湖北省宜昌市夷陵區(qū)大嶺子埡磷礦地質(zhì)特征及找礦意義

牟宗玉， 張 凡， 劉 銀

(湖北省地質(zhì)局 第七地質(zhì)大隊(duì)，湖北 宜昌 443100)

大嶺子埡磷礦位于宜昌磷礦田與興神磷礦田的接合部，礦床規(guī)模達(dá)大型。通過普查，大致查明礦床地質(zhì)特征及成礦富集規(guī)律，證實(shí)宜昌磷礦田與興神磷礦田在深部是連在一起的認(rèn)識(shí)，對(duì)區(qū)內(nèi)深部磷礦找礦及勘查工作部署具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大嶺子埡磷礦位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)上揚(yáng)子臺(tái)坪鄂中褶斷區(qū)黃陵斷穹北東緣。區(qū)域內(nèi)主要出露奧陶紀(jì)—震旦紀(jì)地層。區(qū)域斷裂構(gòu)造較發(fā)育,主要發(fā)育北西、北西西及近南北向斷裂，前者以霧渡河、樟村坪斷裂為代表，斜切“黃陵斷穹”核部；后者以遠(yuǎn)安西部斷裂、新華斷裂、仙女山斷裂為代表，縱貫“黃陵斷穹”東西兩翼。以上各組斷裂規(guī)模宏大，具有多期次活動(dòng)特征,其中霧渡河斷裂走向延長(zhǎng)數(shù)十千米，對(duì)“黃陵斷穹”地區(qū)地質(zhì)景觀起著重要的控制作用，以其為分野，核南部侵入大量巖漿巖，核北部則以中深變質(zhì)巖為主。

震旦系下統(tǒng)陡山沱組是區(qū)內(nèi)主要含磷巖系，其中磷塊巖發(fā)育地段主要在黃陵斷穹北、東翼，呈北西—南東向弧形展布，南起曉峰,北至興山榛子鄉(xiāng)、?？悼h段江，西至白竹，延長(zhǎng)達(dá)70余千米，面積400多平方千米。

鄂西地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的磷礦帶有宜昌磷礦、興神磷礦、保康磷礦三個(gè)磷礦田。三個(gè)磷礦田均有中型、大型、特大型磷礦區(qū)分布，大嶺子埡礦區(qū)位屬宜昌磷礦田。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地層

區(qū)內(nèi)主要出露寒武系上統(tǒng)—奧陶系下統(tǒng)婁山關(guān)組(∈3O1l),寒武系中統(tǒng)覃家廟組(∈2q),下統(tǒng)石龍洞組(∈1l)、天河板組(∈1t)、牛蹄塘組及石牌組(∈1n+),震旦系上統(tǒng)燈影組(Z2∈1d)地層。含磷地層(Z1d)深埋于地下(圖1)[1]。

寒武系上統(tǒng)—奧陶系下統(tǒng)婁山關(guān)組：主要分布于礦區(qū)北部，由淺灰—灰色厚層狀粉晶云巖組成。未見頂。

覃家廟組：主要見于礦區(qū)西北部。頂部為淺灰—灰色薄—中層狀粉晶云巖；上部為灰—淺灰色薄—中層狀粉晶云巖夾淺灰(略帶微紅色)薄—中層狀泥質(zhì)泥晶云巖；中部為灰—淺灰色薄—中層狀含砂屑粉晶云巖夾淺灰色薄—中層狀粉晶云巖;下部為灰色薄—中層狀含碳泥質(zhì)紋層粉晶云巖。厚度243.32 m。

石龍洞組：上部為灰色厚—中層狀粉晶云巖，層面凹凸不平，見灰黃色泥質(zhì)薄膜;中部為灰白色薄—厚層狀(以中—厚層狀為主)粉晶云巖夾灰白—淺灰色中—厚層狀含礫屑粉晶云巖，后者局部溶蝕小孔洞發(fā)育，偶充填方解石團(tuán)斑;下部為灰白色中—厚層狀粉晶云巖夾灰色中—厚層狀粉晶云巖，前者局部溶蝕小孔洞發(fā)育，偶見蠕蟲狀構(gòu)造，后者層面上局部見暗紅色鐵泥質(zhì)薄膜。礦區(qū)內(nèi)鉆孔揭露厚度為86.58 m。

圖1 夷陵區(qū)大嶺子埡礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological sketch of Dalingziya phosphate mining area in Yiling District

1.婁山關(guān)組；2.覃家廟組；3.石龍洞組；4.天河板組；5.牛蹄塘組+石牌組；6.燈影組白馬沱段；7.整合接觸地層界線；8. 平行不整合接觸地層界線; 9. 推測(cè)斷層; 10.實(shí)測(cè)正斷層及編號(hào)；11. 勘探線位置及編號(hào)；12. 礦區(qū)已完工見礦鉆孔位置；13.外圍鉆孔及編號(hào)；14. 大嶺子埡礦區(qū)探礦權(quán)范圍。

