四川峨邊青山磷礦地質(zhì)特征與成因探討

李程 彭濤 常鑫

摘 要：青山磷礦位于峨邊縣城區(qū)145°方向，直距27km，隸屬峨邊縣平等鄉(xiāng)管轄，文章通過(guò)對(duì)該區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景，地質(zhì)特征和礦體地質(zhì)特征的研究與分析，認(rèn)為礦區(qū)麥地坪組磷礦為古陸邊緣淺海潮下海灣沉積，具單一礦層結(jié)構(gòu)，層位較連續(xù)、穩(wěn)定。據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分以及礦層產(chǎn)狀分析，青山磷礦成因?qū)贉\海相生物化學(xué)沉積磷塊巖礦床。初步確定了礦區(qū)為一中高品位的中型磷塊巖礦床，具有較大的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：青山磷礦；地質(zhì)特征；成因探討；峨邊

前言

青山磷礦位于峨邊縣城區(qū)145°方向，直距27km，隸屬峨邊縣平等鄉(xiāng)管轄，坐標(biāo)為：東經(jīng)103°26′00″～103°31′15″，北緯29°04′15″～29°07′00″，面積25.14km2。礦區(qū)北緣有簡(jiǎn)易公路通往平等鄉(xiāng)，平等鄉(xiāng)經(jīng)龔嘴鎮(zhèn)有公路至峨邊縣城，距離43公里；成昆鐵路經(jīng)過(guò)峨邊縣城；峨邊至樂(lè)山、成都市均有高速公路和高等級(jí)公路相通，外部交通較為方便。礦區(qū)內(nèi)為原始林區(qū)，內(nèi)部交通較差。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ）西部上揚(yáng)子臺(tái)褶帶（Ⅱ）美姑～金陽(yáng)陷褶束（Ⅲ）北東段，西鄰康滇地軸（Ⅱ），東接四川臺(tái)拗（Ⅱ）川中臺(tái)拱（Ⅲ級(jí)）[1-3]。區(qū)域內(nèi)地層發(fā)育較好，從下元古界到新生界地層均有出露，由老至新有前震旦系、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、二疊系、三疊系、侏羅系，缺失泥盆系、石炭系和白堊系。

晉寧運(yùn)動(dòng)形成的構(gòu)造格局控制了區(qū)內(nèi)各地層的沉積和展布，區(qū)內(nèi)褶皺和斷裂以近南北向和北東向?yàn)橹?，斷裂多發(fā)生在背斜軸部[3-4]。褶皺一般不具對(duì)稱(chēng)性，東陡西緩，背斜緊湊，向斜寬緩，背斜東翼地層局部倒轉(zhuǎn)。斷裂以南北向走向斷層（峨邊～金陽(yáng)大斷裂）為主，北東向及北西向構(gòu)造次之。斷層走向與區(qū)域構(gòu)造線一致。由于斷裂構(gòu)造的逆沖關(guān)系形成了本區(qū)西高東低的地貌特征（圖1）。

