海南岛周边浅海砂矿资源潜力浅析

潘燕俊，崔汝勇，林明坤，陈飞，胡邦琦

（1.海南省海洋地质调查研究院，海南海口570206；2.青岛海洋地质研究所，山东青岛266071；3.海南省九三四地质大队，海南海口570206）

海南岛周边浅海砂矿资源潜力浅析

潘燕俊1，崔汝勇2，林明坤3，陈飞1，胡邦琦2

（1.海南省海洋地质调查研究院，海南海口570206；2.青岛海洋地质研究所，山东青岛266071；3.海南省九三四地质大队，海南海口570206）

海南岛拥有全国最为丰富的滨海锆钛砂矿资源，然而，随着长期大规模矿产的开发，陆域滨海砂矿资源已日渐枯竭。海南岛四面环海，海岸线漫长，多为砂质海岸，沙滩宽广，特别有利于海洋砂矿的形成。本文总结了近年来海南岛周边浅海砂矿资源勘查现状和勘查成果，分析了区内砂矿的地质特征，从物源、气候与水动力条件、海岸类型与地貌类型、第四纪沉积作用和海平面变化等5个方面综合分析砂矿的成矿条件，阐述了浅海砂矿的成矿控制因素。在此基础上，结合历史调查资料，从成矿的有利因素进行系统分析，认为万宁市东澳南后海至田头港一带、东方感城至乐东莺歌海一带、文昌铺前湾至景心角一带和临高马袅至东英一带等4个浅海区具有较好的砂矿资源潜力，它们可作为今后该区砂矿勘查的重要靶区。

海南岛；浅海；砂矿；资源潜力

我国东部沿海分布着漫长的海岸线，所属海域陆架宽广，蕴藏着较为丰富的海洋砂矿资源。海洋砂矿一般按重矿物成矿环境可分为滨海（岸）砂矿和浅海砂矿（谭启新，1998）。

滨海砂矿指位于现今海岸低潮线以上分布的砂矿。全国现已探明具工业价值的滨海砂矿矿种有钛铁矿、金红石、锆英石、磷钇矿、独居石、磁铁矿、锡砂矿、铬铁矿、铌铁矿、钽铁矿、砂金、玻璃用石英砂、金刚石、砷铂矿等，主要分布于海南岛、辽宁、山东、广东、海南、广西、福建和台湾等地区（谭启新等，1985；刘洪树，1989；孙岩、韩昌甫，1999）。其中海南岛滨海砂矿资源尤为丰富，以锆英石、钛铁矿、金红石、独居石为主，已探明的钛铁矿、锆英石、独居石等矿产地65处，主要分布在海南岛东部文昌至三亚沿海一带，已探明的锆石、钛铁矿砂矿资源储量居全国第一位。

浅海砂矿指现今海面低潮线以下至水深约200 m范围以内形成的砂矿。我国已调查发现具有远景的矿种主要有锆英石、金红石、钛铁矿、白钛石、独居石、磷钇矿、磷铝铈矿、磁铁矿、石榴石、砂金等。据20世纪60年代至80年代的一些调查成果，谭启新（1998）、刘洪滨（1984）、阮汀（1988）、陈忠（2006）等总结了中国浅海砂矿分布异常，在南海圈定锆英石、钛铁矿、金红石、锐钛矿、独居石等I级异常区10个、II级异常区20个。

自20世纪50年代以来，我国地质部门陆续开展了滨海砂矿勘查工作，基本探明砂矿类型和资源储量，并已得到广泛开发利用，众多学者也对各地滨海砂矿分类、成矿规律等进行了总结（许善任，1960；阮汀等，1984；周定成，1985；谭启新等，1984；刘洪树，1985；孙岩等，1986；黎广钊等，1988；杨道斐，1993）。而浅海砂矿资源勘查评价工作相对滞后，有关部门相继开展了海区综合调查，对海底表层沉积物进行采样和重矿物分析，圈定出一些重矿物高含量区和异常区，但缺乏进一步的勘查与深入研究。有关海南岛周边浅海砂矿资源较为深入的勘查评价始于2006年，如在海南省国土环境资源厅的组织下，已有5个浅海区开展了砂矿普查或详查工作，并取得了较好的勘查成果。但总体而言，海南岛周边浅海砂矿资源调查工作程度仍显不足，海南岛北部、西部和南部还有较大范围未开展调查工作，以往勘查工作手段和工作方法仍缺乏系统性，对稀土和白钛石等资源不够重视，成矿规律也还有待进一步深入研究。为此，本文立足于海南岛砂矿地质特征，重点分析该区砂矿成矿的影响因素，初步分析砂矿成矿远景区，以期为海南岛周边浅海重矿物砂矿资源勘探和开发利用提供科学依据。

