论文部分内容阅读
摘要：安康市紫阳—镇坪钒钛磁铁成矿区位于商丹蛇绿混杂带以南，巴山弧形断裂以北，是在中—新元古代火山岩系裂谷构造基底上发育起来，沉积了震旦纪—中三叠世的被动陆缘碎屑岩、碳酸盐岩及裂谷建造的火山岩等地层。与铁矿有关的地质单元为北大巴山裂谷带，与矿有关的侵入岩为基性—超基性侵入岩组合。通过对典型矿床分析，总结区内成矿要素，进而建立典型矿床的成矿模式，为该地区进一步开展工作提供理论依据和技术支撑。
关键词：钒钛磁铁矿；地质背景；成矿模式；安康市
1.区域成矿地质背景
安康市紫阳—镇坪钒钛磁铁成矿区位于商丹蛇绿混杂带以南，巴山弧形断裂以北，是在中—新元古代火山岩系裂谷构造基底上发育起来，沉积了震旦纪—中三叠世被动陆缘碎屑岩、碳酸盐岩及裂谷建造的火山岩等地层。与铁矿有关的地质单元为北大巴山裂谷带，与矿有关的侵入岩为基性—超基性侵入岩组合。
成矿带内与早古生代基性岩浆岩型铁矿有关的含矿岩系主要为细粒辉长（辉绿）岩。该套岩体侵入于元古代一早志留世地层中。前人在大平沟基性岩墙中测得单矿物辉石K-Ar同位素测年值为421.3±20.8Ma、471.4±23.2Ma、Rb-Sr全岩同位素测年值503Ma，与区域背景一致。代表性的基性岩体为紫阳桃园基性岩墙群。其形成与早古生代扬子陆块北缘裂解构造环境。
成矿带内岩体主体分布于月河断裂以南、巴山弧形断裂带以北的广大地区，成带分布，具较高的群居性。区内已发现岩体超过30个，多呈岩墙、岩床侵入于奥陶系及以下地层中，在奥陶系上部及下志留统地层中部分呈岩被顺层侵入。规模3×20m2～750×5000m2，出露面积大于65km2。与围岩呈侵入或构造平行接触，岩被与围岩呈整合接触，顶部边缘相发育气孔、杏仁构造，底部具数厘米宽的冷凝边。部分侵入体内部具有较明显的分异现象，基本岩序一般循成份演化呈现出辉长岩—辉绿岩—辉绿玢岩、辉绿岩—辉绿玢岩（辉长玢岩）等岩性带组合形式，循结构演化呈现出细—中粒、细—粗粒、细—中—粗粒等岩性带组合形式。不同基性岩之间呈脉动式侵入接触关系。主要岩石类型为辉长岩、辉绿岩、辉绿玢岩等。
岩石化学成分中SiO2含量37.06%～55.20%，主体属基性一超基性岩范畴。K2O2O，属富钠质碱性岩系列。A/NKC<1.1，属“Ⅰ”型岩石。表明岩浆源于地幔。里特曼指数8变化较大，从0.33到7.28，主体属钙碱性岩。
稀土总量中等（∑REE=115.80×10-6～460.70×10-6），轻稀土相对富集，分馏较明显（La/Yb）N=5.36～21.07；（La/Sm）N=1.51～3.62；重稀土富集程度相对较低，分馏较明显，（Gd/Yb）N=1.67～5.28；稀土配分模式曲线呈相对平缓的右倾斜型。δEu介于0.99～1.45之间，普遍大于1，具弱的铕正异常；表明岩体主体应属上地幔部分熔融形成。
微量元素表现出相对亏损大离子亲石元素K、Rb，表明岩浆主体来源于地幔。
岩体围岩蚀变微弱，部分地段具有次闪石化、绿泥石化、黑云母化、钠黝帘石化等。
早元古时期幔源型基性—超级性岩浆，以壳幔相互作用的底侵和扩张裂谷喷发形式垂向涌入地壳，形成壳下基性侵入体。后经加里东期构造运动，初始富集含铁基性岩在温度、压力增高的作用下，铁质进一步迁移富集成矿，形成工业矿体。
2.典型矿床
2.1典型矿床的选取
安康市紫阳—镇坪钒钛磁铁成矿区内矿床规模达中型以上的有紫阳县桃园-大柞木沟钛磁铁矿，其他一般为小型，多数为矿点，铁矿床（点）呈现“带”状分布的特点。
