貴州織金縣新華磷礦大戛礦段礦床特征及成礦

陳 川，劉 文，張 燁，敖金鵬

（貴州省地質礦產勘查開發局117地質大隊，貴陽 550018）

貴州織金縣新華磷礦大戛礦段礦床特征及成礦

陳 川，劉 文，張 燁，敖金鵬

（貴州省地質礦產勘查開發局117地質大隊，貴陽 550018）

闡述了織金縣新華磷礦大戛礦段地質背景和特征，在對區域地質的研究基礎上，通過對礦體形態特征、礦石結構構造、成分分析，總結出該地區成礦條件，礦體往深部還有較大延伸空間，礦床深部具有較大的資源遠景。

磷礦；礦段；控礦因素；織金縣

新華磷礦區位于貴州省織金縣城近東部直距約5.5 km處的三甲鄉。地理坐標東經： 105°50′45″～105°54′15″；北緯：26°40′00″～26°42′15″。區域內礦產以磷礦、煤礦、鉛鋅礦、重晶石等為主。新華磷礦大嘎礦段資源遠景可達大型規模，根據其構造特征，磷礦及稀土礦體的產狀，規模、分布規律及礦石質量特征等，并初步探討該區域礦床成因，為該地區找礦工作提供依據。

1 地質背景

1.1 區域地質概況

該區位于揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱，次級構造單元上位于貴陽復雜構造變形區西段。區內褶皺和斷層均較為發育，主體構造線呈北東向展布。主要出露地層由老到新依次是震旦系上統燈影組（Z2d）、寒武系下統戈仲伍組（∈1gz）、牛蹄塘組（∈1n）、明心寺組（∈1m）、石炭系下統九架爐組（C1j）、擺佐組（C1b）和二迭系中統梁山組（P2l）、棲霞組（P2q）、茅口組（P2m）、上統龍潭組（P3l）及第四系（Q）。

1.2 礦區地質概況

該區含磷巖系為戈仲伍組（圖2），由上到下為：

1.2.1 頂板巖層

礦層直接頂板為寒武系下統牛蹄塘組黑色、灰黑色粘土巖、粉砂質粘土巖、黑色炭質粘土巖，常夾1～3層厚0.30～3.00m灰色細粒長石石英砂巖，巖石局部較破碎，在地表風化后可呈鱗片狀。該層黑色炭質粘土巖局部釩、鉬、鎳等元素含量較高，根據取樣化驗，該層個別樣品中V2O5和Mo含量達到邊界品位。該層在礦區內厚34～62m，為區內比較穩定的標志層。

1.2.2 含磷巖層：

1）暗灰色薄層白云質磷塊巖與深灰色中厚層狀細粒含磷白云巖不等厚互層，構成條帶狀構造，前者厚度2～15cm，一般2～5cm，后者20～40cm，該層厚度2.12～6.00m，平均3.10m；P2O5含量12.50%～19.23%，一般13%～16%。

2）含磷白云巖：灰、深灰色中厚層狀細粒含磷白云巖。厚5.55～10.24m，P2O5含量6.61%～10.29 %，一般6%～10%。

3）砂屑磷塊巖礦：灰、青灰色薄至中厚層狀細粒白云質砂屑磷塊巖，厚4.67～12.85m，一般6～10m，平均8.56m。礦體P2O5品位12.04%～37.53%，平均品位20.87%。

1.2.3 底板巖層

礦層直接底板為震旦系上統燈影組灰-灰白色厚層至塊狀夾中層（微含磷質）粉晶白云巖。經巖礦分析鑒定和采樣分析結果,其P2O5含量甚微，僅含2%左右，可以判斷其沉積環境與礦層的沉積環境有明顯突變特征。

