四川漢源式磷礦成礦規(guī)律

四川省化工地質(zhì)勘查院 四川 彭州 611930

四川省漢源縣椅子山至越西縣順河一帶,分布含鉀磷礦礦產(chǎn)地19處,以完成詳查的水桶溝礦區(qū)為典型。因礦體空間形態(tài)、成礦時代、沉積建造、礦物組合等均一致,故將這一地區(qū)磷礦稱為“漢源式”。該區(qū)域磷礦層位穩(wěn)定,沉積成礦特征顯著,礦床規(guī)模以大、中型為主。通過本區(qū)漢源式磷礦成礦規(guī)律的研究,可為礦區(qū)深部及外圍找礦工作提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

漢源式磷礦分布于上揚子南部陸緣逆沖-褶皺帶及攀西帶陸內(nèi)裂谷帶(見圖1),其大地構(gòu)造分區(qū)名稱見(表1),該區(qū)燕山運動表現(xiàn)顯著,形成一系列由南北向為主的褶皺、斷裂。地層屬上揚子地層分區(qū)峨眉小區(qū),出露地層有第四系洪沖積層,新近系昔格達組,侏羅系益門組～官溝組,三疊系白果灣組,二疊系梁山組～陽新組、峨眉山玄武巖組,泥盆系坡松沖組～曲靖組,志留系龍馬溪組～回星哨組,奧陶系紅石崖組～大箐組,寒武系筇竹寺組、滄浪鋪組、石龍洞組、陡坡寺組、西王廟組、婁山關(guān)組,震旦～寒武系燈影組、觀音崖組。賦礦層位為寒武系筇竹寺組下段。

圖1 大地構(gòu)位置造略圖Fig.1 Geotectonic location sketch

表1 四川省大地構(gòu)造分區(qū)簡表

Ⅱ1-1-1碧口基底逆推帶Ⅱ1-1摩天嶺地塊Ⅱ1-1-2雪山-文縣蓋層褶沖帶Ⅱ1-1-3平武-青川蓋層褶沖帶Ⅱ1-2巴顏碦拉-松潘周緣前陸盆地Ⅱ1-2-1馬爾康滑脫-逆沖帶Ⅱ1-2-2丹巴-汶川滑脫-逆沖帶Ⅱ1-3爐霍-道孚夭折裂谷ⅡⅡ1-4-1石渠-九龍滑脫-逆沖帶Ⅱ1松潘-甘孜造山帶Ⅱ1-4雅江殘余盆地西藏-三江造山系Ⅱ1-4-2江浪-長槍變質(zhì)核雜巖帶Ⅱ1-5甘孜-理塘蛇綠混雜巖Ⅱ1-6-1玉隆-雄龍西弧前盆地Ⅱ1-6義敦-沙魯里島弧帶Ⅱ1-6-2沙魯里火山巖漿?、?-6-3登龍-青達弧后盆地Ⅱ1-7中咱-中甸地塊Ⅱ1-7-1中咱蓋層逆推帶Ⅱ1-7-2蓋玉-定曲前緣逆沖帶Ⅱ2三江造山帶Ⅱ2-1金沙江蛇綠混雜巖帶Ⅲ1-1-1降扎-迭部蓋層褶沖帶ⅢⅢ1秦嶺造山帶Ⅲ1-1西傾山-南秦嶺地塊秦祁昆造山系Ⅲ1-1-2北大巴山蓋層褶沖帶Ⅲ1-2塔藏俯沖增生雜巖帶

2 成礦地質(zhì)特征

漢源-甘洛地區(qū)向斜一般保存較好,如大洪山向斜、椅子山向斜、木匠坪向斜及漢源向斜等,為含鉀磷塊巖保存創(chuàng)造有利條件。區(qū)域內(nèi)震旦系、寒武系地層序列穩(wěn)定,含礦巖系主要由一套灰-深灰色粉至細粒長石石英砂巖、石英砂巖、粉砂質(zhì)頁巖及少許生物屑灰?guī)r、含磷白云巖、磷塊巖組成。在甘洛以北至滎經(jīng)一帶,底部夾流紋質(zhì)凝灰?guī)r。

寒武系筇竹寺組上下地層接觸關(guān)系清楚。筇竹寺組分為上、下兩段,上段為粉砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖建造,下段為含鉀粉砂巖-磷質(zhì)巖建造,與下伏震旦～寒武系燈影組麥地坪段呈平行不整合接觸。筇竹寺組下段巖性為含磷粉砂巖、粉砂巖、長石石英粉砂巖和含鉀磷塊巖:上部為含磷粉砂巖、粉砂巖,軟舌螺化石密集分布于含磷粉砂巖中,粉砂巖含較多黃鐵礦結(jié)核及磷質(zhì)條帶,具波狀層理及水平層理;中部為含鉀砂屑磷塊巖和長石石英粉砂巖,砂屑磷塊巖具生物碎屑結(jié)構(gòu),長石石英粉砂巖具波狀層理,含黃鐵礦結(jié)核;下部為角礫狀含鉀磷塊巖,含軟舌螺化石。

