贵州织金县新华磷矿大戛矿段矿床特征及成矿

陈 川，刘 文，张 烨，敖金鹏

（贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队，贵阳 550018）

贵州织金县新华磷矿大戛矿段矿床特征及成矿

陈 川，刘 文，张 烨，敖金鹏

（贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队，贵阳 550018）

阐述了织金县新华磷矿大戛矿段地质背景和特征，在对区域地质的研究基础上，通过对矿体形态特征、矿石结构构造、成分分析，总结出该地区成矿条件，矿体往深部还有较大延伸空间，矿床深部具有较大的资源远景。

磷矿；矿段；控矿因素；织金县

新华磷矿区位于贵州省织金县城近东部直距约5.5 km处的三甲乡。地理坐标东经： 105°50′45″～105°54′15″；北纬：26°40′00″～26°42′15″。区域内矿产以磷矿、煤矿、铅锌矿、重晶石等为主。新华磷矿大嘎矿段资源远景可达大型规模，根据其构造特征，磷矿及稀土矿体的产状，规模、分布规律及矿石质量特征等，并初步探讨该区域矿床成因，为该地区找矿工作提供依据。

1 地质背景

1.1 区域地质概况

该区位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱，次级构造单元上位于贵阳复杂构造变形区西段。区内褶皱和断层均较为发育，主体构造线呈北东向展布。主要出露地层由老到新依次是震旦系上统灯影组（Z2d）、寒武系下统戈仲伍组（∈1gz）、牛蹄塘组（∈1n）、明心寺组（∈1m）、石炭系下统九架炉组（C1j）、摆佐组（C1b）和二迭系中统梁山组（P2l）、栖霞组（P2q）、茅口组（P2m）、上统龙潭组（P3l）及第四系（Q）。

1.2 矿区地质概况

该区含磷岩系为戈仲伍组（图2），由上到下为：

1.2.1 顶板岩层

矿层直接顶板为寒武系下统牛蹄塘组黑色、灰黑色粘土岩、粉砂质粘土岩、黑色炭质粘土岩，常夹1～3层厚0.30～3.00m灰色细粒长石石英砂岩，岩石局部较破碎，在地表风化后可呈鳞片状。该层黑色炭质粘土岩局部钒、钼、镍等元素含量较高，根据取样化验，该层个别样品中V2O5和Mo含量达到边界品位。该层在矿区内厚34～62m，为区内比较稳定的标志层。

1.2.2 含磷岩层：

1）暗灰色薄层白云质磷块岩与深灰色中厚层状细粒含磷白云岩不等厚互层，构成条带状构造，前者厚度2～15cm，一般2～5cm，后者20～40cm，该层厚度2.12～6.00m，平均3.10m；P2O5含量12.50%～19.23%，一般13%～16%。

2）含磷白云岩：灰、深灰色中厚层状细粒含磷白云岩。厚5.55～10.24m，P2O5含量6.61%～10.29 %，一般6%～10%。

3）砂屑磷块岩矿：灰、青灰色薄至中厚层状细粒白云质砂屑磷块岩，厚4.67～12.85m，一般6～10m，平均8.56m。矿体P2O5品位12.04%～37.53%，平均品位20.87%。

1.2.3 底板岩层

矿层直接底板为震旦系上统灯影组灰-灰白色厚层至块状夹中层（微含磷质）粉晶白云岩。经岩矿分析鉴定和采样分析结果,其P2O5含量甚微，仅含2%左右，可以判断其沉积环境与矿层的沉积环境有明显突变特征。

2 矿床特征

2.1 矿层特征

研究区矿层长走向2km，宽2km，分布标高1 325m～1 275m，当地最低侵蚀基准面标高1 230m。矿层产状330°～20°∠8°～15°，与地层一致。从深部工程控制情况来看，矿层走向长约5km，倾向宽2km，矿层厚度14.35～26.89m。走向上，矿层厚度从南西到北东有变薄的趋势，深部在ZK101变薄。在倾向上，由于受断层破坏，局部地段矿层连续性受到影响，但总体较稳定。矿层有稳定夹层（石），将磷矿层分为上、下两层：

1）上层矿：层状白云质磷块岩层，位于戈仲伍组磷矿层的上部，为深灰、暗灰、灰黑色中厚层状细粒含磷白云岩与白云质磷块岩不等厚互层，岩石具水平、波状、交错层理，构成不规则的条带构造；矿层铅垂厚2.12（ZK1310）～6.00（ZK913）m，平均厚3.10m；P2O512.50%～19.23%，一般13%～16%。矿体伴生的稀土，RE2O30.076%～0.134%，平均 0.096%，Y2O30.026%～ 0.077%，平均 0.051%。

