禄劝县团结镇境内, 辉绿岩经强烈风化富集而成的风化壳型或风化残积 2 6 ꢀ ꢀ 雷ꢀ 刚ꢀ 姜晋芳:云南禄劝铁厂钛铁砂矿矿床成因及找矿标志ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 4 月第 4 期 地理位置处于北纬 25°,为亚热带季风气候,干湿两 季分明,雨季温热多雨,长期的物理风化与化学风化 作用交替出现,岩体表层发生崩解,随着时间的推 移,交织的淋滤成矿作用向纵深方向发展演化,最终 矿条件和找矿标志,尤以晚华力西期的基性侵入岩 为代表,Ti 含量约为克拉克值的 2 ~ 6 倍,TiO2 含量 为中国辉长岩平均含量的 1. 5 ~ 4 倍。 (5)含钛磁铁矿与钛铁砂矿紧密伴生,总体成 正相关关系,基性岩及风化壳中磁铁矿的富集程度, 标志着矿化程度,是有效的找矿标志。 [ 14] 发展成为硅铝—铁质—铝土型(红土型)风化壳 。 此外,矿区内地形切割较大,风化壳多形成分布于Ⅲ 级、Ⅳ级剥夷面附近,剥蚀速度远小于风化速度,风 化壳得以保存。 在风化壳的发展演化过程中,水解、 淋滤、氧化的共同作用,致使下渗的地下水和土壤溶 液多具有中性、碱性特征,辉绿岩体作为唯一的成矿 母岩,在流体下渗、运移过程中溶解,Na、K、Mg、Ca 等密度较小的元素被淋滤带出,原基性岩体中分散 的钛铁矿、磁铁矿等副矿物的物理、化学性质稳定, 解离后多就地残留于形成的风化壳中富化,最终富 集成为风化壳型砂矿床。 总体上,铁厂钛砂矿属风 化壳残坡积型钛砂矿床。 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ [ 1]ꢀ 杨加庆,左琼华,朱婉明. 云南钛铁砂矿床基本特征及成因探 讨[J]. 矿产与地质,2013,27(3):222-225. 2]ꢀ 沈强华,张宗华. 昆明地区钛资源分布及评价[J]. 昆明理工大 学学报(理工版),2003(5):17-19. [3]ꢀ 陈天佑. 禄劝金沙江南岸昆阳群地质特征及铜铁矿床类型 J]. 云南地质,1998(1):57-69. [ [ 4]ꢀ 张ꢀ 晶,曹晓萌,王佳琳,等. 云南禄劝县朗茂二叠纪玄武玢岩 的岩石学特征及其对高钛玄武岩成因的指示意义[J]. 现代地 质,2011,25(4):592-702. [ 5]ꢀ 郝艳丽,张招崇,王福生,等. 峨眉山大火成岩省“高钛玄武岩” 和“低钛玄武岩” 成因探讨[ J]. 地质论评,2004,50(6):587- 592. 5 ꢀ 找矿标志 ( 1)矿区基性岩体经过长期的物理、化学风化 [ [ [ [ [ [ [ [ [ 6]ꢀ 徐义刚,梅厚钧,许继峰,等. 峨眉山大火成岩省中两类岩浆分 异趋势及其成因[J]. 科学通报,2003,48(4):383-387. 7]ꢀ 杨振华. 云南大理洱源坪岩浆岩风化壳钛铁砂矿[J]. 云南地 质,2010(1):61-63. 作用,地表常见红土化,土质贫劣,植被生长稀疏,加 之雨水的面状冲刷,钛砂矿、磁铁矿等重砂矿物多聚 积于缓坡的低凹处或临近基性岩体风化壳的山间小 溪缓流处,钛砂矿、磁铁矿的漂砂可作为有利的直接 找矿标志。 8]ꢀ 吕世琨. 滇中钛铁砂矿的区域成矿条件和矿床类型[J]. 云南 地质,1990(2):95-105. 9]ꢀ 杨成伟,丁德生. 禄劝干坝塘矿区钛砂矿地质特征及找矿前景 ( 2)除前述的平缓山脊、山坡等地段,剥蚀台 [ J]. 有色金属设计,2008,35(3):1-6. 地、古侵蚀阶地也是风化壳有利的保存部位,因而在 区内出露基性岩的有利地形地貌条件,可成为钛砂 矿富集、赋存的有利因素。 10]ꢀ 刘洪韬. 云南东川—禄劝地区铜铁矿床成矿系列探讨[J]. 河 南科学,2013,31(7):1048-1055. 11]ꢀ 张苗红,荣惠锋,梁庭祥. 云南禄劝县细岔铁矿地质特征及找 矿前景[J]. 云南地质,2015(3):378-381. ( 3)由于重砂矿物具有稳定的化学性质,当其 12]ꢀ 杨振华. 云南大理洱源腊坪岩浆岩风化壳型钛铁砂矿[J]. 云 南地质,2010(1):61-63. 受到地表水的冲刷搬运时,可在含钛基性侵入岩的 附近区域滞留形成次生的机械分散晕,加之钛砂矿 和含钛磁铁矿特有的金属光泽,极为引人注目,是重 要的直接找矿标志。 13]ꢀ 张新松. 云南禄劝甲甸钛铁砂矿地质特征及成因分析[J]. 甘 肃冶金,2013,35(5):72-74. 14]ꢀ 李付兵. 浅谈云南省禄劝县坝塘钛铁矿地质特征及找矿方向 [J]. 民营科技,2014(11):85-87. ( 4)辉绿岩是矿区钛铁砂矿的唯一成矿母岩, 因此含钛基性侵入岩体是矿(化) 体存在的重要成 (收稿日期 2018-12-26ꢀ 责任编辑ꢀ 王小兵) ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ( 上接第 14 页)矿山建成后的达产达效速度。 矿山 靠、效果显著,可为基建矿山项目管理提供参考与借 鉴。 工程施工“车间式” 管理模式改变了以往“ 以包代 管”的方式,建设单位从单纯的管理者转化为服务 者和管理者,想施工单位之忧,解施工单位之难,进 一步激发了施工单位的积极性,让施工单位由“完 成就行”转变为“想法干好、想法干快”,在提高施工 进度的同时,也为施工单位创造了可观的经济效益, 实现了建设单位、施工单位双赢。 通过在司家营常 峪铁矿成功应用证明,“ 车间式” 管理模式运行可 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ [ 1]ꢀ 丁士昭,商丽萍. 建设工程项目管理[M]. 北京:中国建筑工业 出版社,2011. 2] ꢀ 孙智亮,王辰林,王红卫,等. 对标管理在成本控制中的应用 [ J]. 中州煤炭,2013,40(10):82-83. ( 收稿日期 2019-02-18ꢀ 责任编辑ꢀ 何ꢀ 伟) 2 7
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