1 海南岛周边浅海砂矿资源勘查评价现状

海南岛浅海砂矿资源系统性的调查评价工作始于1980年代初，广州海洋地质调查局在海南岛周边30米水深以浅的海区，开展了1∶50万区域重矿物表层采样分析。根据此次调查资料，2006年海南省国土环境资源厅委托原海南省地质勘查局九三四质队，依据样品中钛铁矿、锆英石、金红石、独居石的含量，按表1中分级标准，在海南岛周边近岸浅海划分出9个重矿物找矿远景区（图1），其中I级远景区5个，Ⅱ级远景区4个，并设置了22个探矿权。

表1 海南岛周边浅海区砂矿有用矿物含量分级表

图1 海南岛周边近浅海锆钛砂矿远景区分布图

在此基础上，原海南省国土环境资源厅于2007年至2008年在万宁市保定海（海南省地质勘查局九三四地质队，2008）、东方市感城港（海南省地质调查院，2008a）和昌江县昌化港（海南省地质调查院，2008b）浅海区组织开展了锆钛砂矿资源勘查（图2，表2），探明锆钛砂矿体大型1处，小型5处。2009年在万宁市港北港矿区开展了商业性矿产勘查，发现小型矿体1处。此外，海南省地质勘查局（1999）在陵水新村港附近浅海开展勘查工作，发现小型浅海锆钛砂矿体2处。以上勘查工作主要在水深-30 m以浅海区开展，重矿物主要赋存于灰白色-灰黄色中、细砂层中，成矿类型为现代海积型，含矿地层为第四系全新统烟敦组（Qh3y），为陆域地层向海延伸部分。其中万宁市保定海浅海区探明矿物资源量锆英石52万多吨、钛铁矿223万多吨，对推动海南岛周边浅海砂矿资源调查起到积极作用。

2010-2014年，青岛海洋地质研究所与海南省海洋地质调查研究院合作在海南岛周边-30 m水深以浅海区开展了砂矿资源潜力调查与评价工作，对海南岛周边浅海表层沉积物分布有了新的认识（海南省海洋地质调查研究院，2012，2014a）。同时，海南省国土环境资源厅也组织开展了海南岛东部浅海-70 m水深以浅锆钛砂矿预查～普查工作，发现大型锆钛砂矿体2处。以往海南岛发现的滨、浅海砂矿主要赋存在全新统烟敦组中细砂层中，有用重矿物主要是锆英石和钛铁矿，与此不同，本次发现的矿体含矿层位为粉砂-泥质粉砂，有用重矿物则主要是金红石、锆英石，伴生白钛石、钛铁矿和少量独居石、磷钇矿。测年结果显示，重矿物赋存地层自上而下为烟敦组、琼山组、万宁组（海南省海洋地质调查研究院，2014b）。需要注意的是，矿物颗粒总体上偏细，特别是伴生的白钛石，总品位较高，但接近一半赋存于粘土粒级，且矿砂层位沉积物体含泥量较高，达到9.1～21.4%，这使得重矿物分选难度很大。

图2 海南岛周边滨浅海砂矿分布概图

2 海南岛周边浅海砂矿地质特征及主要影响因素

海南岛周边近岸浅海近年已开展地质勘查矿区主要特征如表2中所示。可以看出，目前已发现的砂矿资源前景较好的区域均分布在海南岛东部，矿体规模大、连续性好，水深-10 m～-70 m均有分布；重矿物主要赋存在中细砂层中；矿种主要以锆英石、金红石、钛铁矿为主，并伴生少量独居石、磷钇矿等稀土矿物。海南岛西部已探明的浅海砂矿主要特征与东部相近，但含泥量明显要高很多，且矿体规模要小得多。