2）夹层（石）：含磷白云岩层，位于戈仲伍组磷矿层的中部，为灰、深灰色中厚层状细粒含磷白云岩。厚5.55～10.24m，平均7.89m；P2O56.61%～10.29 %，一般6%～10%。伴生的稀土：RE2O30.042%～0.068%，平均0.055%；Y2O30.013%～0.030%，平均0.021%。

3）下层矿：层纹—条带状含砂屑磷块岩，位于戈仲伍组磷矿层的下部，为灰、灰白色细至中粒白云质磷块与灰黑、黑色细粒至密砂屑磷块岩互层，具水平、波状、交错层理，构成不规则的条带状构造。前者条带宽1～60cm，一般5～20cm，后者条带宽1～35cm，一般2～5cm。矿层铅垂厚4.67（ZK508）～12.85（ZK1310）m，平均8.56m；P2O512.04%～37.53%，平均20.87%。矿体伴生的稀土：RE2O30.089%～0.177%，平均0.125%；Y2O30.031%～0.109%，平均0.073%。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石结构

矿区内磷矿石为碎裂、细晶、细晶砂屑、含砂屑细晶、含砂屑细～中晶、砂屑细晶等结构，主要以细晶结构为主。

1）碎裂结构。因受构造应力作用的影响，发生脆性变形，形成纵横交错的裂隙（宽度<1.00mm）（照片1）。

图2 本区含磷岩系柱状图

照片1 碎裂结构

碎裂前细晶结构岩石由晶粒白云石基底、内碎屑二部分构成。白云石晶粒约占总量93%。散布较为均匀。结晶粒度0.25～0.06mm，半自形～它形，粒状。内碎屑约占样品总量7%。零散均匀。粒度0.20～0.06mm，属细砂屑级内碎屑，呈次圆状、圆状，磨圆度级分选性好。为非晶质磷灰石质灰泥在塑性～半塑性条件下经盆内打碎、盆内沉积而成。矿物成分为胶磷矿（结晶粒度<0.004mm，隐晶磷灰石）。

碎裂后岩石由碎块和填隙物二部分构成。碎块约占总量86%，为含磷质细晶白云岩。粒度10.00～0.20mm，呈棱角状、次棱角状、次圆状。展布不显方向性。大小不等，杂乱排列。填隙物约占总量14%，矿物成分有：①石英（粒度0.50～0.03mm，中～细～粉晶级，半自形～它形，粒状，含量约11%）；②晶粒方解石（粒度0.25～0.03mm，细～粉晶级，自形～半自形～它形，粒状，含量<2%～1%）；③黄铁矿（粒度<0.03mm，微～泥晶级，半自形，粒状晶体，含量<1%）；④铁质和泥质（含量<1%）。对碎块起填隙作用。

2）细晶砂屑结构。基本上由内碎屑、晶粒白云石基底和陆源碎屑三部分构成（照片2）。内碎屑约占总量60%，不均匀分布，呈层偏集。粒度0.25～0.06mm，属细砂屑级内碎屑；次圆状、圆状，磨圆度级分选性好，为非晶质磷灰石质灰泥在塑性～半塑性条件下经盆内打碎、盆内沉积而成。个别内碎屑内部可见磷灰石质灰泥重结晶成柱粒状晶粒磷灰石。矿物成分为胶磷矿。晶粒白云石基底约占样品总量36%。不均匀分布，呈层偏集，粒度0.25～0.06mm，为细晶白云石；半自形～它形，粒状。陆源碎屑约总量3%。不均匀分布，呈层偏集。粒度0.25～0.06mm，属细砂级陆源碎屑；次圆状、圆状，分选性与磨圆度均好。成分为岩屑（硅质岩岩屑等）和石英矿物屑等。

3）含砂屑细晶结构。样品基本上由晶粒白云石基底、内碎屑和陆源碎屑三部分构成（照片2）。晶粒白云石基底约占总量82%，分布较为均匀。粒度0.25～0.06mm，属细晶级白云石；半自形～它形，粒状。内碎屑约占总量15%，分布较为均匀。粒度0.25～0.06mm，属细砂屑级内碎屑，呈次圆状、圆状，磨圆度级分选性好，为非晶质磷灰石质灰泥在塑性～半塑性条件下经盆内打碎、盆内沉积而成，矿物成分为胶磷矿，个别内碎屑内部可见磷灰石质灰泥重结晶成柱粒状晶粒磷灰石。 陆源碎屑约占总量1%。散布较为均匀。粒度0.25～0.06mm，属细砂级陆源碎屑；次圆状、圆状，分选性与磨圆度均好。碎屑成分为岩屑（硅质岩岩屑等）和石英矿物屑等。

