四川漢源縣瓦板山磷礦礦體及礦石特征

李金生，李 興，向 亮，杜高熊

（四川省冶金地質(zhì)勘查院，成都 610051）

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四川漢源縣瓦板山磷礦礦體及礦石特征

李金生，李 興，向 亮，杜高熊

（四川省冶金地質(zhì)勘查院，成都 610051）

摘要：在介紹瓦板山磷礦含磷層特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡述了礦體厚度、品位、形態(tài)特征及礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成、化學(xué)組分、風(fēng)化特征、礦石類型等礦石特征。

關(guān)鍵詞：磷礦；礦體特征；礦石特征；漢源瓦板山

瓦板山磷礦位于四川省漢源縣城33°方向，為中低品位含鉀磷礦或稱漢源式磷礦，是我國目前最大的唯一具有開發(fā)價(jià)值的磷鉀伴生新型礦，產(chǎn)于寒武系下統(tǒng)筇竹寺組第一段第三亞段（∈1q1-3），頂?shù)装褰詾楹啄噘|(zhì)條紋粉砂巖。根據(jù)磷礦產(chǎn)出層位及含磷層特征，礦區(qū)內(nèi)磷礦屬同一含磷層，分布于大紅山向斜南端南西及北東兩翼，因夾石而將含磷層劃分為2個(gè)磷礦體。

1　礦體特征

以北西向的瓦板溝為界，大紅山向斜南西部分為南西翼礦體，北東翼礦體。因含磷層P2O5品位差異而圈出厚度大于2m 的夾石（P2O5＜15%）將含磷層劃分為2個(gè)礦體，自上而下為V-1、V-2。

1.1含磷層剖面

礦區(qū)含磷層厚度變化較大，P2O5品位變化較大，礦體與圍巖常呈漸變或突變接觸。

1）頂板，灰黑色條紋狀含磷粉砂巖，條紋寬0.5～2mm，部分條紋呈舒緩波狀。頂板5m范圍內(nèi)P2O5品位0.45%～22.29%，一般3%～7%，北東翼局部（TC9、TC11）見1層，P2O59.18%～22.29%，厚度0.90～0.98m，薄層。

表1　V-1礦體地表厚度、品位統(tǒng)計(jì)表

2）V-1磷礦，灰黑厚-塊狀，局部條紋狀、條帶狀砂屑膠磷礦，條紋順層分布，條紋寬1～6mm；局部見1～3mm寬方解石細(xì)脈沿裂隙充填，部分溶蝕形成孔洞，裂隙面亦見灰白色鈣質(zhì)薄膜，局部鈣質(zhì)薄膜具弱鐵染呈淺黃褐色；局部見星點(diǎn)狀黃鐵礦，團(tuán)粒狀極少。厚度1.78～11.75m，P2O515.06%～20.21% 。

3）夾石，與磷礦石特征基本一致，亦見淺色及深色順層條紋、方解石細(xì)脈、星點(diǎn)狀黃鐵礦等，厚度2.15～11.90m，P2O51.26%～14.75%，一般9%～11%。

4）V-2磷礦，灰黑色厚-塊狀局部條紋狀、條帶狀砂屑膠磷礦，灰黑色與灰色條帶順層分布，互層，條帶寬2～15 mm；礦石部分裂隙中見方解石細(xì)脈充填，裂隙面多見灰白色鈣質(zhì)薄膜，礦石局部可見星點(diǎn)狀黃鐵礦。厚度1.00～3.99m，P2O515.04%～17.20%。

表2　V-1礦體深部厚度、品位統(tǒng)計(jì)表

5）底板，灰黑色條紋狀含磷粉砂巖，條紋寬0.2～3mm，巖石部分裂隙充填方解石細(xì)脈，局部見星點(diǎn)狀黃鐵礦，偶見黃鐵礦集合體，以含眼球狀黃鐵礦結(jié)核為重要標(biāo)志。底板5m范圍內(nèi)P2O50.56%～17.49%，一般5%～8%，北東翼局部見 1層，P2O515.61%～17.49%，厚0.83～0.89 m，薄層。

1.2V-1礦體特征

走向控制長1 200m，南西及北東方向均已延伸至礦區(qū)外，地表呈開口北西的“W”形展布，最大控制斜深620m，單工程真厚度1.78～11.75m，單工程品位P2O55.06%～20.21%， K2O 2.79%～5.11%。礦體平均厚5.63m，平均品位P2O516.84%，K2O 4.11%（表1、表2）。礦體P2O5變化系數(shù)9.45%，厚度變化系數(shù)23.18%；深部品位變化系數(shù)6.71%，厚度變化系數(shù)58.69%；總體P2O5變化系數(shù)8.30%，厚度變化系數(shù)50.44%。