根据谭启新等（1988）的研究认为，滨、浅海砂矿的形成受物源、气候与水动力条件、海岸类型与地貌类型、第四纪沉积作用和海平面变化等因素控制。以下从这5个方面探讨海南岛周边浅海砂矿资源成矿潜力区域。

2.1 母岩及物源

从图3中可以看到，海南岛王五-文教断裂带以北主要为玄武岩和第四纪松散沉积物，中南部大面积发育岩浆岩、变质岩，其中又以花岗岩为主，而周边沿海也多分布第四纪松散沉积物。从表3中可以清楚地看到，玄武岩中少量钛铁矿、独居石和金红石。岩浆岩中锆英石、钛铁矿含量颇高，钛铁矿含量在10~3 368.3 g/t之间，锆英石含量在微量~ 485 g/t之间，且主要富集在石英闪长岩、石英正长岩及花岗岩中。变质岩主要分布于志留系和白垩系地层中，钛铁矿含量在微量~200 g/t之间，锆英石含量在微量~40 g/t之间，并含微量-少量的独居石和金红石。海南岛第四系松散沉积物分布最广的就是烟敦组、北海组和八所组砂层，且沿海岸线广泛分布，已探明的海南岛滨海砂矿均分布在上述地层中。因此，从物源来看，海南岛沿岸都具备形成砂矿的物源条件。

海南岛侵入岩总面积为12 420 km2，约占全岛面积的37%，其中99%以上为花岗岩类岩石，主要分布在海南岛中南部。海南岛花岗岩体中副矿物锆英石含量在10~920 g/t之间，平均含量374 g/t，钛铁矿含量在15~1 528 g/t之间，最高达4 942 g/t，平均含量436 g/t（地质矿产部宜昌地质矿产研究所，1991）。与我国大陆沿海其他地区相比（如下表4），海南岛岩浆岩中锆英石和钛铁矿矿物含量明显偏高，具有显著的物源优势。同时，海南岛地势中间高、四周低，矿物更容易向沿海运移和富集。

表2 勘查矿区主要特征表

图3 海南岛地质简图

2.2 气候与水动力

海南岛地处热带，属海洋性热带季风气候，全年暖热，干湿季节明显，降水受台风影响明显。东部及东南部沿海雨量充沛，河流密布，径流量大，风化剥蚀作用相对强烈，有利于重矿物的分离和滨海砂矿的形成；而西部沿海地区，因受中部山脉阻挡，雨量相对较少，径流量较低，风化剥蚀作用相对较弱，因此重矿物砂矿资源明显比东部少。正如图2中所示，海南岛目前探明的滨海砂矿床绝大多数分布在海南岛东岸文昌至陵水一带，大中型锆钛砂矿床16处，而岛西仅在儋州沿岸探明3个砂矿床，含中型锆钛砂矿床2处。

河流是陆源碎屑矿物入海的重要通道。海南岛地势中间高，四周低，全岛有大小河流214条，以五指山地区为中心，河流向周围呈放射状分布（图4）。海南岛的河流具有短而小，径流丰期沛但年内分配极不均匀，比降大，平水含沙量小、洪水期含水量大的特点（向旭，1981；白子培等，1990）。河流短，搬运距离短，重矿物易于近距离富集；河床比降大，侵蚀能力强；洪水期，河流流速大，对重矿物在滨海区成矿有利。据此，谭启新等（1988）经综合研究认为，河流长度在20~60 km的中小河流，对滨海砂矿的形成最为有利。杨志宏等（2013）研究了海南三大河流南渡江、万泉河和昌化江近50年入海水沙通量变化，发现三大河年际输沙量变化与径流量变化一致，最大输沙量出现在8-11月水丰期。这表明洪水的输沙作用对滨浅海砂矿形成非常有利。王策等（2014）对海南岛西部和南部昌化江、珠碧江、北黎河、通天河、感恩河、望楼河、宁远河等7条河流入海口河砂重矿物进行对比研究，发现昌化江、北黎河和感恩河河砂样品中锆英石、钛铁矿含量相对较高，分别对应了昌化-南罗、八所港和莺歌海-感城远景区。而海南岛东部万泉河、太阳河分别对应了港北-博鳌远景区和港坡港-保定海远景区。

