海南島近岸淺海鋯鈦砂礦床富集規(guī)律分析

張珍妮，黃 蓉

（海南省地質(zhì)綜合勘察院，海南 ?？?570206）

鋯、鈦是現(xiàn)代經(jīng)濟快速發(fā)展過程兩種重要金屬。海南島近海岸淺海具有豐富的鋯鈦砂礦資源。鋯鈦砂礦資源具有較高的經(jīng)濟效益，在對鋯鈦砂礦資源進(jìn)行開采時，面臨許多難題，為了確保開采作業(yè)的順利進(jìn)行，要從實際情況入手，加強對海南島近岸淺海鋯鈦砂礦床富集規(guī)律，依據(jù)分析結(jié)果，完成相應(yīng)開采作業(yè)。

1 海南島地質(zhì)背景概況

從海南島的整體情況來看，在大地構(gòu)造位置上，海南島位于兩個一級大地構(gòu)造單元，將海南島南部的東西向九所——棱水?dāng)嗔炎鳛榻缦?，將南三亞地區(qū)，以及南海在內(nèi)區(qū)域都屬于海南地臺，而以北的區(qū)域在都屬于華南褶皺系，以此劃分作為基礎(chǔ)，最終劃分成不同的構(gòu)造單元，單元分別為一級、二級、三級、四級[1]。

海南島內(nèi)侵入巖面積量大，侵入面積超過量占到了全國侵入巖面積的36%，而從整體情況來看，近岸島嶼內(nèi)的巖石多數(shù)都由侵入夠成，其最形成的原因由A型、I型和S型三種不同因素，而其中最重要的成因原因就是受I型因素影響。侵入巖的中種類有很多種，常見的類型有鎂鐵質(zhì)巖、中酸性巖、酸性巖、中心巖，在眾多不同類型巖石中，二長花崗巖量所占的比例超過了60%[2]。

火山巖是海南島中一項主要巖石結(jié)構(gòu)，其占到了的整個海南島到面積的13.6%，此外，火山巖也覆蓋了海南島附近的西鼓島、昌島、東羅島。其中中生代早自堊世火山巖系陸相雙峰式火山巖，呈巖被產(chǎn)出，覆蓋面積有627平方公里；新生代中新世一第四紀(jì)火山巖，呈巖被產(chǎn)出[3]。

2 海南島近岸淺海鋯鈦砂礦床分布

海南島的鋯鈦砂礦床類型主要為濱海砂礦，少量沖積砂礦。沿著海南島海岸帶分布，通常產(chǎn)于濱海階地，少數(shù)見于近岸淺水海區(qū)。鋯英石常與鈦鐵礦、石英砂、獨居石、金紅石、錫石等組成綜合性礦床，尤其常與鈦鐵礦共生。全省共有鋯礦產(chǎn)地70處，集中分布在東部沿海，其中文昌市最多，達(dá)40處，其次為萬寧市，有14處；西部沿海地區(qū)有零星分布。礦床規(guī)模：大型5個、中型8個、小型57個。礦床類型基本為濱海沉積型（52個），少量洪沖積型（見圖1）。

圖1 海南省鋯鈦砂礦產(chǎn)地分布圖

3 海南島近岸淺海鋯鈦砂礦分析

通過對海南島的成礦情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，海南島近岸淺海鋯鈦砂礦床的形成與火成巖之間有著緊密聯(lián)系。

成礦物質(zhì)的主要成分并非來自海洋，而是來自海南的陸地，造成該項的原因主要有以下兩點：

（1）鋯、鈦兩種化學(xué)物質(zhì)都難以形成可溶性化合物，鋯、鈦兩種物質(zhì)在海水中的含量情況如表1所示。

表1 鋯、鈦兩種物質(zhì)在海水中的含量

（2）鈦難以形成碳水化合物，因此，無法被生物大量吸收，這也就使海洋中的各項生物的中的鋯、鈦含量都偏低。例如，海洋中的植物會還有一定量的鈦，但是，從整體情況來來看，其含量都不會超過的80ppm。除此之外，大量的國內(nèi)外研究資料結(jié)果也都表明，鋯、鈦類礦物質(zhì)資源與火成巖有著緊密聯(lián)系[4]。

在實際問題分析期間，要對各類型火成巖樣品中存在的鋯、鈦、二氧化硫等各項成分的具體含量情況進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果表明，火成巖中的鋯、鈦的具體豐度與二氧化硫的具體含量情況有著緊密聯(lián)系，玄武巖、基性巖至花崗巖都會隨巖石基性不斷降低，火成巖中的鈦的具體含量將會不斷遞降，而鋯的含量情況則會不斷升高，這一變化趨勢從整體情況來看，與大量學(xué)者的研究內(nèi)容的結(jié)果一致，而從基性巖石向超基性巖發(fā)展時，鈦的含量情況也會不斷降低。

大量分析結(jié)果表明，鋯鈦砂礦中存在大量不同類型的礦物質(zhì)資源，礦物質(zhì)資源的來源也不同，簡單來說就是成礦重大物質(zhì)是多源的。鈦的來源主要是由玄武巖和花崗閃長巖，這兩類巖石在我國海南島火成巖的比例較大，因此，分布范圍十分廣泛；而對中基性巖的成分進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)巖石中鈦的含量相對較高，但是其整體分布情況有限，這也就使其對礦物質(zhì)提供的貢獻(xiàn)十分有限[5]。而針對鋯資源來說，其主要以花崗閃長巖和花崗巖為主，需要注意的是，雖然在海南島中玄武巖的分布面積很大，但是其中鈦的含量有限，而巖石中的基性巖、正長巖、霞石正長巖三種不同類型的巖石的面積都有限，因此，這些不同類型的巖石中的鋯含量都較少，這也就使這些巖石都不是鋯礦產(chǎn)的主要來源，該內(nèi)容與海南島的鋯、鈦土壤地球化學(xué)測量結(jié)果反映的整體情況一致。

