貴州省福泉磷礦新橋磷礦構(gòu)造沉積巖相特征及成礦模式簡析

許亞青

摘要：新橋磷礦是陡山沱期磷礦的典型礦床之一，共有a、b兩層磷礦，主要類型為砂屑磷塊巖、白云質(zhì)團塊狀磷塊巖和致密塊狀磷塊巖，a礦層以硅氧化物高、低鎂，b礦層以高鎂、低氧化物為特點。本礦區(qū)礦層構(gòu)造巖相等特征的變化規(guī)律反映了沉積構(gòu)造環(huán)境的改變，本區(qū)磷塊巖的成礦條件中，除了一定的成礦期，特定的成礦域和適宜的古構(gòu)造背景、陡山沱組的淺水碳酸鹽構(gòu)造沉積巖相、地層條件、氣候狀況等因素等是磷礦分布及富礦形成最主要的控礦因素。

關(guān)鍵詞：磷塊巖；構(gòu)造巖相；控礦因素

Tectonic Sedimentary Rocks Phase Fearure And Metallogenic Model Analysis Of Xinqiao Phophorus Mine In Guizhou province

Xu-ya qing

Team 159，coalfield geology bureau of Guizhou Province，Liupanshui 553000，Guizhou，China

Abstract：Xinqiao phosphorite ore is one of the typical deposits of phosphorite ore in Doushantuo Fm. There are two layers of phosphorite ore，a ore and b ore. The main types are shavings phosphorite ore，dolomite lumpy phosphorite ore and dense lumpy phosphorite ore. Ore seam a is characterized by high and low magnesium silicon oxide，while ore seam b is characterized by high magnesium and low oxide. The change rule of the equal characteristics of orebed tectonic rocks in this area reflects the change of sedimentary tectonic environment. In the ore-forming conditions ofphosphorite ore in this area，besides a certain ore-forming period，specific ore-forming region and suitable paleotectonic background，shallow water carbonate tectonic sedimentary facies stratigraphic conditions of Doushantuo Formation，climatic conditions and other factors are the most important controlling factors for the distribution ofphosphorite ore and the formation of rich ore

Key words： hosphorite ore tectonic lithofacies controlling factors

1.地質(zhì)背景

貴州省福泉磷礦新橋磷礦大地構(gòu)造位于揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱貴陽復雜構(gòu)造變形區(qū)之中偏東部地段，最小區(qū)域地質(zhì)單元為白巖—高坪背斜。褶皺總體呈NE向展布，背斜的首尾端偏轉(zhuǎn)呈“S”形。礦區(qū)位于白巖背斜南段。區(qū)內(nèi)及周邊地層自高坪背斜核部至兩翼由老至新出露為板溪群（Qbq）、南沱組（Nh2n）、陡山沱組（Z1ds）、燈影組（Z2dy）、牛蹄塘組（∈1n）、明心寺組（∈1m）及第四系（Q）。陡山沱組是一套由磷塊巖、白云巖及硅質(zhì)巖等組成的含磷巖組。由a、b兩礦層與含磷白云巖（頂板、夾層、底板白云巖）組成。

2.含磷巖組構(gòu)造巖相沉積特征

2.1礦層特征

新橋磷礦賦存于震旦系上統(tǒng)陡山沱組地層中，受礦山地質(zhì)構(gòu)造控制，故地層褶曲，礦層亦隨之褶皺。礦體產(chǎn)狀主要受白巖背斜形態(tài)制約。礦層位處于高坪、白巖兩背斜南北傾末端，由F1及F370斷層影響，導致礦區(qū)內(nèi)顯示出南北兩段不同的礦體空間形態(tài)：即F370斷層以北礦層呈較完整的背斜形態(tài)及以南的單斜形態(tài)。有a、b兩個磷礦層。新橋磷礦山F370斷層以北，a、b礦層均存在。F370斷層以南，b礦層全區(qū)分布，而a礦層在F370斷層以南則變薄、甚至尖滅。礦層受沉積環(huán)境的控制。現(xiàn)分述a、b礦層特征如下：

