貴州織金新華磷礦礦床地質特征及礦床成因淺析

宋普洪

（貴州省地礦局104地質大隊，都勻558000）

1 區(qū)域地質背景

區(qū)域地層：新華磷礦在大地構造位置上位于揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱，次級構造單元上位于貴陽復雜構造變形區(qū)西段。區(qū)內(nèi)褶皺和斷層均較為發(fā)育，主體構造線呈北東向展布（見圖1）。區(qū)域內(nèi)出露地層由老至新，依次為震旦系燈影組（Z2dy），寒武系戈仲伍組（Э1gz）、牛蹄塘組（Э1n）、明心寺組（Э1m）。石炭系九架爐組（C1j）及擺佐組（C1b），二疊系梁山組（P2l）、棲霞組（P2q）和茅口組（P3m）。峨眉山玄武巖組（P3β）、龍?zhí)督M（P3l）、長興組（P3c）和大隆組（P3d），三疊系夜郎組（T1y）和永寧鎮(zhèn)組（T1yn）。

2 礦區(qū)地質特征

2.1 地層 戈仲伍組（Э1gz）是新華磷礦及稀土礦的主要賦礦層位，該套地層上部為深灰色中厚層狀細粒含磷白云巖與暗灰、灰黑色薄層狀白云質磷塊巖不等厚互層，巖石中具水平、波狀、交錯層理，構成不規(guī)則的條帶狀構造；下部為灰、青灰色薄至中厚層細粒白云質砂屑磷塊巖。厚14～27米。與下伏地層燈影組（Z2dy）為整合接觸。

2.2 褶皺構造 區(qū)內(nèi)上由北西至南東，發(fā)育木戛向斜、果化—各仲伍背斜、新華向斜、鄔元壩背斜、桂果向斜、打麻廠背斜，這些褶皺彼此平行排列，呈北東向展布。其中與新華磷礦關系密切的果化—各仲伍背斜，全長26公里；地層傾向 280°～340°，傾角 5°～30°，臨近褶皺軸和斷層帶附近，傾向變化很大，傾角變陡；背斜南東翼大部分被一走向斷層破壞，除局部有明心寺組（Э1m）出露外，背斜南東翼主要出露晚古生代地層及三疊系。

3 礦床地質特征

3.1 礦體（層）特征

3.1.1 含磷巖系 本區(qū)含磷巖系為戈仲伍組（Э1gz），由上到下分述如下：①暗灰色薄層白云質磷塊巖與深灰色中厚層狀細粒含磷白云巖不等厚互層，構成條帶狀構造，前者厚度2～15cm，一般2～5cm，后者20～40cm，該層厚度2.12～6.00米，平均 3.10米；P2O5含量 12.50%～19.23%。②含磷白云巖：灰、深灰色中厚層狀細粒含磷白云巖。厚5.55～10.24米，P2O5含量6.61%～10.29%。③砂屑磷塊巖礦：灰、青灰色薄至中厚層狀細粒白云質砂屑磷塊巖，厚4.67～12.85米，平均8.56米。礦體P2O5品位12.04%～37.53%，平均20.87%。

3.1.2 礦體（層）圍巖及夾石 礦層直接頂板為牛蹄塘組（Э1n）黑色、灰黑色粘土巖、粉砂質、炭質粘土巖，厚度34～62米，為區(qū)內(nèi)比較穩(wěn)定的標志層。礦層直接底板為燈影組（Z2dy）灰、灰白色厚層至塊狀夾中層（微含磷質）粉晶白云巖。礦體夾石位于戈仲伍組（Э1gz）磷礦層的中部，為灰色中厚層狀細粒含磷白云巖；巖石產(chǎn)狀與礦體一致，走向長約5公里，傾向寬2公里，將磷礦體分為上層礦及下層礦。上、下層磷礦品位較高，尤其是靠近底板燈影組（Z2dy）白云巖品位高，中間品位較低的情況，夾石厚度一般為 5.55～10.24米，平均 7.89米；品位 6.61%～10.29%，礦石與夾石界線不清。

