貴州省福泉磷礦新橋磷礦構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。本礦區礦層構造巖相等特征的變化規律反映了沉積構造環境的改變，本區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造背景、陡山沱組的淺水碳酸鹽構造沉積巖相、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。

關鍵詞：磷塊巖；構造巖相；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.地質背景

貴州省福泉磷礦新橋磷礦大地構造位于揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱貴陽復雜構造變形區之中偏東部地段，最小區域地質單元為白巖—高坪背斜。褶皺總體呈NE向展布，背斜的首尾端偏轉呈“S”形。礦區位于白巖背斜南段。區內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陡山沱組地層中，受礦山地質構造控制，故地層褶曲，礦層亦隨之褶皺。礦體產狀主要受白巖背斜形態制約。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，導致礦區內顯示出南北兩段不同的礦體空間形態：即F370斷層以北礦層呈較完整的背斜形態及以南的單斜形態。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。礦層受沉積環境的控制?，F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，呈層狀穩定產出，礦體分布標高+1030m～650m。主要為灰色薄板狀砂質泥質磷塊巖組成。礦層厚度10.72m～30.90m，平均厚24.03m，厚度變化系數58.34%，P2O5含量17.58%～ 26.49%，平均25.74%，品位變化系數5.02%。

b礦層：賦存于陡山沱組頂部，與a礦層間被一穩定夾層（G1）分隔，呈層狀產出，全礦山分布，且較穩定。礦體分布標高+1150m～680m?？傮w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、碎屑狀白云質磷塊巖組成。礦層厚度3.88m～18.17m，平均12.64m，厚度變化系數36.53%，P2O5含量16.48%～32.18%，平均26.52%，品位變化系數13.68%。b礦層在F370斷層以南，品位雖然變低，但相對穩定。

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

根據礦層產出層位、礦石的顏色，物質成分、礦物組合，結構構造等，將區內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（或泥質）砂屑磷塊巖（條紋—條帶狀礦石）、團塊—角礫狀白云質（硅質）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，其余數量較少?，F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，塊狀構造，砂屑結構，假鮞狀（球粒）結構，單層厚2.5m～3m。主要礦物膠磷礦為非晶質—隱晶質體，集合體成圓形、橢圓形、不規則形，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的細砂屑磷質層呈毫米級紋層相間；或由砂屑磷顆粒層與晶質凝膠狀磷灰石基質層呈0.05mm～2mm厚的紋層互間；或由砂屑磷顆粒層與鐵質、水云母、石英粉砂及磷砂屑等組成的磷質陸源砂屑層呈0.1mm～2mm厚的紋層相間。紋層狀含黏土質（或黏土質）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（或白云質）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（或泥質）砂屑磷塊巖

本類礦石是由砂屑磷塊巖和層紋狀（含）白云質（或黏土質）砂屑磷塊巖進一步演化而成，礦層下部以數毫米至2cm厚的條紋狀構造為主，且磷塊巖條紋的厚度和數量一般較白云巖（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、黏土質相間組成，具條紋狀、條帶狀構造，層理清晰，單層厚1mm～6mm，顯微層理，主要礦物膠磷礦為非晶質—隱晶質體，其集合體呈圓形、橢圓形砂屑，磷酸鹽呈塑細砂屑顆粒，具塑性砂屑結構，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（硅質）磷塊巖

礦石呈灰、淺灰色，團塊狀構造、角礫狀構造，具砂屑結構，碎屑主要為暗—灰色非晶質—隱晶質磷灰石，粒度0.05mm～0.3mm以上不等，基質為白云石，白云石為半自形—自形粒狀，粒度多在0.01mm～0.2mm間，呈細—微晶結構，不均勻分布。團塊主要有三種類型：一是由磷質碎屑集中分布構成的含磷白云石團塊；二是由非晶質磷灰石呈不規則凝塊團狀構成磷塊巖團塊。礦石為凝膠結構，此類礦石結構多存在于b礦層上部；三是由硅酸鹽組成的不規則團塊。硅質有石英和玉髓兩種，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（俗稱鈣質磷塊巖），a層礦層為硅酸鹽—碳酸鹽型磷塊巖（俗稱硅質磷塊巖）。b礦層的條帶多為白云石，P2O5與CaO呈正相關關系，與SiO2相關性不大，礦石中的MgO含量變化大，與白云石含量有關。白云質條帶狀磷塊巖MgO含量高；a礦層P2O5含量與CaO呈正相關關系，與SiO2呈負相關。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）主要雜質組分含量及變化特征

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

礦石中主要雜質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、粉砂質含量減少，各主要組分含量顯示出有規律的增加和降低。

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無明顯消長關系。其SiO2屬低質且不均一，反映出石英、玉髓礦物分布不均勻；R2O3與CaO、MgO、CO2密切相關。

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.沉積環境

震旦系下統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、穩定的間斷面覆于南沱冰磧礫巖之上，以穩定易識別的標志層伏于震旦系上統燈影組白云巖之下。陡山沱組沿黔中、黔東兩斷裂的正向構造出露，黔中臺地控制了許多工業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處于翁昭隆起向北東徐徐緩傾的淺陸棚環境。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，富溶解磷質海水由北東涌入礦區，沉積了下磷層，西南部大寨礦區處于潮上環境，無磷礦沉積。隨著沉積物填塞和相對海平面下降，礦區除北部外，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、主要的優質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、硅質巖及細砂巖。磷塊巖的砂屑和條帶狀結構為潮間帶向陸一側，水動力條件較強，有一定的分選和磨圓；致密結構磷塊巖，沉積水動力條件相對較弱，水體較深。團塊狀結構反映了水動力條件發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，后被白云質膠結。

4.結論

新橋磷礦山賦存于震旦系上統陡山沱組地層中，受礦山地質構造控制，故地層褶曲，礦層亦隨之褶皺。有a、b兩個磷礦層。將區內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（或泥質）砂屑磷塊巖、團塊—角礫狀白云質（硅質）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造背景、陡山沱組的淺水碳酸鹽構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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