4 富集機理分析

4.1 鈦富集機理

（1）巖漿熔融體中的二價鐵離子含量的大于三價鐵離子，處于還原條件時，四價鈦能夠與二價鐵同時存在，可以形成的鈦鐵礦族礦物，多數(shù)礦物質(zhì)經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)，形成復(fù)氧化物。在礦產(chǎn)資源形成期間，依據(jù)礦物質(zhì)生成期間，在礦物質(zhì)中會混入鎂、鋁等不同類型的物質(zhì)[6]。在實際問題分析，對巖漿巖中的二價鐵和三價鐵的具體比值情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，對花崗巖中的二價鐵離子和三價鐵離子相比值進(jìn)行統(tǒng)計，相關(guān)統(tǒng)計結(jié)果表明，比值位于1.03～12.58之間，花崗巖閃長巖中的二價鐵和三價鐵的比值位于的1.62～2.96字間，這一結(jié)果表明，副礦物質(zhì)鈦鐵礦礦都是在還原情況下的巖漿晶形成的，然后經(jīng)過一段時間的發(fā)展，由于風(fēng)化解體，最終會進(jìn)入到風(fēng)化殼層中，這也就導(dǎo)致火成巖中鈦和二價鐵兩者存在正相關(guān)系。

（2）巖漿溶融體中的三價鐵離子含量大于二價鐵離子含量，處于氧化條件時，鈦和鐵經(jīng)過一系列的反應(yīng)，最終會生成赤鐵礦和金紅石，紅金石中的鈦經(jīng)常會被與其離子半徑大小相接近的二價鐵離子、三價鐵離子等不同類型離子代替代，最終會轉(zhuǎn)變成不同類型的金紅石。對海南島近岸淺海鋯鈦砂礦床的情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，該方式不是海南島中的鈦鐵礦、金紅石的主要富集方式[7]。

（3）表生帶會存在大量的鈦礦物，這些礦物質(zhì)受到風(fēng)化作用時，鈦會轉(zhuǎn)變成氫氧化物沉淀物，這些沉淀物會附著在附近區(qū)域的破碎帶上，形成的這種氫氧化物部分由于失去，并且在該過程中會重復(fù)結(jié)晶，最終會轉(zhuǎn)變?yōu)榻鹗@一方式是富集、金紅石生成，以及富集的重要方式。在風(fēng)殼內(nèi)部因為不同類型的元素會發(fā)生風(fēng)化，以及水化，而在該期間會發(fā)生流失，這也就導(dǎo)致最終生成的鈦相對富集。

4.2 鋯的富集機理

鋯的獨立礦物質(zhì)種類有很多，其中最常見的礦物質(zhì)有硅酸鹽和氧化物，除了鋯鐵礦之外的所有鋯礦物都是內(nèi)生成的。含有鋯的硅酸鹽礦物質(zhì)主要存在于正長巖中，而形成的樣化則于超基性巖中的堿鹽類中的碳酸鹽有著緊密聯(lián)系，主要是因為巖石中的硅的含量不足造成的。

砂礦中含有大量不同類型的元素，其中鋯英石和鈦鐵礦兩種礦石資源可以共同存在的事實不難推斷，海南島砂礦中存在的鋯英石，在富集的方式上有很大可能是富鈦、鋯中的巖漿結(jié)晶，采取類質(zhì)同象方式形成。

4.3 淺海砂礦富集規(guī)律

海南島淺海重礦物的次生富集成礦與成礦物質(zhì)運移、物源供給的水動力條件，以及沉積環(huán)境都有著緊密聯(lián)系。通過對礦區(qū)的具體情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，母巖遭受到的風(fēng)化情況十分強烈的，同時具有豐富的物資資源，但是，由于淺海區(qū)域以平原為主，因此，水動力條件十分脆弱，若礦砂只在陸地上，海南島淺海區(qū)域的重礦物規(guī)模異常，而且強度小，這也使相應(yīng)區(qū)域的找礦前景一般。從海南島內(nèi)的整體成礦情況來看，在不利于沉積環(huán)境中，經(jīng)過漫長時間的演變，也能夠形成礦產(chǎn)資源，但是，從整體情況來看，形成的礦產(chǎn)與陸地上的原砂礦位置并不會相離太遠(yuǎn)。對海南島的成礦情況進(jìn)行詳細(xì)分析可以發(fā)現(xiàn)，海南島北部的存在大面積的的鈦含量異常高區(qū)域，造成該現(xiàn)象的主要原因是由于水動力條件不足，這也就導(dǎo)致成礦物質(zhì)主要存在于原地風(fēng)化土，或砂層中，而在其他區(qū)域難以找到成礦物質(zhì)。

5 結(jié)語

海南島近岸淺海具有豐富的鋯鈦砂資源，鋯鈦砂具有較高的經(jīng)濟價值，對海南島內(nèi)的鋯鈦砂礦床富集規(guī)律進(jìn)行分析，對分析結(jié)果進(jìn)行應(yīng)用，能夠更好的對鋯鈦砂資源進(jìn)行開采，可以提升經(jīng)濟效益。