寧夏磷礦成礦特征及分布規(guī)律探析

【摘要】寧夏磷礦主要分布在賀蘭山區(qū)，經(jīng)過勘查的礦區(qū)共3個，研究表明，磷礦產(chǎn)于寒武系辛集組（xj）底部地層之內(nèi)。由磷礦層及其頂板中細(xì)砂巖組成。屬濱海-淺海相含磷建造。磷塊巖成層狀，自下而上可分為三種類型：礫狀磷塊巖、砂質(zhì)磷塊巖及鈣質(zhì)磷塊巖，礦石呈碎屑結(jié)構(gòu)、鮞狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦體呈層狀產(chǎn)出，屬緩傾斜礦層，與上下圍巖的層位關(guān)系一般較穩(wěn)定。磷礦物為膠磷礦，礦物顆粒細(xì)、嵌布緊密。綜合分析認(rèn)為礦床類型為沉積成因型層狀礦床。

【關(guān)鍵詞】磷礦；辛集組；礦石類型；分布規(guī)律

磷礦資源是含磷肥料生產(chǎn)的命脈，也是不可再生資源。寧夏磷礦是西北地區(qū)資源主要產(chǎn)地之一，但資源量較少，僅探明儲量為1365萬噸，但埋藏條件好，分布較為集中，磷礦資源主要分布在賀蘭山區(qū)，分布在蘇峪口至紫花溝一帶，即南北長約30余公里，東西寬約2公里的范圍內(nèi)。經(jīng)過勘查的礦區(qū)3個，主要為蘇峪口磷礦、蘇峪口南部擴(kuò)建區(qū)磷礦及紫花溝磷礦。

1、寧夏區(qū)域地質(zhì)背景

寧夏地處中朝準(zhǔn)地臺與祁連造山帶兩個性質(zhì)迥然不同的一級大地構(gòu)造單元的接合部位。綜合地層分區(qū)屬華北地層大區(qū)（V）。大體以賀蘭山三關(guān)口向西一線，再由三關(guān)口向東南（牛首山以東、青龍山以西）至固原-平?jīng)?隴縣一線為界，其北-東部屬晉冀魯豫地層區(qū)（V4）之華北西緣地層分區(qū)（V41）和鄂爾多斯地層分區(qū)（V44）的各一部分；上述一線以南-西，則屬秦祁昆地層區(qū)（V1）之祁連-北秦嶺地層分區(qū)（V12）的一部分。

寧夏磷礦產(chǎn)于中朝準(zhǔn)地臺鄂爾多斯西緣坳陷帶賀蘭山臺陷內(nèi)寒武系辛集組（xj）中，地層區(qū)劃屬晉冀魯豫地層區(qū)華北西緣地層分區(qū)賀蘭山地層小區(qū)。而祁連造山帶未見有磷礦產(chǎn)出。

2、磷礦分布及地質(zhì)特征

2.1地層

寧夏寒武系辛集組（xj）僅出露于賀蘭山、青龍山、平行不整合于震旦紀(jì)正目觀組之上，底部為含磷礫巖，往上為褐灰、灰白色含磷白云質(zhì)砂巖、砂質(zhì)白云巖、中厚層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，具Bergeroniellus-Hsuaspis三葉蟲組合；與晉冀魯豫地層區(qū)南緣、西緣分布的“含磷巖系”層位相當(dāng)，巖性大體一致，最大可見厚度40m，相當(dāng)于在寒武世中期（滄浪鋪中晚期）形成的濱海相含磷建造。

磷礦產(chǎn)于寒武系辛集組（xj）底部地層之內(nèi)。由磷礦層及其頂板中細(xì)砂巖組成。屬濱海-淺海相含磷建造。磷塊巖成層狀，傾角18—27°屬緩傾斜。磷塊巖礦層按礦石自然類型，自下而上由礫狀磷塊巖、砂巖狀磷塊巖及鈣質(zhì)磷塊巖組成。是磷礦的賦礦層位。中細(xì)砂巖呈灰、灰白色，中厚層狀，鈣質(zhì)長石質(zhì)，極致密堅硬。

