与基性岩（超基性岩）—碱性岩有关的钒、钛、铁矿床

酸性岩、基性岩和中性岩各与哪些矿产有关？~

岩石的性质，一般以含二氧化硅成分的多少而定。
酸性岩：二氧化硅的含量为65%~75%，硅铝矿物的数量大大超过铁镁矿物，长石以碱性长石为主，石英含量约占岩石的1/4~1/3的岩浆岩，为酸性岩。深成相以花岗岩为代表，喷出相以流纹岩为代表，颜色一般较浅，深成相分布很广，多呈大范围的岩基。同酸性岩类有关的矿产非常多。如金、银、铜、铁、锡、铅、锌、钼、钨、锑、汞、铍、铌、钽及稀土元素等。
基性岩：二氧化硅的含量为45%~52%，铁和镁含量较高的岩浆岩，称为基性岩。常见的基性岩有深成岩中的辉长岩，浅成岩中的辉长辉绿岩，喷出岩中的辉绿岩和玄武岩。在深成岩体中，可以找到钛磁铁矿和镍矿，有的含钒形成了钒钛磁铁矿床。
超基性岩：二氧化硅的含量低于45%，含镁和铁很多、色深、比重大的岩浆岩，称为超基性岩。其主要成分是橄榄石和辉石。代表的岩石有橄榄岩、纯橄榄岩和金伯利岩等。同超基性岩有关的矿产是铬、镍、铂、金刚石和石棉等。
中性岩：二氧化硅含量为52%~65%，较基性岩含铁、镁量较少，含钾、钠、铝量较多的岩浆岩，称为中性岩。矿物成分中以中性长石和角闪石为主，石英很少，多呈灰色或浅绿灰色。常见的中性岩有侵入岩中的闪长岩，喷出岩中的安山岩等。两者都同铁、铜矿床有关。

三方晶系，arh=0.553nm，α=54?49'；Z=2。或ah=0.509nm，ch=1.407nm；Z=6。可视为刚玉型结构的衍生结构。不同点在于刚玉中Al3的位置被Fe2、Ti4替换并相间排列而成，导致c滑移面消失，使空间群由R3c变为R3。高温下钛铁矿中的Fe、Ti呈无序分布而具赤铁矿结构（即刚玉型结构），故形成FeTiO3-Fe2O3固溶体，其组成可表示为Fe32-xFex2Tix4O3(x代表钛铁矿的摩尔分数)。空间群从R3c转变为R3的温度为1100℃（x=0.65）至600℃（x=0.45）。当0.6>x≥0.5时，不能获得完全有序的空间群为R3的结构；在x=0.5时，R3c?R3的转变成亚稳定态，固溶体开始部分出溶。菱面体晶类。常呈不规则粒状、鳞片状或厚板状。在950℃以上钛铁矿与赤铁矿形成完全类质同象。当温度降低时，即发生熔离，故钛铁矿中常含有细小鳞片状赤铁矿包体。钛铁矿颜色为铁黑色或钢灰色。条痕为钢灰色或黑色。含赤铁矿包体时呈褐色或带褐的红色条痕。金属-半金属光泽。不透明，无解理。硬度5～6.5，比重4～5。弱磁性。钛铁矿主要出现在超基性岩、基性岩、碱性岩、酸性岩及变质岩中。我国攀枝花钒钛磁铁矿床中，钛铁矿呈粒状或片状分布于钛磁铁矿等矿物颗粒之间，或沿钛磁铁矿裂开面成定向片晶。

这一成矿组合历来受到国内外矿业学家的高度重视。南非的布什维尔德火成杂岩体是世界岩浆金属矿床的最大宝库，岩体中的铬铁矿、铂族元素和钒钛磁铁矿等都是世界同类矿床中最大或较大型者，该杂岩体中所产的大型钒钛磁铁矿矿床储量有22亿吨，矿石铁品位55.8%～57.5%。中国的攀西铁矿区也是该类杂岩体成矿的实例，拥有铁矿储量58.4亿吨，矿石品位含铁28%～35%。

