開陽(yáng)磷礦含磷巖系礦石構(gòu)造特征探討

陳 治

(貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550003)

開陽(yáng)磷礦含磷巖系礦石構(gòu)造特征探討

陳 治

(貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550003)

開陽(yáng)磷礦是我國(guó)著名的大型海相沉積磷礦床之一，位于揚(yáng)子古陸的西南緣。礦區(qū)磷礦主要產(chǎn)于前寒武世陡山沱期(Z1p)。含磷巖系底板有砂巖、頁(yè)(泥)巖、白云巖，顯示磷礦沉積前的盆地復(fù)雜環(huán)境。區(qū)內(nèi)沙壩土礦段礦體最厚，向其他礦段逐漸減薄，顯示該地段可能是盆地的沉積中心，近期勘探資料表明，東翼依舊是礦區(qū)最有利的找礦靶區(qū)。礦區(qū)各礦段間礦石構(gòu)造的無(wú)規(guī)律性，表明沉積時(shí)的環(huán)境多變性，部分礦段含磷巖性頂板出現(xiàn)硅質(zhì)巖，表明陡山沱后期盆地沉積復(fù)雜性。

開陽(yáng)磷礦;含磷巖系;構(gòu)造特征

開陽(yáng)礦區(qū)磷礦形成早寒武世陡山沱期，礦區(qū)礦物沉積以海相沉積為主，其研究歷來(lái)已久，很多學(xué)者都對(duì)其成礦背景提出了自己的見解。前人研究［4］［5］［25］［26］表明:開陽(yáng)磷礦馬路坪及沙壩土礦段發(fā)現(xiàn)大量海綠石，表明礦區(qū)磷礦石明顯的海相沉積特征;礦區(qū)為陸緣坻相區(qū)，其為與深海平行并連接深海的水下槽地，該槽地為接收深海物質(zhì)(上升洋流)及陸源物質(zhì)等提供了有利的成礦場(chǎng)所。

1 磷質(zhì)來(lái)源

磷礦的物質(zhì)來(lái)源主要有陸源(14.2×106)、火山源(2.66×106)、空源(1.13 ×106)。楊衛(wèi)東［11］等對(duì)開陽(yáng)磷礦代表性樣品進(jìn)行了稀土分析，利用稀土元素“相似同源”原理，得出開陽(yáng)磷礦總輕重稀土元素之比為1.10～1.19之間，與同時(shí)期的海底磷灰石噴發(fā)的總稀土元素之比(1.03)極為相近，表明它們具有相同的物源性，即都可能來(lái)自于同期的海底火山噴發(fā)。全貴龍［9］等在對(duì)開陽(yáng)磷礦磷塊巖的 REE特征進(jìn)行了相關(guān)分析之后，同樣證明磷塊巖的沉積具有深部熱源參與特征。陳其英［1］等通過(guò)對(duì)黔中磷塊巖中碳氟磷灰石及膠結(jié)白云石的碳、氧同位素測(cè)定認(rèn)為，黔中碳氟磷灰石富集了輕同位素成分，其一可能是因?yàn)槌蓭r階段溫度過(guò)高，這與楊衛(wèi)東等、全貴龍等研究具有相似性，即深部熱液的參與可能是導(dǎo)致成巖階段溫度過(guò)高的原因之一，其二是因?yàn)榱讐K巖形成于淺海環(huán)境，與陸源水的參與有關(guān)，這與開陽(yáng)磷礦牛趕沖礦段含磷巖系底板有泥巖出現(xiàn)的特征吻合，即磷質(zhì)來(lái)源部分源于陸源物質(zhì)(黔中古陸)的代入。綜合分析前人資料表明，開陽(yáng)磷礦物質(zhì)來(lái)源既有深部來(lái)源物質(zhì)(火山源)，也有陸源物質(zhì)帶入，是一個(gè)多物源的沉積盆地。

2 礦石構(gòu)造特征

開陽(yáng)磷礦礦物以碳氟磷灰石為主，礦石主要有致密狀磷塊巖、碎屑狀磷塊巖以及條帶狀磷塊巖，他們都顯示了成礦過(guò)程中的不同沉積相環(huán)境。致密狀磷塊巖——礦物形成過(guò)程中，沉積環(huán)境穩(wěn)定，碳氟磷灰石的析出連續(xù)，同時(shí)在磷礦析出過(guò)程中有富磷物質(zhì)的不斷補(bǔ)充;碎屑狀磷塊巖——礦物形成過(guò)程中，受到強(qiáng)烈的水動(dòng)力條件或有大量陸源碎屑物參入;條帶狀磷塊巖——礦物形成過(guò)程中，明顯的化學(xué)條件改變，碳氟磷灰石中條帶夾有白云石、水云母等礦物的同時(shí)析出。圖1為開陽(yáng)礦區(qū)各礦段含磷巖系鉆孔取樣對(duì)比圖，圖中可以看出各鉆孔間的磷塊巖構(gòu)造組合形式是各不相同的，即致密狀磷塊巖、碎屑狀磷塊巖、條帶狀磷塊巖分別呈交替出現(xiàn)，表明成磷盆地在磷礦形成過(guò)程中體系的復(fù)雜變化是無(wú)規(guī)律性的。

