富民大水井鈦鐵礦礦床成因淺析

應 璽，亓春英，楊云保，李建琴

（云南國土資源職業學院，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，與成礦區的氣候、地形地貌等也有緊密聯系。物理風化和化學風化對礦區成礦有著同等重要的作用，礦區成礦是多種因素的結果。

1 礦區地質特征

大水井礦區位于昆明北部，富民縣東部，屬滇東高原的西部，構造屬楊子板塊滇東臺褶帶，石灰巖和基性巖漿巖廣布，海拔為2000m～2375m，相對高差375m。礦區構造因褶皺和斷層作用，表現為斷塊構造形式。玄武巖的分布、出露和傾伏方向表現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。礦區主要地層巖性為碳酸鹽巖和基性火山巖。

2 控礦因素

礦區成礦控制因素據目前掌握的信息資料可總結為：地層控礦、構造控礦、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、坡積礦均產于早二疊系地層上部和晚二疊系地層下部輝綠巖中。礦區的成礦母巖至目前已知，沒有脫離該部位。礦區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系還待進一步研究。

（2）構造控礦。礦區構造控礦體現在褶皺構造、斷裂構造和不整合構造三個方面。魯戛—魯灑沛背斜構造：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。礦區位于魯戛—魯灑沛背斜的北東段傾沒端，軸線方向呈北東經大水井村向北東45°方向傾沒。礦區背斜構造的二疊系下統碳酸鹽巖和二疊系上統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象，為礦區輝綠巖的侵位提供了有利的空間。輝綠巖中出現的捕虜體（石灰巖和斑狀細晶質輝綠巖）便是不整合面上、下巖石滑動破碎虛脫時的證據。礦區因F1、F2、F3、F4、F5的破壞，使背斜的構造格局顯得有些模糊。在礦區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。斷裂構造：礦區F1斷裂在區域上屬沈家村斷裂，長29公里，該斷裂為普渡河逆斷層之支斷裂，區域上沿斷層有輝綠巖及溫泉分布，斷層帶中可見硅質巖、長英巖和赤鐵礦化蝕變。礦區輝綠巖與該斷層在成因上有一定聯系，該斷裂一定程度上充當了基性侵入巖上升的通道。不整合面：礦區輝綠巖較穩定的產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隔擋層有著密切關系。

（3）巖性控礦。礦區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，礦物結晶顆粒大、風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化和化學風化不斷向深處的推進，礦區剛好具備了這樣的氣候條件。

（5）地形地貌控礦。礦區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殘積和坡積礦的形成和分布。

3 礦床成因

礦區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，早二疊統末，礦區地殼由沉積轉向上升接受侵蝕，繼而在整個揚子板塊上發生峨眉山玄武巖的大面積噴發，噴發后在大斷裂及旁側構造又出現基性巖漿巖侵入。礦區背斜虛脫部位的基性巖床就位應是此時期侵位形成。

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。

燕山、喜馬拉雅運動使滇東臺褶帶形成較復雜的褶皺和斷裂帶。自褶皺區全面進入剝蝕以后，該地區的地殼同樣經歷過上升、穩定的侵蝕過程，當前礦區基本上處于穩定的侵蝕期。礦區含礦母巖（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風化，使易溶元素溶解而流迭，難溶或穩定的礦物保留原地，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、化學風化（進一步富集）—原地形成殘積鈦鐵砂礦、坡積形成鈦鐵坡積砂礦。

4 找礦標志

地層標志：早二疊系碳酸鹽巖和晚二疊系玄武巖礦區找礦的重要地層標志。構造標志：F1斷裂旁側和不整合面是輝綠巖巖床產出的重要部位。巖性標志：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、凹形坡和復合坡是坡積礦的重要堆積地帶。地球物理標志：下部圍巖為碳酸鹽巖，礦區賦礦層、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，通過物探獲取基性火山巖的出露和分布信息。地球化學標志：礦區基性火山巖，無論玄武巖或是輝綠巖中均含有較高的鈦和鐵元素，并且礦物較穩定，地表還形成相對的富集，通過地球化學找礦很容易發現。重砂標志：礦區有用礦物鈦鐵礦是相對較穩定的重砂礦物，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 結論

大水井礦區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。礦區成礦受地層、構造、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。