攀枝花钒钛磁铁矿地质特征与成矿远景

郭道军，于海军，王 雪, 孟 标，吴得强，任海涛

（四川省地质矿产勘查开发局106地质队，成都 611130）

攀枝花钒钛磁铁矿地质特征与成矿远景

郭道军，于海军，王 雪, 孟 标，吴得强，任海涛

（四川省地质矿产勘查开发局106地质队，成都 611130）

攀枝花钒钛磁铁矿床主要赋存于华力西期的层状的基性辉长岩体之中，据岩石组合、矿物组合、结构、构造及矿化特征，含矿岩体大致划分6个岩相带4个含矿层；导矿构造、岩浆岩以及围岩条件是成矿的必要条件，根据1∶1万高精度磁测，研究区自西向东可分成南东（Ⅰ）及北西（Ⅱ）两个磁异常带，根据其形态、范围、强度，结合地质特征，圈出了9个局部磁异常区以及两类成矿远景区，为找矿工作提供了依据。

钒钛磁铁矿；成矿规律；成矿远景；攀枝花

攀枝花铁矿是我国铁矿集中度较高的8大分布区之一，对于攀枝花铁矿的成因，大多数学者认为是岩浆晚期矿床[1、2]，也有不少学者认为攀枝花铁矿为岩浆早期的产物[3]，经对攀枝花钒钛磁铁矿野外及室内综合地质调查，拟对其地质特征及成矿规律进行阐述，并通过地球物理方法对其周边成矿远景进行分析。

1 大地构造位置

研究区处于康滇地轴中段的攀西古裂谷带（图1），该带孕育于加里东期，发生于华力西期，发展于印支期—燕山期，消亡于燕山期。该区域岩浆活动非常活跃，构造极其复杂，是我国非常重要的岩浆—构造带。

2 研究区地质特征

2.1 地层

区内中元古界、古生界、中生界及新生界地层均有出露。基底为下元古代早期的米易群，主要岩性为斜长角闪岩以及角砾状混合岩，夹少量的变粒岩；围岩地层为震旦系—寒武系一套陆表海沉积[4]，下部为观音崖组砂岩以及片岩，分布较少，上部主要为灯影组白云岩、夹硅质条带的白云岩，呈断层接触于基底地层之上。矿区缺失寒武系—石炭系的地层，推测是由于基底地层的抬升，导致了寒武—石炭系地层变薄至消失[5]，晚二叠世由于裂谷中裂隙构造发育到达顶峰，形成以峨眉山玄武岩为主的大陆溢流相火山岩，以及研究区层状含矿辉长岩体。在晚三叠世-晚侏罗世的裂陷盆地中，堆积了厚度巨大的陆相类磨拉石—含煤建造，在矿区中主要以丙南组（T3b）和大荞地组（T3d）为代表，主要岩性为砂岩、砾岩以及上部的页岩和含煤层。而到第三系主要为薄层砂页岩沉积，厚度巨大。

2.2 岩浆岩

该区位于康滇构造-岩浆带上，区内岩浆岩十分发育，呈南北向分布于地轴内，形成四川省内著名的岩浆杂岩带[6]。

图1 攀西大地构造位置图(图a)和研究区地质简图(图b)(据25万综合)

2.2.1 侵入岩

主要分布于含矿岩体以及研究区两侧的正长岩。含矿辉长岩体呈北北东～南南西向展布，与上部（西侧）及东北端与三叠系地层及部分正长岩呈断层接触，与下部（南东侧）与震旦系灯影组地层呈侵入接触，西部局部地段见有角闪正长岩穿插于辉长岩体之中，东南侧局部见花岗岩与辉长岩产生同化混染作用。矿体赋存于辉长岩体中部及下部，呈层状、似层状、条带状产出，产状与岩体原生流层产状一致。正长岩体呈岩墙产出，分布于矿区辉长岩体的东西两侧。岩石类型主要有角闪正长岩、石英正长岩、正长斑岩等，组成矿物以微斜长石为主，少量钾长石、酸性斜长石，石英和角闪石分布不均匀。蚀变产生的矿物主要有高岭土、绿泥石等。