4）含砂屑细～中晶结构。样品基本上由晶粒白云石基底、晶粒方解石基底、内碎屑和陆源碎屑三部分构成（照片3）。晶粒白云石基底约占总量64%，不均匀分布，不同粒度呈层偏集。粒度0.50～0.25mm中晶级白云石主见，结晶粒度<0.25～0.06mm细晶级白云石次见；半自形～它形，粒状。晶粒方解石基底约占总量2%。不均匀分布，呈层偏集。粒度<0.25～0.06mm，属细晶级方解石；它形，粒状。内碎屑约占总量29%，不均匀分布，呈层偏集。粒度0.50～0.06mm，属中～细砂屑级内碎屑。呈次圆状、圆状，磨圆度级分选性好。为非晶质磷灰石质灰泥在塑性～半塑性条件下经盆内打碎、盆内沉积而成。矿物成分为胶磷矿。内碎屑内部可见磷灰石质灰泥重结晶成柱粒状晶粒磷灰石。源碎屑约占总量2%，不均匀分布，呈层偏集。粒度0.50～0.06mm，属中～细砂级陆源碎屑；次圆状、圆状，分选性与磨圆度均好。成分为岩屑（硅质岩岩屑等）和石英矿物屑等。样品发育有不规则方解石（粒度0.25～0.004mm，细～粉～微晶级方解石；它形，粒状）细脉，宽度<0.30mm，含量<2～1%。

照片2 A-细晶砂屑结构，B-含砂屑细晶结构

照片3 含砂屑细-中晶结构

照片4 砂屑细晶结构

5）砂屑细晶结构。样品基本上由晶粒白云石基底、内碎屑和陆源碎屑三部分构成（照片4）。晶粒白云石基底约占总量62%，不均匀分布，呈层偏集。粒度0.25～0.06mm，属细晶级白云石；半自形～它形，粒状。内碎屑约占总量33%，不均匀分布，呈层偏集。粒度基本上<0.50～0.06mm，属中～细砂屑级内碎屑。呈次圆状、圆状，磨圆度级分选性好。为非晶质磷灰石质灰泥在塑性～半塑性条件下经盆内打碎、盆内沉积而成。内碎屑内部可见磷灰石质灰泥重结晶成柱粒状晶粒磷灰石。矿物成分为胶磷矿。陆源碎屑约占总量2%，不均匀分布，呈层偏集。粒度0.50～0.06mm，属中～细砂级陆源碎屑；次圆状、圆状，分选性与磨圆度均好。成分为岩屑（硅质岩岩屑等）和石英矿物屑等。样品发育有不规则白云石（结晶粒度<0.25～0.004mm，细～粉～微晶级方解石；它形，粒状）细脉，宽度<5.00mm，含量约1%。

2.2.2 构造

矿区内磷矿石构造主要有：层纹～条纹～条带状层状构造、层纹～条纹状构造、层状构造、层纹状构造等，主要以层纹～条纹状构造最发育（照片5）。

1）层纹～条纹～条带状层状构造：样品不同组分（不同粒度白云帮方解石、内碎屑、陆源碎屑等）各自顺层偏集呈层纹～条纹～条带状产出。

2）层纹～条纹状构造：样品不同矿物成分（白云石、内碎屑、陆源碎屑等）各自顺层偏集呈层纹～条纹状产出。

3）层状构造：样品呈层产出。

4）层纹状构造：样品不同组分（白云石、内碎屑、陆源碎屑）各自顺层偏集呈层纹状产出。

照片5 层纹-条纹状构造

3 成矿分析

3.1 控矿因素

磷块岩的形成、富集，受诸多因素的制约，其中主要的控矿条件有岩相古地理及次生氧化作用等。1）岩相古地理条件

从各条勘探线剖面图上的矿层沿倾向的柱状对比图和沿走向方向的矿层柱状对比图中可以看出，白云质磷块岩矿体的厚度受其沉积基底起伏程度的制约，当沉积基底（灯影组古侵蚀面）为向下凹的洼地时，沉积的戈仲伍组含磷层厚度就大，相应的磷块岩P2O5较富，当基底向上凸起时，戈仲伍组含磷层厚度就薄，同时磷块岩的P2O5含量亦较低。

2）次生氧化富集作用

磷块岩，包括含磷白云岩，在沉积成岩之后，由于氧化作用，使之容易溶解的碳酸盐矿物溶解，CaO、MgO、CO2组分流失，磷块岩中的胶磷矿相对富集，磷块岩贫矿变成磷块岩富矿，含磷白云岩变成磷块岩。次生氧化作用不仅产生于表浅部矿体中，深部矿体当有断层切割或岩溶发育形成溶洞时，加速了地下水的流动，地下水中的氧分对白云质磷块岩进行氧化，促进磷矿石的氧化富集，形成氧化矿石或混合型矿石。

3.2 矿床成因分析

贵州主要磷块岩形成时期大致分为两大成矿时期,即新元古代末陡山沱期和早寒武世梅树村早期，分属中国重要的两个成磷时期。形成的磷块岩分属为黔中成矿域含磷岩系和黔西北早寒武世扬子成矿域含磷岩系。