2.1 含磷巖系底板特征

圖1中，以洋水背斜為軸，橫向來(lái)看礦層直接底板巖性變化，礦區(qū)中部直接底板為白云巖，而兩側(cè)東、西翼為砂巖，表明:南沱冰期結(jié)束后，盆地中部首先由礦物開始沉積，并形成盆地早期的局限 －半局限臺(tái)地相碳酸鹽巖建造;縱向上，牛趕沖礦段直接地板為頁(yè)(泥)巖，表明牛趕沖礦段可能為盆地的一個(gè)入?？谔?。

2.2 含磷巖系底板特征

開陽(yáng)礦區(qū)巖性頂板在西翼兩岔河及軸部極樂(lè)礦段出現(xiàn)硅質(zhì)巖，而硅質(zhì)巖一般都處于臺(tái)地水體較深的部位，這可能是由于沉積后期的盆地的不均勻沉降或海平面的上升所致。

圖1 礦區(qū)不同礦段含磷巖系鉆孔取樣對(duì)比圖(據(jù)化工地質(zhì)隊(duì)鉆孔資料圖)

2.3 礦體變化特征

從圖1中可以明顯看出，礦區(qū)內(nèi)沙壩土礦段礦體最厚，往其他礦段都逐漸減薄，這與卡查科夫海洋磷酸鹽巖生成機(jī)理圖(圖2)較為相似。這可能是由于南沱期結(jié)束后，全球氣候回暖，大量陸源物質(zhì)隨河流帶入洋水盆地，形成早期盆地沉積(牛趕沖礦段底板頁(yè)巖、泥巖)，同時(shí)海洋循環(huán)作用加強(qiáng)，大量生物的繁殖，為洋水盆地沉積提供了良好物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著海水磷質(zhì)增加，形成早期的盆地沉積，盆地靠近大陸邊緣一翼(牛趕沖礦段)主要以陸源物質(zhì)供給為主，形成碎屑狀磷灰石;而相對(duì)較深一翼主要為上升洋流所攜帶富磷物質(zhì)(海底生物遺體等)，在相對(duì)平靜區(qū)域形成致密狀磷塊巖;位于盆地中部沙壩土礦段由于富磷物質(zhì)較少，同時(shí)含鈣質(zhì)較高，則形成條帶狀磷塊巖。后期隨著盆地及海水升降，使得盆地邊緣沉積磷礦受到強(qiáng)烈的機(jī)械作用，使得早期形成的磷塊巖破碎后進(jìn)入深部再次沉積，為盆地中心提供了豐富的磷質(zhì)，使得盆地中心磷礦形成富且厚的礦體。

圖2 海洋磷酸鹽巖生成機(jī)理圖(據(jù)卡查科夫修改)

3 小結(jié)

1)礦體主要以沙壩土礦段礦體最厚，向其他幾個(gè)礦段礦體都依次變薄，表明沙壩土礦段可能是盆地磷沉積時(shí)期的中心，也是最有利的成礦地段，參照卡查科夫的海洋磷酸鹽巖生成機(jī)理圖，礦區(qū)應(yīng)當(dāng)以沙壩土礦段為沉積中心，向其周圍深部為找礦方向。

2)礦石結(jié)構(gòu)類型較為復(fù)雜，且各礦段之間變化并無(wú)規(guī)律性。表明，開陽(yáng)磷礦礦區(qū)在礦物析出過(guò)程中，沉積環(huán)境有著極為復(fù)雜的改變，如海平面、盆地升降等。

3)含磷巖系直接底板主要以白云巖為主，而在極樂(lè)、兩岔河礦段出現(xiàn)硅質(zhì)巖，這可能是在磷沉積后期，盆地內(nèi)復(fù)雜的沉積相變環(huán)境變化所導(dǎo)致。

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P588.24+4

B

1004－1184(2012)05－0131－02

2012－05－23

陳治(1986－)，男，貴州貴陽(yáng)人，在讀碩士，主要從事礦床地質(zhì)研究。