區(qū)域內(nèi)磷礦以早寒武世磷礦為主，屬川滇磷礦帶北段。區(qū)域上磷礦床（點(diǎn)）呈南北向帶狀展布，按照礦床的沉積特點(diǎn)，礦層穩(wěn)定性及空間分布，由北向南劃分為：峨邊～漢源成礦帶、馬邊～金陽(yáng)成礦帶、普格～會(huì)東成礦帶。區(qū)內(nèi)除有豐富的磷礦資源外，還有玄武巖、石灰?guī)r、粘土巖、煤礦及銅、鉛、鋅等礦產(chǎn)[5-6]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露震旦系上統(tǒng)燈影組的一套穩(wěn)定的碳酸鹽沉積、寒武系下統(tǒng)麥地坪組的含磷白云巖、筇竹寺組的泥砂質(zhì)白云巖、滄浪鋪組的泥砂質(zhì)豆?fàn)畎自茙r及角礫狀白云巖、龍王廟組的微晶白云巖及泥砂質(zhì)白云巖、陡坡寺組的泥豆?fàn)畎自茙r及鮞粒白云巖、中統(tǒng)西王廟組的泥質(zhì)長(zhǎng)石石英粉砂巖、上統(tǒng)二道水組的粉砂質(zhì)白云巖及石英細(xì)砂巖；奧陶系下統(tǒng)紅石崖組的一套淺海相碎屑巖沉積；二疊系下統(tǒng)梁山組和棲霞茅口組的含炭質(zhì)、粉砂質(zhì)水云母粘土巖與綠泥石、高嶺石粘土巖互層以及微晶灰?guī)r、含生物碎屑灰?guī)r及第四系的殘、坡積物。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于九壩背斜的南東翼，總體為向南東傾斜的單斜構(gòu)造，構(gòu)造較為簡(jiǎn)單。褶皺主要為九壩背斜：軸向?yàn)楸睎|～南西向，核部地層為峨邊群第三段，為一套變質(zhì)砂巖。北西翼傾角較緩。南東翼傾角較陡，背斜的軸部被斷層破壞，保存不完整。斷層主要為平行斷層，位于礦段南緣，分布于九壩背斜軸部。走向北東～南西向，傾向北西，傾角較陡，約50°，上盤(pán)地層傾向北西，下盤(pán)地層傾向南東，在礦區(qū)內(nèi)兩盤(pán)地層從燈影組到二疊系地層均有出露。區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)度約10km的逆斷層。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 含磷地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)含磷層為寒武系下統(tǒng)麥地坪組地層，覆蓋于震旦系上統(tǒng)燈影組之上。頂板為下寒武統(tǒng)筇竹寺組的黑灰色薄板狀炭質(zhì)、粉砂質(zhì)粘土巖。含磷層為麥地坪組的淺灰、灰白色中厚層狀含磷微～細(xì)晶白云巖，厚20～25m。底板為上震旦統(tǒng)燈影組的淺灰色厚層狀含磷微晶白云巖，頂部夾灰黑色波狀磷質(zhì)條帶。含磷層層位穩(wěn)定，連續(xù)性好，呈單斜層狀、似層狀產(chǎn)出，總體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，走向北東～南西，傾向南東，傾角較緩。

3.2 含磷層厚度變化特征

本區(qū)含磷層呈層狀、似層狀穩(wěn)定延伸，由于本工作區(qū)屬原始森林，工程施工難度大，探槽工作均未揭穿含磷層，參照與本礦區(qū)相鄰的同類(lèi)型磷礦區(qū)九壩大團(tuán)巖磷礦區(qū)含磷層特征，含磷層厚度最大47.34m，最小33.41m，平均厚度39.85m，厚度變化系數(shù)13.00%，變化穩(wěn)定。

4 礦體地質(zhì)特征

4.1 磷礦層（體）特征

區(qū)內(nèi)磷礦層賦存于含磷層寒武系下統(tǒng)麥地坪組的中、下部。礦體位于礦區(qū)西部華竹溝至至東部九拐沱一線，近東西向延伸約9.2km，沿傾向方向延伸約400m（斜距），面積2848159.66m2（投影面積）。經(jīng)探槽工程揭露，礦體中分布有3個(gè)薄化區(qū)（①、②、③）。其中分布于礦區(qū)西部的①、②號(hào)薄化區(qū)地表出露長(zhǎng)度較短（80m、250m），出露面積較小，而分布于礦區(qū)中部的③號(hào)薄化區(qū)，地表出露長(zhǎng)度約1600m，面積達(dá)1670311.15m2（投影面積）。因此以③號(hào)薄化區(qū)為界將礦體劃分為Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體。

（1）Ⅰ號(hào)礦體位于礦區(qū)西部華竹溝至大熊高一線，東西向延伸約6km，沿傾向方向延伸約400m（斜距），面積2490466.08m2（投影面積），礦體地表出露標(biāo)高最低1260m（華竹溝），最高1860m（大熊高）。該礦體受TC192和TC13等30條探槽控制，厚度最小0.40m（TC198），厚度最大為5.11m（TC19-1），屬厚度變化較穩(wěn)定型。礦體賦存于含磷層的中、下部，呈單斜層狀、似層狀延伸。礦體中出現(xiàn)有2個(gè)薄化區(qū)（①、②）。出露長(zhǎng)度較短（80m、250m），面積較小，Ⅰ號(hào)礦體的線含礦系數(shù)94.5%，屬礦化基本連續(xù)型礦體。

