貴州省開陽縣龍水磷礦地質特征及成因分析

周祖虎

（貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院 貴陽 550018）

貴州開陽磷礦以其厚而富的磷礦石資源備受關注。本文以貴州省開陽縣龍水磷礦礦床為例，分析總結了該礦床的區域地質背景、礦床地質特征及礦產成因，為該區域尋找相似類型的礦產提供了一定的理論支撐。

1 區域地質背景

該區域所處大地構造部位屬揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱貴陽復雜構造變形區的翁昭背斜北東轉折端，該區域地質構造復雜。區內出露地層從老到新依次有青白口系鵝家坳組（Qbe），南華系上統南沱組（Nh2n）、震旦系下統陡山沱組（Z1ds）、震旦系上統燈影組（Z2dy）、寒武系下統牛蹄塘組（∈1n）、明心寺組（∈1m）、金頂山組（∈1j）、清虛洞組（∈1q）、中統高臺組及石冷組（并層∈2g+sh）、中一上統婁山關組（∈2-3ls）、二疊系中統棲霞茅口組（P2q+m），上統龍潭組（P3l）及吳家坪組（P3w）、長興組（P3c）、三疊系下統夜郎組第一段（T1y1）等。該區域構造復雜，尤其是斷層特別發育，區內由于斷層破壞，未見完整的褶曲構造，烏江以南的廣大區域斷層構造尤為發育，褶曲構造僅為不規則、不完整的較小的褶曲，烏江以北斷層不發育，褶曲亦不發育，基本上屬一單斜構造。區域斷層主要為近北東向或北東東向斷層，該組斷層把該區域切剖成近東西向的塊段，其次為北東向及北西向兩組斷層，由于北東向及北西向斷層較發育，進一步把該區域切割成近東西向、北東-南西向、北西—南東向的小塊，對區域內磷礦層造成了破壞。

2 礦區地質概況

2.1 地層

礦區出露地層由老到新依次為青白口系鵝家坳（Qbe）、南華系上統南沱組（Nh2n），震旦系下統陡山沱組（Z1ds）、上統燈影組（Z2dy）、寒武系下統牛蹄塘組（∈1n）、明星寺組（∈1m）、金頂山組（∈1j）、清虛洞組（∈1q）、寒武系中統高臺組加石冷水組（∈2q+sh）及第四系（Q）。

主要含礦地層為震旦系下統陡山沱組（Z1ds）。該層主要出露在F2斷層以北，及礦區東部邊沿。根據巖性特征進一步分為上、下兩段。該層由于在沉積過程中受底板古侵蝕面起伏及構造運動影響各處沉積厚度變化較大甚至尖滅缺失。部分鉆孔中未見該層。所見該層的鉆孔統計厚度為1.06～25.65m（平均9.24m），各鉆孔所見該層巖性，夾層層數都有所不同，綜合起來自下而上為：

下段（Z1ds1）：A、該層底部1.06～11.76m（平均5.86m）為黃灰色泥質白云巖及含泥質白云巖。經ZK223 鉆孔系統采樣分析，其P2O5含量為0.90～5.92%。B、淺灰色微晶硅質白云巖（個別鉆孔為硅質巖）不顯層理，厚4.42～15.38m（平均6.82m），P2O5含量為0.38～0.80%。C、為淺灰色泥質白云巖，不顯層理（僅少數鉆孔見），厚2.74m 左右，P2O5含量為0.50～4.09%。D、磷礦層為厚薄不等（部分地段缺失）的淺灰色、灰白色、褐黃色塊狀、砂屑狀，條帶狀磷塊巖層，稱A磷礦層。

上段（Z1ds2）：該層巖性較簡單，地表及多數鉆孔資料表明主要為白色、乳白色塊狀硅質巖（少數鉆孔在硅質之上淺灰色硅質白云巖）經巖礦鑒定認為硅質巖原巖為白云巖，是后生成巖期發生強烈硅化作用所致，該層厚1.59～29.25m（平均10.98m），P2O5含量為0.25～2.07%。該層頂部為灰～深灰色塊狀、砂屑狀磷塊巖層，為礦區最主要的磷礦層，稱B磷礦層。

2.2 構造

圖1 龍水磷礦區域地質略圖

礦區大地構造位置處在黔北臺隆遵義斷拱貴陽復雜構造變形區北部邊緣。由于本區斷層發育，褶曲構造多遭斷層破壞，無大的完整褶曲構造。區內斷層構造較發育，分枝復合及相互切割特征明顯，主要有F1、F2、F3、F4、F9等斷層，礦區被該5 條斷層所切割。區內破壞礦層的主要斷層為F1、F2、F3、F9。F2與F9控制了I 礦塊范圍，F2、F3控制了Ⅱ礦塊范圍，礦塊內未見大于5m 左右的斷層。礦體連續性好。據坑道及探礦工程可見一些小斷層（多為階梯狀正斷層，致使礦體產狀有一些波狀變化，斷距多在2～3m 左右，對礦體沒有大的破壞）。

3 礦床地質特征

3.1 礦層特征

含磷巖系陡山沱組（Z1ds），厚約50.89～25m，磷礦層分B、A 兩層，分別賦存于上段（Z1ds2）、下段（Z1ds1）的頂部，垂直相距約19m 左右。礦區內主要磷礦體（層）為B磷礦層，其次為A 磷礦層，磷礦層呈層狀產出，嚴格受層位控制。