2.2.2 火山岩

区内火山岩主要以晚二叠世峨眉山玄武岩为代表。具有分布广，厚度大等特点，分布于北侧和西侧，与含矿岩体以及碱性岩体共生，一般以断层接触于茅口灰岩之上，又被三叠系丙南组所覆盖。根据前人在攀西的研究资料可以看出含矿岩体和峨眉山玄武岩在时间及空间上有密切的联系[9-12]，大部分学者认为攀西基性-超基性岩体（包括本区含矿岩体）与峨眉山玄武岩应该为岩浆演化过程中的同源异相的产物[14]。2.3 构造

区内以南北向构造占主导地位，其次为东西向构造。南北向构造在区内为一系列南北向或近于南北向断裂或断裂带及南北向褶皱组成，同时也发育一系列北北东向、北北西向剪切断裂，由它们构成南北构造带。这个构造带发生于晋宁期，经历了澄江期、加里东期、华力西期、印支期和燕山期等，形成了一个以褶皱及冲断裂为主的南北向先张后压构造带。这个构造带断裂主要有金河--箐河断裂、攀枝花断裂、昔格达-元谋深大断裂、安宁河断裂等。

3 含矿岩体特征

攀枝花赋矿层状基性岩体根据其岩石特征组合、矿物组合、结构、构造及矿化特征，大致划分6个岩相带4个含矿层（图2）。

1）顶部浅色流层状辉长岩相带（厚度500～1500m），以基性斜长石为主（一般大于50%，部分达75%以上）,辉石次之，橄榄石、角闪石、磷灰石、铁钛氧化物少量，灰至深灰色，中粒结构，流层状构造（浅色条带密集）。上部有部分块状辉长岩，底部有暗色条带及少量小矿条。层位较为稳定。蚀变矿物主要为次闪石、绿泥石—蛇纹石等。上与三叠系地层或正长岩呈断层接触，出露不全。

2）上部层状辉长岩相带（厚度10～120m），位于岩体中上部，以含铁辉长岩为主，夹有星散浸染状矿石组成的小矿体。层位较稳定。该带中部部分岩层富含磷灰石，一般1%～5%，局部可达20%。底部断续分布厚3m左右的斜长岩。

3）下部暗色流层状辉长岩相带（厚度166～600m），岩石呈深灰色一灰黑色，中粒结构，流层状构造。岩石矿物成分中暗色普通辉石增多（大于50%），长石减少。铁钛氧化物增多，橄榄石、角闪石少量，岩相带中暗色条带较密集。本岩相带夹有薄层含铁辉长岩及少量稀疏浸染状矿石形成的透镜状小矿条，矿化差，仅局部在辉长岩中夹星浸～稀浸状矿石构成薄层矿体及条带状矿体，工业价值不大。

图2 研究区含矿岩体岩相带及含矿层柱状图

4）底部含矿岩相带（厚度60～500m），为各类辉长岩型矿石及辉长岩组成，是矿床主要矿体赋存部位。该含矿岩相带总体较稳定，朱家包包矿段最厚，向南西逐渐变薄，至兰家火山矿区为256m，到尖包包矿区变成220m。

该岩相带按矿化特征、矿石构造及矿体与岩层关系，自上而下划分3个含矿层，矿石品位逐渐增高。各含矿层特征是：①含矿层（上部含矿层）。星散浸染状矿石与夹石互层，以星浸状矿石构成的矿体与夹石互层为主，偶夹0.5～10m的稀～稠浸状矿石组成的矿条。该层较稳定，沿走向自北向南各矿段均见有，沿倾向控制深达300m左右无明显变化，在朱家包包矿段最厚，达250m以上。②含矿层（中部含矿层）。星-中稠浸矿石与夹石互层，为星-中稠浸矿石组成的矿体与辉长岩互层，该层分布于整个辉长岩体，沿走向和倾向较稳定，一般100m左右，朱家包包矿段最厚，最大厚度超过150m。③含矿层（下部含矿层）。稠密浸染状与块状矿石组成的矿体：以稠浸～块状矿石为主，夹少量星～稀状矿石及夹石，矿体厚大、稳定、品位高，是矿区主要矿体（原定Ⅷ矿带）。该层自北东向南西变薄。

