四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床

四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床

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一、区域地质简介

攀枝花式钒钛磁铁矿位于四川西南部，四川省渡口市东北12Km处。区内攀枝花、白马、红格、太和四大矿区集中展布在四川省西昌至攀枝花市区域内，呈一个南北长约200公里、东西宽30～50公里的狭长区带内——即攀西裂谷带（图1-1）。储量近百亿吨，是我国最大的岩浆型钒钛磁铁矿矿床。渡口市是我国西南地区最大的钢铁冶金联合企业所在地。

图1-1 康滇大陆古裂谷带构造－岩浆岩略图

1.中生界；

2.早古生界；

3.晚古生界；

4.前震旦系；

5.燕山期正长斑岩；

6.燕山期花岗岩；

7.印支期粗面岩；

8.印支期霞石正长岩；

9.印支期碱性超基性岩；10.印支期正长岩；11.印支期花岗岩；12.海西晚期二叠世玄武岩；13.海西期层状杂岩体；14.早奥陶世玄武岩；15.加里东期小型超基性岩体群；16.张裂古大陆边缘；22.反复活动深断裂；①箐河－程海；②攀枝花－楚雄；③昔格达－元谋；④安宁河－易门；⑤普雄河－普渡河；⑥甘洛－小江；⑦道浮－炉霍；⑧泥柯河；⑨清川－汶川；⑩卑川－盐井坪；

二、矿区地质概况

2.1地层

区内最古老的地层为上震旦系。分两层，下部是蛇纹石化大理岩；上部是透辉岩和透辉石大理岩互层。上三叠纪地层在本区最发育，分布在矿区北部和西北部，其底部是紫红色砂砾岩；上部为灰绿色砂岩与黑色砂页岩互层，含煤。老第三系紫红色砂砾岩呈水平或近水平，不整合覆于老地层之上（图1-2）。

图1-2攀枝花钒钛磁铁矿矿

2.2构造

含矿岩体位于康滇地轴中段西缘的安宁河深大断裂带中，受安宁河深大断裂次一级NE向断裂控制。岩体呈NE30°方向延展，长35km，宽2km，与震旦纪地层整合接触。向北西倾斜，呈单斜状(实为务本一攀枝花岩盆状岩体的东南部分)。岩体内部层状构造明显，不同成分矿物构成的浅色岩与暗色岩相互更叠交替；层之间为过渡关系。原生层状构造与围岩产状一致，硅酸盐矿物均作线状平行排列。

2.3岩浆岩

1)太古代一早元古代

太古代一早元古代岩浆活动强烈，早期为大规模海底火山喷溢，伴有基性、超基性岩侵入，中期为钠质花岗岩侵入，晚期为少量钾质花岗岩侵入。

火山岩赋存于康定群中，都经历了低绿片岩一角闪岩相的变质作用，且由北向南由基性到酸性，变质程度增高。中基性火山岩在沪定以北尚有残余岩浆结构，以南已变成斜长角闪岩。中酸性岩皆变成变粒岩、浅粒岩。

基性、超基性侵入岩在西昌一攀枝花地区有分布，岩体为呈岩株、岩盆、岩床产出的基性杂岩体及透镜状、脉状产出超基性杂岩两类，区内出露的有冕宁桂花村、米易娅口、攀枝花干塘坝等岩体。本期基性岩属铁质岩系列，形成矿产有钒钦磁铁矿、磁铁矿;超基性岩亦属铁质岩系列，具铜镍、金及石棉、蛇纹石等矿化。

钠质花岗岩从庐定到攀枝花广泛分布，区内有磨盘山、大陆乡、大田等岩体。多以岩枝、岩株，常由单一的石英闪长岩组成，属中酸性一弱酸性的钙一钙碱性钠质花岗岩系列。这类岩体个别具稀上、萤石矿化。

钾质花岗岩岩体规模小、分布零星，攀西地区很少见，其主要为花岗闪长岩、二长花岗岩、普通花岗岩。

2)中元古代

火山岩有赋存于会群下部河口组、通安组中的细碧岩、角斑岩、石英角斑质火山岩系，主要分布于会理地区。会理群上部天宝山组中主要赋存有英安质凝灰熔岩，分布在德昌、会理地区。该期基性、超基性侵入岩呈岩株、岩床、岩墙产出，有石棉、高家村顶顶、菜子园等岩体。酸性侵入岩具代表性岩体有摩掌营花岗岩、长塘花岗岩等。