产于辉绿岩中的钛磁铁矿主要分布于紫阳—镇坪一带，区域内出露地层主要为寒武系、奥陶系及志留系。岩体侵入的围岩多为寒武系、下奥陶统。辉绿岩体一般沿层理侵入于中寒武统、下奥陶统，常与地层呈同步褶皱。岩体呈岩床状、岩墙状、长条状及蛇曲状、枝杈状等；岩体出露长数公里至十余公里，宽50m～450m。岩体规模和成矿具有密切关系，二者呈正相关关系。矿体呈似层状、透镜状、层状，个别呈脉状。矿体与围岩界线较清楚，个别呈渐变过渡关系。矿体规模较大，常有分枝复合现象。其产状大部同于围岩，矿体长30m～5500m，一般长200m～4000m，厚1m～60.18m，一般厚3m～40m。矿石自然类型有含钒钛磁铁矿矿石、钛铁矿磁铁矿矿石。钛主要赋存于钛铁矿中，次为钛磁铁矿中。矿石品位：TiO24.5%～10.05%，一般6.1%～7.82%；TFe14.15%～27.13%，一般16.46%～21.23%；V2O50.02%～0.26%，一般0.046%～0.151%。
2.2紫阳县桃园-大柞木沟钛磁铁矿基本特征
（1）紫阳桃园-大柞木沟钛磁铁矿床初步分析属岩浆（熔离）分异型矿床。其产生在侵入寒武系毛坝关组中的中浅成侵入相的基性岩中，其主要岩性为辉绿岩，其次为角闪辉石闪长岩、碱性正长岩等，分异较好；岩体长一般为300m～3000m，个别可达10km，岩体多为脉状，其次有岩墙、岩鞍等形态，沿断裂、褶皱轴产出，产状总体与构造线方向一致。
（2）钛磁铁矿体主要赋存于辉绿岩下部暗色矿物相带内的近上部暗色细粒强蚀变含钛磁铁矿角闪辉石辉绿岩带内。含矿岩性为细粒强蚀变含钛磁铁矿角闪辉石辉绿岩。该矿区共圈定矿体15条，通过详查估算资源矿体9条，其中桃园矿段1条，大柞木沟矿段8条。在所估算资源的钛磁铁矿体重尤以K15、K9矿体规模最大。
（3）钛磁铁矿一般长300m～1400m，其中尤以K15矿体最长，为5000m；矿体平均厚度一般为2.00m～17.17m，其中尤以K15矿体最厚，达26.94m；矿体平均品位TFe19.62%，伴生钛矿（TiO2）平均品位6.77%。
3.陕西省紫阳—镇坪侵入岩体型钒钛磁铁矿成矿规律浅析
3.1成矿地层基本特征
（1）区域铁矿分布特征
区域内现有9处钛磁铁矿产地，1处为中型矿床规模，2处为小型矿床规模，6处为矿点。铁矿产于辉绿岩和辉长岩中。矿石矿物成分为铁铁矿、磁铁矿。
（2）成矿时代
据区域地质调查成果资料，本区辉绿岩和辉长岩成生时代为下古生代。
（3）区域铁矿成因类型
区域成矿作用为地幔上升侵入于下古生代地层的基性岩浆岩的分异作用和接触变质作用形成两种类型的钛磁铁矿。以岩浆岩型为主。岩浆岩可分为含矿辉绿岩和不含矿辉绿岩。
3.2区域成矿要素
通过区域地质资料及典型矿床的研究，确定了与本区铁矿有关的13个成矿要素，根据成矿要素的重要性，划分必要的5个，重要的3個，次要的2个，详见表1。必要成矿要素主要有奥陶纪—志留纪侵入岩建造（辉绿岩+辉长岩组合，辉石岩组合及辉绿岩+辉长岩+辉绿玢岩组合等）、铁矿产地区、区域大地构造环境（主要为洋中脊扩张、次为陆缘裂谷）等。
4.成矿模式
紫阳—镇坪钒钛磁铁成矿区在加里东期地幔内基性—超基性岩浆沿深大断裂上升，在浅海的环境下，陆源物质不断的搬运到海中沉积，岩浆不断上升侵入形成下古生代地层与辉绿岩脉、辉长岩脉相间分布。基性岩浆从地幔携带大量的铁、钛元素，在特定的物理化学条件下岩浆分异，分异好的辉绿岩岩浆有利于铁钛元素的活化、迁移、组合、富集，形成出示的钛铁矿矿体。分异不好的辉绿岩岩将则不含矿。
