貴州織金地區磷礦成礦規律與成礦預測

摘要：對織金地區磷礦典型礦床地質與區域成礦規律進行總結分析，系統研究織金地區沉積型磷礦的成礦地質背景、巖相古地理特征、礦床特征等，分析得出沉積型磷礦的成礦要素，建立典型礦床及區域成礦模式。運用基于 GIS的礦床模型綜合地質信息預測方法對織金地區沉積型磷礦進行綜合定位和定量預測，并圈定了6個最小預測區 ，估算未查明的磷礦預測資源量 35230萬 t。

關鍵詞：沉積型磷礦；成礦要素；礦產預測；織金地區

貴州磷礦主要分布在織金、開陽、甕安-福泉三個地區，對應的有新華式、開陽式二種類型。目前已探明3個大型礦床、9個中型礦床、22個小型礦床，共34個礦床，其中未上表礦床4個，上表礦床30個，上表總資源量（即查明資源量）為293484萬噸。

織金地區指貴州省中西部織金縣、清鎮市、修文縣、納雍縣、平壩縣一帶，該區主要為低品位的含重稀土磷塊巖礦床。該區磷（稀土）礦主要為海相沉積型磷塊巖礦床，礦床式為織金新華式。含礦巖系為早寒武世牛蹄塘組底部的一套沉積巖（織金地區稱戈仲伍組），該區磷（稀土）礦勘查工作始于上世紀五十年代后期，到九十年代中期大規模勘查工作基本結束，經半個多世紀的地質勘查工作，區內發現和勘查了9處磷（稀土）礦區，主要有織金新華礦區、打麻廠礦區、李家寨礦區、毛稗沖礦區、杜家橋礦區、清鎮桃子沖礦區、洛夯礦區、納雍水東礦點及大院礦點等。本文重點研究此地區磷礦成礦特征與資源潛力預測。

1 成礦地質背景特征

1.1 建造構造特征

該區地層以海相為主，陸相不甚發育。據其巖石特征及沉積組合劃分為7大建造類型。即陸緣斜坡相復理石建造、開闊海臺地、半局限臺地碳酸鹽巖建造、陸棚相細碎屑巖建造、潮坪沼澤—三角洲相含煤碎屑巖建造、陸相碎屑巖建造及松散堆積物建造、淺灘—陸棚相含磷建造及巖漿巖建造。上述這些建造類型，記錄了圖區從活動陸緣逐漸抬升，演變為穩定陸塊區的全過程。

1.2 大地構造特征

1.2.1 大地構造位置

預測區位于上揚子古陸塊（V2）二級構造單元，揚子陸塊南部被動邊緣褶沖帶（V2—7）三級構造單元之鳳崗南北向褶斷區（V2—7—2）及織金寬緩褶皺區（V2—7—5）四級構造單元，屬穩定的陸塊區。具體位置如下圖。

1.2.2 構造特征

研究區內的構造形跡以站街鎮一線為界，以西廣大地區以北東向構造為主，以東以南北向構造為主。褶皺由圖區西邊的寬緩褶皺，向東逐漸變為較緊密褶皺。

織金寬緩褶皺區：分布于站街一線以西地區，褶皺斷裂發育。

（1）褶皺。水東（花初）穹狀背斜，位于圖區北西角，核部地層為燈影組，巖層呈水平產狀。該穹狀背斜以東廣大地區為北西向線狀背、向斜相向分布，向斜舒緩、背斜較緊密。

向斜主要有板橋—三塘、阿烈、珠藏、桂果、牛場鎮等七個向斜，向斜軸線長15～30km，多彎曲。向斜核部地層多為嘉陵江做或夜郎組，少數為龍潭組。兩翼巖層傾角多為5～20°局部可達35～50°。

背斜主要有二塘、綺陌—少普、灣沖等8個背斜。背斜軸線長10～50km，且多彎曲。核部地層分別為燈影組、牛蹄塘組、明心寺組或梁山組等，巖層一半傾角15～25°，局部達40～50°。

（2）斷裂。斷裂可分北東向、近東西向兩組，以北東向組最發育。

北東向組Ⅰ級斷層有三甲、果化、新寨、大寨等斷層，Ⅱ級斷層甚多。斷層多傾向南東，少數傾向北西，傾角20～85°，多為正斷層，少數為逆斷層。Ⅰ級斷層長10～45km，破碎帶寬20～30m，局部達50m，斷距500～800m。

近東西向組分為平移（走滑）斷層。Ⅰ級斷層有新街（納雍）、龍場、中寨等斷層，其余均為Ⅱ級斷層，規模小。Ⅰ級斷層長30～50km，破碎寬20～30m，特別是新街（納雍）斷層為區域性斷層，區域物探表現為重力低值異常帶，寬約20～30km，為一深斷裂。

