四川汉源烂泥三湾磷矿地质特征及外围找矿前景

彭召强，周 勇，刘玉红，陈 平

四川汉源烂泥三湾磷矿地质特征及外围找矿前景

彭召强，周 勇，刘玉红，陈 平

（四川省冶金地质勘查局六〇五大队，四川 彭山620860）

四川汉源地区磷矿成矿类型均属浅海相沉积型，烂泥三湾磷矿位于大洪山短轴向斜西翼，严格受寒武系下统梅树村组地层控制，通过对汉源地区磷矿矿床成因分析，总结了成矿规律和找矿标志，初步划分了找矿远景区和找矿靶区，对该区磷矿资源勘查具有重要的指导意义。

磷矿；梅树村组；找矿标志； 烂泥三湾

四川汉源地区磷矿资源丰富，区内磷矿均属浅海相沉积型。该区磷矿严格受寒武系下统梅树村组地层控制，矿体呈层状产于短轴向斜两翼及其转折端，矿石类型为磷块岩，P2O5含量一般在18.30%～21.17%之间。目前汉源县准备建立磷化工工业园区，拟将磷矿产业链打造成除铅锌矿之外的另一经济增长极。因此，深入探讨该地区磷矿成矿规律及其找矿前景，具有十分重要的意义。

图1　川滇地区早寒武世麦地坪期岩相古地理略图

1　区域地质特征

矿区位于扬子地台西部上扬子台坳（Ⅱ4）峨眉山断拱（Ⅲ10），西临康滇地轴（Ⅱ1）泸定—米易台拱（Ⅲ1）。根据四川省2005年成矿区带划分，矿区处于荥经—汉源黑区加里东华力西印支期铅、锌、铜、锰、磷、煤及菱镁矿、玻璃石英岩矿等Ⅳ级成矿远景区内（Ⅳ-19）。

1.1地层

区内出露地层主要有震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系、侏罗系、第四系。震旦系下统为一套火山岩—火山碎屑岩；震旦系上统、寒武系、奥陶系为海相碎屑岩及碳酸盐岩；志留系为半深海相碎屑岩；二叠系为滨海相碎屑岩及碳酸盐岩，后期为基性火山喷出岩，陆相砂页岩；三叠系为陆相含煤碎屑岩；侏罗系为河湖相—滨海相碎屑岩。寒武系下统梅树村组为矿区含矿地层［1］。

1.2构造

区内褶皱及断裂构造均发育，构造线主要呈北西—南东向、北东—南西向展布。褶皱构造主要有：七百步背斜、轿顶山向斜、大洪山向斜、马烈背斜、安乐向斜、汉源向斜等，磷矿层主要位于向斜两翼及其转折端的寒武系下统梅树村组地层中；主要断裂有：七百步断裂、红花断裂、罗锅坪断裂、马烈断裂、铅锌厂断裂。除铅锌厂断裂外，其余断裂的展布方向均与褶皱轴线基本一致，以倾角较陡的逆断层为主，且将背斜、向斜及其中赋存的磷矿层破坏，属于破矿断裂构造。

1.3岩相古地理

该区在汉源以东，西面为康定古陆、甘洛—汉源水下隆起，南有宁南—金阳水下隆起与东川—德泽盆地相隔，构成一个向东开口的海湾泻湖环境，处于潮间沙坪相区，为磷块岩的聚集、堆积创造了良好的沉积环境，沉积过程由多个潮下—潮间—潮上的次级小旋回组成，有利于磷矿层的富集（图1）［1］。

1.4区域磷矿特征

该区有椅子山、大洪山2个大、中型磷矿床，矿层赋存于寒武系下统梅树村组中段（∈1m2），厚度7.36～9.83m， P2O5平均18.30%～21.17%。含矿层分为上、下两个矿层。下层矿为区内主要的工业矿层，全区稳定，但部分地段被后期断裂破坏。矿层在走向上延伸一般在3～6km，最长6.5km；上矿层位于含磷岩系的下部和顶部，厚度小，品位低，不具有工业价值（图2）。

2　矿区地质特征

2.1地层

烂泥三湾磷矿区属于椅子山大型磷矿床的一部分。矿区出露地层有震旦系上统灯影组第四段白云岩，第三段硅质白云岩；寒武系下统梅树村组下段硅质白云岩，中段磷块岩，上段细砂岩，九老洞组下段含磷细砂岩，上段细砂岩，遇仙寺组下段石英砂岩，中段砂质白云岩夹砂岩，上段粗砂岩夹砂质、泥质白云岩，寒武系中统大鼻山组粉砂岩，寒武系上统洗象池组白云岩；奥陶系下统红石崖组粉砂岩夹砂质白云岩；第四系残坡积物等（图3）。