加里东期之后的构造运动，区域内普遍遭受构造变形变质作用，岩浆岩形成片麻状构造、眼球状构造，鳞片状变晶结构。在区域变质作用下，含矿辉绿岩中的铁、钛、元素进一步的活化、迁移、组合，形成工业矿体。紫阳—镇坪钒钛磁铁成矿区成矿模式图见图1。
关键词：钒钛磁铁矿；地质背景；成矿模式；安康市
1.区域成矿地质背景
安康市紫阳—镇坪钒钛磁铁成矿区位于商丹蛇绿混杂带以南，巴山弧形断裂以北，是在中—新元古代火山岩系裂谷构造基底上发育起来，沉积了震旦纪—中三叠世被动陆缘碎屑岩、碳酸盐岩及裂谷建造的火山岩等地层。与铁矿有关的地质单元为北大巴山裂谷带，与矿有关的侵入岩为基性—超基性侵入岩组合。
成矿带内与早古生代基性岩浆岩型铁矿有关的含矿岩系主要为细粒辉长（辉绿）岩。该套岩体侵入于元古代一早志留世地层中。前人在大平沟基性岩墙中测得单矿物辉石K-Ar同位素测年值为421.3±20.8Ma、471.4±23.2Ma、Rb-Sr全岩同位素测年值503Ma，与区域背景一致。代表性的基性岩体为紫阳桃园基性岩墙群。其形成与早古生代扬子陆块北缘裂解构造环境。
成矿带内岩体主体分布于月河断裂以南、巴山弧形断裂带以北的广大地区，成带分布，具较高的群居性。区内已发现岩体超过30个，多呈岩墙、岩床侵入于奥陶系及以下地层中，在奥陶系上部及下志留统地层中部分呈岩被顺层侵入。规模3×20m2～750×5000m2，出露面积大于65km2。与围岩呈侵入或构造平行接触，岩被与围岩呈整合接触，顶部边缘相发育气孔、杏仁构造，底部具数厘米宽的冷凝边。部分侵入体内部具有较明显的分异现象，基本岩序一般循成份演化呈现出辉长岩—辉绿岩—辉绿玢岩、辉绿岩—辉绿玢岩（辉长玢岩）等岩性带组合形式，循结构演化呈现出细—中粒、细—粗粒、细—中—粗粒等岩性带组合形式。不同基性岩之间呈脉动式侵入接触关系。主要岩石类型为辉长岩、辉绿岩、辉绿玢岩等。
岩石化学成分中SiO2含量37.06%～55.20%，主体属基性一超基性岩范畴。K2O
稀土总量中等（∑REE=115.80×10-6～460.70×10-6），轻稀土相对富集，分馏较明显（La/Yb）N=5.36～21.07；（La/Sm）N=1.51～3.62；重稀土富集程度相对较低，分馏较明显，（Gd/Yb）N=1.67～5.28；稀土配分模式曲线呈相对平缓的右倾斜型。δEu介于0.99～1.45之间，普遍大于1，具弱的铕正异常；表明岩体主体应属上地幔部分熔融形成。
微量元素表现出相对亏损大离子亲石元素K、Rb，表明岩浆主体来源于地幔。
岩体围岩蚀变微弱，部分地段具有次闪石化、绿泥石化、黑云母化、钠黝帘石化等。
早元古时期幔源型基性—超级性岩浆，以壳幔相互作用的底侵和扩张裂谷喷发形式垂向涌入地壳，形成壳下基性侵入体。后经加里东期构造运动，初始富集含铁基性岩在温度、压力增高的作用下，铁质进一步迁移富集成矿，形成工业矿体。
2.典型矿床
2.1典型矿床的选取
安康市紫阳—镇坪钒钛磁铁成矿区内矿床规模达中型以上的有紫阳县桃园-大柞木沟钛磁铁矿，其他一般为小型，多数为矿点，铁矿床（点）呈现“带”状分布的特点。