表3　V-2礦體厚度、品位統(tǒng)計(jì)表

礦體產(chǎn)狀變化較大，南西翼產(chǎn)狀341°～40°∠9～30°，深部傾角14°～25°；北東翼產(chǎn)狀251°～271°∠40°～67°，深部傾角16°～64°?？傮w南西翼平緩，傾向變化大，傾角變化小；北東翼陡峭，傾向變化小，傾角變化大。

1.3V-2礦體特征

走向控制長800m，控制最大斜深400m。單工程真厚度1.00～3.99m，單工程品位P2O515.04%～17.20%，K2O 3.48%～3.93%。礦體平均厚2.29m，平均品位P2O515.97%，K2O 3.76%。V-2品位變化系數(shù)5.10%，厚度變化系數(shù)44.63%。

礦體產(chǎn)狀變化較大，南西翼傾角15°～20°；北東翼傾角16°～60°?？傮w南西翼平緩，傾角變化小；北東翼相對(duì)陡峭，傾角變化大（翼部陡傾，核部緩傾），翼部傾角39°～60°，核部工程見礦傾角均不大于25°。

2　礦石特征

2.1礦石礦物

磷礦石礦物主要為膠磷礦（隱晶質(zhì)-微隱晶質(zhì)的碳氟磷灰石），次為磷灰石，含量60%～65%[1]。脈石礦物硅質(zhì)（石英、玉髓）含量15%～20%、碳酸鹽礦物（白云石、方解石）含量10%～20%、長石、黑云母、白云母、炭質(zhì)、泥質(zhì)、鐵質(zhì)（黃鐵礦、褐鐵礦）等含量5%～10%。

鮞粒狀膠磷礦，淺綠棕色-褐色隱晶質(zhì)-微隱晶質(zhì)非均質(zhì)性（干涉色一級(jí)灰），偶含有機(jī)質(zhì)色調(diào)暗，粒徑0.06～0.25mm，含量約占膠磷礦的95%，呈次棱角狀，少量棱角狀、次圓狀，偶卵圓形或長條狀，與其他碎屑大致呈定向排列，碎屑內(nèi)常見鐵質(zhì)（黃鐵礦等）微泥晶（≤0.01 mm）塵點(diǎn)。填隙物為粉末狀膠磷礦，呈微泥晶，分布極不均勻，以在陸源粉砂聚集處分布較多且色暗，含量約占膠磷礦的5%。

脈石礦物主要為白云石、石英，含少量長石、黑云母、白云母。白云石呈半自形粒狀集合體相互緊密接觸組成塊均體，粒徑0.05～0.12mm，為細(xì)晶級(jí)白云石，具重結(jié)晶增大作用，結(jié)晶程度高者具四邊形，部分菱形晶體以線接觸為主。石英呈它形粒狀零星混雜于白云石粒間，粒徑0.05～0.10mm。填隙物以白云石為主，多呈微泥晶-細(xì)晶粒，少量較粗可達(dá)0.10mm，部分白云石具氧化鐵染帶和色調(diào)，并可見方解石。硅質(zhì)玉髓一般粒徑≤0.01 mm，大者可達(dá)0.10mm聚團(tuán)，并可含泥質(zhì)、炭質(zhì)塵點(diǎn)斑狀聚集分布于填隙物中，偶見金屬礦物（黃鐵礦），呈等軸粒狀，粒徑0.000 5～0.05mm。填隙物共同巖碎屑顆粒間充填，具接觸式膠結(jié)，顆粒支撐。

2.2礦石結(jié)構(gòu)

礦石為細(xì)砂屑、中粒砂屑、礫屑結(jié)構(gòu)，以中粒砂屑結(jié)構(gòu)為主，細(xì)砂屑結(jié)構(gòu)、礫屑結(jié)構(gòu)少見。

1）細(xì)砂屑結(jié)構(gòu)，膠磷礦0.06～0.25mm大小粒屑，陸源碎屑粒徑0.02～0.25mm，主要為石英，另可見硅質(zhì)巖屑，少量（≤0.5%）黑云母、白云母，偶見長石。填隙物白云石、方解石、玉髓、金屬礦物多呈泥晶，局部可達(dá)粒徑0.1～0.25mm的細(xì)砂屑。

