湖北鐘祥蓮花山礦區(qū)磷礦體地質(zhì)特征?

徐少康 王宇 王磊 賈晗

中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北 涿州 072750

湖北鐘祥蓮花山礦區(qū)磷礦體地質(zhì)特征?

徐少康*王宇 王磊 賈晗

中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北 涿州 072750

蓮花山礦區(qū)存在15個(gè)磷礦體，其中，工業(yè)礦體6個(gè)，低品位礦體6個(gè)，小規(guī)模礦體3個(gè)。工業(yè)礦體以大型為主，低品位礦體以中型為主。礦體形態(tài)呈褶曲、向型和單斜層狀。工業(yè)礦體產(chǎn)于Ph1和Ph3中，低品位礦體主要產(chǎn)于Ph3中，小規(guī)模礦體產(chǎn)于Ph2中。Ph3低品位礦體與工業(yè)礦體密切共生。Ph1層位成礦好于Ph3，F(xiàn)98斷裂以北成礦好于以南。礦床為熱水生物化學(xué)沉積成因。本區(qū)找礦層位主要為Ph1，次為Ph3。

磷礦體特征 蓮花山礦區(qū) 湖北鐘祥

蓮花山磷礦位于湖北省鐘祥市北西方向約36 km處，礦區(qū)面積11.89 km2。

該磷礦屬大型生物化學(xué)沉積型磷礦床，近年來(lái)有關(guān)學(xué)者對(duì)本礦床及我國(guó)同類型磷礦床進(jìn)行了綜合性及專項(xiàng)研究，代表性的主要成果包括：徐少康（2017，2012，2015）對(duì)蓮花山磷礦礦物學(xué)、對(duì)鄰區(qū)同類型的王集磷礦礦石類型及化學(xué)成分特征進(jìn)行了深入研究【1-2】，韓豫川等（2012）對(duì)我國(guó)磷礦床地質(zhì)特征進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)【3】，東野脈興（2015）對(duì)其長(zhǎng)期研究成果進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)、提出了“磷塊巖成礦理論體系”【4】。

本文在以往研究的基礎(chǔ)上，對(duì)蓮花山礦區(qū)磷礦體地質(zhì)特征進(jìn)行了系統(tǒng)論述，對(duì)深化礦床成因的認(rèn)識(shí)和同類型礦床的勘查工作有一定意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

蓮花山磷礦區(qū)處于揚(yáng)子地臺(tái)北緣，北與秦嶺海槽毗鄰（圖 1）。出露地層主要為：中元古界崆嶺群片麻巖。下震旦統(tǒng)陡山沱組白云巖夾磷塊巖；上震旦統(tǒng)燈影組白云巖；寒武系白云巖；奧陶系白云巖、灰?guī)r及碎屑巖等。其中，與磷礦有關(guān)的地層為陡山沱組。構(gòu)造形式主要為北西—南東向褶皺和斷裂。

本區(qū)為生物化學(xué)沉積型磷礦聚集區(qū)，簡(jiǎn)稱荊襄磷礦，主要發(fā)育有胡集和朱堡埠兩個(gè)礦床。朱堡埠磷礦規(guī)模較小。胡集磷礦，規(guī)模為超大型，北起宜城黃山，南到鐘祥熊家灣，延伸約27km左右，進(jìn)一步分為 7個(gè)礦段：牛心寨、王集、龍會(huì)山、大峪口、放馬山、熊家灣及蓮花山礦段。蓮花山礦段位于胡集礦區(qū)南端，是放馬山和熊家灣礦段磷礦的深部延伸部分（圖1）。

圖1 蓮花山礦段交通及大地構(gòu)造位置簡(jiǎn)圖Fig.1 Diagram of tranfic and geotectonic position in Lianhuashan ore section

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)發(fā)育地層為：中元古界崆嶺群（P2k），下震旦統(tǒng)陡山沱組（Z1d），上震旦統(tǒng)燈影組（Z1dn），寒武系白云巖，奧陶系白云巖、灰?guī)r及碎屑巖，第四系砂礫石粘土沉積。含礦地層為陡山沱組（圖2）。

圖2 蓮花山礦段地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2 Geologic sketch in Lianhuashan ore section