2.2構(gòu)造

磷礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺鄂爾多斯西緣坳陷帶賀蘭山臺陷內(nèi)，地層區(qū)劃屬晉冀魯豫地層區(qū)華北西緣地層分區(qū)賀蘭山地層小區(qū)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，構(gòu)造形態(tài)為一彎弧狀單斜構(gòu)造展布于地表。

斷層主要有頭道溝逆斷層（F3），斷層走向在磷礦層淺部呈北西西向，向西漸轉(zhuǎn)北北西向，亦呈彎弧狀展布于地表。斷層傾向南西，斷層面傾角70°左右，長度大于1公里。該斷層地表在頭道溝內(nèi)清晰可見，向西則由于局部森林密布不很明顯。據(jù)地表不同標(biāo)高斷層點及深部坑道觀察，斷層落差則由淺至深加大，淺部50m左右，深部達(dá)150m左右。

2.3磷礦體及礦石特征

2.3.1礦體規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀

礦層走向大致呈南北向，褶曲成“S”形。傾向在磷礦區(qū)315-330°，傾角14-27°。為單斜板狀礦體。磷礦區(qū)磷塊巖產(chǎn)于寒武系辛集組（xj ）底部地層之內(nèi)，底板為震旦系正目觀組（Zz）棕黃、深綠、灰白色硅質(zhì)頁巖，與礦層分界較清楚，頂板為磷酸鹽化砂質(zhì)灰?guī)r，與礦層界線一般不太顯著，磷塊巖成層狀，傾角18—27°，屬緩傾斜，局部因受構(gòu)造影響變化較大，在礦區(qū)內(nèi)礦層有變厚變薄的現(xiàn)象，礦層系由三層不同巖性的巖層組成，形成上部鈣質(zhì)磷塊巖，其間夾有二層厚0.1—0.25m有機質(zhì)黑色頁巖，中部為砂質(zhì)磷塊巖，下部為磷礫巖；礦層厚度0.7～2.71m，P2O5含量一般來看不太均勻，含量較高的要算礫狀磷塊巖，平均品位18%，次為砂質(zhì)磷塊巖平均品位15%，含量最低鈣質(zhì)磷塊巖平均品位13%；由于磷塊巖呈層狀產(chǎn)出，總的來看與上下圍巖的層位關(guān)系一般較穩(wěn)定。

2.3.2礦石組分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

按礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，自下而上可分為三種類型：

①礫狀磷塊巖（磷礫巖）：位于礦層之底部，厚度0.15—2m，品位較穩(wěn)定，一般P2O5含量10—18%，局部地段中間有夾層。呈灰、深灰色，礫狀構(gòu)造，風(fēng)化面多受鐵質(zhì)渲染成褐色，礦石由礫石和膠結(jié)物組成，礫石成分主要為石英，含量達(dá)70%左右，膠磷礦占10—20%，方解石5%，含少量泥質(zhì)、褐鐵礦、獨居石、金紅石、梢石、白太石、石榴子石及綠泥石等礦物。

礫石呈不規(guī)則之橢圓形，成分主要為石英、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、粉砂巖、頁巖，礫石多呈滾圓形、扁圓狀或扁豆?fàn)睿睆揭话阍?.2-5cm，大小不等，礫石粗碎屑結(jié)構(gòu)。而大小礫石之間，充滿了石英顆粒，直徑為0.1—0.2mm，圓滑程度較好。

膠結(jié)物為膠磷礦和鐵質(zhì)、泥質(zhì)，具基底膠結(jié)，膠磷礦呈帶狀，有的呈分散狀和砂質(zhì)物混合在一起，膠結(jié)緊密，由化學(xué)分析證明，礦石顏色愈深，礫石愈少含P2O5愈高?？芍姿猁}主要分布于膠結(jié)物中，而礫石本身多不含礦。膠磷灰石膠體狀折光率低于樹膠，顯均質(zhì)性，單光下為淺污濁之土黃色。