2 礦床特征

2.1 礦層特征

研究區礦層長走向2km，寬2km，分布標高1 325m～1 275m，當地最低侵蝕基準面標高1 230m。礦層產狀330°～20°∠8°～15°，與地層一致。從深部工程控制情況來看，礦層走向長約5km，傾向寬2km，礦層厚度14.35～26.89m。走向上，礦層厚度從南西到北東有變薄的趨勢，深部在ZK101變薄。在傾向上，由于受斷層破壞，局部地段礦層連續性受到影響，但總體較穩定。礦層有穩定夾層（石），將磷礦層分為上、下兩層：

1）上層礦：層狀白云質磷塊巖層，位于戈仲伍組磷礦層的上部，為深灰、暗灰、灰黑色中厚層狀細粒含磷白云巖與白云質磷塊巖不等厚互層，巖石具水平、波狀、交錯層理，構成不規則的條帶構造；礦層鉛垂厚2.12（ZK1310）～6.00（ZK913）m，平均厚3.10m；P2O512.50%～19.23%，一般13%～16%。礦體伴生的稀土，RE2O30.076%～0.134%，平均 0.096%，Y2O30.026%～ 0.077%，平均 0.051%。

2）夾層（石）：含磷白云巖層，位于戈仲伍組磷礦層的中部，為灰、深灰色中厚層狀細粒含磷白云巖。厚5.55～10.24m，平均7.89m；P2O56.61%～10.29 %，一般6%～10%。伴生的稀土：RE2O30.042%～0.068%，平均0.055%；Y2O30.013%～0.030%，平均0.021%。

3）下層礦：層紋—條帶狀含砂屑磷塊巖，位于戈仲伍組磷礦層的下部，為灰、灰白色細至中粒白云質磷塊與灰黑、黑色細粒至密砂屑磷塊巖互層，具水平、波狀、交錯層理，構成不規則的條帶狀構造。前者條帶寬1～60cm，一般5～20cm，后者條帶寬1～35cm，一般2～5cm。礦層鉛垂厚4.67（ZK508）～12.85（ZK1310）m，平均8.56m；P2O512.04%～37.53%，平均20.87%。礦體伴生的稀土：RE2O30.089%～0.177%，平均0.125%；Y2O30.031%～0.109%，平均0.073%。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石結構

礦區內磷礦石為碎裂、細晶、細晶砂屑、含砂屑細晶、含砂屑細～中晶、砂屑細晶等結構，主要以細晶結構為主。

1）碎裂結構。因受構造應力作用的影響，發生脆性變形，形成縱橫交錯的裂隙（寬度<1.00mm）（照片1）。

圖2 本區含磷巖系柱狀圖

照片1 碎裂結構

碎裂前細晶結構巖石由晶粒白云石基底、內碎屑二部分構成。白云石晶粒約占總量93%。散布較為均勻。結晶粒度0.25～0.06mm，半自形～它形，粒狀。內碎屑約占樣品總量7%。零散均勻。粒度0.20～0.06mm，屬細砂屑級內碎屑，呈次圓狀、圓狀，磨圓度級分選性好。為非晶質磷灰石質灰泥在塑性～半塑性條件下經盆內打碎、盆內沉積而成。礦物成分為膠磷礦（結晶粒度<0.004mm，隱晶磷灰石）。

碎裂后巖石由碎塊和填隙物二部分構成。碎塊約占總量86%，為含磷質細晶白云巖。粒度10.00～0.20mm，呈棱角狀、次棱角狀、次圓狀。展布不顯方向性。大小不等，雜亂排列。填隙物約占總量14%，礦物成分有：①石英（粒度0.50～0.03mm，中～細～粉晶級，半自形～它形，粒狀，含量約11%）；②晶粒方解石（粒度0.25～0.03mm，細～粉晶級，自形～半自形～它形，粒狀，含量<2%～1%）；③黃鐵礦（粒度<0.03mm，微～泥晶級，半自形，粒狀晶體，含量<1%）；④鐵質和泥質（含量<1%）。對碎塊起填隙作用。