中元古界崆嶺群（P2k），出露于放馬山礦段東北部，在蓮花山礦段深埋于地下數(shù)百米處，厚度大于500m，巖性主要為片麻巖，是本區(qū)沉積巖系的基底。

陡山沱組（Z1d），在大峪口—熊家灣礦段出露地表，蓮花山礦段深埋于地下數(shù)百米處，平均厚度137m，主要巖性組合為硅質(zhì)白云巖、白云巖夾磷礦層。根據(jù)接觸關(guān)系，本組分為兩段，兩段之間呈平行不整合接觸。下段進(jìn)一步分為 5個(gè)亞段，上段進(jìn)一步分為6個(gè)亞段（圖3）。

燈影組（Z1dn），分布于蓮花山礦段大部分地區(qū)，平均厚度401m，主要巖性組合為燧石白云巖、花紋狀白云巖、白云巖。根據(jù)巖性組合特征，燈影組分為上下兩段，下段進(jìn)一步分為 2個(gè)亞段，上段進(jìn)一步分為6個(gè)亞段（圖3）。

寒武系（?1），分布于蓮花山礦段西南，平均厚度約250m，主要巖性為白云巖。

奧陶系（O），分布于蓮花山礦段西南，平均厚度約400m，主要巖性為泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)瘤狀灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖、燧石白云巖、泥質(zhì)白云巖、硅質(zhì)白云巖，局部夾泥巖。

第四系（Q），主要分布于東南部地勢(shì)平緩地帶，和西北的現(xiàn)代河床中，厚度數(shù)10cm至10m，主要為松散的砂礫石沉積和粘土沉積。

圖3 蓮花山礦段震旦系地層柱狀圖Fig.3 Stratigraphic column of Sinian strata in Lianhuashan ore section

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造形式主要是褶皺和斷裂。褶皺包括滴水崖背斜和張家沖向斜。滴水崖背斜，位于礦區(qū)中部，軸線方向北北西—南南東。南西翼，傾向南西，傾角16°～35°；北東翼地層，傾向北東，傾角 13°～45°。張家沖向斜，位于滴水崖背斜東北側(cè)，軸線與滴水崖背斜軸線平行。南西翼地層，傾向北東，傾角 13°～45°；北東翼，傾向南西，傾角 23°～38°。

礦區(qū)斷裂有兩個(gè)期次：第一期次斷裂，破碎帶已固結(jié)為斷層角礫巖，包括F98和F12。F12，走向北西—南東，斷面傾向北東，傾角84°～直立，正斷層，最大垂直斷距均41m。F98，走向南西—北東，礦段內(nèi)延伸 2882m，向北東方向延到放馬山礦段東北部邊緣，斷面傾向南東，傾角 63°～85°，正斷層，最大垂直斷距 180m；第二期次斷裂，破碎帶松散，未固結(jié)，包括F09、F13、F01、F03、F23、F25 及 F31。

F09和F13，走向近東西，斷面傾向南，傾角72°～直立，均為正斷層，垂直斷距均20m左右。

F01和F03，走向北西—南東，斷面傾向北東，傾角 83°～86°，均為正斷層，最大垂直斷距分別為146m、16.4m。

F23、F25及F31，走向北西—南東，斷面傾向南西，傾角 62°～78°，均為逆斷層，最大垂直斷距分別為56m、66m、120m。F23和F25對(duì)Ph1-3礦體局部造成破壞。

最重要的斷裂為F98，延伸遠(yuǎn)，斷距大，不但切斷了地層和含礦層礦，還對(duì)礦區(qū)地形地貌有重要影響，使礦區(qū)地形呈北高南低的趨勢(shì)。F23和F25對(duì)Ph1-3礦體局部造成破壞，其它斷裂對(duì)礦體未影響。

滴水崖背斜、張家沖向斜及 F98斷裂為礦區(qū)的主體構(gòu)造，控制著礦區(qū)地層和礦層的分布。

2.3 含磷層位

本礦區(qū)含磷層位有6個(gè)，簡(jiǎn)稱為Ph1、Ph2、Ph3、Ph4、Ph5及 Ph6。Ph1即陡山沱組下段四亞段Ph2即陡山沱組上段一亞段Ph3即陡山沱組上段三亞段Ph4即陡山沱組上段五亞段Ph5位于燈影組上段二亞段底部，Ph6即燈影組上段四亞段（圖3）。

