海南省東部淺海鋯鈦砂礦物特征及成礦條件淺析

林明坤，林川善，潘燕俊，齊文濤，李　一

（1.海南省九三四地質(zhì)大隊，海南海口570206；2.海南省海洋地質(zhì)調(diào)查研究院，海南海口570206）

海南省東部淺海鋯鈦砂礦物特征及成礦條件淺析

林明坤*1，林川善1，潘燕俊2，齊文濤1，李一1

（1.海南省九三四地質(zhì)大隊，海南海口570206；2.海南省海洋地質(zhì)調(diào)查研究院，海南海口570206）

海南島位于我國南海的西北部，四周環(huán)海。濱海沉積型鋯英石、鈦鐵礦砂礦資源豐富，具有優(yōu)越的成礦條件和豐富的資源潛量。海南島鋯英石、鈦鐵礦砂礦在全國具有資源比較優(yōu)勢，屬海南優(yōu)勢礦產(chǎn)資源。值得重視的是，海南島周邊自海岸至海區(qū)水深30m范圍內(nèi)，分布有鈦、鋯砂礦資源的地段相當大面積尚未勘查。根據(jù)海南省東部萬寧市某淺海鋯鈦砂礦區(qū)鉆探及樣品測試分析結果，對礦物特征及成礦條件的認識進行闡述、以期對今后的淺海鋯鈦砂找礦提供一些參考。

淺海鋯鈦砂礦；礦物特征；成礦條件

1　地質(zhì)背景

礦區(qū)位于海南島東南部近岸淺水海域，東西向尖峰—吊羅構造帶東端，所處大地構造單元屬于華南褶皺系五指山褶皺帶。區(qū)域上中—西部為丘陵—低山區(qū)，東部（包括陸地和近岸淺海區(qū)）為濱海沉積平原地帶。區(qū)域內(nèi)地層發(fā)育不全，除局部地區(qū)有古生代地層小規(guī)模或零星出露外，第四系地層分布廣泛。區(qū)內(nèi)構造不發(fā)育，但巖漿活動頻繁，不同時代巖漿巖大面積分布。

根據(jù)海南島生態(tài)地球化學調(diào)查成果資料，海南島陸上是一個巨大的鋯鈦高值背景區(qū)，廣泛分布有鋯鈦高值異常，異常區(qū)面積大，異常幅值高，濃集中心明顯，其中鋯最高達至1821×10-6，一般（670～1600）×10-6；鈦最高達到64655×10-6，一般（10000～60000）×10-6。本島鋯地球化學高背景區(qū)主要分布在海南島的東南部，西北部背景值相對較低。島上鋯的高值異常區(qū)分布廣泛，大小異常有近20個，其中有3個異常區(qū)規(guī)模較大。三亞的亞龍灣—萬寧的保定海沿岸的陸上區(qū)域的鋯高值異常就是其中之一，長軸方向呈SW-NE展布，長度84km，平均寬度15km，面積1250km2。

本區(qū)海底沉積物主要為第四紀近代海相沉積，屬全新統(tǒng)煙墩組(Qh3y)、上更新統(tǒng)八所組（Qp3bs）和中更新統(tǒng)北海組(Qp2b)向海方向延伸部分，以陸源碎屑沉積物為主，包括礫石、含貝殼含礫粗砂、中砂、粉細砂、混合砂和粘土等，以粉細砂為主。其中煙墩組為本區(qū)鋯英石鈦鐵礦的含礦層位，厚度0.5～19.20m，平均厚度10.08m。

水下地貌屬于內(nèi)陸架的水下階地、水下斜坡等。海底地形總的趨勢由岸向海域一側(cè)緩傾，水深一般都在30m以淺，局部海水深達50m，等深線沿岸線方向延伸。

2　礦物特征

2.1礦石礦物組成

經(jīng)取樣重砂全分析和粒度分析，結合野外鉆探觀察，原礦石中主要礦物成分為石英，占礦物總量的90%以上。礦石礦物主要以鋯英石為主，伴生有鈦鐵礦可綜合利用；其它少量礦物有電氣石、磁鐵礦、白鈦石、金紅石、綠泥石；微量礦物有銳鈦礦、藍晶石、石榴石、綠簾石、磷釔礦、獨居石、長石等。礦石中含泥量1.28%～ 15.27%，平均5.30%。

2.2主要礦石礦物特征

鋯英石：多為無色、少數(shù)呈淺黃、淡紫紅色。透明度好。金剛光澤。晶形呈完好柱狀，少數(shù)粒狀。磨圓度差。性脆。硬度較大。粒度在0.125～0.05mm。

鈦鐵礦：呈黑色，金屬光澤。條痕黑色。晶形多呈不規(guī)則粒狀、板狀，部分次滾圓狀。性脆。硬度大。具強磁性。粒度在0.125～0.05mm。

2.3礦石礦物含量變化特征

區(qū)內(nèi)礦體呈似層狀產(chǎn)于水下階地、第四系全新統(tǒng)煙墩組(Qh3y)灰黃—黃色、灰—灰綠色中細砂—粉細砂層中，處在保定海淺海區(qū)。平面上大致呈矩形展布，延展連續(xù)性較好，形態(tài)規(guī)則，平緩似層狀產(chǎn)出，垂直等深線向南東傾斜。其縱向長度13350m，寬度500～ 5700m，面積38.51km2。最寬處5716m，最窄處508m。平均寬度3110m。中部寬兩端窄。礦層最厚19.20m，最簿0.5m，平均厚度10.08m，厚度變化系數(shù)53.21%，屬于厚度變化較大的礦體。礦體主要賦存于10～30m水深的海底表層，水深最淺為9.20m，最深為33.70m。