塔里木大陆板块及其周边地区具有相似成矿地质条件者较广，已知有皮羌、瓦吉尔塔格、尾亚和锅底的等4个钒钛磁铁矿矿床。现分述如下：

6.3.1　皮羌钒钛磁铁矿（Tml）

位于阿图什市哈拉峻乡皮羌村以北14km的沙雷托克沟上游。地理坐标：北纬40°26′；东经77°38′（图6-2）。

图6-2　皮羌钒钛磁铁矿区地质略图

Fig.6-2　Sketch geological map of Piqiang schreyerite magnetite ore spot

（据新疆第二地质大队资料编绘）

1—花岗岩脉；2—含铁辉长岩；3—青灰色辉长岩；4—含石榴石辉长岩；5—粗粒辉长岩；6—菱铁矿脉；7—浸染状矿体；8—稀疏条带状矿体；9—密集条带状矿体；10—块状矿体；11—探槽；12—浅井；13—钻孔

构造位置在北东向的西南天山褶皱带和近南北向的断裂带的交汇部位，岩体呈椭圆形，侵入于晚碳-早二叠世灰岩、页岩、砾岩中，接触面内倾，可见平行接触面的线理。

组成岩体的岩石类型主要为辉长岩，其次为斜长岩，并有少量的橄榄辉长岩、紫苏辉长岩、异剥辉长岩等，还可见到晚期花岗岩脉的穿切。按岩相分布及穿切关系可将岩体内的岩性和岩相分成十个期次，而矿体则产于第三期辉长岩中。含矿岩体的时代为华力西晚期。

地表已圈定了5个较大的矿体，矿体形态一般为囊状、似层状，多分布于岩体中部的辉长岩相中。矿体规模长几百米至1400m，宽几十米到300米。矿体地表出露总面积约84500m²，矿体埋深，据钻探证实超过100m。主要矿体的产状为倾向西南，倾角30°～50°。

矿石自然类型可分块状矿石、密集条带状矿石、稀疏条带状矿石和浸染状矿石。其中块状矿石为富矿。矿石矿物主要为磁铁矿、钛铁矿，其次为磁赤铁矿、假像赤铁矿、黄铁矿、黄铜矿等。脉石矿物主要为方解石、绿帘石、黑云母、普通角闪石等。矿石化学品位：TFe 25.6%～48%，TiO₂4.17%，V₂O₅0.17%。有益元素P、S含量均很低，一般为0.1%～0.04%。伴生元素有Co、Cr、Ni、Ga。

该矿自1955年由地矿部十三大队（新疆第一区调队前身）发现以来，进行了三次储量估算：1956年，十三大队估算铁矿石储量800万吨，二氧化钛储量130万吨；1958年，七二三队估算铁矿石储量4.5万吨，二氧化钛储量0.22万吨；1964年，第二地质大队估算富铁矿石储量191万吨，二氧化钛15.3万吨，五氧化二钒0.35万吨；估算贫铁矿石储量4203万吨，二氧化钛167.3万吨，五氧化二钒5.3万吨。

由于使用不同的估算方法，所以获得不同的估算结果就富矿而言，该矿的铁矿和钒矿为小型，钛矿为大型；如果把富矿和贫矿综合考虑，贫矿经选矿后仍可利用，那么，铁矿和钒矿可达中型，钛矿可达特大型。因此该矿区找矿前景不容小视。

6.3.2　瓦吉尔塔格钒钛磁铁矿

位于巴楚县东南盐山村之西的瓦吉尔塔格一带，地理坐标：北纬：39°33′；东经：78°57′。

瓦吉尔塔格最先以强航磁异常而驰名全国。自1958年开始，新疆地质局喀什大队及其后续的新疆地矿局第二地质大队，先后经过多次调研，先由查证物探异常，转而评价杂岩体和钒钛磁铁矿，进而评价碱性岩和稀土金属矿，再而评价似金伯利岩和金刚石矿。1986年，国家重大科技攻关项目——国家三〇五项目开题以后，多次立题，邀请国内知名专家牵头主持国家级研究队开展攻关研究工作。截至目前为止，由于金刚石找矿难关久攻不破，钒钛磁铁矿和稀土金属矿尚未投入开发利用，因而给人们留下了太多的悬念和遗憾！