（3）鳳崗南北向褶斷區。位于黑土田、站街鎮以東地區，分布面積小。近南北向的逆沖推覆構造和長條狀褶皺構成主體構造格架。菜水一帶的逆沖推覆斷層傾向南東或北東，傾角40～80°，多為逆斷層，少數為正斷層，斷層的斷距不大。

背斜有塘沖、麥西背斜，軸向10～30°，核部地層為清水江組成或牛蹄塘組，兩翼巖層傾角10～60°，一般10～30°。背斜形態被斷層破壞嚴重，連續性差。

向斜有站街鎮、桐古壩—烏栗向斜，軸向10～20°，核部地層關嶺組和龍潭組，兩翼巖層傾角20°，局部達65°，甚至倒轉。

1.2.3 巖相古地理

貴州梅樹村期早中時由于先期環境的繼承性，原碳酸鹽臺地雖被掩埋，但多數仍為淺水。生物碎屑灘區以潮汐沉積作用為主，灘后泄湖聚水相對稍深，其變化呈逐漸過渡，即由弱動蕩漸次轉向平靜的淺水泄湖環境；在灘緣地帶側以稍弱的動蕩沉積作用為主；灘前以塌積作用為主，在臺地淹沒區覆水較灘區為深，以比較平靜但其間歇震蕩的沉積作用為主，原斜坡陸棚區現劃為臺地邊緣緩坡—路坡以及陸棚邊緣欠補償盆地，皆為半深水環境，以滑坡沉積及懸浮降落沉積和滯留為主，詳見如圖2：

研究區磷礦主要產于含磷巖系下部一套沉積內，為便于作圖，巖相古地理的格局主要依據該套沉積物的特征提煉形成，具體劃分為下述5個沉積相帶及4個次級古地貌單元。5個沉積相帶分別為：（1）灘后含磷瀉湖相（LF）；（2）磷質生物碎屑淺灘相（PMS）；（3）磷質生物碎屑灘緣塌積相（PLS）；（4）含磷淹沒臺地相（RP）；（5）磷質滯積相。

沉積相是古地理的真實寫照，上述各相帶的展布已基本勾畫出本區梅樹村早期之古地理格局，即彼時當屬川黔半局限海臺地南部邊緣—織金臺緣，其上發育有戈仲伍碎屑淺灘、大院灘后瀉湖、五指山—毛稗沖灘緣斜坡，以及除此而外的淹沒臺地等4個次級古地貌單元。

通過對沉積相帶的特征研究可以看出，磷質生物碎屑淺灘相反映的成磷作用最強，因為這里處在當時新生的淺水陸架富磷酸鹽海水上升流活動區，沉積界面位于潮下帶上部至潮間帶的部位，水體溫暖，生物繁盛，極易形成磷質砂屑淺灘沉積、磷質潮坪沉積這類磷酸鹽沉積相。特別是戈仲伍磷質生物碎屑淺灘區，其成磷期之磷酸鹽、碳酸鹽的產率與海平面的上升速度是基本協調平衡的，從而在該區形成了量大質優的磷塊巖礦層。

2 礦床特征

根據技術流程中所提的典型礦床選擇原則，織金新華式沉積型磷（稀土）礦選擇織金新華礦區作為典型礦床。其礦床特征如下：

2.1 區域地質背景

新華磷礦區位于揚子陸塊南部被動邊緣褶沖帶（三級構造單元）的織金寬緩褶皺區的中部。位于北北東向的清鎮—納雍磷（稀土）磷塊巖Pb、Zn成礦區內。

2.2 成礦地質特征

工作區位于果化背斜中段。出露有震旦系、寒武系、石炭系、二疊系及系四系，現從老至分述如下：

上震旦統（Z2）主要出露燈影組（Z∈dy）；寒武系下統（∈1）主要出露牛蹄塘組（∈1n）、明心寺組（∈1m）；石炭系下統（C1）主要出露大塘組（C2d）、擺佐組（C2b）；二疊系（P）主要出露中統梁山組（P2l）、棲霞組（P2q）、茅口組（P2m）；第四系（Q）：主要由黃色、褐黃色殘坡積粘土、亞粘土等組成。