寒武系下统梅树村组为含磷地层（∈1m），细分三个岩性段：下段（∈1m3）为灰—灰白色致密块状硅质白云岩；中段（∈1m2）为磷矿层，岩性为黑灰色磷块岩，假鲕结构，似层状构造，为本区主要磷矿层位；上段（∈1m1）为浅灰—深灰色细砂岩，中—细粒砂状结构，中—厚层状构造，砂粒分选性中等，粒度中等均匀，岩层层理面较为清晰。与上覆寒武系下统九老洞组呈假整合接触，与下伏震旦系上统灯影组第四段（或麦地坪组）呈整合接触。

2.2构造

矿区处于大洪山向斜西翼、马烈背斜东翼；矿区中部发育有罗锅坪断裂大角度斜切大洪山向斜西翼，并将磷矿层及地层错断，造成地层和矿层重复出现，灯影组仰冲于寒武系、奥陶系之上。

图2　四川省汉源地区磷矿分布地质略图

3　矿床地质特征

3.1磷矿层特征

矿区磷矿层赋存于寒武系下统梅树村组中段（∈1m2）中，矿层严格受层位控制，呈层状产出，倾向120°～140°，倾角15°～21°，矿层走向长约3 750m，矿层厚度最大11.05m，最小4.25m，平均7.79m。矿层由北向南逐渐变薄。取样分析P2O512.65%～24.16%，平均17.26%；酸不溶物 17.82%～50.80%，平均26.17%；CaO 17.82%～42.73%，平均31.46%；CO22.78%～26.26%，平均12.50%；K2O 1.52%～15.94%，平均4.11%。

3.2矿石质量

矿石中主要有益矿物为胶磷矿、钾矿物；胶磷矿含量18～25%；脉石矿物主要为白云石、石英等，有极少量细粒磁铁矿、黄铁矿及褐铁矿等金属矿物，金属矿物多数呈半自形粒状星点状不均匀散布在石英粒间。脉石矿物白云石多数以胶结物形式存在。磷矿物呈灰棕色、灰色均质以浑圆状，次圆状鲕粒不均匀杂乱分布，其粒径在0.25～0.12mm之间。钾矿物主要为长石，次为云母。长石在矿石中含量占10%～25%，呈菱角状，粒径以小于0.04～0.25mm为主，云母见于胶结物中。

矿石结构有砂状结构、半自形粒状结构、亮晶鲕粒结构、自形晶粒结构、他形粒状结构、交代残留结构、细晶粒状结构、交代骸晶结构等。矿石构造有显微层纹状构造、显微层状构造、块状构造和星点浸染状构造（图4、图5）。

矿区磷矿体平均P2O517.26%；CaO/P2O51.82；酸不溶物26.17%；区内磷矿属选矿级混合型磷块岩矿石，磷矿石经过反浮选试验、反-正浮试验和正-反浮试验表明，该矿浮选合理流程为正-反浮选工艺流程，按照该工艺流程，最终可获得P2O5品位为28.40%，回收率为72.60%的磷精矿。该产品达到商品磷精矿用质量标准。

图3　烂泥三湾磷矿区地质略图及典型剖面

4　矿床成因

1）烂泥三湾磷矿在早寒武世梅树村期位于康定古岛与甘洛—汉源水下隆起、宁南—金阳水下隆起、东川—德泽盆地构成的开口向东的海湾泻湖环境。晚震旦世，海侵范围由东至西推进到西昌—滇中地区，富磷的深层海水，随洋流上升到表层，形成磷质浓集区，为小壳动物、微生物的生长提供了养料，小壳动物、微生物的大量繁殖，又为磷质的转化富集起到了促进作用。为磷块岩的聚集、堆积创造了良好的条件［2］。

2）前震旦系基底火山—沉积物带到海水中的大量镁质，通过震旦系上统灯影组的沉积作用，形成了广泛的白云岩，汉源一带，还直接沉积了菱镁矿。这些沉积和成矿作用，消耗了大量的镁离子，镁离子的减少使得钙离子的消耗得到减少，在富含有机质的碳酸盐沉积物中，沉积了原始的钙磷酸盐［2］。

3）含磷地层岩石组合由下至上为致密块状硅质白云岩、砂屑磷块岩、细砂岩等，为海进到海退序列的产物。在海退阶段，水体变浅，内浪或生物扰动等簸选作用加强，大量细粒钙磷酸盐逐步富集成磷块岩［2］。