瓦吉尔塔格基性—超基性岩体（图6-3）侵位于泥盆系（新疆地矿局第二地质大队二队，新疆一区调队称震旦系，贾承造称哑层）红色砂岩中，呈南北向短椭圆形，长约3.5km，宽2～3km。以辉长岩（总量占55%）、单斜辉石岩（占35%）为主，有少量橄辉岩（占8%）及生成较晚的角闪正长岩、霓霞正长岩、正长闪长岩（总量约2%）共同组成复式岩体。各岩性段之间界线清楚。岩体内外有大量岩脉穿插。岩脉大致分两期：第一期呈辐射状分布，为辉长岩、闪长玢岩及角闪正长岩、钠长岩、碳酸岩脉；第二期呈北西向，为煌斑岩、似金伯利岩等。主要岩石化学成分见表6-2。

表6-2　瓦吉尔塔格基性岩体岩石化学成分表（w_B%）

注：据《新疆维吾尔自治区区域地质志》。

图6-3　瓦吉尔塔格钒钛磁铁矿区地质略图

Fig.6-3　Sketch geological map of Wajiertag schreyerite magnetite ore spot

（据新疆第二地质大队资料改编）

1—全新统风积物；2—红色砂岩地层；3—橄辉玢岩；4—正长岩、霓霞正长岩；5—正长闪长岩；6—橄榄辉长岩；7—辉石岩；8—辉长岩；9—辉长细晶岩脉；10—似金伯利岩筒及岩脉；11—强磁综合异常及编号

岩体中各类岩石都有不同含量的TFe、TiO₂、V₂O₅（表6-3），而富集成矿者主要集中在辉石岩中，其次是橄辉岩中。

表6-3　瓦吉尔塔格基性岩体中TFe、TiO₂和V₂O₅含量

（据新疆第二地质大队）

矿体形态多不规则，以似层状和透镜状为主，脉状次之。矿体与围岩关系多呈渐变过渡，仅脉状矿体与围岩有明显的界线。矿石类型多为稀疏浸染状和稠密浸染状，少量为块状。矿石矿物多为磁铁矿和钛铁矿，脉石矿物多为辉石和钙长石。矿石有用三组分—Fe、Ti、V常呈正消长关系。矿石品位：TFe一般在20%左右，局部地段可达25%～40%，而脉状矿体可超过45%；TiO₂一般为5.5%～8.5%，个别可达13.52%；V₂O₅一般为0.15%～0.20%，个别可达0.35%。此外还有Cu、Co、Ni、Cr等多种有益元素。

按TFe含量作为主要指标划分了矿石品级，15%～19.99%为贫矿，20%～44.99%为中等矿石，大于45%为富矿石。该区以贫矿为主，厚度大，分布广，富矿相对较少。

该矿通过对强航磁异常的查证，分解成四个成矿较有远景的地段，即CT₁、CT₂、CT₃、CT₄（图6-3）。现将其规模及特征介绍如下：

CT₁远景地段：位于矿区南部，M_1-1异常分布处。该远景地段为辉石岩大片裸露区，其异常值被-10000nT的等值线所封闭，形成一个北北东—南南西向的长条形地段。该地段长1.7km，宽0.2～0.3km。它包括了

，

，

，

，

五个异常。这五个异常的极值和形态都很相似。根据验证钻孔ZK2,ZK4,ZK7,ZK15的揭露，在该远景地段除地表有富磁铁矿矿脉出露，地下500m以上夹有较多的品位稍高的矿层外，几乎全为贫矿层。