5）粗-伟晶辉长岩岩相带，以星-稀浸矿为主，局部较富，为矿区最下部含矿层，工业矿体主要赋存于该岩相带的顶部。该层在太阳湾矿段较发育，厚度0～270m。

④含矿层（粗-伟晶辉长岩含矿层），以星-稀浸矿为主，局部较富，矿石品位变化较大，大都与上部矿体连续，属上部矿体的一部分。

6）边缘岩相带（厚度10～300m），该岩相带以细粒辉长岩为主，暗色矿物（辉石、橄榄石、角闪石）含量增多，基性斜长石减少。流层状构造发育，层位不稳定。此岩相带顶部有一层厚3m左右的橄榄岩或橄辉岩层。该岩相带不含工业矿体。

4 成矿机理分析

4.1 成矿规律

总结区内攀枝花式钒钛磁铁矿的成矿规律如下：

1）导矿构造，主要有南北向的安宁河大断裂、昔格达—元谋大断裂、近北东向的攀枝花断裂带为岩浆的上升提供了通道，同时控制着基性超基性岩体的分布，控制着矿床的分布,南北向延深的康滇地轴隆起带，具有一级构造控岩控矿意义，对岩浆岩和各种内生、外生、变质矿床起了定向的作用。

南北向构造带对区内各种矿产，特别是含钒钛磁铁矿层状辉长岩杂岩体产出条件、分布规律的控制作用十分明显。主要有三方面的控制意义：①南北向延深的康滇地轴隆起带，具有一级构造控岩控矿意义，对岩浆岩和各种内生、外生、变质矿床起了定向的作用；②南北向的边缘深大断裂，具有二级控矿意义。对基性超基性岩体群起了定带的作用；③区内基性超基性岩体沿南北向断裂呈断续带状展布，似与追踪断裂剪切拉张开裂转弯部位相吻合。这种部位对产钒钛磁铁矿的辉长岩层状杂岩体起了定位作用，具有三级控矿意义。

2）岩浆岩条件，含矿岩体在时间上仅限于华里西期时段的基性—超基性岩。研究区钒钛磁铁矿属于岩浆晚期矿床，岩浆是岩浆矿床成矿物质的主要来源和载体。由于不同成分的岩浆岩具有不同的成矿专属性，钒钛磁铁矿容易产于富铁质基性岩中。之所以出现这种情况，是由于铁镁岩浆温度较高，所含硅氧四面体少，因此岩浆的粘度比较小。由于基性、基性岩浆的粘度小，因此有利于岩浆的活动和分异，同时有利于分散在岩浆中的成矿元素富集。

图3 研究区成矿模式图

图4 研究区高精度磁测异常图

3）围岩条件，“三位一体”（基性-超基性岩、灯影组白云质灰岩以及白云岩、峨眉山玄武岩)的岩性组合，是形成大型、超大型矿床必要条件。由于灯影组岩石解理裂隙较为发育，当岩浆侵入或喷出的过程中，不可避免地要和周围岩石发生接触，围岩中的某些成分将通过各种方式加入到岩浆中去，从而使岩浆的成分发生改变，在研究区钒钛磁铁矿矿床中，矿化较好的基性岩体均侵位于白云质大理岩地层中，这可能是围岩中钙质的加入，促使岩浆中铁质的分异进行得比较彻底。反应方程式如下：CaCO3+FeSiO3→FeO+CO2+CaSiO3，反应机理：钙将代替部分铁（镁）而形成含钙的硅酸盐，促使更多的金属脱离硅酸盐而进入熔浆，有利于岩浆的分异。

4.2 成矿模式

在华力西期裂谷构造周期性扩张背景下，液态幔源岩浆脉动式涌入岩浆房，在温度、压力达到一定的条件下，由于矿物比重差异，使液态岩浆产生重力分异和结晶分异，比重大的矿物钛铁矿、钛磁铁矿、钛铁晶石等富集于底部成矿。每一次岩浆的灌入，都产生底部为比重大的钒钛磁铁矿，上部为基性岩浆的旋回，随着堆积的增厚，就形成了从底到顶比重逐渐减小、含矿性逐渐变小的韵律性变化，即本区钒钛磁铁矿的成矿模式。