②砂質(zhì)磷塊巖：位于礦層之中部，厚度0.2—1.07m，深灰色塊狀構(gòu)造，中碎屑顆粒，直徑0.1—1mm，致密塊狀，風(fēng)化面為淺黃色。礦物成分主要為石英40—46%，長石30%，方解石2—3%，膠磷礦10—15%，膠結(jié)物10%（主要是鐵質(zhì)）。

石英為灰色至無色透明，半滾圓狀、渾圓狀，時見熔蝕狀，長石以鈉長石為主，晶形稍有彎曲，表面已風(fēng)化為絹云母、高嶺土。粒徑0.3mm，下部變粗，靠下部與礫狀磷塊巖分界不明顯。石英顆粒外皮破碎。膠結(jié)物為含鐵的碳酸鹽礦物15%，硅質(zhì)及膠磷礦30%。

③鈣質(zhì)磷塊巖：位于礦層的上部，厚度0.1—0.83m，深灰色，風(fēng)化面呈淡黃褐色，鮞狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；鮞粒為石英，滾圓狀，鮞粒外皮為泥質(zhì)、硅質(zhì)及膠磷礦，膠磷礦為灰色至無色，呈膠狀、塊狀和粒狀出現(xiàn)。膠結(jié)物為含鐵的碳酸鹽。黃鐵礦呈星散狀，并見網(wǎng)狀方解石細(xì)脈。除自生石英外，尚有白云石20-25%。當(dāng)白云石增至60%時，磷礦達(dá)不到邊界品位，形成夾石。

礦石有益組分（P2O5）含量分布很不均勻。礦區(qū)內(nèi)由東北向西南礦層厚度增大，而品位降低。礦石類型的不同，品位亦有明顯的變化，詳見表1-1。

礦區(qū)內(nèi)不同礦石類型品位皆在工業(yè)品位以上，其中最高達(dá)20.63%，平均品位18.09%，該地段礦化連續(xù)性好。其中鈣質(zhì)磷塊巖P2O5品位最高達(dá)19.65%。平均品位13.03%。砂巖狀礦石品位最低14.59%，品位最高21.67%，平均品位19.01%。礫狀礦石變化于18.11--26.15%之間，平均品位21.7%。礦物顆粒細(xì)、嵌布緊密，有害雜質(zhì)多。因此，相比而言，高品質(zhì)磷礦較少。

2.3.3礦石類型和品級

礦石的自然類型主要為礫狀磷塊巖（磷礫巖）、砂質(zhì)磷塊巖、鈣質(zhì)磷塊巖。工業(yè)類型的劃分，主要考慮工業(yè)加工的技術(shù)特性之不同。寧夏磷礦礦石的三種自然類型，依據(jù)其P2O5品位及結(jié)構(gòu)構(gòu)造，磷質(zhì)的存在形式，礦石可分為明顯兩種工業(yè)類型：

（1）鈣質(zhì)磷塊巖可屬結(jié)核狀類型磷塊巖類型。

（2）礫狀磷塊巖，砂質(zhì)磷塊巖可屬層狀或顆粒狀磷塊巖類型。

礦石亞類屬硅質(zhì)及硅酸鹽磷礦。根據(jù)中國科學(xué)院礦冶研究所與原寧夏工業(yè)設(shè)計研究所共同對磷礦可選試驗結(jié)果定為可選性較好的膠磷礦。

綜上所述，認(rèn)為該礦床為該磷礦為沉積成因型層狀礦床。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇峪口地質(zhì)隊，《寧夏賀蘭山蘇峪口磷塊巖礦區(qū)勘探儲量報告》1958年12月.

[2]寧夏地質(zhì)局寧北地質(zhì)隊，《寧夏回族自治區(qū)賀蘭山銀川市紫花溝磷塊巖初步勘探報告》1960年12月.

[3]寧夏煤炭工業(yè)地質(zhì)勘探隊，《蘇峪口磷礦南部擴(kuò)建區(qū)磷塊巖礦床初步勘探地質(zhì)報告》1977年.

[4]寧夏回族自治區(qū)地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊，《寧夏回族自治區(qū)巖石地層》1996年4月.