2）中粒砂屑結(jié)構(gòu)，由粒度0.12～0.25mm的膠磷礦鮞粒、石英巖屑及少量白云石、長石、云母片組成碎屑物，相互緊密接觸，具顆粒支撐，碎屑呈大致定向排列。充填物為細(xì)小泥質(zhì)或少量膠磷礦粉末、鐵質(zhì)物共同沿碎屑顆粒間充填膠結(jié)，略具定向性，具接觸式膠結(jié)。碳酸鹽礦物除充填粒間外還呈集合體沿裂隙充填成細(xì)脈狀。

3）礫屑結(jié)構(gòu)，粒屑0.15～17mm，主要為礫屑，另有少量砂屑、團(tuán)塊、鮞粒、豆粒。粒屑組成分一下幾種情況，組成為碳酸鹽微泥晶，或膠磷礦與少量陸源粉砂、細(xì)砂，碳酸鹽與（少量）膠磷礦及膠磷礦、粉砂、碳酸鹽等組合。礫屑中少量為豆粒破碎搬運(yùn)產(chǎn)物，組成主要為膠磷礦或膠磷礦及碳酸鹽。另團(tuán)塊組成主要為膠

4）磷礦，其內(nèi)可見砂屑、鮞粒、生物骨屑和陸源細(xì)砂、粉砂。填隙物白云石、方解石為亮晶鑲嵌結(jié)構(gòu)，晶粒徑0.02～0.3mm，填隙物中偶見自生石英。

2.3礦石構(gòu)造

礦石構(gòu)造為孔洞狀、條紋狀、條帶狀構(gòu)造以及厚-塊狀構(gòu)造，以厚-塊狀構(gòu)造為主，孔洞狀構(gòu)造、條紋狀、條帶狀構(gòu)造少見。

1）孔洞狀構(gòu)造，主要見于地表，礦體上部白云質(zhì)風(fēng)化淋濾后形成黃褐色串珠狀砂質(zhì)孔洞，。

2）條紋狀、條帶狀構(gòu)造，膠磷礦與泥質(zhì)物組成灰黑色與淺色條紋、條帶相間；寬度小于2mm稱為條紋，寬度大于2mm稱為條帶，局部條帶中亦有條紋，二者構(gòu)成連續(xù)或斷續(xù)沿層理分布的條紋狀、條帶狀構(gòu)造。

表4　V-1礦體礦石主要有益、有害組分分析結(jié)果表

表5　V-2礦體礦石主要有益、有害組分分析結(jié)果表

3）厚-塊狀構(gòu)造，膠磷礦與其它脈石礦物分布相對(duì)均勻，呈顏色單一，紋理或?qū)永砩僖姡瑔螌雍穸却笥?.5m的厚-塊狀構(gòu)造。

2.4礦石化學(xué)組分

礦石化學(xué)組分為磷礦物、鉀礦物和脈石礦物三部分，磷礦物主要為膠磷礦（碳氟磷灰石）及少量磷灰石，鉀礦物主要為鉀長石和少量正長石，脈石礦物主要為石英、碳酸鹽礦物、黑云母、白云母、炭質(zhì)、泥質(zhì)、褐鐵礦、黃鐵礦等。礦石P2O5低、磷鉀共生、倍半氧化物R2O3含量高的特點(diǎn)。其有益、有害組分分析結(jié)果見表4、表5。

2.5礦石風(fēng)（氧）化特征及礦石類型

2.5.1礦石風(fēng)（氧）化特征

地表礦石經(jīng)長期風(fēng)（氧）化淋濾，白云石、方解石、黃鐵礦等易氧化分解流失，CaO、MgO、CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯降低，F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高[2]。與之相對(duì)應(yīng)的地表礦石中化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定的A·I（主要為SiO2）及有益組分P2O5、K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)有所提高。同時(shí)，因風(fēng)（氧）化作用帶入了一定的泥質(zhì)成分，使得地表Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)有所提高。地表礦石中化學(xué)性質(zhì)較為活潑的F-更容易進(jìn)入磷灰石晶格形成氟磷灰石，提高了F的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