3)早震旦世

火山岩有分布在西昌、米易地区的为赋存于苏雄组的流纹质火山碎屑岩、玄武岩及英安岩、沉凝灰岩、凝灰质砂岩夹玄武岩;赋存于开建桥组中的流纹质凝灰岩夹玄武岩、流纹岩与凝灰质砂岩、砾岩、沉凝灰岩等;赋存于列古六组的玄武岩、安山岩、流纹岩等、侵入岩主要有沪沽花岗岩等。

4)寒武纪一奥陶纪

主要为基性、超基性侵入岩，岩体规模小，数量多，呈岩基、岩枝、岩株、岩脉产出。出体具铜、镍、铂矿化，代表性岩体有力马河、朱布等。

5)石炭纪一二叠纪

侵入岩为基性、超基性层状岩体，呈岩盆、单斜层产出。代表性岩体有攀枝花、红格、白马、太和等，是区内钒钦磁铁矿赋存的岩体。喷发一喷溢岩为区内广泛分布的峨嵋山玄武岩。

6)三叠纪一第三纪

三叠纪有中酸性及碱性侵入体，代表性岩体有矮郎河花岗岩、磨盘山花岗岩及广泛分布的碱性岩(脉)等;白奎纪有钾质花岗岩，代表性岩体有里庄钾长花岗岩;第三纪为分布广泛、规模小的超钾质系列的金云火山岩及白榴金云火山岩等。

三、矿床地质特征

3.1矿体特征

矿床产于侵入震旦系上统大理岩中的海西期辉长岩体中,岩体长19,宽5, 大多数重要矿体成层状平行于火成堆积层理分布于层状岩体的辉长岩及斜长

岩为主的岩相带，多见于每个岩相旋回的底部。围岩多为辉长岩、斜长岩、辉长苏长岩，矿层与下部围岩多为突变接触，与上部围岩多为渐变接触关系。此外可见脉状、管状矿体不整合地贯入于各岩相带中，与围岩呈突变接触。因受断裂切割分为朱家包包、兰家火山、尖包包、倒马坎、公山、纳拉箐6个区段。其岩浆液体分异和结晶分异的韵律层发育,岩体层状构造清楚,出露厚度

700--2500m。自上而下可划分为5个岩带(含矿层)，9个含矿带(图1-3)：（1）顶部浅色层状辉长岩带：厚500—1000m。浅色矿物含量一般>50%。含稀疏的暗色矿物条带，偶尔为铁、钛氧化物矿条, 无工业矿体。该岩带顶部与三叠系或正长岩呈断层接触。

（2）上部含矿带：厚10—120m。以含铁辉长岩为主，夹有稀疏浸染状矿石。含磷灰石丰富，达5%—20%，并有较多的辉石集中，可作标志层。在底部有时可见厚约3m的斜长岩层。有Ⅰ、Ⅱ两个矿带, 含矿率为26%。

(3) 中部暗色层状中粒辉长岩带，Ⅲ矿带产于其中，厚度160～600m，含矿率10%～20%。

（4）下部暗色层状辉长岩带。暗色矿物含量一般>50%，构成密集条带，并夹有含铁辉长岩薄层及钒钛磁铁矿条。总厚度166—800m，为主要含矿层。由各

种类型钒钛磁铁矿矿石组成，夹有层状暗色辉长岩。有Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ等5个含矿带，其中Ⅵ、Ⅷ两个矿带中的主矿体厚度各为60m，含矿率60%～78%。该岩带与底部含矿层呈过渡关系。

（5）边缘带：以暗色细粒辉长岩为主。厚度变化大，10—300m。Ⅸ矿带产于其中，含矿率52%。顶部往往有数米厚的橄榄岩及橄辉岩层，底部与大理岩接触带常变质为角闪片岩（图1-4）。

每个韵律层自下而上其基性程度降低，含矿层(体)分别赋存在各分异次级韵律层的下部，矿体也是层状岩体的组成部分。分异作用愈彻底，含矿组分就愈富集。岩体内各岩相带、矿带、铁矿层产状均与原生层状构造产状一致，大体走向N60°E，倾向NW，倾角较陡。

图1-3 攀枝花钒钛磁铁矿矿床地质剖面图

1.上三叠统砂页岩；

2.角闪正长岩；

3.粗粒辉长岩；

4.层状细粒辉长岩；

5.层状含铁辉长岩；

6.

