钛矿化受产出环境、原岩地球化学以及富集的动力机制控制明显。世界级的钛矿床主要分布在古老地盾区及其边缘或褶皱带中的变质地体内。

众多的钛矿床类型中，从成因类型及规模来看主要有三类：

（1）与侵入岩有关的岩浆－热液型的钛矿床（岩矿型），该类型矿床多具有成矿区集中、贮量大的特点，但是多是共生矿，主要矿物有钛铁矿、钛磁铁矿等，矿石品位（质）较低，矿石选矿分离较为困难；

（2）与高压－超高压变质作用有关的金红石钛矿床，该类型矿床具有品位相对较高，成分简单，可综合回收利用矿物多，经济价值高等特点；

（3）海滨沉积型钛矿，是当前世界上钛矿床中最重要的类型。该类矿床主要集中在海岸、河滩等地，矿物有金红石、砂状钛铁矿、板钛矿、白钛矿等。该类矿床具有Fe₂O₃较高含量、结构疏松、杂质易分离等特点。三类矿床以岩矿型和沉积型矿床为主（图3）。

矿床类型还有碱性杂岩中岩浆型钛铌钽稀土矿床、斑岩型钛铁矿床以及热液斑岩型矿床。晚期岩浆作用有关的富铁钛氧化物矿床是由一套复杂的镁铁质岩石组成，包括斜长岩、辉长岩。主要矿石矿物为钛铁矿和钛赤铁矿，常见规模巨大的钒钛磁铁矿矿床。而碱性杂岩中岩浆型钛铌钽稀土矿床一般为中小规模。赋矿围岩为一系列连续侵入的碱性岩石，包括碳酸盐岩、霞石、辉石、正长岩等岩石类型。

此类矿床含有丰富的钙钛矿（一种钙钛氧化物），辉石的TiO₂含量在1.9％～9.6％之间（平均约5.3％TiO₂），还有大量的稀土元素、钍、铌、钒。在大型火成岩体热液变质矿床中，钛矿床一般是出现在含有浸染性黄铜矿和其他硫化物的斑岩铜矿床周围的蚀变带内，如美国宾汉峡谷（Bingham Canyon）或智利厄尔特尼恩特（El Teniente），金红石可由含钛硅酸盐和氧化物的破坏，通过高温热液流体引入围岩而形成。此类矿床规模较小。

主变质型钛矿床一般是金红石矿床。这一大类的金红石矿床主要包括榴辉岩型、角闪岩型、变质（粉）砂岩型和变质铝硅酸盐岩4个矿床类型。富钛原岩的变质作用是对这类金红石矿的共生矿物组合和含铝硅酸盐矿物中TiO₂含量高低影响较大的因素。在高压（超高压）、高级变质的榴辉岩中，钛的氧化物只以金红石形式存在，一般不生成钛铁矿，共生的脉石矿物可能有石榴子石、绿辉石和闪石等，只有在退化变质带才有可能出现少量钛铁矿；在中（低）级变质的角闪片岩和变质（粉）砂岩中，金红石常与钛铁矿等密切共生，个别矿床甚至出现较多的锐钛矿。

沉积类型的钛矿床，矿石类型多为高级钛铁矿和金红石。一般是从海岸沙丘和海滩砂中的松散重矿物（比重＞2.85g/cm³的矿物）中获取的。当含钛矿物和其他重矿物从母岩中被剥蚀，经过运输和分选，最后沉积在河流、海滩或风成环境中时，就形成了重砂矿床。许多开采利用价值高的沉积钛矿床具有以下特点：

（1）矿床位于被动大陆边缘，并伴生有高级变质岩或镁铁质火成岩；

（2）多出现在受海平面变化控制或沉积率相对较低的海岸线区域；

（3）随着海侵或高能波浪沿海岸漂流期间，矿砂经过了反复冲刷改造；

（4）许多障壁岛和（或）风成沙丘经剥蚀以后在地形上可形成砂矿体高点。

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