礦體可劃分為風(fēng)（氧）化帶、過度帶、原生帶。風(fēng)（氧）化帶礦石呈淺黃-褐黃色，黃鐵礦普遍氧化為褐鐵礦，礦石中常見褐鐵礦斑點(diǎn)，黃鐵礦少見，因碳酸鹽流失較多，礦石結(jié)構(gòu)松散，風(fēng)（氧）化深度0～50m±。過度帶礦石呈灰-淺黃色，部分黃鐵礦氧化為褐鐵礦，礦石中既可見褐鐵礦斑點(diǎn)，也可見黃鐵礦，碳酸鹽流失較少，礦石結(jié)構(gòu)相對(duì)緊密，過度帶深度50～70m±。原生帶礦石呈青灰-灰黑色，極少有黃鐵礦氧化為褐鐵礦，碳酸鹽基本無流失，礦石結(jié)構(gòu)致密，分布于過度帶之下。

2.5.2 礦石類型

根據(jù)主要礦石礦物P2O5與碳酸鹽礦物、硅酸鹽礦物間的比例（表6、表7），礦區(qū)礦石類為：

表6　V-1礦體礦石風(fēng)（氧）化及礦石類型判別統(tǒng)計(jì)表

表7　V-2礦體礦石風(fēng)（氧）化及礦石類型判別統(tǒng)計(jì)表

V1礦體：地表ω(P2O5)=17.34 ＜18%，CaO/P205=1.52＜1.6,ω（A·I）=41.54%＞40%，為選礦級(jí)硅質(zhì)及硅酸鹽型礦石，2ω(P2O5)+ω（A·I）=76.22%＞74%，ω（CO2）=3.04%＜5.5%，為風(fēng)化型礦石。

深部ω(P2O5)=16.02 ＜18%，CaO/P205=1.95＜2.0,ω（A·I）=31.10%＜40%，為選礦級(jí)混合型礦石，2ω(P2O5)+ω（A·I）=63.14%＜74%，ω（CO2）=6.59%＞5.5%，為原生型礦石。

V2礦體：ω(P2O5)=15.97 ＜18%，CaO/P205=1.97＜2.0,ω（A·I）=31.67%＜40%，為選礦級(jí)混合型礦石，2ω(P2O5)+ω（A·I）=63.61%＜74%，ω（CO2）=6.36%＞5.5%，為原生型礦石。

3　結(jié)論

瓦板山磷礦產(chǎn)于大紅山向斜南褶皺端南西及北東兩翼，礦體賦存于寒武系下統(tǒng)筇竹寺組第一段第三亞段（∈1q1-3）含磷泥質(zhì)條紋粉砂巖中，礦體受向斜控制形態(tài)復(fù)雜，根據(jù)夾石劃分為V-1、V-2上下2層礦。礦石具有P2O5品位低、磷鉀共生、倍半氧化物R2O3含量高的特點(diǎn)，礦石礦物P2O5品位變化系數(shù)較小，礦體厚度變化系數(shù)較大。礦石結(jié)構(gòu)為以中粒砂屑結(jié)構(gòu)為主，細(xì)砂屑、礫屑結(jié)構(gòu)少見。礦石構(gòu)造以厚-塊狀構(gòu)造為主，孔洞狀構(gòu)造、條紋狀、條帶狀構(gòu)造少見。根據(jù)礦石的化學(xué)組分及顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造，將礦體劃分為風(fēng)（氧）化帶、過度帶、原生帶；地表為選礦級(jí)硅質(zhì)及硅酸鹽型礦石，深部為選礦級(jí)混合型礦石。

參考文獻(xiàn)：

[1]四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局二〇七地質(zhì)隊(duì)二綜合分隊(duì).中華人民共和國區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告1∶50000（皇木幅）[R].1987.

[2]四川省地質(zhì)局第一區(qū)域地質(zhì)測(cè)量隊(duì)四分隊(duì).中華人民共和國區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告1∶200000（滎經(jīng)幅）[R].1974.

Geological Features of the Wabanshan Phosphate Deposit in Hanyuan,Sichuan

LI Jin-sheng LI Xing XIANG Liang DU Gao-xiong
(Sichuan Institute of Metallurgical Geological Exploration,Chengdu 610051)

Abstract:This paper has a discussion on mineral and chemical compositions of phosphate,ore type,ore grade,ore texture and structure,shape and thickness of orebodies of the Wabanshan phosphate deposit in Hanyuan,Sichuan.

Key words:phosphate; orebody; Wabanshan,Hanyuan

作者簡介：李金生（1978-）男，云南祥云人，工程師，主要從事地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查

基金項(xiàng)目：本文由四川省冶金地質(zhì)勘查院四川省漢源縣瓦板山磷礦勘探項(xiàng)目資助

收稿日期：2015－03－07

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.013

中圖分類號(hào)：P619.21+3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-0995（2016）01-0060-03