形成工業(yè)礦體的為 Ph1和 Ph3，Ph2局部形成小規(guī)模礦體，其它含磷層僅有礦化。

2.4 礦石類型及礦床規(guī)模

蓮花山礦段，磷礦石主要類型有兩種：雜色條帶狀磷塊巖和黑灰色薄層狀磷塊巖。此外，局部見(jiàn)紫色塊狀磷塊巖和深灰色塊狀磷塊巖。雜色條帶狀磷塊巖和紫色塊狀磷塊巖分布于 Ph1礦層中，礦床規(guī)模為大型，黑灰色薄層狀磷塊巖和深灰色塊狀磷塊巖分布于Ph3和Ph2礦層中。

3 礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)存在6個(gè)工業(yè)礦體，6個(gè)低品位礦體，3個(gè)小規(guī)模礦體（表 1）。所有礦體均呈層狀，與頂?shù)装宄收辖佑|，走向均呈北西—南東，總體傾向南西，總體傾角 10°～15°。由于受褶皺控制，礦體形態(tài)呈現(xiàn)褶曲層狀、向型層狀及單斜層狀三種。礦體傾向北東或者南西，傾角一般2°～45°。

表1 蓮花山礦段礦體特征簡(jiǎn)表Table1 Simple list of orebody characteristics in lianhuashan ore section

3.1 工業(yè)礦體地質(zhì)特征

Ph1-1礦體，北起W132線，南到W112線（圖4），產(chǎn)于陡山沱組下段四亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸。

礦體呈褶曲層狀，走向北西—南東，傾向南西或北東，傾角7°～45°；沿走向延伸1964m，沿傾向延伸 2099m，平均厚度 6.42m，平均品位21.49%；底板標(biāo)高 -35.49～-632.65m。礦體向西北方向延出探礦權(quán)范圍之外，實(shí)際分布范圍和規(guī)模更大。本礦體礦石類型主要為雜色條帶狀磷塊巖，局部見(jiàn)紫色塊狀磷塊巖。

圖4 Ph1礦體平面位置圖Fig.4 Ph1 orebody planimetric position

Ph1-2礦體，位于礦區(qū)東北角，產(chǎn)于陡山沱組下段四亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸（圖4）。礦體呈向形層狀，走向北西—南東，傾向南西或北東，傾角18°～25°；礦體沿走向延伸1403m，沿傾向延伸 395m，平均厚度 3.67m，平均品位21.23%；底板標(biāo)高-2.53～-292.65m。礦體向西北和東南方向延出探礦權(quán)范圍之外，實(shí)際分布范圍和規(guī)模更大。本礦體礦石類型為雜色條帶狀磷塊巖。

Ph1-3礦體，北起W104線，南到W88線，呈層狀產(chǎn)于陡山沱組下段第四亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸（圖 4）。礦體呈向形層狀，走向北西—南東向，傾向南西或北東，傾角 10°～37°；沿走向延伸1409m，沿傾向延伸1468m，平均厚度4.05m，平均品位21.18%。礦體被F25和F23錯(cuò)斷，垂直斷距 56～124m。底板標(biāo)高-444.33～-715.96m。本礦體礦石類型為雜色條帶狀磷塊巖。

Ph3-1礦體，北起W128線，南到W112線，呈層狀產(chǎn)于陡山沱組上段三亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸（圖 5）。礦體呈褶曲層狀，走向北西—南東，傾向南西或北東，傾角7°～45°；沿走向延伸 1664m，沿傾向延伸 1792m，平均厚度 3.82m，平均品位 18.88%，礦體底板標(biāo)高-49.66～-373.27m。礦體在西北部延出探礦權(quán)范圍之外。本礦體礦石類型主要為黑灰色薄層狀磷塊巖，局部見(jiàn)深灰色塊狀磷塊巖。

圖5 Ph3礦體平面位置圖Fig.5 Ph3 orebody planimetric position

Ph3-2礦體，北起W104線，南到W96線，產(chǎn)于陡山沱組上段三亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸（圖 5）。礦體呈單斜層狀，走向北西—南東，傾向南西，傾角16°～30°，沿走向延伸823m，沿傾向延伸 1228m，平均厚度 3.87m，平均品位19.17%，底板標(biāo)高 -272.54～-592.61m。本礦體礦石類型為黑灰色薄層狀磷塊巖。

Ph3-3礦體，北起W104線，南到W96線，產(chǎn)于陡山沱組上段三亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸（圖 5）。礦體呈單斜層狀，走向北西—南東，傾向北東，傾角2°～20°，沿走向延伸758m，沿傾向延伸 510m，平均厚度 3.84m，平均品位18.15%，底板標(biāo)高 -341.17～-512.10m。本礦體礦石類型為黑灰色薄層狀磷塊巖。