5 地球物理特征及成矿远景分析

5.1 地面高精度磁测

该区已做了大量的地球物理勘探工作，根据多年的工作经验，磁法勘探对勘查攀西钒钛磁铁矿是最为有效的手段之一。

根据1∶1万地面高精度磁测，研究区内地磁异常呈北东45°方向展布，自西向东可清晰地分成南东（Ⅰ）及北西（Ⅱ）两个磁异常带，其中南东磁异常带又可分为Ⅰ-1及Ⅰ-2两个磁异常亚带见（图4）。

Ⅰ-1磁异常带呈北东45°方向展布，长约11km，宽2～3km。垂直磁异常带正异常梯度变化为南东缓、北西陡，磁异常带北西侧出现的明显的以条带状为主的负异常区。

Ⅰ-2磁异常带位于大黑山地区，呈北东45°方向展布，以正异常为主。长约10km，宽1～1.5km。垂直磁异常带梯度变化为北西陡，南西缓，并出现负异常区。

两个磁异常带主要磁性体的磁异常特征见表1。

表1 研究区主要磁性体磁异常特征表

5.2 研究区及外围成矿远景分析

根据地磁异常形态、范围、强度结合地质矿产资料，圈定出9个局部磁异常区，按由南东至北西的顺序，编号为M1-M9。局部磁异常特征见表2。

根据本区磁异常特征和地质矿产资料，将成矿远景区划分为两类：

一类：具有明显矿异常特征的磁异常以及有含矿的基性岩体存在。属于一类的成矿远景区有4处：倒马坎矿段成矿远景区（M1)、尖包包矿段成矿远景区（M2)、兰家火山矿段成矿远景区（M3)、朱家包包矿段成矿远景区（M4)。

二类：有矿异常特征的磁异常以及有含矿的基性岩体存在。属于二类的成矿远景区有2处：大地湾至鸭蛋包沟成矿远景区（M5）、代家屋基至红旗坡村成矿远景区（M6）。

表2 局部磁异常分类简表

6 结论

1）钒钛磁铁矿床主要赋存于华力西期的层状的基性辉长岩体之中，根据不同岩石特征组合、矿物组合、结构、构造及矿化特征，含矿岩体大致划分6个岩相带4个含矿层。

2）导矿构造、岩浆岩条件以及围岩条件是形成大型矿床的必要条件。

3）本区的成矿模式为：岩浆灌入，由于各种矿物比重的不均一性，产生底部为比重大的钒钛磁铁矿，上部为基性岩浆的旋回，随着岩浆的不断灌入、堆积的增厚，就形成了从底到顶比重逐渐减小、含矿性逐渐变小的韵律性变化，即本区钒钛磁铁矿的成矿模式。

4）据研究区及外围1∶1万地面高精度磁测，自西向东可以分成两个磁异常带以及两个成矿远景区。

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Geological Features and Prospecting Potential of the Panzhihua Vanadic Titanomagnetite Deposit

GUO Dao-jun YU Hai-jun WANG Xue MENG Biao WU De-qiang REN Hai-tao
(No.106 Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 618300)

Panzhihua vanadic titanomagnetite deposit is confined to Hercynian layered gabbro rock bodies which may be divided into 6 petrofacies zones and 4 ore-bearing horizons based on rock association, mineral assemblage, texture and structure as well as mineralization. The mineralization was controlled by structure, lithology and wall rock. The studied area may be divided into SE and NW magnetic anomalous belts which are composed of 9 magnetic anomalies and 2 prospect areas.

vanadic titanomagnetite deposit; prospect area; ore-forming regularity; Panzhihua

P618.31

A

1006-0995（2014）04-0523-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2014.04.011

2013-08-30

四川省铁矿整装勘查中的攀枝花勘探区块(PA-1)规划勘探项目

郭道军（1970-），男，四川人，硕士，高级工程师，长期从事地质找矿工作