2）細晶砂屑結構?；旧嫌蓛人樾?、晶粒白云石基底和陸源碎屑三部分構成（照片2）。內碎屑約占總量60%，不均勻分布，呈層偏集。粒度0.25～0.06mm，屬細砂屑級內碎屑；次圓狀、圓狀，磨圓度級分選性好，為非晶質磷灰石質灰泥在塑性～半塑性條件下經盆內打碎、盆內沉積而成。個別內碎屑內部可見磷灰石質灰泥重結晶成柱粒狀晶粒磷灰石。礦物成分為膠磷礦。晶粒白云石基底約占樣品總量36%。不均勻分布，呈層偏集，粒度0.25～0.06mm，為細晶白云石；半自形～它形，粒狀。陸源碎屑約總量3%。不均勻分布，呈層偏集。粒度0.25～0.06mm，屬細砂級陸源碎屑；次圓狀、圓狀，分選性與磨圓度均好。成分為巖屑（硅質巖巖屑等）和石英礦物屑等。

3）含砂屑細晶結構。樣品基本上由晶粒白云石基底、內碎屑和陸源碎屑三部分構成（照片2）。晶粒白云石基底約占總量82%，分布較為均勻。粒度0.25～0.06mm，屬細晶級白云石；半自形～它形，粒狀。內碎屑約占總量15%，分布較為均勻。粒度0.25～0.06mm，屬細砂屑級內碎屑，呈次圓狀、圓狀，磨圓度級分選性好，為非晶質磷灰石質灰泥在塑性～半塑性條件下經盆內打碎、盆內沉積而成，礦物成分為膠磷礦，個別內碎屑內部可見磷灰石質灰泥重結晶成柱粒狀晶粒磷灰石。 陸源碎屑約占總量1%。散布較為均勻。粒度0.25～0.06mm，屬細砂級陸源碎屑；次圓狀、圓狀，分選性與磨圓度均好。碎屑成分為巖屑（硅質巖巖屑等）和石英礦物屑等。

4）含砂屑細～中晶結構。樣品基本上由晶粒白云石基底、晶粒方解石基底、內碎屑和陸源碎屑三部分構成（照片3）。晶粒白云石基底約占總量64%，不均勻分布，不同粒度呈層偏集。粒度0.50～0.25mm中晶級白云石主見，結晶粒度<0.25～0.06mm細晶級白云石次見；半自形～它形，粒狀。晶粒方解石基底約占總量2%。不均勻分布，呈層偏集。粒度<0.25～0.06mm，屬細晶級方解石；它形，粒狀。內碎屑約占總量29%，不均勻分布，呈層偏集。粒度0.50～0.06mm，屬中～細砂屑級內碎屑。呈次圓狀、圓狀，磨圓度級分選性好。為非晶質磷灰石質灰泥在塑性～半塑性條件下經盆內打碎、盆內沉積而成。礦物成分為膠磷礦。內碎屑內部可見磷灰石質灰泥重結晶成柱粒狀晶粒磷灰石。源碎屑約占總量2%，不均勻分布，呈層偏集。粒度0.50～0.06mm，屬中～細砂級陸源碎屑；次圓狀、圓狀，分選性與磨圓度均好。成分為巖屑（硅質巖巖屑等）和石英礦物屑等。樣品發育有不規則方解石（粒度0.25～0.004mm，細～粉～微晶級方解石；它形，粒狀）細脈，寬度<0.30mm，含量<2～1%。

照片2 A-細晶砂屑結構，B-含砂屑細晶結構

照片3 含砂屑細-中晶結構

照片4 砂屑細晶結構

5）砂屑細晶結構。樣品基本上由晶粒白云石基底、內碎屑和陸源碎屑三部分構成（照片4）。晶粒白云石基底約占總量62%，不均勻分布，呈層偏集。粒度0.25～0.06mm，屬細晶級白云石；半自形～它形，粒狀。內碎屑約占總量33%，不均勻分布，呈層偏集。粒度基本上<0.50～0.06mm，屬中～細砂屑級內碎屑。呈次圓狀、圓狀，磨圓度級分選性好。為非晶質磷灰石質灰泥在塑性～半塑性條件下經盆內打碎、盆內沉積而成。內碎屑內部可見磷灰石質灰泥重結晶成柱粒狀晶粒磷灰石。礦物成分為膠磷礦。陸源碎屑約占總量2%，不均勻分布，呈層偏集。粒度0.50～0.06mm，屬中～細砂級陸源碎屑；次圓狀、圓狀，分選性與磨圓度均好。成分為巖屑（硅質巖巖屑等）和石英礦物屑等。樣品發育有不規則白云石（結晶粒度<0.25～0.004mm，細～粉～微晶級方解石；它形，粒狀）細脈，寬度<5.00mm，含量約1%。