B磷礦層：產于震旦系下統陡山沱組上段（Z1ds2）頂部，層狀產出，礦層頂板圍巖為震旦系上統燈影組第一段（Z2dy1）白云巖，局部為硅質白云巖或硅質巖，底板圍巖為震旦系下統上段（Z1ds2）乳白色硅質巖。B 磷礦層總體呈不規則層狀，受剝蝕及斷層影響，切割成大小不等的6 個礦塊段。B 礦體受含礦層底板起伏變化影響，造成礦體形狀不規則且局部礦層厚度變薄不可采甚至尖滅。受古地理與海水入侵及成礦物質供給方向的影響，礦層厚度呈現東或南東較厚，向西或北西變薄的趨勢，東邊大坪上一帶礦體最厚，達13.88m，向西最薄點僅0.11m，平均厚度3.62m，厚度變化較大，變化系數為67.62%，屬較穩定。

A磷礦層：產于震旦系下統陡山沱組下段（Z1ds1）頂部，呈層狀產出。礦層頂板圍巖為陡山沱上段（Z1ds2）底部乳白色硅質巖，底板為陡山沱組下段（Z1ds1）上部灰白色硅質白云巖。由于受含礦層底板起伏變化影響，礦體呈不規則層狀，連續性相對較差。受底板隆起及斷層影響，切割成大小不等的6個礦塊段。A 磷礦層形狀、厚度、P2O5含量等受含礦層底板起伏變化及成礦物質供給、海水入侵方向影響較明顯，造成礦體連續性較差，形狀不規則，局部礦層厚度變薄不可采，甚至尖滅。礦層厚度0.20～3.55m，平均厚度2.09m，厚度變化系數為48.34%，較穩定，變化規律不明顯，但總體上有東或南東較厚，西或北西較薄的趨勢。

3.2 礦石組成成分及礦石類型

該礦區礦石礦物主要為膠磷礦，大概占60～70%，脈石礦物有石英占5～15%左右，水云母占5～30%左右，炭質占5～10%左右，黃鐵礦占1～2%，褐鐵礦占5～10%。

礦石礦物結構主要有泥晶～膠狀結構，細～中砂屑結構，砂屑結構，凝膠結構、藻灰結構等。礦石構造有塊狀構造條帶狀構造、層狀構造、團塊狀構造。

礦石自然類型有致密塊狀磷礦石，砂屑狀磷礦石、條帶狀磷礦石、團塊狀磷礦石等。B 磷礦層以致密塊狀及砂屑狀磷礦石為主，條帶狀磷礦為次，再次為團塊狀磷礦石，A 磷礦層以條帶狀磷礦石及致密塊狀磷礦石為主，其次為砂屑狀磷礦石，再次為團塊狀磷礦石。礦石的工業類型屬碳酸鹽型白云質磷塊巖。

3.3 礦石品級

Ⅰ級品：P2O5含量為≧30%，占45%。

Ⅱ級品：P2O5含量為＜30～24%，占42%。

Ⅲ級品：P2O5含量為＜24～15%，占13%。

礦區保有資源儲量697.23 萬噸，其中Ⅰ級品磷礦石主要分布于B 磷礦層，在Ⅰ礦塊主分布在大坪上一帶，在Ⅱ礦塊除333-1～333-3 塊段為Ⅱ級品礦石外，均為Ⅰ級品礦石，Ⅱ礦塊B 磷礦層總體P2O5平均含量達32.14%，綜合后全部礦石可達Ⅰ級品礦石。A 磷礦層Ⅰ級品較少，主要分布在Ⅱ礦塊南東部，在Ⅰ礦塊南側有少量分布。

3.4 礦石風（氧）化特征

磷礦地表或近地表已氧化或半氧化，氧化深度可達沿礦層露頭下延30m 左右，延至50m 左右亦有氧化顯現（半氧化），氧化礦石多退色為灰白色黃灰色等多孔疏松礦石，P2O5含量相對增高。

4 礦床成因分析

本礦區含礦巖系主要是震旦系陡山沱組，以往研究顯示，區內在這一時期處于上揚子古陸東南被動邊緣向前陸充填的活動期，正是這一時期大量的磷酸鹽被上升洋流帶入到了區內。在這一時期內，礦區的古地理環境為海灣環境，富磷上升洋流帶入的大量的磷質在這一環境中并聚集沉積下來，為后續礦床的形成提供了物質基礎條件。礦區處于著名的揚子成磷區鄂黔成磷帶上，其古緯度處于磷塊巖最有利的沉積區，這一區域內的溫暖的古氣候有利于磷的析出，而陡山沱期區內古海洋環境處于較為動蕩的時期，海水不斷升降，讓區域內磷質不斷補充、聚集、分異，同時海水的升降對于磷質顆粒的形成聚集也提供了必要的能量，礦床的形成也離不開這樣的水動力環境。綜上所述，豐富的物質來源，有利的聚集沉積古環境及古氣候都是這一礦床形成的主要因素。

5 結論

貴州省開陽縣龍水磷礦主要賦礦層位為震旦系下統陡山沱組。礦區內主要磷礦體（層）為B 磷礦層，其次為A 磷礦層，磷礦層呈層狀產出，嚴格受層位控制。

該礦區礦石礦物主要為膠磷礦，礦石礦物結構主要有泥晶～膠狀結構，細～中砂屑結構，砂屑結構，凝膠結構、藻灰結構等。礦石構造有塊狀構造條帶狀構造、層狀構造、團塊狀構造。礦石自然類型有致密塊狀磷礦石，砂屑狀磷礦石、條帶狀磷礦石、團塊狀磷礦石等。

震旦系下統陡山沱時期上升洋流帶來的大量磷酸鹽為礦床形成提供了物質基礎，礦區內的古環境為海灣環境，大量的磷質在這一區域內被聚集沉積，區內溫暖的古氣候為磷質的析出提供了條件，不斷變化的水動力環境也方便了磷質顆粒的形成。豐富的物質來源，有利于磷質聚集沉積的古環境及古氣候都是這一礦床的主要成因。