a礦層：賦存于陡山沱組中下部，分布于礦山F370斷層以北（南部尖滅），沿縱向上是北厚南薄，橫向上是東厚西薄，呈層狀穩(wěn)定產(chǎn)出，礦體分布標高+1030m～650m。主要為灰色薄板狀砂質(zhì)泥質(zhì)磷塊巖組成。礦層厚度10.72m～30.90m，平均厚24.03m，厚度變化系數(shù)58.34%，P2O5含量17.58%～ 26.49%，平均25.74%，品位變化系數(shù)5.02%。

b礦層：賦存于陡山沱組頂部，與a礦層間被一穩(wěn)定夾層（G1）分隔，呈層狀產(chǎn)出，全礦山分布，且較穩(wěn)定。礦體分布標高+1150m～680m。總體在18勘探線以北較厚，品位較高；以南變薄，品位較低。橫向上東厚西薄，品位隨之變低。主要為黑色磷塊巖及條帶狀、碎屑狀白云質(zhì)磷塊巖組成。礦層厚度3.88m～18.17m，平均12.64m，厚度變化系數(shù)36.53%，P2O5含量16.48%～32.18%，平均26.52%，品位變化系數(shù)13.68%。b礦層在F370斷層以南，品位雖然變低，但相對穩(wěn)定。

a、b礦層在背斜軸部厚度大，向兩翼變薄。

2.2礦石自然類型

根據(jù)礦層產(chǎn)出層位、礦石的顏色，物質(zhì)成分、礦物組合，結(jié)構(gòu)構(gòu)造等，將區(qū)內(nèi)磷塊巖分為四個自然類型，主要為：塊狀砂屑磷塊巖和塊狀藻類砂屑磷塊巖（簡稱塊狀礦石）、紋層狀砂屑磷塊巖（紋層狀礦石）、條紋—條帶狀白云質(zhì)（或泥質(zhì)）砂屑磷塊巖（條紋—條帶狀礦石）、團塊—角礫狀白云質(zhì)（硅質(zhì)）砂屑磷塊巖（團塊—角礫狀礦石）等四種，其中以條紋—條帶狀礦石最普遍，塊狀和團塊狀—角礫狀礦石次之，其余數(shù)量較少?，F(xiàn)自上而下將各自然類型礦石特征分述如下：

（1）塊狀砂屑磷塊巖和塊狀藻類砂屑磷塊巖

礦石為藍灰、深灰色，塊狀構(gòu)造，砂屑結(jié)構(gòu)，假鮞狀（球粒）結(jié)構(gòu)，單層厚2.5m～3m。主要礦物膠磷礦為非晶質(zhì)—隱晶質(zhì)體，集合體成圓形、橢圓形、不規(guī)則形，粒度均一，砂屑粒度0.1mm～0.6mm以上不等，彼此緊密接觸，分布于砂屑間的填隙物為無定形膠磷礦，局部則充填以白云石和石英等。常見a礦層。

（2）紋層狀砂屑磷塊巖

其紋層構(gòu)造或由粗細顆粒如0.3mm～0.6mm的中粒砂屑磷塊巖層與0.1mm～0.25mm的細砂屑磷質(zhì)層呈毫米級紋層相間；或由砂屑磷顆粒層與晶質(zhì)凝膠狀磷灰石基質(zhì)層呈0.05mm～2mm厚的紋層互間；或由砂屑磷顆粒層與鐵質(zhì)、水云母、石英粉砂及磷砂屑等組成的磷質(zhì)陸源砂屑層呈0.1mm～2mm厚的紋層相間。紋層狀含黏土質(zhì)（或黏土質(zhì)）砂屑磷塊巖常分布在含磷巖系下部（a礦層），層紋狀含白云質(zhì)（或白云質(zhì)）砂屑磷塊巖往往賦存于含磷巖系的中上部（b礦層）。

（3）條紋—條帶狀白云質(zhì)（或泥質(zhì)）砂屑磷塊巖

本類礦石是由砂屑磷塊巖和層紋狀（含）白云質(zhì)（或黏土質(zhì)）砂屑磷塊巖進一步演化而成，礦層下部以數(shù)毫米至2cm厚的條紋狀構(gòu)造為主，且磷塊巖條紋的厚度和數(shù)量一般較白云巖（或黏土巖）厚而多。中上部則趨于以白云巖條帶為主。由灰黑色薄層狀磷塊巖與深灰色粉砂、黏土質(zhì)相間組成，具條紋狀、條帶狀構(gòu)造，層理清晰，單層厚1mm～6mm，顯微層理，主要礦物膠磷礦為非晶質(zhì)—隱晶質(zhì)體，其集合體呈圓形、橢圓形砂屑，磷酸鹽呈塑細砂屑顆粒，具塑性砂屑結(jié)構(gòu)，粒度均一，多在0.1mm～0.25mm，彼此緊密接觸，其孔隙中多充填以無定形膠磷礦，局部則充填以白云石和石英等。