2.2.2 構造

礦區內磷礦石構造主要有：層紋～條紋～條帶狀層狀構造、層紋～條紋狀構造、層狀構造、層紋狀構造等，主要以層紋～條紋狀構造最發育（照片5）。

1）層紋～條紋～條帶狀層狀構造：樣品不同組分（不同粒度白云幫方解石、內碎屑、陸源碎屑等）各自順層偏集呈層紋～條紋～條帶狀產出。

2）層紋～條紋狀構造：樣品不同礦物成分（白云石、內碎屑、陸源碎屑等）各自順層偏集呈層紋～條紋狀產出。

3）層狀構造：樣品呈層產出。

4）層紋狀構造：樣品不同組分（白云石、內碎屑、陸源碎屑）各自順層偏集呈層紋狀產出。

照片5 層紋-條紋狀構造

3 成礦分析

3.1 控礦因素

磷塊巖的形成、富集，受諸多因素的制約，其中主要的控礦條件有巖相古地理及次生氧化作用等。1）巖相古地理條件

從各條勘探線剖面圖上的礦層沿傾向的柱狀對比圖和沿走向方向的礦層柱狀對比圖中可以看出，白云質磷塊巖礦體的厚度受其沉積基底起伏程度的制約，當沉積基底（燈影組古侵蝕面）為向下凹的洼地時，沉積的戈仲伍組含磷層厚度就大，相應的磷塊巖P2O5較富，當基底向上凸起時，戈仲伍組含磷層厚度就薄，同時磷塊巖的P2O5含量亦較低。

2）次生氧化富集作用

磷塊巖，包括含磷白云巖，在沉積成巖之后，由于氧化作用，使之容易溶解的碳酸鹽礦物溶解，CaO、MgO、CO2組分流失，磷塊巖中的膠磷礦相對富集，磷塊巖貧礦變成磷塊巖富礦，含磷白云巖變成磷塊巖。次生氧化作用不僅產生于表淺部礦體中，深部礦體當有斷層切割或巖溶發育形成溶洞時，加速了地下水的流動，地下水中的氧分對白云質磷塊巖進行氧化，促進磷礦石的氧化富集，形成氧化礦石或混合型礦石。

3.2 礦床成因分析

貴州主要磷塊巖形成時期大致分為兩大成礦時期,即新元古代末陡山沱期和早寒武世梅樹村早期，分屬中國重要的兩個成磷時期。形成的磷塊巖分屬為黔中成礦域含磷巖系和黔西北早寒武世揚子成礦域含磷巖系。

貴州早寒武世磷塊巖主要產出于黔北、黔西北地區（織金新華磷礦區） ,分屬于揚子地臺西部。富含磷塊巖地層為戈仲伍組。巖石主要為白云巖、白云質磷塊巖、硅質白云巖、硅質磷塊巖及生物碎屑磷塊巖等。由于特殊的沉積環境 ,使得該區磷塊巖品位 (P2O5含量)較低 ,為 16%～20%左右 ,但富含稀土元素 ,具有巨大的綜合利用潛在價值。