4）矿床成因类型为浅海相沉积层控型磷矿床。

5）矿床工业类型为含钾磷块岩。

5　成矿规律

1）四川省汉源地区磷矿分布于康滇地轴以东的海湾泻湖环境中，富集于潮间沙坪相区的多个潮下—潮间—潮上的次级小旋回内。

2）受区域短轴向斜控制，得以保存完整。

3）汉源地区磷矿层严格受寒武系下统梅树村组地层控制，顺层产出，属浅海相沉积层控型磷矿床。

图4　汉源烂泥三湾矿区磷矿石

6　找矿标志

四川省汉源地区磷矿找矿应重点从寒武系下统梅树村组及古地理环境的研究入手，同时把握住以下找矿标志及找矿方向，对磷矿的勘查突破将会起到事半功倍的效果。

1）地层标志。区内磷矿严格受寒武系下统梅树村组地层控制，梅树村组地层是区内主要赋矿层位，其余地层中的磷矿品质较差，因此梅树村组地层是区内最直接的找矿标志。

2）岩性标志。磷矿层位于梅树村组中部，其顶板为浅灰—深灰色细砂岩，底板为灰—灰白色致密块状硅质白云岩，即在灰—灰白色致密块状硅质白云岩与浅灰—深灰色细砂岩之间，有找到磷矿层的可能性，因此，灰—灰白色致密块状硅质白云岩与浅灰—深灰色细砂岩是该区磷矿层的间接找矿标志。

3）颜色标志。汉源地区磷块岩为灰黑色，其下部为灰—灰白色致密块状硅质白云岩，上部为浅灰—深灰色细砂岩，颜色差别明显，是重要的找矿标志之一。

4）构造标志。汉源地区磷矿无一例外地分布于有寒武系下统梅树村组地层存在的短轴向斜中，这给磷矿层提供给了良好的保存条件，因此，有寒武系下统梅树村组地层分布的短轴向斜构造是该区又一重要的找矿标志。

图5　胶磷矿（灰色）呈浑圆状、次圆状、鲕状不均匀地分布于细粒白云石间，胶结物为白云石，薄片 70×（-）

7　找矿远景区及找矿方向

根据汉源地区含矿地层、短轴向斜、已知磷矿床、磷矿点分布规律和特点，初步将汉源地区磷矿划分出3个找矿远景区，从西向东依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号，均为A类远景区，分别为马烈找矿远景区（ⅠA）、大洪山找矿远景区（ⅡA）、轿顶山找矿远景区（ⅢA）（详见图1）。

1）马烈找矿远景区（ⅠA）。该区位于马烈向斜两翼及核部，有1处中型磷矿床（水桶沟矿床），为A类找矿远景区。磷矿层受控于寒武系下统梅树村组地层。初步判断，在马烈—万里之间有进一步找矿前景。

2）大洪山找矿远景区（ⅡA）。该区位于大洪山向斜两翼及核部，有1处大型（椅子山）、1处中型（大洪山）、2处小型（瓦板山、烂泥三湾）、2处矿点（马家河坝、豆腐石）分布，为A类找矿远景区。磷矿层受控于寒武系下统梅树村组地层和大洪山向斜控制，受断层破坏影响，矿层重复出现。该远景区分布面积广，勘查工作程度高，初步判断，在豆腐石—小垭口之间有进一步找矿前景。

3）轿顶山找矿远景区（ⅢA）。该区位于轿顶山向斜两翼及核部，有1处磷矿点（铁厂沟）分布，地表磷矿层分布稳定，走向长达3km，厚度1～2m，厚度较稳定，有较好的埋藏条件，为A类找矿远景区。该区磷矿层受控于寒武系下统梅树村组地层，地质工作程度较低，尚有大量采矿遗迹。初步判断，在轿顶山向斜内部及其附近有进一步找矿前景。

该文得到了单位总工、教授级高级工程师邱仁轩同志的认真审阅、修改，在此致谢。

［1］四川省地质矿产局.四川省地质区域地质志［M］.北京：地质出版社，1991.

［2］沈苏，金明霞，陆元法.西昌-滇中地区主要矿产成矿规律及找矿方向［M］.重庆：重庆出版社，1988.

［3］四川省冶金地质勘查局六〇五大队.四川省汉源县烂泥三湾铁铅锌磷矿勘探地质报告［R］，2014.

Geological Featuresand Prospecting Potential for the Lannisanwan Phosphorite Deposit in Hanyuan，Sichuan

PENG Zhao-qiangZHOU YongLIU Yu-hongCHEN Ping
（No.605Geological Party，Sichuan Bureau ofMetallurgicalGeological Exploration，Pengshan，Sichuan 620860）

The phosphorite deposits in Hanyuan，Sichuan are neritic sedimentary in origin.The Lannisanwan phosphorite deposit occurs in the western limb of the Dahongshan brachysyncline and is confined to the Lower Cambrian Meishucun Formation.This paper dealsw ith ore-forming laws and ore guides for the phosphorite deposit.

phosphorite deposit；Meishucun Formation；reguide；Lannisanwan

P619.21+3

A

1006-0995（2015）02-0183-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.02.005

2014-04-14

彭召强（1986—），男，重庆人，助理工程师，主要从事地质矿产勘查