云南富宁砂斗地区钛铁砂矿找矿前景浅析

易丙红，卢玉喜，王 涛，李云飞，李 宾

(云南省地质调查院，云南 昆明 650216)

钛矿具有重要的经济性，对国家经济、安全和科技发展具有重要意义。钛资源是云南省优势矿种之一，其中钛铁砂矿保有查明资源储量居全国前列，主要分布在楚雄、昆明、大理、保山、西双版纳、弥勒、建水、广南等地[1]。经过历年地质勘查评价，发现滇东南富宁地区钛铁矿资源也较为丰富，其矿床类型以风化壳型残坡积砂矿为主，主要产于富宁断裂北东、里达断裂以东印支期形成的“半瓦型”辉绿岩体风化带中。2017-2020年相继开展了砂斗幅1：5万矿产地质调查工作，对图幅内砂斗地区钛铁矿资源潜力进行了初步评价，具有良好的找矿前景。

1 地质特征

砂斗地区位于云南省文山州广南县与富宁县交界部位，涉及富宁那劳、渭坤和广南那玉、何家湾、砂斗、那莫等地。大地构造属扬子陆块区，上扬子古陆块，富宁-那坡被动陆缘；成矿区带属华南成矿省、罗平-开远(右江海槽)成矿带、罗平-广南-富宁(右江海槽)Au-Al-Hg-Sb-Cu-Fe-Ti-Mn矿带。

1.1 地 层

区内地层以北西向富宁断裂为界分属东南地层区之富宁地层分区、个旧地层分区，图1。

(1)富宁地层分区：分布在富宁断裂北东侧，主要出露泥盆系下-中统达莲塘组(Dd)、泥盆系下统坡脚组(D1p)等。其中，达莲塘组(Dd)为深灰、灰色中-薄层状硅质岩夹灰黄色薄层状泥岩、灰色薄-中层状灰岩、含硅质条带灰岩，厚244.6m～1046.9m；坡脚组(D1p)为灰、灰黄、浅紫红色薄层状泥岩、泥质粉砂岩，局部夹少量硅质岩及灰岩透镜体，厚>452.4m。

(2)个旧地层分区：分布在富宁断裂南西侧，主要出露二叠系中统阳新组(P2y)、泥盆系下统坡脚组(D1p)、寒武系上统唐家坝组(∈3t)等。其中，阳新组(P2y)为深、浅灰色厚层至块状粉晶灰岩、泥晶灰岩，底部含砾灰岩，厚>812.1m；坡脚组(D1p)为灰、灰黄、浅紫红色薄层状泥岩、粉砂质泥岩夹薄-中层状细粒石英砂岩，厚622.4m；唐家坝组(∈3t)为泥质条带灰岩夹泥岩、硅质岩建造，厚度464m。

1.2 构 造

区内印支期早期碰撞造山遭受强烈褶皱，后期受丘北逆冲推覆和越北古陆逆冲推覆的影响，派生出的次级断裂及褶皱构造较发育。

图1 富宁砂斗地区地质简图

(1)褶皱：主要分布在古生界、中生界中，区内有红石岩向斜、木桌向斜。受断层及辉绿岩体影响，各褶皱构造均受不同程度破坏，同时部分褶皱构造与辉绿岩体叠加部位也成为风化壳型钛铁砂矿床(点)形成的有利场所，如玉莫钛铁砂矿、何家湾钛铁砂矿均分布于红石岩向斜。

红石岩向斜：长约2km，宽约2km，轴向近北西向，呈四周封闭的盆地构造。核部二叠系中统岩头组(P2yt)，翼部依次顺甸河组(Csd)、榴江组(Dl)、达莲塘组(Dd)、坡脚组(D1p)。南西翼被北西向富宁断裂及辉绿岩体破坏，但形态基本完整；北东翼被北西向压扭性断层破坏，形态不完整。两翼均有岩鞍状、岩床状辉长辉绿岩体分布，地表风化壳中有钛铁砂矿产出。