产于辉绿岩中的钛磁铁矿主要分布于紫阳—镇坪一带，区域内出露地层主要为寒武系、奥陶系及志留系。岩体侵入的围岩多为寒武系、下奥陶统。辉绿岩体一般沿层理侵入于中寒武统、下奥陶统，常与地层呈同步褶皱。岩体呈岩床状、岩墙状、长条状及蛇曲状、枝杈状等；岩体出露长数公里至十余公里，宽50m～450m。岩体规模和成矿具有密切关系，二者呈正相关关系。矿体呈似层状、透镜状、层状，个别呈脉状。矿体与围岩界线较清楚，个别呈渐变过渡关系。矿体规模较大，常有分枝复合现象。其产状大部同于围岩，矿体长30m～5500m，一般长200m～4000m，厚1m～60.18m，一般厚3m～40m。矿石自然类型有含钒钛磁铁矿矿石、钛铁矿磁铁矿矿石。钛主要赋存于钛铁矿中，次为钛磁铁矿中。矿石品位：TiO24.5%～10.05%，一般6.1%～7.82%；TFe14.15%～27.13%，一般16.46%～21.23%；V2O50.02%～0.26%，一般0.046%～0.151%。
2.2紫阳县桃园-大柞木沟钛磁铁矿基本特征
（1）紫阳桃园-大柞木沟钛磁铁矿床初步分析属岩浆（熔离）分异型矿床。其产生在侵入寒武系毛坝关组中的中浅成侵入相的基性岩中，其主要岩性为辉绿岩，其次为角闪辉石闪长岩、碱性正长岩等，分异较好；岩体长一般为300m～3000m，个别可达10km，岩体多为脉状，其次有岩墙、岩鞍等形态，沿断裂、褶皱轴产出，产状总体与构造线方向一致。
（2）钛磁铁矿体主要赋存于辉绿岩下部暗色矿物相带内的近上部暗色细粒强蚀变含钛磁铁矿角闪辉石辉绿岩带内。含矿岩性为细粒强蚀变含钛磁铁矿角闪辉石辉绿岩。该矿区共圈定矿体15条，通过详查估算资源矿体9条，其中桃园矿段1条，大柞木沟矿段8条。在所估算资源的钛磁铁矿体重尤以K15、K9矿体规模最大。
（3）钛磁铁矿一般长300m～1400m，其中尤以K15矿体最长，为5000m；矿体平均厚度一般为2.00m～17.17m，其中尤以K15矿体最厚，达26.94m；矿体平均品位TFe19.62%，伴生钛矿（TiO2）平均品位6.77%。
3.陕西省紫阳—镇坪侵入岩体型钒钛磁铁矿成矿规律浅析
3.1成矿地层基本特征
（1）区域铁矿分布特征
区域内现有9处钛磁铁矿产地，1处为中型矿床规模，2处为小型矿床规模，6处为矿点。铁矿产于辉绿岩和辉长岩中。矿石矿物成分为铁铁矿、磁铁矿。
（2）成矿时代
据区域地质调查成果资料，本区辉绿岩和辉长岩成生时代为下古生代。
（3）区域铁矿成因类型
区域成矿作用为地幔上升侵入于下古生代地层的基性岩浆岩的分异作用和接触变质作用形成两种类型的钛磁铁矿。以岩浆岩型为主。岩浆岩可分为含矿辉绿岩和不含矿辉绿岩。
3.2区域成矿要素
通过区域地质资料及典型矿床的研究，确定了与本区铁矿有关的13个成矿要素，根据成矿要素的重要性，划分必要的5个，重要的3個，次要的2个，详见表1。必要成矿要素主要有奥陶纪—志留纪侵入岩建造（辉绿岩+辉长岩组合，辉石岩组合及辉绿岩+辉长岩+辉绿玢岩组合等）、铁矿产地区、区域大地构造环境（主要为洋中脊扩张、次为陆缘裂谷）等。
4.成矿模式
紫阳—镇坪钒钛磁铁成矿区在加里东期地幔内基性—超基性岩浆沿深大断裂上升，在浅海的环境下，陆源物质不断的搬运到海中沉积，岩浆不断上升侵入形成下古生代地层与辉绿岩脉、辉长岩脉相间分布。基性岩浆从地幔携带大量的铁、钛元素，在特定的物理化学条件下岩浆分异，分异好的辉绿岩岩浆有利于铁钛元素的活化、迁移、组合、富集，形成出示的钛铁矿矿体。分异不好的辉绿岩岩将则不含矿。
加里东期之后的构造运动，区域内普遍遭受构造变形变质作用，岩浆岩形成片麻状构造、眼球状构造，鳞片状变晶结构。在区域变质作用下，含矿辉绿岩中的铁、钛、元素进一步的活化、迁移、组合，形成工业矿体。紫阳—镇坪钒钛磁铁成矿区成矿模式图见图1。