（4）團塊—角礫狀白云質(zhì)（硅質(zhì)）磷塊巖

礦石呈灰、淺灰色，團塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造，具砂屑結(jié)構(gòu)，碎屑主要為暗—灰色非晶質(zhì)—隱晶質(zhì)磷灰石，粒度0.05mm～0.3mm以上不等，基質(zhì)為白云石，白云石為半自形—自形粒狀，粒度多在0.01mm～0.2mm間，呈細—微晶結(jié)構(gòu)，不均勻分布。團塊主要有三種類型：一是由磷質(zhì)碎屑集中分布構(gòu)成的含磷白云石團塊；二是由非晶質(zhì)磷灰石呈不規(guī)則凝塊團狀構(gòu)成磷塊巖團塊。礦石為凝膠結(jié)構(gòu)，此類礦石結(jié)構(gòu)多存在于b礦層上部；三是由硅酸鹽組成的不規(guī)則團塊。硅質(zhì)有石英和玉髓兩種，前者有次棱角砂狀碎屑石英和他形粒狀自生石英（粒度0.02mm～0.2mm）。玉髓呈纖維狀，粒度<0.03mm，常聚集成團塊分布，團塊2mm～10mm以上不等。團塊狀構(gòu)造常見于礦層上部。

2.3礦石化學成分

（1）礦石的主要化學成分

a.礦層：礦石中主要組分含量：P2O5為22.47%～26.49%，平均為25.74%；CaO為36.22%～42.67%，平均為39.63%；MgO為2.77%～3.67%，平均為3.05%；CO2為5.50%～8.40%，平均為6.70%；Al2O3為1.81%～2.17%，平均為2.09%；SiO2為10.08%～14.95%，平均為14.54%；F為2.04%～2.42%，平均為2.21%。

b.礦層：礦石中主要組分含量：P2O5為16.48%～32.18%，平均為26.52%；CaO為40.62%～47.04%，平均為42.89%；MgO為3.89% ～10.54%，平均為6.40%；CO2為6.45% ～ 21.76%，平均為15.16%；Al2O3為0.21%～0.80%，平均為0.51%；SiO2為2.90%～7.34%，平均為4.99%；F為2.04%～ 2.78%，平均為2.46%。

礦區(qū)的兩礦層，在組分上有較大差異，b層屬碳酸鹽型磷塊巖（俗稱鈣質(zhì)磷塊巖），a層礦層為硅酸鹽—碳酸鹽型磷塊巖（俗稱硅質(zhì)磷塊巖）。b礦層的條帶多為白云石，P2O5與CaO呈正相關(guān)關(guān)系，與SiO2相關(guān)性不大，礦石中的MgO含量變化大，與白云石含量有關(guān)。白云質(zhì)條帶狀磷塊巖MgO含量高；a礦層P2O5含量與CaO呈正相關(guān)關(guān)系，與SiO2呈負相關(guān)。CO2含量b礦層高于a礦層。綜上所述，b礦層的礦石是以高鎂、低氧化物，a礦層是以硅氧化物高、低鎂為特點。

有益組分P2O5含量及其變化規(guī)律：

沿橫向方向，a、b兩礦層P2O5含量總體是由東向西，有由富變貧的趨勢。

總的b2-b4層隨厚度增厚P2O5含量變貧，相反變富。b1層變化不大。a礦層P2O5由東往西，由北向南，隨厚度的變薄，品位隨之變貧，直至尖滅。

沿礦層方面，P2O5含量變化視不同礦石自然類型而異。如a礦層由底至頂，隨黏土、粉砂含量變少，P2O5含量隨之增高。b礦層中P2O5含量較高，南段b礦層P2O5含量上部較下部低。