2.3 成礦構造特征

貴州省織金縣新華磷礦區位于新華背斜北西翼中段，巖層傾角一般10～30°，局部地段受構造破壞，傾角達70°左右；傾向280～340°。

區由斷層構造較發育，主要發育走向及傾向兩組斷層，該區磷礦層受走向及傾向斷層的控制。

2.4 礦體分布及產狀

該區磷（稀土）礦呈層狀、似層狀產出。區內磷礦劃分為4個礦段，而本次典型礦床研究范圍主要為各仲伍、果化礦段和佳垮—大戛礦段；礦層總體傾向北西，傾向280～340°，一般300°左右，傾角一般10～25°，褶皺軸部和斷層破碎帶附近，傾角為50～70°，總體傾角較緩。

2.5 礦石類型及礦物組合

（1）礦石類型：結核狀硅質磷塊巖、層狀硅質磷塊巖、條帶狀白云質磷塊巖。

（2）礦物組合：主要礦物為膠磷礦，次要礦為磷灰石、獨居石、白云石、方解石、石英、玉髓、云母等。但不同礦石類型所含礦物主次不同。

2.6 礦石結構構造

（1）礦石結構：顆粒結構、泥晶結構。

（2）礦石構造：顆粒塊狀構造、凝膠狀構造、條紋—條帶狀構造、結核狀構造。

2.7 礦床成礦要素特征

根據新華磷（稀土）礦典型床研究，在對典型礦床地質特征、礦體特征、礦石特征及成礦規律、控礦因素進行分析研究的基礎上，歸納總結出典型礦床成礦要素，并形成成礦要素表如下：

在對典型礦床地質特征、礦體特征、礦石特征及成礦規律、控礦因素進行分析研究的基礎上，歸納總結出典型礦床成礦要素，然后反映在典型礦床成礦要素圖上。

2.8 成礦模式

早寒武世梅樹村期，當上升洋流再次裹攜富磷酸鹽水團上涌時，首先穿過硅質過飽和層，而此時磷酸鹽仍處于溶解狀態，故硅質巖地區沒有磷塊巖的出現。當上升洋流涌入缺氧層后，由于水體中CO2大量形成，造成酸度提高，硅質巖過渡到缺氧層黑色頁巖，這就反映了水體從 堿性轉化為酸性，因此，在它們接觸的界面上析出了磷灰石。而黑色頁巖組成的缺氧層，由于CO2過量引起磷酸鹽呈溶解狀態，故黑色頁巖特別發育的缺氧層里，磷塊巖反而少見。通過對研究區區域要素的研究，編制其成礦模式圖如下：

3 織金地區磷礦資源潛力預測

3.1 礦產預測方法類型

劃分礦產預測類型是為了進行區域礦產預測，根據相同的礦產預測要素以及成礦地質條件，對礦產劃分的類型。礦產預測類型也是開展礦產預測工作的基本單元，凡是由同一地質作用下形成的，成礦要素和預測要求基本一致，可以在同一預測底圖上完成預測工作的礦床、礦點和礦化線索可以歸為同一礦床預測類型。同一礦種存在多種礦床預測類型，不同礦種組合可能為同一類型，同一成因類型可能有多種類型，不同成因類型組合可能為同一類型。

礦產預測類型的命名原則：××礦床式+××類型+××礦。其中礦床式一般以礦區名稱命名，類型指的是成因類型或工業類型，礦指的是礦種名稱。

根據上述礦產預測的定義和命名原則，貴州省織金地區磷礦屬海相沉積型磷礦，嚴格受地層層位和巖性的控制，礦體呈層狀或似層狀產于含礦巖系中，故礦產預測方法類型選擇沉積型礦產預測方法。

3.2 預測要素和預測模型

3.2.1預測工作區預測模型

通過對預測工作區地質背景和成礦規律的分析研究及對典型礦區域床成礦要素圖、預測要素圖等圖件的編制 ，總結提取了區域成礦要素和預測要素，建立預測工作區定性預測模型：

①成礦構造背景：揚子陸塊南部被動邊緣褶沖帶（V27）織金寬緩褶皺帶（V275）。

②成礦時代：早寒武世梅樹村期。

③巖相古地理：大院瀉湖區—無具工業價值的礦體；各種伍臺內淺灘區—有相當規模礦體產出，已發現大型礦床；五指山—毛稗沖灘緣斜坡區——有一定規模的礦體產出，已發現有小型礦床；淹沒臺地區：有零星礦體產出，已發現有礦體。

④古地貌：碳酸鹽臺地。

⑤基底：碳酸鹽巖基底。

⑥巖性特征：白云巖磷塊巖—碳質泥巖的巖石組合。

⑦含礦巖系厚度：含礦巖系厚>8.0m且有足夠大的面積時，可能有一定規模的磷（稀土）礦體存在。

⑧礦層特征：P2O5含量趨勢值：<12%，差；12%～16%，一般；>16%，對成礦有利。礦層厚度趨勢值：<0.5m，差；0.5～1.0m，較好；>1.0m，對成礦有利。REO趨勢值：<0.05%，差；0.05～0.1%，一般；>0.1%，對成礦有利。對于物探、化探、遙感、自然重砂信息，就目前研究程度而言，沒有發現其與織金地區磷（稀土）礦成礦預測有明顯的指導作用，故預測模型中不含這方面的內容。