3.2 低品位礦體特征

Ph1貧-1礦體，北起W132線，南到W128線，產(chǎn)于陡山沱組下段四亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸。礦體呈向形層狀，走向北西—南東，傾向南西或北東，傾角 10°～50°，礦體沿走向延伸398m，沿傾向延伸1820m，平均厚度2.40m，平均品位15.80%，底板標(biāo)高 -6.19～-284.24m。礦體向西北和北東方向延出探礦權(quán)范圍之外，實(shí)際分布范圍和規(guī)模更大。本礦體礦石類型為雜色條帶狀磷塊巖。

Ph3貧-1礦體，北起W132線，南到W108線南側(cè)，呈層狀產(chǎn)于陡山沱組上段三亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸。礦體呈褶曲層狀，礦體走向北西—南東，滴水崖背斜南西翼，傾向南西，傾角 5°～40°；滴水崖背斜北東翼（即張家沖向斜南西翼），傾向北東，傾角 7°～40°；張家沖向斜北東翼，傾向南西，傾角 10°～26°；沿走向延伸2336m，沿傾向延伸2381m，平均厚度5.91m，平均品位14.70%，底板標(biāo)高3.53～-789.65m。礦體向西北和北東方向延出探礦權(quán)范圍之外，實(shí)際分布范圍和規(guī)模更大。本礦體礦石類型為黑灰色薄層狀磷塊巖。

Ph3（下）貧-2礦體，礦體北起W104線，南到W100線，產(chǎn)于陡山沱組上段三亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸，位于工業(yè)礦體Ph3-3底板位置。礦體呈單斜層狀，走向北西—南東向，傾向北東，傾角 2°～20°，沿走向延伸 549m，沿傾向延伸 868m，平均厚度 4.43m，平均品位14.76%，標(biāo)高 -334.23～-516.60m。本礦體礦石類型為黑灰色薄層狀磷塊巖。

Ph3（上）貧-3礦體，礦體北起W104線，南到W88線之間，產(chǎn)于陡山沱組上段三亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸，位于工業(yè)礦體Ph3-3和Ph3-2頂板位置。礦體呈向形層狀，走向北西—南東向，傾向南西，傾角18°～26°，沿走向延伸898m，沿傾向延伸 675m，平均厚度 3.69m，平均品位14.78%，底板標(biāo)高 -440.69～-558.39m。本礦體礦石類型為黑灰色薄層狀磷塊巖。

Ph3（下）貧-4礦體，北起 W104線，南到W88線，產(chǎn)于陡山沱組上段三亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸，位于工業(yè)礦體Ph3-2底板位置（圖5）。礦體呈單斜層狀，走向北西—南東向，傾向南西，傾角5°～21°；沿走向延伸1583m，沿傾向延伸457～728m，平均厚度2.45m，平均品位13.55%，底板標(biāo)高 -289.44～-478.98m。本礦體礦石類型為黑灰色薄層狀磷塊巖。

Ph3（下）貧-5礦體，北起W96線，南到W88線，呈層狀產(chǎn)于陡山沱組上段三亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸，位于工業(yè)礦體Ph3-3底板位置。礦體呈單斜層狀，走向北西—南東向，總體傾向東北，傾角 0°～29°；沿走向延伸 793m，沿傾向延伸 509m，平均厚度 4.20m，平均品位14.25%，標(biāo)高 -396.59～-625.11m。本礦體礦石類型為黑灰色薄層狀磷塊巖。

3.3 小規(guī)模礦體特征

小規(guī)模礦體有3個(gè)，編號(hào)為Ph2-1、Ph2-2及Ph2貧。

Ph2-1礦體，位于W120線西段，產(chǎn)于陡山沱組上段一亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸。礦體呈單斜層狀，走向北西—南東向，傾向南西，傾角29°～33°。沿走向延伸約100m，沿傾向延伸701m左右，平均厚度2.20m，平均品位21.23%，底板標(biāo)高 -600.05～-809.87m。本礦體礦石類型為深灰色塊狀磷塊巖。

Ph2-2，礦體北起W130線，南到W126線，產(chǎn)于陡山沱組上段一亞段與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸。礦體呈單斜層狀，走向北西—南東向，傾向南西，傾角28°～34°。沿走向延伸約450m，沿傾向延伸50m左右，平均厚度2.40m，平均品位22.21%，底板標(biāo)高 -158.78～-174.51m。本礦體礦石類型為深灰色塊狀磷塊巖。