天河板組：頂部為深灰色中—厚層狀粉晶云質(zhì)灰?guī)r；上部為深灰色中—薄層狀粉晶灰?guī)r；中部為灰—深灰色中—薄層狀含泥質(zhì)條帶粉晶灰?guī)r夾灰色薄—中層狀亮晶鮞粒及粉晶豆粒灰?guī)r；下部為灰綠色中—薄層狀鈣質(zhì)泥巖夾鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖；底部為深灰色薄—中層狀粉晶灰?guī)r夾灰綠色薄層狀—頁片狀泥巖;中上部巖層面普遍見紫紅色鐵泥質(zhì)薄膜，該層普遍含星點(diǎn)狀黃鐵礦及黃鐵礦團(tuán)塊。厚度42.17～70.39 m。

牛蹄塘組+石牌組：牛蹄塘組與石牌組并層，中上部深灰綠色—深灰色薄層狀鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖、砂質(zhì)頁巖及細(xì)砂巖，間夾深灰色中厚層狀粉晶云質(zhì)灰?guī)r透鏡體;下部為黑色炭質(zhì)頁巖。本組與下伏震旦系呈假整合接觸,厚度99.73～111.01 m。

震旦系上統(tǒng)燈影組：本區(qū)燈影組巖性具明顯三分特點(diǎn)，由上而下依次劃分為白馬沱段(Z2∈1d3)、石板灘段(Z2∈1d2)、蛤蟆井段(Z2∈1d1)。厚度486.00～499.34 m。各段巖性如下。

白馬沱段:厚度272.08～274.57 m。上部為灰白色、白色中厚—厚層狀粉晶云巖，并夾有薄層狀泥質(zhì)云巖，厚2～6 m，局部夾硅質(zhì)條帶及團(tuán)塊；中部為灰—灰白色厚層狀粉—細(xì)晶云巖，晶粒粗大(習(xí)稱“糖粒狀”白云巖)，巖石溶蝕孔洞發(fā)育，大小不一，見方解石晶體充填;下部為深灰—灰色中層狀粉晶云巖,見少量皮殼構(gòu)造狀，局部裂隙發(fā)育。

石板灘段:厚度147.38～155.05 m。上部為灰—深灰色薄—中層狀含砂礫屑泥粉晶云巖、“皮殼狀”或“葡萄狀”泥粉晶云巖;中部為淺灰色—灰白色厚層狀細(xì)粉晶云巖，厚約20～50 m，水平層理發(fā)育;下部為灰—深灰色薄層狀泥粉晶云巖、溶孔狀云巖;其底部為淺灰色薄層泥粉晶云巖，厚度1～3 m。整個(gè)巖段溶蝕孔洞發(fā)育，大小不等，形態(tài)各異。

蛤蟆井段:厚度56.38～79.88 m。頂部為灰白色中—厚層狀含砂礫屑粉晶云巖夾灰白色中—厚層狀泥粉晶云巖;上部為淺灰色—灰白色厚層狀含燧石條帶粉晶云巖，普遍含灰黑色條紋;下部為灰白色厚層狀粉晶云巖，可見灰黑色條紋。局部見鮞粒、砂礫屑。

震旦系下統(tǒng)陡山沱組(Z1d)：自上而下劃分為四個(gè)巖性段，即白果園段(Z1d4)、王豐崗段(Z1d3)、胡集段(Z1d2)、樟村坪段(Z1d1)。厚度129.87～181.92。各段特征如下。

白果園段：深灰—灰黑色薄—中層狀含粒屑泥晶云巖、薄層泥粉晶云巖，層間夾燧石條帶和扁豆體，其長(zhǎng)軸平行層面，單層厚一般為0.50～5 cm。水平層理發(fā)育。層面上常見紫紅色鐵質(zhì)薄膜。上部含“白色”碎屑斑點(diǎn)(俗稱芝麻斑點(diǎn)狀構(gòu)造)。厚度7.53～20.77 m。

王豐崗段：以淺灰色中厚層狀泥粉晶云巖為主，中、上部夾煙灰色、灰黑色硅質(zhì)層或硅質(zhì)條帶和淺灰色頁片狀云質(zhì)泥巖。層位穩(wěn)定，底部見夾鮞粒磷塊巖條帶粉晶云巖，厚度0.80 m左右，無工業(yè)意義，但可作為地層對(duì)比標(biāo)志。厚度30.70～60.25 m。

上亞段：灰黑色薄—中層狀含燧石扁豆體泥粉晶云巖，夾黑色薄層狀泥質(zhì)云巖，水平層理發(fā)育。燧石扁豆體長(zhǎng)一般為0.5～1.5 cm，長(zhǎng)軸平行層理，自上而下其含量由少增多，底部個(gè)體較大。中下部含結(jié)核狀及星點(diǎn)狀黃鐵礦和磷砂屑。厚度15.20～24.81 m。

上亞段：淺灰—灰色厚層狀粉晶云巖(習(xí)稱“上白云巖”),普遍含白色硅質(zhì)團(tuán)塊，大小不等,形態(tài)各異。厚度25.34～27.63 m。