细粒辉长岩；7.稀疏浸染状矿体；8.稠密浸染状矿体；9.致密块状矿体；10.辉长岩层状结构；11.矿

带编号；12.断层；

图1-4 攀枝花钒钛磁铁矿矿床综合柱状图（注表中碳酸盐矿物应改为硅酸盐矿物）

3.2矿体规模

我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，储量和开采量居全国铁矿的第三位，已探明储量98.3亿t，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀枝花—西昌地区、河北承德地区、陕西汉中地区、湖北郧阳、襄阳地区、广东兴宁及山西代县等地区。其中，攀枝花—西昌地区是我国钒磁铁矿的主要成矿带，也是世界上同类矿床的重要产区之一，南北长约300km，已探明大型、特大型矿床7处，中型矿床6处。攀枝花矿区内共查明攀枝花式钒钛磁铁矿大型矿床8处、中型矿床9处，发现矿点、矿化点10余处，踏勘、检查航磁异常近10处；其中攀枝花、白马、红格、太和4个矿区为勘探，其他大、中型矿区基本达详查，个别中型矿区为普查。区内现已查明矿石资源量100.74亿吨，矿石中伴生钛（TiO2）资源量8.53亿吨、伴生钒（V2O5）资源量1960.5万吨，同时初步查明铜、钴、镍、铬、锰、铂族元素、镓、钪等有益组合的赋存状态及分布规律.

该区主要矿体呈层状、似层状，产于辉长岩中，可划分成两个含矿带。（图

1-5，图1-6，图1-7）。

上部含矿带：位于暗色层状辉长岩中部，分布稳定。呈层状，似层状。

长15km，平均厚60m，矿层累积平均厚18m。大部分为表外矿石和稀疏浸染状

矿石。倒马坎矿段矿石平均品位：TFe24.82%、TiO

27.20%、V

2

O

5

0.08%。其标准

剖面为：

上覆岩石：顶部层状辉长岩

上矿层：富辉石型稀疏浸染状矿层（1.75m）

（Ⅰ矿体）含稀疏浸染矿条带辉长岩（6.82m）

层状辉长岩（30m）

下矿层：富辉石型稀疏浸染状矿层（5.07m）

（Ⅱ矿体）层状辉长岩（2.10m）

含铁层状辉长岩（表外矿）（5.75m）

富辉石型稀疏浸染状矿层（7.50m）

下伏岩石：暗色层状辉长岩。

底部含矿带：矿层规模大，在整个辉长岩体下部稳定分布。含矿层最厚500m （朱家包包）矿层累计厚度230m。公山段含矿层最薄（70m）；矿层累计厚度20m。整个含矿层平均厚210m，矿层平均累计厚度130m。含矿率为65%，平均

品位TFe33.23%，TiO

211.63%，V

2

O

5

0.30%。

图1-5 攀枝花钒钛磁铁矿矿床地质剖面图

1.上三叠统砂页岩；

2.角闪正长岩；

3.粗粒辉长岩；

4.层状细粒辉长岩；

5.层状含铁辉长岩；

6.

细粒辉长岩；7.稀疏浸染状矿体；8.稠密浸染状矿体；9.致密块状矿体；10.辉长岩层状结构；11.矿

带编号；12.断层；

3.3矿石及围岩特征

1）稠密侵染状磁铁矿

侵染状矿石，黑色块状，有磁性。磁铁矿呈星点粒状形状不规则，金属光泽，＜0.5mm，含量约50%部分氧化；黄铜矿:形状不规则，矿物集合体不规则分布，铜黄色，硬度＜5.5部分有锖色，含量5%，或含有少量长石矿物。