（2）主要雜質(zhì)組分含量及變化特征

磷塊巖中與磷酸鹽礦物有關(guān)的P2O5、CaO、CO2、F四項含量總平均達80%左右，主要雜質(zhì)組分MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四項平均18%左右。

礦石中主要雜質(zhì)組分及其變化是依照不同礦石自然類型的礦物，共生組合不同而異，變化特征如下：

a礦層：紋層狀砂泥質(zhì)磷塊巖礦石以SiO2（14.54%）特高，R2O3（3.72%）有害組分含量高，MgO（3.05%）低。由礦層底至頂隨黏土、粉砂質(zhì)含量減少，各主要組分含量顯示出有規(guī)律的增加和降低。

b礦層：b礦層SiO2（4.99%），R2O3（0.92%）有害組分含量低，MgO（6.40%）高。Al2O3、R2O3等有害組分含量低，變化不大，與P2O5無明顯消長關(guān)系。其SiO2屬低質(zhì)且不均一，反映出石英、玉髓礦物分布不均勻；R2O3與CaO、MgO、CO2密切相關(guān)。

SiO2含量a礦層高于b礦層；R2O3有害組分含量，a礦層高，b礦層低。

3.沉積環(huán)境

震旦系下統(tǒng)陡山沱組是我省南沱冰期之后揚子海盆的第一個成磷沉積旋回。它以明顯、穩(wěn)定的間斷面覆于南沱冰磧礫巖之上，以穩(wěn)定易識別的標志層伏于震旦系上統(tǒng)燈影組白云巖之下。陡山沱組沿黔中、黔東兩斷裂的正向構(gòu)造出露，黔中臺地控制了許多工業(yè)磷礦床的分布及沉積。磷塊巖的主要聚集地帶是淺海臺地邊緣灘及灘間臺盆，次為臺地潮坪之沙坪及盆地邊緣。陡山沱組的甕福地區(qū)處于翁昭隆起向北東徐徐緩傾的淺陸棚環(huán)境。初期沉積了含陸源碎屑黏土巖和下白云巖段。隨著海平面逐漸升高，富溶解磷質(zhì)海水由北東涌入礦區(qū)，沉積了下磷層，西南部大寨礦區(qū)處于潮上環(huán)境，無磷礦沉積。隨著沉積物填塞和相對海平面下降，礦區(qū)除北部外，大都露出水面，a礦層遭受剝蝕和破壞，當海平面再次快速上升時，沿英坪—前雍一線，形成巨大角礫狀的磷塊巖層（吳祥和等；1999）。大量的、主要的優(yōu)質(zhì)磷塊巖是在淺海臺地邊緣灘潮間帶及其上下的極淺水中沉積的，含磷建造是磷塊巖、白云巖、硅質(zhì)巖及細砂巖。磷塊巖的砂屑和條帶狀結(jié)構(gòu)為潮間帶向陸一側(cè)，水動力條件較強，有一定的分選和磨圓；致密結(jié)構(gòu)磷塊巖，沉積水動力條件相對較弱，水體較深。團塊狀結(jié)構(gòu)反映了水動力條件發(fā)生由寧靜向動蕩再恢復平靜的過程，早期形成的膠磷礦等被擾動破壞，后被白云質(zhì)膠結(jié)。

4.結(jié)論

新橋磷礦山賦存于震旦系上統(tǒng)陡山沱組地層中，受礦山地質(zhì)構(gòu)造控制，故地層褶曲，礦層亦隨之褶皺。有a、b兩個磷礦層。將區(qū)內(nèi)磷塊巖分為四個自然類型，主要為：塊狀磷塊巖和塊狀藻類砂屑磷塊巖、紋層狀砂屑磷塊巖、條紋—條帶狀白云質(zhì)（或泥質(zhì)）砂屑磷塊巖、團塊—角礫狀白云質(zhì)（硅質(zhì)）磷塊巖等四種，其中以條紋—條帶狀礦石最普遍。礦床為震旦系下統(tǒng)海相沉積磷塊巖礦床。除了一定的成礦期，特定的成礦域和適宜的古構(gòu)造背景、陡山沱組的淺水碳酸鹽構(gòu)造沉積巖相的地層條件、氣候狀況等普遍因素等是磷礦的分布及富礦形成的最主要的控制因素。

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