海浪和海流等海洋水动力条件对砂矿的形成也起到重要作用。海浪对海底沉积物的搬运作用，可以形成较大的海滩、沙堤、沙坝等。南海海浪主要受季风控制，海浪分布具季节性。冬季受东北季风控制，风向和风速都比较稳定，波浪以涌浪为主（陈奇礼，1984；郭佩芳等，1997），南海北部、北部湾有效波高小于2 m（陈红霞等，2006）；当小股强冷空气南下时，南海北部以风浪为主，风力减弱后，又以涌浪为主。夏季受西南季风控制，在南海北部和中部产生偏南大风，波浪以风浪为主（陈奇礼，1984；郭佩芳等，1997），海南岛附近海域、北部湾有效波高小于1.4m。春、秋季为季风转换季节，以混合浪为主（郭佩芳等，1997），在海南岛附近及北部湾有效波高小于1.4 m（陈红霞等，2006）。此外，南海海浪还受台风影响。对海南岛周边产生影响的台风集中在5月-11月，风浪和涌浪同时存在台风区，台风中心最大浪高可达7 m以上（张其行，1992），海南岛受台风影响最大的是东部文昌至万宁一带沿岸，在琼州海峡进出口、文昌市东岸、万宁市乌场港、琼海博鳌等沿海往往在短时间内形成一定规模的沙坝或沙堤。

表3 海南岛东部不同地质体人工重砂分析结果表（据海南有色地质勘查局九三四队，1993）

表4 中国沿海地区母岩主要副矿物含量对比表（据谭启新等，1988）43-45

图4 海南岛主要河流分布示意图

海流对重矿物的迁移和富集起重要作用。沿岸流是沉积物大规模运移的主要动力。海南岛位于南海西北部，受季风影响，沿岸流受南海表层环流控制（李立，2002），海南岛东部海流在冬季为气旋式环流，海流流向由北向南；夏季为反气旋式环流，海流流向由南向北（图5a-b）。广东沿岸流经文昌景心角、铜鼓角、万宁大花角、大洲岛等地，受海岸阻挡而流速下降，泥沙及重矿物易在附近海域沉积形成砂矿。而海南岛西岸海流主要受北部湾环流控制（侍崇茂，2014），冬夏季海流方向均为由南至北（夏永华等，2001），海流在海南岛西南部分成向东、向北两支，流速减弱，重矿物及砂易在该片海域沉积（图5c-d）。

图5 海南岛周边海湾模式（据李立，2002；夏永华等，2001）

2.3 海岸类型与地貌类型

港湾砂砾质海岸成矿最为有利，其次为砂砾质平原海岸，可能成矿的有港湾淤泥质海岸、红树林海岸及中小型三角洲海岸。海南岛周边沿岸港湾众多，大部分为砂质海岸，其中乌场一带条件最为有利，因此，形成了保定海大型砂矿床。其次，文昌至琼海博鳌一带、万宁东澳镇至陵水新村一带、文昌铺前湾至景心角一带、莺歌海至昌化港一带也较为有利。

从地貌类型来看，水下沙坝、水下三角洲和冲积扇、浅滩、海湾、泻湖、沙脊、古河谷等地貌对成矿有利。据有关资料，琼州海峡、莺歌海一带有较多潮流沙脊，海南岛东部文昌至琼海一带、三亚崖城一带浅海发现疑似古河道（海南省海洋地质调查研究院，2014b；2014c）。

2.4 第四纪沉积作用

海南岛周边浅海重矿物主要赋存于中细砂层中，含泥量一般小于10%，与陆域滨海砂矿相近。但最近的调查发现，在粉细砂和泥质粉砂层中重矿物也较为富集，且含泥量较高9%~24%，细粒级矿物主要是钛铁矿、白钛石、独居石、磷钇矿等，由于含泥量较高、颗粒极细，难以选矿，在目前国内的选矿条件下不认为是矿，但可作为潜在资源进行评价，在选矿技术进步后或可综合利用。从图1可以看到，海南岛东部、北部、西南部浅海表层广泛分布砂、粉砂、泥质粉砂层，具备重矿物赋存的粒度条件。

