貴州省開陽縣龍水磷礦地質(zhì)特征及成因分析

周祖虎

（貴州省地礦局地球物理地球化學(xué)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(guān)注。本文以貴州省開陽縣龍水磷礦礦床為例，分析總結(jié)了該礦床的區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征及礦產(chǎn)成因，為該區(qū)域?qū)ふ蚁嗨祁愋偷牡V產(chǎn)提供了一定的理論支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

該區(qū)域所處大地構(gòu)造部位屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)的翁昭背斜北東轉(zhuǎn)折端，該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。區(qū)內(nèi)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(tǒng)南沱組（Nh2n）、震旦系下統(tǒng)陡山沱組（Z1ds）、震旦系上統(tǒng)燈影組（Z2dy）、寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組（∈1n）、明心寺組（∈1m）、金頂山組（∈1j）、清虛洞組（∈1q）、中統(tǒng)高臺(tái)組及石冷組（并層∈2g+sh）、中一上統(tǒng)婁山關(guān)組（∈2-3ls）、二疊系中統(tǒng)棲霞茅口組（P2q+m），上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）及吳家坪組（P3w）、長興組（P3c）、三疊系下統(tǒng)夜郎組第一段（T1y1）等。該區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，尤其是斷層特別發(fā)育，區(qū)內(nèi)由于斷層破壞，未見完整的褶曲構(gòu)造，烏江以南的廣大區(qū)域斷層構(gòu)造尤為發(fā)育，褶曲構(gòu)造僅為不規(guī)則、不完整的較小的褶曲，烏江以北斷層不發(fā)育，褶曲亦不發(fā)育，基本上屬一單斜構(gòu)造。區(qū)域斷層主要為近北東向或北東東向斷層，該組斷層把該區(qū)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(fā)育，進(jìn)一步把該區(qū)域切割成近東西向、北東-南西向、北西—南東向的小塊，對(duì)區(qū)域內(nèi)磷礦層造成了破壞。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地層

礦區(qū)出露地層由老到新依次為青白口系鵝家坳（Qbe）、南華系上統(tǒng)南沱組（Nh2n），震旦系下統(tǒng)陡山沱組（Z1ds）、上統(tǒng)燈影組（Z2dy）、寒武系下統(tǒng)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(tǒng)高臺(tái)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(tǒng)陡山沱組（Z1ds）。該層主要出露在F2斷層以北，及礦區(qū)東部邊沿。根據(jù)巖性特征進(jìn)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(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(tǒng)計(jì)厚度為1.06～25.65m（平均9.24m），各鉆孔所見該層巖性，夾層層數(shù)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(zhì)白云巖及含泥質(zhì)白云巖。經(jīng)ZK223 鉆孔系統(tǒng)采樣分析，其P2O5含量為0.90～5.92%。B、淺灰色微晶硅質(zhì)白云巖（個(gè)別鉆孔為硅質(zhì)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(zhì)白云巖，不顯層理（僅少數(shù)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(shù)鉆孔資料表明主要為白色、乳白色塊狀硅質(zhì)巖（少數(shù)鉆孔在硅質(zhì)之上淺灰色硅質(zhì)白云巖）經(jīng)巖礦鑒定認(rèn)為硅質(zhì)巖原巖為白云巖，是后生成巖期發(fā)生強(qiáng)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(qū)最主要的磷礦層，稱B磷礦層。

2.2 構(gòu)造

圖1 龍水磷礦區(qū)域地質(zhì)略圖

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處在黔北臺(tái)隆遵義斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)北部邊緣。由于本區(qū)斷層發(fā)育，褶曲構(gòu)造多遭斷層破壞，無大的完整褶曲構(gòu)造。區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造較發(fā)育，分枝復(fù)合及相互切割特征明顯，主要有F1、F2、F3、F4、F9等斷層，礦區(qū)被該5 條斷層所切割。區(qū)內(nèi)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，F(xiàn)2、F3控制了Ⅱ礦塊范圍，礦塊內(nèi)未見大于5m 左右的斷層。礦體連續(xù)性好。據(jù)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(chǎn)狀有一些波狀變化，斷距多在2～3m 左右，對(duì)礦體沒有大的破壞）。

3 礦床地質(zhì)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(qū)內(nèi)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(chǎn)出，嚴(yán)格受層位控制。

B磷礦層：產(chǎn)于震旦系下統(tǒng)陡山沱組上段（Z1ds2）頂部，層狀產(chǎn)出，礦層頂板圍巖為震旦系上統(tǒng)燈影組第一段（Z2dy1）白云巖，局部為硅質(zhì)白云巖或硅質(zhì)巖，底板圍巖為震旦系下統(tǒng)上段（Z1ds2）乳白色硅質(zhì)巖。B 磷礦層總體呈不規(guī)則層狀，受剝蝕及斷層影響，切割成大小不等的6 個(gè)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(guī)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(zhì)供給方向的影響，礦層厚度呈現(xiàn)東或南東較厚，向西或北西變薄的趨勢(shì)，東邊大坪上一帶礦體最厚，達(dá)13.88m，向西最薄點(diǎn)僅0.11m，平均厚度3.62m，厚度變化較大，變化系數(shù)為67.62%，屬較穩(wěn)定。