織金新華磷礦分布于牛首山古陸的東部邊緣，其沉積基底受古陸的控制。磷塊巖的沉積環境為淺海臺地潮坪環境。歸納起來，新華磷礦床有如下特點：

1）礦石以包括生物碎屑在內的顆粒結構為主，次為隱晶質的凝膠結構。

2）礦層內小型交錯層理和平行層理發育。

3）礦體呈層狀產出，礦石構造為層紋（條紋）狀、條帶狀、塊狀構造。

4）礦石主要為白云質磷塊巖，富含重稀土元素。

5）含磷建造是磷塊巖、白云巖，礦體下部是砂屑磷塊巖，上部兩者呈互層產生。

根據上述特點，分析新華磷礦是海源的生物化學和膠體化學聚沉～～盆內顆粒再沉積成因：

1）深海的含磷物質通過上翻的洋流，運移至相對穩定，低能的淺水環境，被大量的浮游的小殼動物等生物吸附，這些生物死后沉到水底與水底沉積物一并沉積下來，或是到達淺海環境的含磷水體，因壓力降低，溫度升高，CO2逸出和消耗，磷質自溶液中化學析出，膠體聚沉。

2）上述已聚沉的磷質凝膠或已固化的貧磷塊巖，在淺水攪動條件下顆粒化，就地或經盆內遷移，簸選而于不同能量的環境中再次沉積。

3）成巖階段，由于上覆蓋層的厚度增加，已沉積的磷塊巖和含磷白云巖，成為封閉環境，隨著上覆沉積物厚度的繼續增加，該封閉體系內的溫度亦不斷升高，保存于膠磷礦或膠磷礦與白云巖顆粒之間的孔隙水（被封存的海水），溫度升高為熱水，這些被封存的海水，含有早寒武世以前泛大陸解體帶來的稀土元素，在伴隨壓溶作用過程中，當孔隙水的溫度適宜時，稀土元素與膠磷礦發生離子交換，即稀土元素離子置換膠磷礦中的部分鈣離子，成為含稀土元素的磷塊巖或含磷白云巖。同時成巖階段的孔隙磷質淀晶膠結和進一步分異、凝聚，對磷塊巖的富化，起著重要的作用。

4）磷酸鹽的沉淀，嚴格受制于PH值，在PH為7.5～8的堿性條件下與白云巖相銜沉積，這不僅決定了磷塊巖的時空分布、建造組合，而且導致了密切相關、經常共伴生的磷酸鹽、碳酸鹽兩者的分異，促進了磷塊巖的富化。本區白云質與磷塊巖互層或成碎屑狀相互混雜，說明了它們是隨PH值不同而分異沉淀的，或各成碎屑而機械混雜的。

4 遠景評價

根據上述成礦特征，磷塊巖的成礦條件有一定的成礦期，特定的成礦域、適宜的古構造背景和氣候狀況等，因此特定的層位和具有特定的巖性組合特征是找礦的直接。所以可以將寒武系牛蹄塘組底部黑色頁巖作為該類型磷礦床的找礦標志。

新華磷礦區為產出于早寒武世的超大型磷礦區，其產出層位穩定，礦體厚度大，成礦地質條件好。但總體來說礦層較連續，無突變。從本次工作鉆孔揭露的情況來看，根據礦層的厚度和品位變化規律，礦體往深部還有較大延伸范圍。所以礦床深部具有較大的資源遠景。由于該礦區處于普查階段,構造性質、構造演化、礦石組構及礦床共（伴）生礦產等諸多問題尚有待進一步研究。

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Geological Features and Ore-formation of the Dajia Ore Block of the Xinhua Phosphate Deposit in Zhijin, Guizhou

CHEN Chuan LIU Wen ZHANG Ye AO Jin-peng
(No.117 Geological Team, Bureau of Geology and Mineral Resources of Guizhou Province ,Guiyang 550018)

This paper deals with geological features such as ore constitutes, ore texture and structure and shape of orebodies, and ore-forming conditions of the Dajia ore block of the Xinhua phosphate deposit in Zhijin, Guizhou.

phosphate deposit; ore control factor; Dajia ore block; Zhijin, Guizhou

P619.21+3

A

1006-0995（2014）04-0533-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2014.04.013

2013-12-30

陳川（1984—），男，貴州遵義人，工程師，長期從事礦產地質、水文地質、地質災害等工作