2.5 海平面变化

由海平面变化引起海退或海进，对早期沉积的滨海砂矿进行改造，可形成水下阶地砂矿、水下岸坡砂矿、古河流砂矿、古残坡积砂矿、远陆砂矿和近陆砂矿等。据陈俊仁（1983）、刘以宣（1993）等人的研究，在南海北部陆架存在-20 m、-50 m古海岸线，14C年代分别为距今8 000a、11 170± 150a，其走势与现今海岸线一致。在古岸线附近，海南岛西南部发育昌化江古三角洲、古潟湖、琼东古溺谷等，钛铁矿、金红石、锆英石、独居石等重矿物比较富集。早全新世以来，南海海平面迅速上升，至中全新世初发生大海侵，至距今约7 000a左右达到最高海平面，比现代海平面高约3~4 m（MA et al，2003；黄德银等，2005；孙桂华等，2009；赵希涛等，1979），此后南海海平面有多次振荡升降，并有高海平面遗迹保存，至距今1 500a左右下降至现代海平面水平（刘以宣等，1993）。据陈俊仁等（1985）的研究，南海北部内陆架沉积物主要来源于陆源碎屑、生物堆积和化学沉积，海南岛西南部和东南部陆架砂层主要来源于波浪对八所组、北海组岩层的侵蚀。南海海平面变化为古滨海砂矿、古阶地砂矿的形成创造了条件，而海南岛东部琼海潭门-文昌铜鼓角浅海区和琼海博鳌以南浅海区发现的砂矿，被认为是海进型砂矿（海南省海洋地质调查研究院，2014b）。

3 海南岛周边浅海砂矿资源潜力分析

综上所述，海南岛周边浅海砂矿成矿受以上5个方面成矿因素控制，结合最新勘查成果，在物源的水动力条件均有利的情况下，通过海岸类型与地貌类型、第四纪沉积作用、海平面变化影响等控矿有利因素进行综合分析认为，除已发现矿体的海区外，万宁市东澳南后海至田头港、东方感城至乐东莺歌海、文昌铺前湾至景心角、临高马袅至东英等四个浅海区具备较好的砂矿资源潜力（表5）。

（1）万宁市东澳南后海至田头港一带浅海。位于保定海浅海区以南，港湾型砂质海岸，水深-30m以浅，海底表层沉积以砂为主；海流受大洲岛阻挡在此分流减弱，重矿物易于在此片海域沉积，成矿地质条件良好。该区处陵水港波港-万宁保定海I级找矿远景区中段，邻近保定海锆钛砂矿详查区，20世纪90年代初期，该海域常有民间采砂活动。各种资料显示，该海区有良好的砂矿资源潜力。预测潜力区面积约30 km2，平均厚度约8 m，矿物资源量锆英石约40万吨，钛铁矿180万吨。

（2）东方感城至乐东莺歌海一带浅海。位于海南岛西南部莺歌海区，大部分为港湾砂质海岸，少数岸段为基岩海岸，水深-50 m以浅，海底表层沉积主要为砾石、砂、粉细砂，海底广泛分布潮流沙脊、浅滩，并发现有疑似古河道；海流在该海域分为向东、向北两支，流速减弱，近岸存在上升流，有利于重矿物的分选富集，成矿地质条件较好。部分区域处莺歌海-感城Ⅱ级找矿远景区，综合认为，该海区可能有利于海进型砂矿成矿，具有较好的砂矿资源潜力。预测潜力区面积约50 km2，平均厚度约5 m，矿物资源量锆英石约15万吨，钛铁矿90万吨。

图6 海南岛周边浅海底质沉积物类型分布图（据高利为等2009年及最新调查资料修编）

表5 海南岛周边浅海砂矿资源潜力选区评价表

（3）文昌铺前湾至景心角一带浅海。位于海南岛北部，港湾型砂质海岸，局部为基岩海岸，水深-30 m以浅，海底表层沉积主要为砂；海底地貌类型主要有浅滩、潮流沙脊等；广东沿岸流至此减弱并分为两支，一支向西进入琼州海峡，一支向南进入海南岛东部海域，因此重矿物容易沉积于此，成矿地质条件较好。该区为文昌铺前-景心角Ⅱ级找矿远景区，因该片海域主要用于港口开发和旅游，因此未能开展调查工作，但海区仍具有较好的砂矿资源潜力。预测潜力区面积约30 km2，平均厚度约8 m，矿物资源量锆英石约20万吨，钛铁矿160万吨。