礦體內(nèi)部結構簡單，礦石以中細—粉細粒含鋯英石、鈦鐵礦石英砂為主，局部見有含有機質(zhì)土細粒鋯英石、鈦鐵礦石英砂。部分礦層中有較薄的粘土夾層，有用礦物主要為鋯英石，其次伴生有鈦鐵礦，少量金紅石、獨居石。礦石品位變化較小，礦體連續(xù)性、穩(wěn)定性較好。根據(jù)礦體平均品位與工業(yè)指標對照，本區(qū)礦體均為低—中品位礦石，平均品位達到富礦邊界品位。

鋯英石和鈦鐵礦在礦層中的含量(品位)，除個別情況外，沿縱向(走向)和橫向(傾向)方向以及由淺層向深部(延深)均呈正相關，即鋯英石品位高則鈦鐵礦品位也相對增高，二者比例一般1∶（3.5～4.5）之間。

在橫向上（圖1），即沿傾向(北西—南東方向)，礦石品位連續(xù)，厚度也連續(xù)無間斷，但曲線變化幅度較大，表現(xiàn)為：總體上，隨水深的增加，鋯英石、鈦鐵礦品位、礦層厚度先增加然后在水深到18～20m后迅速減小。具體來說，礦石品位在水深10～18m間表現(xiàn)較為穩(wěn)定，變化幅度較小，而礦層厚度變化也不大；在水深18～ 20m間，鈦鐵礦品位突然出現(xiàn)高點，表現(xiàn)出特別富集的現(xiàn)象，但礦層厚度卻急劇降低；水深再加大，則礦石品位又快速減小。

圖1　礦石品位及礦層厚度沿橫向(傾向)變化曲線圖

在縱向上（圖2），即沿走向(南西—北東向)，礦石品位和礦層厚度，曲線連續(xù)完整無間斷，但變化幅度均較大，礦石品位與礦層厚度與水深沒有表現(xiàn)出較好的相關性。

礦石品位延深變化曲線見圖3。如圖3所示，隨著深度增加，礦石品位有明顯的變化，變化幅度較大，總體上，隨著深度增加，礦石品位下降。個別孔表現(xiàn)出異常，如在7線ZK702孔，礦石品位隨深度增加而升高，但變化幅度較小。

3　成礦條件分析

區(qū)內(nèi)為第四系沉積物，基本上呈帶狀與現(xiàn)代海岸線平行展布，鋯、鈦砂礦層產(chǎn)于第四系全新統(tǒng)煙墩組(Qh3y)灰黃—灰綠色粉細粒砂層中，屬濱、淺海相沉積，韻律層特征明顯，機械沉積作用清晰。

區(qū)內(nèi)沿岸廣泛發(fā)育有不同時期的巖漿巖，有花崗巖、玄武巖等，它們富含鋯英石、鈦鐵礦、金紅石和獨居石等副礦物。本區(qū)地處熱帶和亞熱帶，沿岸高溫多雨，潮濕炎熱，在高溫和海水共同作用下，巖石基巖易于風化，形成大面積的含鋯英石、鈦鐵礦風化殼，經(jīng)破壞沖刷和地表水的搬運作用，在潮間帶和淺海區(qū)沉積下來，在潮流和波浪及沿岸海流的作用下，經(jīng)過不斷分選、富集，最終形成濱海水下鋯、鈦砂礦沉積礦床。礦床成因類型為第四紀海相水下濱海沉積砂礦床。

本區(qū)礦體大致呈南西—北東向沿第四系全新統(tǒng)煙墩組(Qh3y)濱海相沉積分布，礦床規(guī)模達到大型。礦體呈似層狀產(chǎn)出，分布空間、形態(tài)、產(chǎn)狀嚴格受地層控制。礦層厚度總體連續(xù)但變化較大，但橫向變化大于縱向的變化，反映出沉積作用過程中的不同環(huán)境及水動力條件的變化。礦石質(zhì)量總體較為均勻，屬中低品位的表外礦，但品位變化較大。礦層賦存于海底表層，底板圍巖界線清楚。礦石組成物質(zhì)以石英—鋯英石—鈦鐵礦為主，石英顆粒機械分選明顯，磨圓度較高，其它重礦物粒度細小，以滾圓狀為主，表明水動力作用強烈。礦石化學分析、物理測定及研究表明，礦石為正常的機械碎屑沉積。

4　結論

（1）礦石品位隨水深變化和埋藏深度變化的特點反映了礦石在不同海洋水動力作用下的富集規(guī)律，本礦區(qū)的礦石礦物含量變化特征對海南省東部近淺海找礦有一定的指導意義。

圖3　礦石品位及礦層厚度延深變化曲線圖

（2）海上礦產(chǎn)成礦受海洋潮汐、波浪作用明顯，其埋藏具有規(guī)律性，但在近岸淺海還受物質(zhì)來源、海底地形和海洋災害氣象等成礦條件的影響，具有一定的不確定性。

（3）類似礦床的勘查可先進行旁掃聲納和淺地層剖面測量，提前圈定含礦砂層的分布范圍，以增強找礦的目的性，降低勘查投資風險。

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P61

A

1004-5716(2016)11-0141-03

2016-06-28

林明坤（1983-），男（漢族），海南海口人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查工作。