(2)断裂：主要发育北西向、北东向、近南北向三组。北西向断裂主要发育于古生界中，以富宁断裂规模最大，为本区主干断裂，次级北西向断裂为区内金矿的主要控矿构造。北东向断裂在古生界和中生界中均有发育，为压扭性逆断层，以那达断裂规模较大。南北向断裂主要有里达断裂，与富宁断裂共同控制了整个富宁地区基性岩体的分布。

富宁断裂：区内规模最大的区域性长期活动深大断裂，出露长约16km，主要导矿构造，控制区内地层及基性辉绿岩体分布，沿断裂带有大规模基性辉绿岩体分布，断裂两侧地层受挤压产状直立或倒转及强烈褶皱，附近辉绿岩体也有压碎等现象，断层破碎带、角砾岩较普遍。断裂面倾向220°，倾角53°。具有右行压旋扭性质，断面较平直。

1.3 岩浆岩

富宁断裂、里达断裂以东广泛分布基性辉绿岩体，分早、晚两期，1∶20万区域地质调查报告分别称其为“半瓦型”和“安定型”。砂斗地区主要出露早期(第一期第四亚期)“半瓦型”辉绿岩体，据野外观察及岩矿鉴定，主要为辉绿岩，其次有辉绿玢岩。前人测得砂斗地区新鲜辉绿岩年龄介于254.0±2.0～260±3Ma之间，并认为区内“半瓦型”辉绿岩体侵入时代总体晚于中三叠世[2-3]。

砂斗地区基性辉绿岩体主要集中分布在富宁断裂北东侧，呈群带产出，面积0.01km2～19.03km2，多呈北西向、近东西向展布，长约0.18km～13.75km，宽约0.02km～4.94km。与泥盆系-三叠系围岩呈岩床、岩墙等形式侵入接触。新鲜辉绿岩呈灰绿色、灰色、深灰色，具辉绿结构，块状构造，岩石致密坚硬。主要矿物为斜长石、辉石，次要矿物为绿泥石，少量矿物为绿帘石、方解石、角闪石、铁泥质等，其他矿物为钛铁矿、钛磁铁矿等金属矿物和磷灰石。部分样品可见绿泥石化、碳酸盐化、硅化等蚀变。风化面呈灰黄色，部分地段辉绿岩呈灰黄色、褐黄色砂土状。砂斗以及其它“半瓦型”辉绿岩出露区采集7件新鲜辉绿岩样品，TiO2分析结果见表1。

表1 辉绿岩TiO2含量分析结果表(%)

1∶5万水系沉积物测量在砂斗、花甲、者桑等辉绿岩体出露区采集水系沉积物样品968件，Ti元素平均含量2.39%，与云南省水系沉积物背景值相比，富集系数达3.84。综合表1分析结果，区内辉绿岩体总体具有TiO2背景含量高的特点，为区内钛铁矿砂矿床的形成提供了丰富的物质来源，是该区风化壳型钛铁砂矿的成矿母岩。砂斗地区辉绿岩体风化带中已发现玉莫、何家湾、那莫等钛铁砂矿床。

2 Ti元素综合异常地球化学特征

区内1∶5万水系沉积物测量圈定了以Ti(Cu、Co、Cr、Ni)元素为主的综合异常多处，其中最为重要的综合异常为HS37、HS47等，具有分布范围较大，异常强度高，与已知矿床(点)套合较好的特点，为区内风化型钛铁矿找矿预测提供了重要基础。

HS37综合异常：位于玉莫-何家湾村一带，呈不规则块状分布，与辉绿岩出露范围一致，面积约3.5km2，元素组合Ti-Cr-Co-Ni-Zn-Ag-Cd-Au-As-Sb。其中Ti、Cr、Co、Ni元素套合相对较好，分布在辉绿岩体上及岩体边沿；Ti异常分布范围大，具二级浓度分带，中带较弱，最高含量为6.6%，与已知的玉莫钛铁矿、何家弯钛铁矿套合，属矿致异常。

