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苏鲁布克钛铁砂矿成矿机理和钛铁矿资源潜力分析

1,矿区区域地质
矿区处于大兴安岭褶皱系之兴安岭华力西中期褶皱带,区内经历了华力西中期、燕山早期、燕山中期、喜山期四次构造变动,尤以华力西中期及燕山早期构造变动最为强烈,岩浆活动频繁而广泛,形成了石炭系、上侏罗统一套中性、中酸性、酸性火山岩地层及侵入岩体,这一时期的褶皱、断裂构造十分发育。区域上出露地层由老至新分别为下石炭统莫尔根河组(C1m)、上石炭统(C3)、上侏罗统七一牧场组(J1q)和上库力组(J1s)以及第四系。
岩浆岩主要分布在沿莫勒格尔河深断裂的两侧、哈达图-七一牧场深断裂及嘎罗索南部一带(呈零星分布)。其中的燕山早期石英闪长岩零星出露于矿区北东嘎罗索南一带,呈小岩株状产出,岩性为石英闪长岩,主要成分:中长石60-75%,石英10-15%,蚀变的暗色矿物10-25%,副矿物有锆榍石、砱灰石、绿帘石、磁铁矿等,该岩体中常形成钛的矿(化)体,可能为本区矿体的矿质来源。
火山岩以华力西中期就十分强烈,形成了石炭系一套中酸性火山岩地层,以后本区地壳上升,以剥蚀为主,到燕山早期火山活动再次大规模发生,形成了占全区面积约50%以上侏罗统一套中基础性、中酸性、酸性火山岩地层,长期的强烈火山活动,为本区的成矿提供了十分有利的条件。
区内南东处于紧密褶皱带,自南东往北西可见发育比较完好的背向斜构造,褶皱轴向为北东向,有三八牧场-哈达围南背斜,三八牧场北-哈达图向斜,乌伦特诺尔-五一牧场背向斜等。断裂构造总体构造方向为NEE-NE。莫勒格尔河深断裂斜穿本区南东部向两端延伸;四五牧场-七一牧场深断裂,依NE向切穿本区东部,沿断裂带有华力西中期侵入岩及燕山早期侵入岩成串分布,断裂带分布火山熔岩及凝灰岩,充分显示了该断裂活动的长期性、多期性,说明该区内有很好的成矿条件。
区域内产出的矿产有嘎罗索大型钛铁矿砂矿、六一牧场大型硫铁矿,六一牧场热液型铜矿化点等多个金属矿化点。其中嘎罗索钛铁矿砂矿区与本普查区矿床类型相同,这说明本区域有着很好的钛铁砂矿资源潜力。
3,矿区地质特征
(1)工作区出露地层有侏罗系上统白音高老组及第四系。
白音高老组:大部被第四系掩盖,零星分布。主要为一套酸性、中酸性火山岩、凝灰岩和陆源碎屑岩。岩性为紫红色、灰白色流纹岩、灰白色凝灰岩、灰色粗安岩、灰白色、浅黄色砂岩、砂砾岩等。产状平缓,倾角10—30°。
(2)侵入岩
在工作区南西部串珠状北北东向分布,根据区域资料属燕山早期侵入岩。
石英闪长岩:分布于工作区南部,呈三个小岩侏状产出,岩性为石英闪长岩。岩石呈灰白色,花岗结构、块状构造。主要矿物成份:中长石70—80%、石英10—15%、角闪石等暗色矿物10—20%;副矿物有锆石、榍石、磷灰石、绿帘石、磁铁矿、钛铁矿等。暗色矿物普遍具有绿泥石、绿帘石化蚀变。
(3)闪长岩:分布于石英闪长岩北部,与两个石英闪长岩小岩侏组成小串珠,呈北东向延伸分布。岩体被第四系掩盖,产状不清,仅见到一些转石,岩性为闪长石,中细粒结构,块状构造,主要矿物成分为斜长石、角闪石、石英,副矿物有锆石、钛铁矿、磁铁矿等。
4, 矿床地质特征
含钛砂矿层主要位于河套地区第四系冲洪积物中,平面上受古河道控制,垂向上主要位于第四系冲洪积物中上部含砾砂土-亚砂土石层中,并有利于在河道拐弯处形成沉积部位富集,形成了本区第四系含钛铁砂矿。冲洪积层主要为含砾砂(土)层,砂层主要由粗粒长石和石英组成,以中粗砂为主;砾石主要为凝灰岩、砂岩,以次棱角状为主,少量次圆状、棱角状;砾石多为中粗砾—巨砾。矿体呈层状、似层状赋存其中,沿走向及垂向上矿体厚度及品位变化大。
有少量矿体赋存于河谷沉积物底部的残坡积成因沉积物中,该层主要为含砂砾粘土,推断其应为风化后母岩,层内砾石主要为砂岩与凝灰岩的残片,据原岩的不同该层多呈灰绿色、黄色及灰白色等不同颜色。矿体为单工程控制,厚度小,品位低,且横向与纵向上变化很大。
工作区内主要成矿物质为钛铁矿与钛磁铁矿。其中钛铁矿占总矿物的71.8%,钛磁铁矿占28.2%。钛铁矿呈黑色,次滚圆状、扁粒状、粒状、板状,不透明,金属光泽,高硬度,粒径在0.02~0.35mm;钛磁铁矿呈黑色,半自形八面体,次滚圆状、粒状,不透明,金属光泽,粒径在0.02~0.28mm。无论钛铁矿还是钛磁铁矿从粒度上看,都有上有粗,下游细的特点,并富集于河道拐弯的内侧。
矿层与围岩没有明显界线,含矿砂矿层顶板为白色砂质土,底板为黑—黄色粘土,中间不连续分布黑、黄色粘土层。
含砾粘土底部基岩表面多形成聚铁性网纹,厚度一般在0.2—0.5m左右,经部分取样分析,TiO2:0.28—0.66%,达不到工业品位。
综合分析本区地质调查、磁测成果和钻孔资料,工作区北部磁场值较高,其下部为含磁性矿物的岩体存在,另外根据对钻孔底部原岩的化学分析,其TiO2含量在0.28~0.66%,这说明基岩含有一定的含钛矿物,河谷沉积的含矿岩石层中砾石多呈棱角状-次棱角状,砂多为中粗砂,这说明砂矿沉积搬运距离不远。矿体在横向与纵向上均存在着分枝与复合的现象,反映区内因气候水文变化,造成区内河相与湖相的交互沉积;冲洪积下部为一层厚度较大的粘土层,偶夹有薄层的含砾亚砂土,说明该区在一段时期内以静水或流速较慢的缓水沉积为主。工区外的嘎罗索钛铁矿砂也是其成矿母岩燕山期闪长岩体,只是水系不同,因而矿区成矿物质来源可能来自区域北部的同一个母岩。
5,结论
2008年—2010年开展地质剖面测量工作及钻探施工,本矿区初步探明资源量7.68万吨金属钛。为了扩大资源量,首先是确定沿古河道基岩是不是含有钛矿物,如果是含有钛矿物的基岩并且有一定量的品位,这样再沿矿区外围沟谷地带两侧可以采用面积性磁测工作划定异常带,然后再结合地质调查和钻探工作进一步扩大钛铁砂矿的范围,探明更多钛铁的资源量。所以说只要投入适量的地勘工作就可以增加本工区的钛铁砂矿资源量,为我国的国防及军队现代化提供金属钛及钛合金材料做出了有利的保障。

 

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