A磷礦層：產(chǎn)于震旦系下統(tǒng)陡山沱組下段（Z1ds1）頂部，呈層狀產(chǎn)出。礦層頂板圍巖為陡山沱上段（Z1ds2）底部乳白色硅質(zhì)巖，底板為陡山沱組下段（Z1ds1）上部灰白色硅質(zhì)白云巖。由于受含礦層底板起伏變化影響，礦體呈不規(guī)則層狀，連續(xù)性相對(duì)較差。受底板隆起及斷層影響，切割成大小不等的6個(gè)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(zhì)供給、海水入侵方向影響較明顯，造成礦體連續(xù)性較差，形狀不規(guī)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(shù)為48.34%，較穩(wěn)定，變化規(guī)律不明顯，但總體上有東或南東較厚，西或北西較薄的趨勢(shì)。

3.2 礦石組成成分及礦石類型

該礦區(qū)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(zhì)占5～10%左右，黃鐵礦占1～2%，褐鐵礦占5～10%。

礦石礦物結(jié)構(gòu)主要有泥晶～膠狀結(jié)構(gòu)，細(xì)～中砂屑結(jié)構(gòu)，砂屑結(jié)構(gòu)，凝膠結(jié)構(gòu)、藻灰結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造有塊狀構(gòu)造條帶狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)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(tuán)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(tuán)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(tuán)塊狀磷礦石。礦石的工業(yè)類型屬碳酸鹽型白云質(zhì)磷塊巖。

3.3 礦石品級(jí)

Ⅰ級(jí)品：P2O5含量為≧30%，占45%。

Ⅱ級(jí)品：P2O5含量為＜30～24%，占42%。

Ⅲ級(jí)品：P2O5含量為＜24～15%，占13%。

礦區(qū)保有資源儲(chǔ)量697.23 萬噸，其中Ⅰ級(jí)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(jí)品礦石外，均為Ⅰ級(jí)品礦石，Ⅱ礦塊B 磷礦層總體P2O5平均含量達(dá)32.14%，綜合后全部礦石可達(dá)Ⅰ級(jí)品礦石。A 磷礦層Ⅰ級(jí)品較少，主要分布在Ⅱ礦塊南東部，在Ⅰ礦塊南側(cè)有少量分布。

3.4 礦石風(fēng)（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(dá)沿礦層露頭下延30m 左右，延至50m 左右亦有氧化顯現(xiàn)（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(duì)增高。

4 礦床成因分析

本礦區(qū)含礦巖系主要是震旦系陡山沱組，以往研究顯示，區(qū)內(nèi)在這一時(shí)期處于上揚(yáng)子古陸東南被動(dòng)邊緣向前陸充填的活動(dòng)期，正是這一時(shí)期大量的磷酸鹽被上升洋流帶入到了區(qū)內(nèi)。在這一時(shí)期內(nèi)，礦區(qū)的古地理環(huán)境為海灣環(huán)境，富磷上升洋流帶入的大量的磷質(zhì)在這一環(huán)境中并聚集沉積下來，為后續(xù)礦床的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)條件。礦區(qū)處于著名的揚(yáng)子成磷區(qū)鄂黔成磷帶上，其古緯度處于磷塊巖最有利的沉積區(qū)，這一區(qū)域內(nèi)的溫暖的古氣候有利于磷的析出，而陡山沱期區(qū)內(nèi)古海洋環(huán)境處于較為動(dòng)蕩的時(shí)期，海水不斷升降，讓區(qū)域內(nèi)磷質(zhì)不斷補(bǔ)充、聚集、分異，同時(shí)海水的升降對(duì)于磷質(zhì)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(dòng)力環(huán)境。綜上所述，豐富的物質(zhì)來源，有利的聚集沉積古環(huán)境及古氣候都是這一礦床形成的主要因素。

5 結(jié)論

貴州省開陽縣龍水磷礦主要賦礦層位為震旦系下統(tǒng)陡山沱組。礦區(qū)內(nèi)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(chǎn)出，嚴(yán)格受層位控制。

該礦區(qū)礦石礦物主要為膠磷礦，礦石礦物結(jié)構(gòu)主要有泥晶～膠狀結(jié)構(gòu)，細(xì)～中砂屑結(jié)構(gòu)，砂屑結(jié)構(gòu)，凝膠結(jié)構(gòu)、藻灰結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造有塊狀構(gòu)造條帶狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)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(tuán)塊狀磷礦石等。

震旦系下統(tǒng)陡山沱時(shí)期上升洋流帶來的大量磷酸鹽為礦床形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，礦區(qū)內(nèi)的古環(huán)境為海灣環(huán)境，大量的磷質(zhì)在這一區(qū)域內(nèi)被聚集沉積，區(qū)內(nèi)溫暖的古氣候?yàn)榱踪|(zhì)的析出提供了條件，不斷變化的水動(dòng)力環(huán)境也方便了磷質(zhì)顆粒的形成。豐富的物質(zhì)來源，有利于磷質(zhì)聚集沉積的古環(huán)境及古氣候都是這一礦床的主要成因。