HS47综合异常：异常位于那莫-砂斗村一带，呈不规则的团块状分布，面积约6km2，元素组合为Ti-Cu-Co-Cr-Ni-Au-As-Sb-W-Zn元素组合，元素之间套合较差。其中Ti异常主要分布在那莫、砂斗村辉绿岩中，异常北东角具二级浓度带，最高值11%，异常南西侧已有那莫钛铁矿床分布，属矿致异常。

3 典型矿床地质特征及矿床成因

3.1 典型矿床地质特征

砂斗地区典型的钛铁砂矿床主要为玉莫大型钛铁砂矿床[6-7]。出露泥盆系下-中统达莲塘组(Dd)、下泥盆统坡脚组(D1p)及第四系，矿区西侧发育逆断层F1、F2，褶皱构造不发育，岩浆活动以第一期第四亚期碱性辉绿岩侵入岩为主，呈岩床岩墙产出，侵入于F1断层上盘古生代地层中(图2)。钛砂矿主要赋存于辉绿岩风化壳中，呈面型裸露地表，严格受辉绿岩体控制。

矿区共圈定V1、V2矿体(图3)。V1矿体为风化壳残坡积型，长轴方向呈南北向，长2300m，宽1600m，矿体单工程厚度6.00m～21.75m，平均厚度15.77m，单工程钛铁矿含矿率49.36kg/m3～74.99kg/m3，平均63.40kg/m3，探获推断以上钛铁矿矿物量144.78万t，平均钛铁矿(矿物)含矿率63.14kg/m3，；V2矿体位于V1矿体下部，为半风化型，单工程厚度12.40m～19.10m，平均厚度16.14m，单工程钛铁矿含矿率60.48kg/m3～72.55kg/m3，平均含矿率68.54kg/m3，探获推断以上钛铁矿矿物量86.08万t，平均钛铁矿(矿物)含矿率68.98kg/m3。

图3 玉莫钛铁砂矿区5号勘探线剖面图(据[6]修改)

重砂矿物主要以钛铁矿、钛磁铁矿为主，其次为钛铁矿、黄铁矿、毒砂、锐钛矿、板钛矿，尚有少量锆石、白钛石、屑石、金红石、磷灰石、电气石，偶见独居石、磷钇矿。脉石矿物以高岭石、斜长石、石英为主。矿石以粒状结构为主，呈土状、砾砂状构造。矿石化学成分TiO26.02ω%～7.28ω%，平均含量6.66ω%，TFe10.90ω%～13.88ω%，平均含量12.06ω%。

3.2 矿床成因

玉莫大型钛铁砂矿矿床其成矿时代为第四纪。其成因为含钛辉绿岩体出露地表后，经过漫长的地表风化、水解作用，一方面含钛辉绿岩体中易溶于水的Ca、Mg、K、Na等随地下水淋滤带走，TiO2含量相对富集；另一方面随着风化作用的增强，含钛辉绿岩结构构造发生改变，岩石中主要造岩矿物辉石、斜长石高岭土化、绿泥石化，使坚硬(完整)的基性岩变得松软(散)，也使紧密镶嵌于辉绿岩中的钛铁矿、钛磁铁矿、金红石等金属矿物被彻底解离，多呈星散状、浸染状分布于风化壳岩石中，从而形成了易于采选的辉绿岩风化壳型钛铁砂矿床[4]，其成矿模式见图4。

4 控矿因素

区内矿床(点)的形成主要受时空、构造、气候、地形等因素叠加控制。

时空因素：区内玉莫、何家湾、那莫、牛平山等钛铁矿点均分布于第一期“半瓦型”含钛辉绿属风化层和半风化层中，成矿时代均为第四纪，矿床(点)明显受含钛辉绿岩控制，含钛辉绿岩体是区内风化壳型钛铁(砂)矿的成矿母岩。