Ph2貧礦體，礦體北起W132線，南到W128線，產(chǎn)于屬陡山沱組上段第一亞段礦體呈層狀產(chǎn)出，與頂?shù)装鍘r層呈整合接觸。礦體產(chǎn)于滴水崖背斜西翼，走向北北東—南南西，傾向南西，傾角24°～34°。沿走向延伸約480m，沿傾向延伸 50m 左右，平均厚度 2.08m，平均品位15.52%，底板標(biāo)高 -114.22～-207.02m。本礦體礦石類型為深灰色塊狀磷塊巖。

4 結(jié)論與討論

（1）蓮花山礦區(qū)存在15個(gè)礦體。其中，工業(yè)礦體 6個(gè)，低品位礦體 6個(gè)，小規(guī)模礦體 3個(gè)。工業(yè)礦體和低品位礦體規(guī)模主要為大中型，賦存于Ph1和Ph3層位內(nèi)，小規(guī)模礦體賦存于Ph2層位內(nèi)。

（2）礦體呈層狀產(chǎn)出，與頂?shù)装宓貙映收辖佑|；由于受褶皺構(gòu)造影響，礦體形態(tài)呈褶曲層狀、向形層狀及單斜層狀。

（3）總體上看，Ph1層位礦體規(guī)模大、品位高，Ph3層位礦體規(guī)模略小、品位略低，Ph2層位礦體規(guī)模小。

（4）F98斷裂以北區(qū)域礦體規(guī)模大，以南區(qū)域礦體規(guī)模較小。

（5）低品位礦體主要分布于Ph3層位，與工業(yè)礦體密切共生，常為工業(yè)礦體的頂板和底板，在未來(lái)采礦過(guò)程中應(yīng)注意低品位礦體的綜合開(kāi)發(fā)，以保證該層位低品位資源回收的最大化。

（6）綜合分析最新地質(zhì)資料，初步認(rèn)為本礦床為熱水生物化學(xué)沉積成因。成礦介質(zhì)是源于秦嶺海槽深部、富磷硅的熱鹵水，運(yùn)移過(guò)程中受海水混然。溫度變化和微生物作用，是重要成礦因素。成礦期次有兩個(gè)：第1次形成了Ph1礦層；第2次，成礦介質(zhì)在演化過(guò)程的早期階段形成了Ph2礦層，后期階段形成了Ph3礦層。

1 徐少康. 王集磷礦礦石類型及成因分析[J]. 中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2012，（5）：52～56

2 徐少康，王宇，賈晗，等. 湖北王集磷礦礦石化學(xué)成分特征及礦床成因探討[J]. 化工礦產(chǎn)地質(zhì)，2015，37（4）：198～204

3 韓豫川，夏學(xué)惠，肖榮閣，魏祥松，等. 中國(guó)磷礦床[M]. 北京：地質(zhì)出版社，2012

4 東野脈興. 磷塊巖成礦體系與找礦實(shí)踐[M]. 北京：地質(zhì)出版社，2015

Geological features of phosphate ore deposit in Lianhuashan mining area, Zhongxiang,Hubei

Xu Shaokang Wang Yu Wang Lei Jia Han
Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau,Zhuozhou072750, Hebei, China

There are 15 phosphate ore bodies in Lianhuashan mining area, among which 6 are industrial ore bodies, 6 are low-grade ore bodies, and 3 are small scale orebodies.Industrial ore bodies are mainly large and low-grade ore bodies are mainly medium.The shape is to fold, syncline and monoclinic layered.The industrial ore bodies are produced in Ph1 and Ph3, and low-grade ore bodies are mainly produced in Ph3, and small-scale ore bodies are produced in Ph2. Ph3 low-grade ore deposits closely coexist with industrial ore bodies. Ph1 horizon is better than Ph3 in mineralization, and the north of the F98 fault is better than that of the south.The deposit is the formation of hydrothermal biochemical sedimentation .The prospecting horizon in this area is mainly Ph1, Ph3.

Characteristics of phosphate orebody, Lianhuashan mining area, Zhongxiang District of Hubei

P619.213

A

1006–5296（2017）03–0188–07

?本文獲中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目《東部地區(qū)硼磷螢石等重要非金屬礦產(chǎn)調(diào)查》（項(xiàng)目編號(hào)：DD20160057）支持

* 第一作者簡(jiǎn)介：徐少康（1955～），男，礦床地質(zhì)專業(yè)，教授級(jí)高級(jí)工程師

2017-08-08；改回日期：2017-08-26