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唐家湾钒钛磁铁矿位于扬子陆块与松潘—甘孜活动带的西南结合部康滇断隆带中段南部、安宁河断裂西侧。矿体产于华力西期基性超基性岩体中，矿石矿物主要为钛磁铁矿、钛铁矿等，多具海绵陨铁结构，围岩为印支期正长岩。 唐家湾钒钛磁铁矿床分布于华力西期辉长岩体中，辉长岩主要分布在矿区的中部及东南部，呈带状，岩体在矿区地表断续出露范围东西长约500米，南北长约1.6千米，面积约0.8km2。大致呈北东—南西走向，倾向南东，岩体围岩为正长岩。正长岩覆盖于含矿岩体之上，正长岩大多风化强烈，部分长石已高岭土化。 唐家湾钒钛磁铁矿矿石的矿物成分较为复杂，金属矿物主要为钛磁铁矿、钛铁矿及少量硫化物，脉石矿物主要为硅酸盐矿物及少量磷酸盐、碳酸盐矿物。其中钛磁铁矿是铁精矿产品主要成分，粒状钛铁矿是钛精矿产品主要成分，硫化物则为铜、镍、钴等载体矿物。 唐家湾矿区钒钛磁铁矿矿床符合以下地质特征:岩体有很好的垂直分带性，基性度由下而上逐渐减弱，下部主要为超基性岩，上部为基性岩，主矿层在岩体中下部赋存，向岩体上部矿体变贫变薄等现象说明岩体存在重力分异，这是重力分异形成的铁钛矿浆浓度的梯度带的结果。其矿床成因属于同源就地分异的晚期岩浆矿床。