CT₂远景地段：位于矿区南部东边的

异常至

异常分布处。该远景地段全为第四系覆盖，它实际上包括了

和

两个异常。这两个异常的极值分别为-16000nT,-14000nT。远景地段基本上被-9000nT的等值线所封闭，形成一个近北东向的长1.2km，宽0.15～0.3km的长条形地段。该地段异常值较大，形态较规则，又处于靠近地层的岩体边部，因此很可能存在着一个有价值的隐伏矿体。

CT₃远景地段：位于

异常分布处。该远景地段位于矿区F₅断裂破碎带北侧，钻孔ZK10附近，其异常极值较大，地表零星地分布着富磁铁矿小露头。据ZK10号钻孔的揭露，该远景地段下部有较富的矿层。此外，该远景地段中的负磁异常显示了被断裂破坏过的迹象。钻孔中见到的富矿层很可能是某隐状矿体，受后期构造破坏而断上来的，应该注意寻找与其相同的断层另一盘的隐伏矿体。

CT₄远景地段：位于

异常分布处的远景地段。该远景地段位于矿区F1断裂破碎带南侧，其异常极值为-17000nT；此异常被-2000nT的等值线所封闭。形成一个北北东—南南西向长400m，宽100m的长条形地段。该地段出露岩石几乎全为辉石岩。此外，在该地段还见有一条长100m，宽0.2～0.5m的菱铁矿脉。此脉下盘围岩均被烘烤而蚀变为含铁质的钠长角岩。此角岩中见有棕红色絮状赤铁矿及浅绿色菱铁矿组成的条带和薄层。菱铁矿脉的全铁含量为20%～30%，这说明后期岩浆中还富有一定量的铁质。

关于资源远景评价，1958年喀什地质大队根据1∶10000地形地质测量并配合槽探及地表采样的初步成果，估算铁矿石地质储量10亿吨，二氧化钛6000万吨，五氧化二钒130万吨；1977年新疆第二地质大队在做矿产汇编时，认为1958年估算的储量偏大，因此降低了一个数量级，核定的铁矿石储量1亿吨，二氧化钛600万吨，五氧化二钒13万吨。此后，从查证的多数钻孔中又发现了许多贫矿层和中等品级的矿层，有些钻孔进尺200m尚未穿过矿层，应该综合这些资料，进行新一轮的资源量计算。据现有资料分析，瓦吉尔塔格应是一个大型钒钛磁铁矿矿床。

关于瓦吉尔塔格基性—超基性岩体的时代：新疆第二地质大队根据被其侵入的红色砂岩划入泥盆系（图6-3未修改，图6-5改为长城系），而确定为华力西中晚期；《新疆维吾尔自治区区域地质志》依据岩体中取得的Rb-Sr同位素地质年龄310Ma，定为华力西中期；最近贾承造等在基性杂岩体中取得了

同位素年龄为825Ma和837Ma，因而划入新元古代，同时将新疆区调一队确定的震旦纪红色砂岩定为无依据的哑层。总之这些分歧还需新的素材来证实。

6.3.3　尾亚钒钛磁铁矿床

尾亚环形山、尾亚杂岩体和尾亚钒钛磁铁矿早已是新疆地学界所熟知的事实。最近李嵩龄和冯新昌（1997）又将这一研究提高到一个新的水平。

尾亚钒铁磁铁矿区位于哈密市东南，尾亚火车站附近。地理坐标：北纬41°46′；东经94°25′。

尾亚钒钛磁铁矿的容矿岩石是辉长岩，辉长岩是尾亚杂岩体的一部分。根据碱性辉长岩、石英正长岩单元的同位素年龄270.67～269.3Ma的数据，将尾亚超单元的时代划为早二叠世。

碱性辉长岩分布于杂岩体的东北侧，由5个岩体组成，长约6km，宽约1～2km。岩石为深灰绿色、黑绿色，中粗粒结构，块状构造。由钛普通辉石、普通角闪石及拉长石组成，矿物成分极不稳定，局部出现橄榄石或霞石。岩性有暗色辉长岩、橄榄辉长岩、霞辉岩及角闪辉长岩等（表6-4）。