贵州早寒武世磷块岩主要产出于黔北、黔西北地区（织金新华磷矿区） ,分属于扬子地台西部。富含磷块岩地层为戈仲伍组。岩石主要为白云岩、白云质磷块岩、硅质白云岩、硅质磷块岩及生物碎屑磷块岩等。由于特殊的沉积环境 ,使得该区磷块岩品位 (P2O5含量)较低 ,为 16%～20%左右 ,但富含稀土元素 ,具有巨大的综合利用潜在价值。

织金新华磷矿分布于牛首山古陆的东部边缘，其沉积基底受古陆的控制。磷块岩的沉积环境为浅海台地潮坪环境。归纳起来，新华磷矿床有如下特点：

1）矿石以包括生物碎屑在内的颗粒结构为主，次为隐晶质的凝胶结构。

2）矿层内小型交错层理和平行层理发育。

3）矿体呈层状产出，矿石构造为层纹（条纹）状、条带状、块状构造。

4）矿石主要为白云质磷块岩，富含重稀土元素。

5）含磷建造是磷块岩、白云岩，矿体下部是砂屑磷块岩，上部两者呈互层产生。

根据上述特点，分析新华磷矿是海源的生物化学和胶体化学聚沉～～盆内颗粒再沉积成因：

1）深海的含磷物质通过上翻的洋流，运移至相对稳定，低能的浅水环境，被大量的浮游的小壳动物等生物吸附，这些生物死后沉到水底与水底沉积物一并沉积下来，或是到达浅海环境的含磷水体，因压力降低，温度升高，CO2逸出和消耗，磷质自溶液中化学析出，胶体聚沉。

2）上述已聚沉的磷质凝胶或已固化的贫磷块岩，在浅水搅动条件下颗粒化，就地或经盆内迁移，簸选而于不同能量的环境中再次沉积。

3）成岩阶段，由于上覆盖层的厚度增加，已沉积的磷块岩和含磷白云岩，成为封闭环境，随着上覆沉积物厚度的继续增加，该封闭体系内的温度亦不断升高，保存于胶磷矿或胶磷矿与白云岩颗粒之间的孔隙水（被封存的海水），温度升高为热水，这些被封存的海水，含有早寒武世以前泛大陆解体带来的稀土元素，在伴随压溶作用过程中，当孔隙水的温度适宜时，稀土元素与胶磷矿发生离子交换，即稀土元素离子置换胶磷矿中的部分钙离子，成为含稀土元素的磷块岩或含磷白云岩。同时成岩阶段的孔隙磷质淀晶胶结和进一步分异、凝聚，对磷块岩的富化，起着重要的作用。

4）磷酸盐的沉淀，严格受制于PH值，在PH为7.5～8的碱性条件下与白云岩相衔沉积，这不仅决定了磷块岩的时空分布、建造组合，而且导致了密切相关、经常共伴生的磷酸盐、碳酸盐两者的分异，促进了磷块岩的富化。本区白云质与磷块岩互层或成碎屑状相互混杂，说明了它们是随PH值不同而分异沉淀的，或各成碎屑而机械混杂的。

4 远景评价

根据上述成矿特征，磷块岩的成矿条件有一定的成矿期，特定的成矿域、适宜的古构造背景和气候状况等，因此特定的层位和具有特定的岩性组合特征是找矿的直接。所以可以将寒武系牛蹄塘组底部黑色页岩作为该类型磷矿床的找矿标志。

新华磷矿区为产出于早寒武世的超大型磷矿区，其产出层位稳定，矿体厚度大，成矿地质条件好。但总体来说矿层较连续，无突变。从本次工作钻孔揭露的情况来看，根据矿层的厚度和品位变化规律，矿体往深部还有较大延伸范围。所以矿床深部具有较大的资源远景。由于该矿区处于普查阶段,构造性质、构造演化、矿石组构及矿床共（伴）生矿产等诸多问题尚有待进一步研究。

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Geological Features and Ore-formation of the Dajia Ore Block of the Xinhua Phosphate Deposit in Zhijin, Guizhou

CHEN Chuan LIU Wen ZHANG Ye AO Jin-peng
(No.117 Geological Team, Bureau of Geology and Mineral Resources of Guizhou Province ,Guiyang 550018)

This paper deals with geological features such as ore constitutes, ore texture and structure and shape of orebodies, and ore-forming conditions of the Dajia ore block of the Xinhua phosphate deposit in Zhijin, Guizhou.

phosphate deposit; ore control factor; Dajia ore block; Zhijin, Guizhou

P619.21+3

A

1006-0995（2014）04-0533-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2014.04.013

2013-12-30

陈川（1984—），男，贵州遵义人，工程师，长期从事矿产地质、水文地质、地质灾害等工作