富民大水井鈦鐵礦礦床成因淺析

應(yīng) 璽，亓春英，楊云保，李建琴

（云南國土資源職業(yè)學(xué)院，云南 昆明 650217）

目前，云南鈦鐵礦主要為殘積、坡積型的鈦鐵砂礦資源，形成不僅與含礦母巖有關(guān)，與成礦區(qū)的氣候、地形地貌等也有緊密聯(lián)系。物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化對礦區(qū)成礦有著同等重要的作用，礦區(qū)成礦是多種因素的結(jié)果。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

大水井礦區(qū)位于昆明北部，富民縣東部，屬滇東高原的西部，構(gòu)造屬楊子板塊滇東臺褶帶，石灰?guī)r和基性巖漿巖廣布，海拔為2000m～2375m，相對高差375m。礦區(qū)構(gòu)造因褶皺和斷層作用，表現(xiàn)為斷塊構(gòu)造形式。玄武巖的分布、出露和傾伏方向表現(xiàn)出以茅口組地層為核心的穹形窿起特征，是一個向北東傾伏的背斜構(gòu)造。北部地層向北傾，傾角約30°；東北部地層向北東方向傾，傾角10°～20°；東部地層向東和東南方向傾伏；南部地層向南東方向傾伏。礦區(qū)主要地層巖性為碳酸鹽巖和基性火山巖。

2 控礦因素

礦區(qū)成礦控制因素?fù)?jù)目前掌握的信息資料可總結(jié)為：地層控礦、構(gòu)造控礦、巖性控礦、氣候條件控礦、地形地貌控礦。

（1）地層控礦。礦區(qū)二疊系地層是主要控礦地層。成礦母巖或殘積礦、坡積礦均產(chǎn)于早二疊系地層上部和晚二疊系地層下部輝綠巖中。礦區(qū)的成礦母巖至目前已知，沒有脫離該部位。礦區(qū)的玄武巖中含有較高于輝綠巖的二氧化鈦，是否與輝綠巖有一定的成因聯(lián)系還待進(jìn)一步研究。

（2）構(gòu)造控礦。礦區(qū)構(gòu)造控礦體現(xiàn)在褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造和不整合構(gòu)造三個方面。魯戛—魯灑沛背斜構(gòu)造：長度約66公里，軸線方向30°～50°，北西翼傾角20°～45°，南東翼傾角20°～60°，為一不對稱背斜。礦區(qū)位于魯戛—魯灑沛背斜的北東段傾沒端，軸線方向呈北東經(jīng)大水井村向北東45°方向傾沒。礦區(qū)背斜構(gòu)造的二疊系下統(tǒng)碳酸鹽巖和二疊系上統(tǒng)玄武巖均屬較硬巖層，而之間的不整合面又是較薄弱的面，在縱彎褶皺作用下，兩翼相對滑動造成層間的破碎和虛脫現(xiàn)象，為礦區(qū)輝綠巖的侵位提供了有利的空間。輝綠巖中出現(xiàn)的捕虜體（石灰?guī)r和斑狀細(xì)晶質(zhì)輝綠巖）便是不整合面上、下巖石滑動破碎虛脫時的證據(jù)。礦區(qū)因F1、F2、F3、F4、F5的破壞，使背斜的構(gòu)造格局顯得有些模糊。在礦區(qū)背斜核部出露的地層為C2-3、P1，翼部地層主要為P2，其次為P1。北部地層F3以北地層向北傾，傾角30°左右；F3以東地層向北東方向傾，傾角10°～20°；F2斷層北段以東地層向東和東南方向傾伏；F2斷層南段地層向南東方向傾伏。斷裂構(gòu)造：礦區(qū)F1斷裂在區(qū)域上屬沈家村斷裂，長29公里，該斷裂為普渡河逆斷層之支斷裂，區(qū)域上沿斷層有輝綠巖及溫泉分布，斷層帶中可見硅質(zhì)巖、長英巖和赤鐵礦化蝕變。礦區(qū)輝綠巖與該斷層在成因上有一定聯(lián)系，該斷裂一定程度上充當(dāng)了基性侵入巖上升的通道。不整合面：礦區(qū)輝綠巖較穩(wěn)定的產(chǎn)于茅口組頂部不整合面上、玄武組下部不整合面上。與不整合面薄弱、上部玄武巖相對透水性差而充當(dāng)隔擋層有著密切關(guān)系。