K：黑色含鉀頁巖、泥巖、泥質(zhì)白云巖，夾稀疏磷塊巖條帶，厚度6.17～11.66 m。

中元古界神農(nóng)架群(Pt2?)：灰色中—厚層狀微—粉晶硅質(zhì)白云巖。巖石由大量白云石組成，白云石為他形晶，晶粒間和晶體內(nèi)含有少量的灰褐色有機(jī)質(zhì)。未見底，厚度不詳。

2.2 含磷巖系沉積特征

第二沉積旋回粒屑磷塊巖(Ph2)—薄層云巖、硅質(zhì)扁豆體云巖建造，屬開闊淺海臺(tái)地內(nèi)潮坪鮞灘(亞)相—潮間泥坪(亞)相，此段Ph2廣泛發(fā)育，遞變?yōu)橹鞯V層。

第三沉積旋回磷塊巖(Ph3)—泥質(zhì)云巖—硅質(zhì)云巖，屬淺水盆地—深水盆地相，沉積厚度增大，含磷性逐漸減弱。

2.3 構(gòu)造

礦區(qū)被兩條近S-N向斷層切割為一地塹構(gòu)造，地層總體傾向北東，傾角平緩，一般5°～15°，局部因斷裂構(gòu)造影響，地層產(chǎn)狀變陡。區(qū)內(nèi)褶皺不發(fā)育，以斷裂構(gòu)造為主，共發(fā)育3條斷層,主要為近南北走向。

斷層對(duì)磷礦層(體)的破壞作用主要表現(xiàn)為將礦層(體)切為南北向長(zhǎng)條狀不規(guī)則的塊體，并使礦層(體)在垂向上發(fā)生位移。F9、F10兩個(gè)反向的斷層共同形成一個(gè)“地塹”構(gòu)造，包括F9斷層以東抬升斷塊、F10斷層以西抬升斷塊及受拉伸于F9-F10斷層中間下降的槽形斷塊，對(duì)礦層的破壞影響較大主要表現(xiàn)為將磷礦層切為南北向長(zhǎng)條狀不規(guī)則的塊體，礦層在垂向上發(fā)生位移，對(duì)采礦造成不利影響。

2.4 礦層劃分對(duì)比

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 工業(yè)磷礦層

3.2 礦石礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造

3.3 礦石自然類型

白云巖條帶狀磷塊巖:由深灰色白云巖條帶或透鏡狀白云巖與灰黑色磷塊巖、含磷砂屑磷塊巖、含磷礫屑磷塊巖互層組成。磷塊巖條帶占比40%～70%，白云巖條帶寬1～10 cm不等，磷塊巖條帶寬1～25 cm，兩者呈不規(guī)則狀互層組成條帶狀構(gòu)造，磷塊巖具粒屑結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、碎粒結(jié)構(gòu)、亮晶粒屑結(jié)構(gòu)、內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)等。

4 礦床成因類型及富礦帶分布規(guī)律

4.1 礦床成因類型

研究區(qū)含磷巖系為震旦系下統(tǒng)陡山沱組，磷礦層產(chǎn)于含磷巖系下部，主要工業(yè)磷礦層是中磷層第二礦層和中磷層第一礦層。兩礦層在區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育，呈層狀，厚度較大，分布連續(xù)且較穩(wěn)定[2]。

含磷巖系巖石組合為白云巖—磷塊巖和頁巖—磷塊巖。礦石中礦石礦物主要為隱晶質(zhì)—微晶磷灰石，脈石礦物有白云石、石英、炭質(zhì)、粘土礦物、黃鐵礦等。礦石自然類型為白云巖條帶狀磷塊巖、致密條帶狀磷塊巖及頁巖條帶狀磷塊巖。礦石具條帶狀構(gòu)造、致密條帶狀構(gòu)造，泥晶結(jié)構(gòu)、含礫砂屑結(jié)構(gòu)。工業(yè)類型為碳酸鹽型。伴(共)生有益元素為碘、氟。主要為中等品位礦石，礦床規(guī)模達(dá)大型，礦床成因類型屬生物化學(xué)沉積磷塊巖礦床。

4.2 富礦帶分布規(guī)律

5 結(jié)語

通過礦區(qū)普查，初步研究并闡明了與沉積聚磷富集因素有關(guān)的區(qū)域磷礦地質(zhì)條件和富礦帶分布規(guī)律。大嶺子埡磷礦區(qū)位于?？怠瞬椎V帶(Ⅳ-1)中段，處在黃陵斷穹北東翼、北翼，屬于宜昌磷礦中磷層(Ph2)富集帶向北北西—南南東及北東方向延伸部位,為開闊淺海碳酸鹽臺(tái)地灘間瀉湖—潮坪亞相成礦有利相帶。因此，大嶺子埡礦區(qū)及其外圍具有良好的磷礦找礦前景，即將形成宜昌磷礦北部新的磷礦開發(fā)基地。