3.1.3 礦體分布、形態(tài)、規(guī)模及產(chǎn)狀 織金新華磷礦礦體呈層狀賦存于戈仲伍組（Э1gz）中，沿果化—各種伍背斜兩翼分布，全長20公里以上，為一巨型的海相沉積磷塊巖礦床。整個新華磷礦區(qū)可分為四個礦段，由南西至北東分為高山礦段、各仲伍礦段、果化礦段和大戛礦段。

礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，傾向 330°～20°，傾角 8°～15°。從深部工程控制情況來看，礦層走向長約5公里，傾向寬2公里，礦層厚度14.35～26.89米。在走向上，礦層厚度從南西到北東有變薄的趨勢。在傾向上，由于受到斷層的破壞，局部地段礦層連續(xù)性受到影響。但總體來說礦層較穩(wěn)定，有穩(wěn)定展布夾層（石），無突變。

3.2 礦石質量

3.2.1 礦石結構、構造 礦區(qū)內(nèi)磷礦石結構為碎裂結構、細晶結構、細晶砂屑結構、含砂屑細晶結構、含砂屑細—中晶結構、砂屑細晶結構等，主要以細晶結構為主。礦區(qū)內(nèi)磷礦石構造主要有：層紋—條紋—條帶狀層狀構造、層紋—條紋狀構造、層狀構造、層紋狀構造等，主要以層紋—條紋狀構造最發(fā)育。

3.2.2 礦物成分 新華磷礦石經(jīng)鏡下鑒定，發(fā)現(xiàn)礦石礦物主要為膠磷礦（隱晶磷灰石），呈內(nèi)碎屑狀，局部在內(nèi)碎屑內(nèi)部和邊緣發(fā)現(xiàn)有少量非晶質磷灰石重結晶成柱粒狀磷灰石和成纖狀磷灰石環(huán)邊。

膠磷礦的主要賦存形式有兩種：①呈內(nèi)碎屑基本礦物構成形式產(chǎn)出，含量50%～93%。粒度一般0.06～0.25mm。呈次圓狀、圓狀，磨圓度及分選性好。②呈填隙物主要礦物構成形式產(chǎn)出，含量1%～22%，對內(nèi)碎屑等其他成分起膠結作用。脈石礦物主要有白云石、石英、粘土礦物等。

3.3 礦石的化學成分 從分析結果來看，磷塊巖中主要的有用化學成分為P2O5和RE2O3，礦區(qū)磷礦P2O5品位總體較低，磷的主要賦存狀態(tài)為隱晶質磷灰石（膠磷礦），與磷礦伴生的有益礦產(chǎn)為稀土礦，本區(qū)稀土礦以重稀土（Y2O3） 為主，稀土含量（RE2O3）0.090%～0.150%，平均0.110%。同時發(fā)現(xiàn)本區(qū)磷礦石F含量較高，MgO含量變化較大。

從已有P2O5和RE2O3的定量分析資料來看，P2O5高，RE2O3也高，反之則低，呈正消長關系。在空間上，P2O5品位有一定的變化，走向上從北東到南西品位變低，傾向上，地表含量高，深部含量低，稀土含量變化規(guī)律與P2O5有較強的正相關。

3.4 礦石類型 從巖礦鑒定來看，地表礦石白云石含量大大低于深部鉆孔礦石，其中部分地表礦石不含白云石，同時地表礦石MgO含量也明顯低于深部礦石；而地表礦石P2O5、SiO2、Al2O3、酸不溶物和稀土含量明顯高于深部礦石，所以可以大致判斷磷礦石在地表風化淋失過程中造成Mg元素的流失和P、稀土等元素的相對富集。氧化帶寬度為30～50米，過渡（混合）帶寬度推測為50米左右。深部礦體均為原生帶。根據(jù)礦石的物質組分、結構構造等宏觀特征，可將礦區(qū)內(nèi)礦石的自然類型劃分為白云質磷塊巖、層紋狀含磷質白云巖和層紋—條紋狀含砂屑細—中晶狀白云質磷塊巖三類礦石自然類型。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 成礦控制因素 磷塊巖的形成、富集，受諸多因素的制約，主要的控礦條件有巖相古地理及次生氧化作用等。