2）含星点状黄铁矿辉长岩

黑色块状构造，巨斑晶结构，有磁性。斑晶辉石，黑色短柱状，截面有一组解理，大小0.5cm~3cm不等，基质隐晶质含有黄铁矿，磁铁矿，方解石，斜长石。黄铁矿0.5mm黄色，星点状分布，含量约15%，磁铁矿0.5mm星点状分布，金属光泽，含量25%，斜长石，白色它形，含量15%，方解石，成细脉状分布，含量5%。

3）细粒辉长岩(围岩)

黑色块状，中细粒结构，由辉石，斜长石组成。辉石，成黑色短柱状，1~1.5mm，含量约70%；长石，灰白色，自形差，成斑点状分布，集合体大小约5~10mm,其余充填于辉石空隙。

4）粗粒辉长岩（围岩）

灰黑色块状，斑状结构，斑晶长石成板状分布，长约2~3cm，可见一组解理，基质由隐晶质组成，含辉石长石。

5）辉石岩（围岩）

黑色块状，不等粒结构。表面黝帘石化，辉石成黑色短柱状，有一组平行解理，大小约1cm，含量约80%；黑云母呈片状10%含有少量橄榄石。

6）角闪正长岩（围岩）

肉红色块状，似斑状结构。角闪石成褐绿色，长柱状，有一组解理，大小约1mm~5mm。正长石肉红色，自形差，可见两组近于垂直的解理含量约60%，处此外还含有少量石英。

3.4矿物组合、成矿期、成矿阶段

成矿环成矿环境:矿床形成于地壳下部的大型幔源深成岩套中。

赋矿岩体类型包括：

（1）纯橄岩-方辉橄榄岩-橄榄岩-辉石岩-苏长岩-辉长岩-斜长岩等岩相构成的镁铁质-超镁铁质层状侵入体；

（2）（橄长岩）-（苏长岩）-斜长岩-（铁闪长岩）层状侵入体；

（3）（橄榄岩）-（辉石岩）-辉长岩层状侵入体；

（4）斜长岩-辉长岩杂岩体。岩石多具堆晶结构。

成矿时代:多为元古代，也见于古生代。

共生矿床：铬铁矿矿床、铜镍硫化物矿床、铂族元素矿床。

矿床特征：大多数重要矿体成层状平行于火成堆积层

理分布于层状岩体的辉长岩及斜长岩为主的岩相带，多见于每个岩相旋回的底部。围岩多为辉长岩、斜长岩、辉长苏长岩，矿层与下部围岩多为突变接触，与上部围岩多为渐变接触关系。此外可见脉状、管状矿体不整合地贯入于各岩相带中，与围岩呈突变接触。

矿石矿物组合：含钒磁铁矿+钛磁铁矿+钛铁矿±硫化物。主要脉石矿物主岩的造岩矿物斜长石、辉石及橄榄石等。

四、成矿浅析

此类型矿床属岩浆分异矿床。处于地幔热点之上的深部巨大岩浆房为幔源镁铁质岩浆的充分分异与成矿提供了优越条件。磁铁矿、钛铁矿的晶出一般在较晚阶段，但因岩体而异。我国的此类矿床中磁铁矿晶出多晚于辉石和斜长石，具有晚期岩浆分结矿床的结构构造特征或/和发育脉状贯入矿体，成矿作用可用图4的模式解释。在布什维尔德杂岩中，磁铁矿的晶出晚于橄榄石和斜方辉石而大致与斜长石相当，因此层状矿体主要分布于上岩带（斜长岩为主）下部及主岩带顶部，具有早期岩浆分结矿床的结构构造特征（J.威廉赛（1966）），但在主矿带

及其下部的各岩相中也常见可能来自下部主岩带的矿浆贯入矿体。

图 6 晚期岩浆分结矿床成矿作用理想模式（据贝特曼原图修改）

1-在冷凝带形成后早期岩浆结晶；2-先后结晶的硅酸盐矿物因比重不同按重力关系占据各自的位置；3-富矿残浆通过粒间空隙向下集中，较晚结晶的比重较小的硅酸岩晶体上浮（此阶段冷凝结晶则形成层状矿体）；4-在外力作用下富矿残浆经压滤作用沿裂隙贯入形成贯入矿体。