綜上所述,磷礦層頂?shù)装瀹a(chǎn)軟舌螺類、似盾殼蟲類,建立有Sinosachites-Ebianotheca組合帶。筇竹寺組下段小殼化石豐富,區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有梅樹村階第Ⅳ帶建帶化石,故本段為梅樹村晚期沉積,大部分區(qū)域沉積建造為含鉀粉砂巖-磷質(zhì)巖建造(圖2)。

漢源式磷礦礦床地質(zhì)特征以水桶溝礦區(qū)為典型,區(qū)內(nèi)礦層出露于木匠坪向斜兩翼及杜家溝至活麻槽一帶,礦層露頭線斷續(xù)出露長約6400m,礦體平面形態(tài)呈北部頭大、南部尾小之蝌蚪狀。礦層賦存于筇竹寺組下段上部,呈層狀產(chǎn)出,層位穩(wěn)定。東部厚度平均8.67m,西部厚度平均6.70m。

區(qū)內(nèi)主要礦石構(gòu)造為條帶狀、條紋狀、塊狀、角礫狀,礦石結(jié)構(gòu)比較簡單,以砂屑結(jié)構(gòu)為主,次可見含生物砂屑結(jié)構(gòu)。磷塊巖中礦物組合為膠磷礦、長石(正長石、微斜長石)、白云石、石英、黃鐵礦等,長石是礦石中主要的含鉀礦物。水桶溝礦區(qū)碳酸鹽礦物占脈石礦物的20%～60%,磷塊巖礦w(P2O5)平均18.49%,w(CaO)平均31.72%,w(K2O)平均5.27%,屬混合型磷塊巖礦,Ⅲ級品,為中低品位。

圖2 早寒武世梅樹村晚期筇竹寺組下段沉積巖建造綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive histogram of sedimentary rock formation in the lower part of the the Qiongzhusi formation in the late Meishucun period of Early Cambrian

3 成礦規(guī)律

漢源式磷礦的地理位置位于漢源至甘洛、越西地區(qū),在漢源地區(qū)大地構(gòu)造單元為揚子陸塊南部碳酸鹽臺地,漢源-甘洛大斷裂以東,已發(fā)現(xiàn)大型礦床2處,分別為水桶溝磷礦區(qū)和富泉磷礦區(qū);中型礦床3處,分別為椅子山磷礦區(qū)、市榮磷礦區(qū)、爛泥三灣磷礦區(qū);小型1處,為曬經(jīng)磷礦區(qū),礦點4處。在甘洛、越西地區(qū)大地構(gòu)造單元為康滇基底斷隆帶,漢源-甘洛大斷裂和普雄河斷裂之間,已發(fā)現(xiàn)中型礦床2處,分別為則洛磷礦區(qū)、順河磷礦區(qū);小型1處,為母蓄梁子磷礦區(qū),礦點6處。在川西南其它地區(qū)有零星分布。礦體一般為層狀、薄層狀和透鏡狀,厚度變化大,品位中至低。

四川漢源式磷礦屬含鉀磷礦,品位較低,礦石中含有5%～7%的K2O。礦石以Ⅲ級品為主,礦石工業(yè)類型為硅質(zhì)及硅酸鹽型、混合型磷塊巖礦。磷礦石中的鉀預(yù)期可用于制造鉀磷復(fù)合肥料。

四川省漢源式磷礦分布于上揚子南部陸緣逆沖-褶皺帶及攀西帶陸內(nèi)裂谷帶碳酸鹽巖中,磷塊巖的最初物質(zhì)來源是陸源汲取和生物富集,大量含磷陸源碎屑和富含磷質(zhì)的海洋生物共同形成海底淤泥,在成巖過程中成為凝膠狀磷礦沉積物的直接來源。

漢源式磷礦成礦于早寒武世梅樹村晚期,磷質(zhì)巖建造厚度大,含磷較高。早寒武世磷礦礦化分布不均,區(qū)域內(nèi)構(gòu)造隆起往往形成古陸或隆起,具備了由磷酸鹽、碳酸鹽的補償性沉積長期保持的淺水臺地環(huán)境,因而形成一些大小不等的含磷臺地;構(gòu)造拗陷地區(qū)則構(gòu)成水體較深的盆地環(huán)境,形成盆地相沉積。因此,區(qū)內(nèi)各礦床一般處于古隆起的邊緣。受古地理的控制,隆起、拗陷相間分布,川西南地區(qū)海灣潮坪環(huán)境形成的富磷礦體在區(qū)域上一般不連續(xù)。