（4）临高马袅至东英一带浅海。位于海南岛北部，港湾砂质海岸为主，部分为基岩海岸，水深-50 m以浅，海底表层沉积主要为砂、粉砂；海底地貌类型有潮流沙脊、浅滩等；广东沿岸流经琼州海峡到此扩散，动力减弱，砂及重矿物易在此沉积，成矿地质条件较好。该海区处临高新盈-马袅I级找矿远景区东段，具有较好的砂矿资源潜力。预测潜力区面积约20 km2，平均厚度约5 m，矿物资源量锆英石约6万吨，钛铁矿50万吨。

4 结论

对海南岛周边浅海砂矿勘查现状进行了总结，结合砂矿控制因素分析，提出了海南岛周边浅海砂矿资源潜力区。

（1）海南岛周边已探明的浅海砂矿床主要分布在岛东部海域，与陆域滨海砂矿的分布相似，呈现出东富西贫的特点。

（2）海南岛周边浅海砂矿受物源、气候与水动力条件、海岸类型与地貌类型、第四纪沉积作用和海平面变化等5个因素控制。

（3）在已探明的砂矿床之外，万宁市东澳南至田头港一带浅海是最具有砂矿资源潜力的海区，东方感城至三亚崖城一带、文昌铺前湾至景心角一带、临高马袅至东英一带浅海具有较好的砂资源潜力。

致谢：本文在写作过程中，范德江教授、郭志刚教授、余兴邦高级工程师和李军研究员提出了宝贵意见，在此一并表示感谢。

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（本文编辑：袁泽轶）

Preliminary analysis of placer resources potential in Hainan Island offshore area

PAN Yan-jun1,CUI Ru-yong2,LIN Ming-kun3,CHEN Fei1,HU Bang-qi2
（1.MarineGeology Survey Institute of Hainan Province,Haikou 570206 China;2.Qingdao Institute of Marine Geology,Qingdao 266071, China;3.The934Geology Brigade of Hainan Province,Haikou 570206,China）

There exist the most abundant littoral Zr-Ti placer resources of China in Hainan Island.Nevertheless,with largescale exploitation for a long time,the littoral placer resources in land area are dwindling gradually.Surrounded by sea, Hainan Island,has long coastline with broad and sandy coast,which is particularly favorable for the formation of marine placer deposits.This paper summarizes the exploration status and results of neritic placer resources in Hainan Island offshore area in recent years,and analyzes the geological characteristics of placer deposits.From five factors such as provenances, climate and hydrodynamic conditions,coastal type and geomorphic type,the quaternary sedimentation,and fluctuation of sea level,synthetically analysis of the minerogenic conditions was conducted The ore-controlling factors of neritic placer deposits is also expounded.On this base,combining the historical survey data,with systematical analysis of the ore-forming beneficial factors,this text identified four pieces of neritic regions with good potential of placer resources,namely the areas from south Dong′ao Tow of Houhai sea to the Tiantou Harbor in Wanning City,from Gancheng Town in Dongfang City to west Ledong County of Yinggehai Sea,from Puqian Bay to Jingxin Cape in Wenchang City,and from Maniao Harbor to Dongying Harbor in Lin′gao County.These four neritic regions are important prospecting targets for placer deposits exploration in future.

Hainan Island;neritic region;placer deposit;resource potential

P744.2

A

1001-6932（2017）04-0458-10

10.11840/j.issn.1001-6392.2017.04.013

2016-04-13；

2016-07-06

中国地质调查局《海南岛浅海砂矿资源潜力调查与评价》（1212011088112）；海南省国土资源厅《海南岛东部陵水～文昌近浅海（70米水深以浅）锆钛砂矿资源预查～普查》。

潘燕俊（1979-），硕士，高级工程师。主要从事海洋地质调查与海洋矿产勘查与研究。电子邮箱：vaccumn@163.com。