3.2.2織金地區磷（稀土）礦區域預測要素

綜合信息礦產預測方法為通過對典型礦床的研究，結合地球物理、地球化學、遙感、自然重砂等信息進行合理評價，確定預測要素，并根據相關性，將預測要素分為： 必要、重要、次要等級別。對織金地區磷礦工作區初步擬選結果見表。

3.3 最小預測區圈定

3.3.1 圈定預測區的方法

預測單元劃分方法主要有綜合信息網格單元法和地質單元法。綜合信息網格單元法是把研究區按著一定的間隔劃分成面積相等、形狀相同的若干個單元，針對每個單元進行預測要素信息的綜合疊加分析。地質單元法是指應用于對預測礦種具有明顯控制作用的地質條件和找礦意義明確的標志圈定地質統計單元的方法，包括綜合信息地質單元法和單項信息法兩類。織金地區磷（稀土）礦的預測區圈定方法采用了綜合信息地質單元法。

3.3.2 最小預測區優選及資源量定量預測

預測區圈定方法采用了綜合信息地質單元法。根據要求，織金地區劃分出6個最小預測區。即織金新華預測區、織金李家寨預測區、織金打麻廠預測區、織金毛稗沖預測區、織金杜家橋預測區及清鎮桃子沖預測區。

1）新華預測區。本預測區屬生物碎屑灘沉積環境，有利于成礦，可找到大型規模的磷（稀土）礦體，綜合評定為A類最小預測區。

2）打麻廠預測區。本預測區屬生物碎屑灘沉積環境，有利于成礦， 預測的資源量為大型，劃分A類預測區.

3）毛稗沖預測區。本預測區屬斜坡沉積環境，有利于成礦，通過以后的勘查工作，資源量將會可能增加，可找到中型規模的磷（稀土）礦體，綜合評定為C類最小預測區。

4）桃子沖預測區。本預測區屬淹沒臺地沉積環境，具備一定的成礦條件。通過以后的勘查工作，資源量將會可能增加，可找到小型規模的磷（稀土）礦體，綜合評定為C類最小預測區。

5）李家寨預測區。本預測區屬生物碎屑灘沉積環境，有利于成礦，通過以后的勘查工作，資源量將會可能增加，可找到中型規模的磷（稀土）礦體，綜合評定為A類最小預測區。

6）杜家橋預測區。本預測區屬淹沒臺地沉積環境，具備相應的成礦條件，由于該區現無礦床（點）分布，通探索地質工作，可能發現磷礦資源，綜合評定為C類最小預測區。

綜上，織金預測工作區劃分了6個最小預測區，其中A類有新華、打麻廠、李家寨，C類有毛稗沖、桃子沖、杜家橋。經過計算，預測工作區資源總量184420萬噸，其中查明資源量149189.60萬噸，預測資源量35230萬噸，

具有找礦潛力。

4 結論與認識

（1）該區磷（稀土）礦主要為海相沉積型磷塊巖礦床，礦床式為織金新華式。新華磷礦區位于揚子陸塊南部被動邊緣褶沖帶的織金寬緩褶皺區的中部。在晚震旦～早寒武世，由于差異性的升降運動，形成了有利于磷礦沉積的水下隆起，織金新華磷（稀土）處于碳酸臺地邊緣生物碎屑灘上。磷（稀土）礦呈層狀、似層狀產出。礦石類型為結核狀硅質磷塊巖、層狀硅質磷塊巖及條帶狀白云質磷塊巖。主要礦物為膠磷礦，次要礦為磷灰石、獨居石、白云石、方解石、石英、玉髓、云母等。織金新華磷礦含磷巖系，其底界為生物灘潮渠角礫巖、頂界為半深水巖質細砂巖。磷礦層頂板為碳質泥（頁），底板為燈影組硅質白云巖、白云巖。成礦時期為早寒武系梅樹村期。

（2）本文運用成礦地質背景、成礦規律、化探等綜合信息對織金地區進行磷礦礦產資源潛力預測。在總結該區成礦規律的同時，運用人工與計算機相結合的方法，圈定6個最小預測工作區，共預測磷礦資料量35230t，為未來的織金地區磷礦勘查工作提供了依據及靶區。

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作者簡介：張朝舉（1965），男，貴州貴陽人，高級工程師，研究方向：固體礦產勘查。