表6-4　尾亚碱性辉长岩单元各类岩石矿物成分表（w_B%）

钛普通辉石是碱性辉长岩单元的主要成分，全部或部分被角闪石代替；斜长石为拉长石（An56-62），部分被霞石替代；橄榄石、黑云母含量变化大；副矿物为磷灰石＋磁铁矿＋钛铁矿，在角闪辉长岩中总量可大于10%。当钛铁矿集中时，即过渡为钛磁铁矿石，形成工业矿体。

矿体生于辉长斜长岩体或附近的其他基性岩体中。矿区已控制面积约1.45km²，划分五个区段（图6-4）。

图6-4　尾亚钒钛磁铁矿区地质略图

Fig.6-4　Geological map of weiya schreyerite magnetite ore district

（据新疆有色地勘局七〇四队资料改编）

1—全新世坡积洪积风积物；2～7：华力西期侵入岩；2—细晶岩脉；3—花岗闪长岩；4—钠正长岩；5—黑云母微斜长石花岗岩；6—闪长岩类；7—辉长岩类；8—钒钛磁铁矿体及编号；9—勘探线及编孔；10—钻孔

经初步勘查，在长3.3km，宽0.25～0.8km范围内圈定了28个矿体。统计特征见表6-5。

表6-5　尾亚矿体主要特征统计表

矿石矿物以钛磁铁矿和钛铁矿为主，其次为赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿及少量黄铜矿，脉石矿物有辉石、斜长石等。矿石中有用金属组分全铁，二氧化钛及五氧化二钒含量比一般为30∶10∶0.2。由比例可知钛的含量较高，而钒则较低。

矿石分两个品级，Ⅰ级品矿石w（TFe）＞30%，w（TiO₂）=13.5%，w（V₂O₅）=0.24%；Ⅱ级矿石w（TFe）为20%～30%，w（TiO₂）=8.6%，w（V₂O₅）=0.14%。有害杂质：w（S）为0.479%；w（P）为0.698%。

矿石分为致密块状矿石和浸染状矿石两种，前者产于贯入式矿体中，后者多产于浸染状矿体中，两者均显示明显的条带状构造。

采用“磁选—浮选联合流程”对Ⅰ级品矿石进行了选矿试验，干试磁选回收含钒磁铁矿，钒的品位0.9%，五氧化二钒回收率达80%。钛的含量8%，二氧化钛回收率20%。铁品位60%，回收率61%。五氧化二磷0.085%，硫0.053%，浮选回收钛铁矿，钛精矿中二氧化钛品位40%，回收率60%。铁为33%的品位，五氧化二磷0.093%，硫0.074%。

计算出Ⅰ级品铁矿石储量48.85万吨，Ⅱ级品铁矿石储量1038.30万吨，二氧化钛81.27万吨，五氧化二钒0.23万吨，因此该矿的规模为大型钛矿，中型铁矿，并伴生钒矿，磷灰石矿床可综合利用。该矿区仅仅做表浅地段的找矿评价，深部评价尚未开展。

关于尾亚杂岩体（尾亚超单元）的形成过程，李嵩龄等（1997）认为；由于觉洛塔格早石炭世火山型被动陆源与其南卡瓦布拉克微板块汇聚后，岩浆作用停止，但相向汇聚的板块作用并未停止，导致在剪切带上盘生成典型高铝高侵位的圆形小岩株（银蹄洼超单元）。在此之后，新陆壳隆起稳定。早二叠世在尾亚附近，因热点作用在新陆壳板内生成具深源碱性类型的尾亚超单元。时隔不久，晚二叠世岩浆源上移至地壳中下层，在新陆壳板块内生成类似造山花岗岩的壳-幔混合源型的环形山超单元。他们在使用热点作用和新陆壳上的深源浅成作用这两个方面，与我们的观点不谋而合。

综上所述，塔里木大陆板块及其周边的基性岩及与之有关的钒钛磁铁矿矿床具有广泛的找矿前景，应加强找矿与勘查力度，争取获得新突破。

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