4.1.1 巖相古地理條件 從勘探線剖面圖上的礦層沿走向方向的礦層柱狀對比圖中可以看出，白云質磷塊巖礦體的厚度受其沉積基底起伏程度的制約，當沉積基底（燈影組古侵蝕面）為向下凹的洼地時，沉積的戈仲伍組（Э1gz）含磷層厚度就大，相應的磷塊巖P2O5較富，當基底向上凸起時，戈仲伍組含磷層厚度就薄，同時磷塊巖的P2O5含量亦較低。

圖1

4.1.2 次生氧化富集作用 磷塊巖，包括含磷白云巖，在沉積成巖之后，由于氧化作用，使之容易溶解的碳酸鹽礦物溶解，CaO、MgO、CO2組分流失，磷塊巖中的膠磷礦相對富集，磷塊巖貧礦變成磷塊巖富礦，含磷白云巖變成磷塊巖。次生氧化作用不僅產(chǎn)生于表淺部礦體中，深部礦體當有斷層切割或巖溶發(fā)育形成溶洞時，加速了地下水的流動，地下水中的氧分對白云質磷塊巖進行氧化，促進磷礦石的氧化富集，形成氧化礦石或混合型礦石。

4.2 成礦時期及環(huán)境分析 貴州主要磷塊巖形成時期大致分為兩大成礦時期，即新元古代末陡山沱期和早寒武世梅樹村早期，分屬中國重要的兩個成磷時期。形成的磷塊巖分屬為黔中成礦域含磷巖系和黔西北早寒武世揚子成礦域含磷巖系。

貴州早寒武世磷塊巖主要產(chǎn)出于黔北、黔西北地區(qū)（織金新華磷礦區(qū)），分屬于揚子地臺西部。富含磷塊巖地層為戈仲伍組（Э1gz）。主要分布于織金大院、戈仲伍、打麻廠、五指山及熊家場等地。巖石主要為白云巖、白云質磷塊巖、硅質白云巖、硅質磷塊巖及生物碎屑磷塊巖等。由于特殊的沉積環(huán)境，使得該區(qū)磷塊巖品位（P2O5含量）較低，為16%～20%左右，但富含稀土元素，具有巨大的綜合利用潛在價值。

織金新華磷礦分布于牛首山古陸的東部邊緣，其沉積基底受古陸的控制。磷塊巖的沉積環(huán)境為淺海臺地潮坪環(huán)境。

5 結論

通過以上綜合分析，可初步得出以下結論：

5.1 新華磷礦為產(chǎn)出于早寒武世的超大型磷礦，賦礦層位為各仲伍組（Э1gz），磷的主要賦存狀態(tài)為隱晶質磷灰石（膠磷礦），伴生稀土礦，以重稀土（Y2O3）為主。其產(chǎn)出層位穩(wěn)定，礦體厚度大，成礦地質條件好。礦石的自然類型劃分為白云質磷塊巖、層紋狀含磷質白云巖和層紋—條紋狀含砂屑細—中晶狀白云質磷塊巖三種。

5.2 新華磷礦磷塊巖的沉積環(huán)境為淺海臺地潮坪環(huán)境，是海源的生物化學和膠體化學聚沉——盆內(nèi)顆粒再沉積成因，寒武系牛蹄塘組（Э1n）底部黑色頁巖可作為該類型磷礦床的找礦標志。

[1]溫婧.中國磷礦資源類型和潛力分析[D].北京：中國地質大學，2011.

[2]貴州省區(qū)域地質志地質出版社.貴州省地礦局，1987.

[3]貴州省織金縣新華磷礦區(qū)含重稀土磷塊巖地質勘探報告[R].1971.

[4]貴州省織金縣打麻廠磷礦及稀土礦詳查地質報告[R].2009.