长安钛铁矿主矿体的分布与石英闪长岩体风化壳的分布基本一致；经对石英闪长岩的人工重砂分析及其风化剖面研究，查明石英闪长岩是该矿床的成矿母岩。

    石英闪长岩（海西－印支期）呈近东西向的不规则状岩株侵入于海西期的灰白色中粒斑状黑云母花岗岩基中；石英闪长岩呈灰黑色，半自形柱粒状结构，块状构造，主要矿物为粒径2～4mm的角闪石和中长石，次为石英（＜10%）和黑云母，含少至微量的磁铁矿、钛铁矿（0.42%～1.25%，平均0.996%）、锆石（0.001%～0.011%，平均0.0065%）、磷灰石、褐帘石等。钛铁矿体主要分布在海蚀阶地石英闪长岩风化壳的含褐铁矿结核砂质粘土及其之下的风化石英闪长岩中（最大风化厚度达24.8m），且钛铁矿品位有自上往下由高渐低的变化趋势；其次是分布在风化石英闪长岩毗邻的冲沟或冲积沉积层中。钛铁矿体在剖面上的二元结构普遍；上部为棕红色含褐铁矿结核砂质粘土层，由粘土（为主）、褐铁矿结核（粒径多为0.2～2cm，含量2.5%～25.3%，一般＞15%）、砂（石英、长石砂砾）及钛铁矿、锆石、磁铁石等组成，厚度1～4m，钛铁矿在该层富集，其品位一般在30～100kg/m3；下部过渡为风化石英闪长岩，主要由灰黄、灰棕色的粘土和高岭土组成，隐约可见原岩结构，风化厚度多在10m左右，最大达24.8m，钛铁矿品位较上部矿层低，一般在10kg/m3以上。该矿床共有11个矿体，分布面积12×9km2；其中Ⅱ号和Ⅰ号为主要矿体，长度3350～9400m，平均宽度794～1657m（最宽2068m），面积2.66～14.77km2，平均厚度4～6.5m（最大24.8m），钛铁矿平均品位21.8～40.6kg/m3（最高71.2～245.6kg/m3），伴生的锆石平均品位0.67～1.45kg/m3（最高3.67～6.10kg/m3）；钛铁矿矿物储量23.41万t（Ⅰ号矿体）～309.83万t（Ⅱ号矿体），锆石矿物储量1.56万t（Ⅰ号矿体）～5.76万t（Ⅱ号矿体）。

   全矿床11个矿体总储量为钛铁矿349.26万t（平均品位33.3kg/m3），锆石10.88万t（平均品位1.04kg/m3），属石英闪长岩风化成因的残坡积大型钛铁矿砂矿床。该矿床的钛铁矿呈铁黑色，金属-半金属光泽，碎屑粒状、棱角状（有时与石英、云母、角闪石连生），粒径以0.12～0.105mm（占25.89%）、＜0.09mm（占21.86%）和0.2～0.15mm（占20.97%）为主，次为0.15～0.12mm（占16.99%），少量0.3～0.2mm（占5.80%）、0.105～0.09mm（占5.66%）、0.5～0.3mm（占2.49%）、1～0.5mm（占0.64%）；经对14个钛铁矿样作单矿物分析，TiO2含量48.83～57.45%，平均52.91%。锆石呈无色透明为主、浅棕-深褐色为次，正方柱状晶形，金刚光泽，粒径以＜0.09mm为主（占66.04%），0.12～0.105mm为次（占17.12%），少量为0.15～0.09mm（占6.41%）、0.2～0.12mm（占8.85%）、0.5～0.2mm（占0.90%）；经对6个锆石样作单矿物分析，（Zr、Hf）O2含量为60.14%～64.55%，平均62.02%。

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