（2）Ⅱ號(hào)礦體位于礦區(qū)東部萬(wàn)家溝至九拐沱一線，東西向長(zhǎng)約1.2km，沿傾向方向延伸約400m（斜距），面積357693.58m2（投影面積），礦體地表出露標(biāo)高最低910m（萬(wàn)家溝），最高1040m（九拐沱）。該礦體受TC06和TC01等6條探槽控制，厚度最小0m（TC06），厚度最大為2.35m（TC03），屬厚度變化不穩(wěn)定型。該礦體內(nèi)無(wú)薄化區(qū)，屬礦化連續(xù)型礦體。

4.2 礦石特征

區(qū)內(nèi)磷塊巖礦石礦物成分單一，主要是膠磷礦。脈石礦物有白云石、玉髓、石英、鐵質(zhì)礦物及微量白云母、泥質(zhì)等。

磷塊巖礦石呈深灰色及黑灰色、淺灰色。礦石中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)為砂屑結(jié)構(gòu)和砂屑凝膠結(jié)構(gòu)。礦區(qū)磷礦主要礦石構(gòu)造主要有致密塊狀和條紋條帶狀兩種，其次見(jiàn)有少量的豆莢狀和粉狀等幾種次要構(gòu)造類(lèi)型。

磷塊巖主要化學(xué)成分有P2O5、CaO、MgO、SiO2、CO2、F等，總含量達(dá)97.07～97.6%，是礦石工業(yè)評(píng)價(jià)的依據(jù)。礦石主要有用組分為磷，它以P2O5形式賦存于磷塊巖中。礦石中P2O5含量多少總體具有與脈石礦物白云石、玉髓、石英等雜質(zhì)含量呈消長(zhǎng)關(guān)系特點(diǎn)。

5 礦床成因

本區(qū)在寒武世麥地坪期，西為川滇古島鏈，東系川中地臺(tái)，北為寶興～瀘定水下高地，形成三面局限僅南東與廣海相連的海灣（圖2）。寒武世初期區(qū)內(nèi)發(fā)生海侵，海水由南東向北侵入，大量富磷酸鹽、CO2等溶液的海底上升洋流在本區(qū)海盆內(nèi)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)海水壓力降低，大量CO2逸出或沉淀為碳酸鹽巖，攜帶磷酸鹽的海底上升洋流達(dá)到飽和或過(guò)飽和，在陸緣近岸地帶沉積，經(jīng)上升洋流作用、生物沉積作用、有機(jī)腐解作用、磷酸鹽化作用等成礦作用及次生富積作用的反復(fù)疊加，形成本區(qū)工業(yè)磷礦床。

據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分以及礦層產(chǎn)狀分析，青山磷礦屬淺海相生物化學(xué)沉積磷塊巖礦床。礦床的形成主要受巖相古地理環(huán)境的控制，礦段地處潮間帶與潮間高能帶之間的過(guò)渡環(huán)境中，對(duì)磷礦床的形成極為有利。在海灣淺水高能環(huán)境下，使早先沉積的磷酸鹽盆內(nèi)進(jìn)一步改造，再富集成礦，其礦床成因?qū)贉\海相生物化學(xué)沉積磷塊巖礦床。

圖2 川西南早寒武世麥地坪早中期巖相古地理圖

6 結(jié)束語(yǔ)

礦區(qū)勘查地質(zhì)工作以地表地質(zhì)工作為主，按400m的間距布置探槽44條對(duì)含磷層露頭線和礦體進(jìn)行系統(tǒng)的揭露控制。通過(guò)勘查工作，大致查明了礦段地質(zhì)構(gòu)造特征及地層層序；及礦體賦存層位、礦體個(gè)數(shù)及其分布范圍，及各礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和礦體的厚度、品位及其變化情況。初步確定了礦區(qū)為一中高品位的中型磷塊巖礦床，具有較大的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：李程（1988-），男，四川巴中人，碩士研究生，主要從事數(shù)學(xué)地質(zhì)等方面的研究。