构造因素：区内第一期“半瓦型”含钛辉绿岩分布广泛，受富宁断裂、里达共同控制，只有在富宁断裂北东及里达断裂以东地区含钛辉绿岩体风化后才能形成风化壳型钛铁(砂)矿。

图4 玉莫钛铁砂矿成矿模式图(据[5]修改)

气候因素：区内古气候属亚热带季风气候，立体气候明显，雨水充沛，总体较有利于含钛辉绿岩体的风化富集。

地形因素：剥蚀台地、古侵蚀阶地、平缓的山脊和山坡等微地貌单元，有利于含钛辉绿岩体风化淋滤富集。通常地形越平缓，更利于风化壳型钛矿(砂)矿保存和形成，反之在沟谷或陡坡地段因剥蚀搬运速度大于残坡积速度，出露含钛辉绿岩体较新鲜坚硬，不易富集形成矿体。

5 找矿潜力

砂斗地区圈定了何家弯-上安光-渭坤钛铁矿找矿远景区、玉莫-何家弯钛铁矿找矿靶区，估算了玉莫-何家弯钛铁矿最小预测区潜在的资源量。

(1)何家弯-上安光-渭坤钛铁矿找矿远景区位于砂斗南西，北西向富宁断裂北东侧，沿富宁断裂展布。区内主要分布辉绿岩体，接触围岩主要为达莲塘组(Dd)，局部坡脚组(D1p)、岩头组(P2yt)。辉绿岩体、地层展布方向与富宁断裂展布一致。远景区北西端以Ti为主的综合异常HS37分布有玉莫大型钛铁矿、何家弯小型钛铁矿床，南东端综合异常HS47的南西侧分布有那莫小型钛铁矿。远景区基本涵盖了区内主要Ti综合异常范围和已发现钛铁砂矿床(点)，同时那莫南东侧风化辉绿岩体内取样分析，TiO2含量4.16ω%～6.14ω%。具有较好的钛铁矿找矿条件。

(2)玉莫-何家弯钛铁矿找矿靶区，也是区内寻找风化型钛铁矿最小预测区，分布于玉莫-何家弯一带，呈北东-南西向不规则状分布，长约2.9km，宽约1.0km，面积3.40km2。为辉绿岩风化强烈，多呈砂土状出露部位，围岩有坡脚组(D1p)、达莲塘组(Dd)、岩头组(P2yt)。该预测区已有玉莫大型钛铁矿、何家弯小型钛铁矿等矿床，均分布在以Ti为主的综合异常HS37内，属区内寻找钛铁砂找矿条件十分有利的区域。通过体积法并参考典型矿床玉莫钛铁矿的相关参数，初步预测玉莫-何家弯钛铁矿最小预测区预测钛铁矿矿物量资源量353.80万吨(已查明资源量230.86万吨)。该找矿靶区内具备新增加1处大型钛铁砂床的资源潜力。

(3)玉莫钛铁矿床现有矿体两侧因受矿权限制，目前尚未封边，因此在现有矿体基础上如继续加大勘查力度，其矿体规模、矿床资源量有望进一步扩大。

(4)以Ti为主的综合异常HS47，北东角基性辉绿岩中Ti最高值达11%部位形成钛铁矿床可能性非常大，值得进一步勘查验证。

6 结 论

富宁砂斗地区及其周边印支期早期“半瓦型”辉绿岩体分布广泛，钛铁矿成矿条件十分优越，具有良好的钛铁砂矿找矿远景和潜力，加之远景区附近有高速公路、高铁站覆盖，交通条件便利，随着新一轮找矿行动的实施，加大砂斗地区以及富宁断裂和里达断裂以东区域钛矿资源勘查，有望成为新的钛矿资源基地，并将为钛矿产业链发展提供重要原料支撑。