（3）巖性控礦。礦區(qū)主要控礦巖石為輝綠巖，原巖含有較高的二氧化鈦，均以鈦鐵礦、鈦磁鐵礦的獨立形式出現(xiàn)，礦物結(jié)晶顆粒大、風(fēng)化殘留后較易富集成砂礦。

（4）氣候條件控礦。冷熱交替、溫暖潮濕的氣候和充沛的雨量有利于機械風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化不斷向深處的推進(jìn)，礦區(qū)剛好具備了這樣的氣候條件。

（5）地形地貌控礦。礦區(qū)殘積礦均位于圓頂山和緩坡地帶，坡積礦均分布于中等到緩傾斜的地段，地形地貌一定程度上控制了礦區(qū)殘積和坡積礦的形成和分布。

3 礦床成因

礦區(qū)位楊子板塊滇東臺褶帶，西為綠汁江斷裂，東為小江斷裂所夾持，緊鄰于普渡河斷裂。自地臺形成后，先后經(jīng)歷過加里東運動、華力西運動、印支運動、燕山和喜山運動。華力西運動期間，早二疊統(tǒng)末，礦區(qū)地殼由沉積轉(zhuǎn)向上升接受侵蝕，繼而在整個揚子板塊上發(fā)生峨眉山玄武巖的大面積噴發(fā)，噴發(fā)后在大斷裂及旁側(cè)構(gòu)造又出現(xiàn)基性巖漿巖侵入。礦區(qū)背斜虛脫部位的基性巖床就位應(yīng)是此時期侵位形成。

楊子板塊上基性巖漿巖噴出或侵位時就帶有高背景含量的鈦元素，這為后期砂礦的形成奠定了基礎(chǔ)。

燕山、喜馬拉雅運動使滇東臺褶帶形成較復(fù)雜的褶皺和斷裂帶。自褶皺區(qū)全面進(jìn)入剝蝕以后，該地區(qū)的地殼同樣經(jīng)歷過上升、穩(wěn)定的侵蝕過程，當(dāng)前礦區(qū)基本上處于穩(wěn)定的侵蝕期。礦區(qū)含礦母巖（輝綠巖）被暴露于表之后，在有利的氣候條件下接受了長期的物理和化學(xué)風(fēng)化，使易溶元素溶解而流迭，難溶或穩(wěn)定的礦物保留原地，并形成相對再富集的鈦鐵砂礦，即殘積和坡積砂礦。

其成礦過程：輝綠巖形成（二氧化鈦初步富集）—物理、化學(xué)風(fēng)化（進(jìn)一步富集）—原地形成殘積鈦鐵砂礦、坡積形成鈦鐵坡積砂礦。

4 找礦標(biāo)志

地層標(biāo)志：早二疊系碳酸鹽巖和晚二疊系玄武巖礦區(qū)找礦的重要地層標(biāo)志。構(gòu)造標(biāo)志：F1斷裂旁側(cè)和不整合面是輝綠巖巖床產(chǎn)出的重要部位。巖性標(biāo)志：輝綠巖是成礦的重要的母巖。地形地貌：圓頂山是殘積礦的重要成礦部位，中一緩傾的凸形坡、凹形坡和復(fù)合坡是坡積礦的重要堆積地帶。地球物理標(biāo)志：下部圍巖為碳酸鹽巖，礦區(qū)賦礦層、上部均為基性火山巖，其中含有大量的磁性礦物，有顯著的磁異常表現(xiàn)，通過物探獲取基性火山巖的出露和分布信息。地球化學(xué)標(biāo)志：礦區(qū)基性火山巖，無論玄武巖或是輝綠巖中均含有較高的鈦和鐵元素，并且礦物較穩(wěn)定，地表還形成相對的富集，通過地球化學(xué)找礦很容易發(fā)現(xiàn)。重砂標(biāo)志：礦區(qū)有用礦物鈦鐵礦是相對較穩(wěn)定的重砂礦物，易于形成重砂，通過重砂很容易找到殘積、坡積和成礦母巖。

5 結(jié)論

大水井礦區(qū)位于楊子板塊滇東臺褶帶，西為綠汁江斷裂，東為小江斷裂，緊鄰普渡河斷裂。礦區(qū)主要地層巖性為碳酸鹽巖和基性火山巖，賦礦地層為二疊系地層，主要控礦巖石為輝綠巖。礦區(qū)成礦受地層、構(gòu)造、巖性、氣候條件、地形地貌等因素控制。礦床成因為殘積、坡積型鈦鐵砂礦。