贵州织金地区磷矿成矿规律与成矿预测

摘要：对织金地区磷矿典型矿床地质与区域成矿规律进行总结分析，系统研究织金地区沉积型磷矿的成矿地质背景、岩相古地理特征、矿床特征等，分析得出沉积型磷矿的成矿要素，建立典型矿床及区域成矿模式。运用基于 GIS的矿床模型综合地质信息预测方法对织金地区沉积型磷矿进行综合定位和定量预测，并圈定了6个最小预测区 ，估算未查明的磷矿预测资源量 35230万 t。

关键词：沉积型磷矿；成矿要素；矿产预测；织金地区

贵州磷矿主要分布在织金、开阳、瓮安-福泉三个地区，对应的有新华式、开阳式二种类型。目前已探明3个大型矿床、9个中型矿床、22个小型矿床，共34个矿床，其中未上表矿床4个，上表矿床30个，上表总资源量（即查明资源量）为293484万吨。

织金地区指贵州省中西部织金县、清镇市、修文县、纳雍县、平坝县一带，该区主要为低品位的含重稀土磷块岩矿床。该区磷（稀土）矿主要为海相沉积型磷块岩矿床，矿床式为织金新华式。含矿岩系为早寒武世牛蹄塘组底部的一套沉积岩（织金地区称戈仲伍组），该区磷（稀土）矿勘查工作始于上世纪五十年代后期，到九十年代中期大规模勘查工作基本结束，经半个多世纪的地质勘查工作，区内发现和勘查了9处磷（稀土）矿区，主要有织金新华矿区、打麻厂矿区、李家寨矿区、毛稗冲矿区、杜家桥矿区、清镇桃子冲矿区、洛夯矿区、纳雍水东矿点及大院矿点等。本文重点研究此地区磷矿成矿特征与资源潜力预测。

1 成矿地质背景特征

1.1 建造构造特征

该区地层以海相为主，陆相不甚發育。据其岩石特征及沉积组合划分为7大建造类型。即陆缘斜坡相复理石建造、开阔海台地、半局限台地碳酸盐岩建造、陆棚相细碎屑岩建造、潮坪沼泽—三角洲相含煤碎屑岩建造、陆相碎屑岩建造及松散堆积物建造、浅滩—陆棚相含磷建造及岩浆岩建造。上述这些建造类型，记录了图区从活动陆缘逐渐抬升，演变为稳定陆块区的全过程。

1.2 大地构造特征

1.2.1 大地构造位置

预测区位于上扬子古陆块（V2）二级构造单元，扬子陆块南部被动边缘褶冲带（V2—7）三级构造单元之凤岗南北向褶断区（V2—7—2）及织金宽缓褶皱区（V2—7—5）四级构造单元，属稳定的陆块区。具体位置如下图。

1.2.2 构造特征

研究区内的构造形迹以站街镇一線为界，以西广大地区以北东向构造为主，以东以南北向构造为主。褶皱由图区西边的宽缓褶皱，向东逐渐变为较紧密褶皱。

织金宽缓褶皱区：分布于站街一线以西地区，褶皱断裂发育。

（1）褶皱。水东（花初）穹状背斜，位于图区北西角，核部地层为灯影组，岩层呈水平产状。该穹状背斜以东广大地区为北西向线状背、向斜相向分布，向斜舒缓、背斜较紧密。

向斜主要有板桥—三塘、阿烈、珠藏、桂果、牛场镇等七个向斜，向斜轴线长15～30km，多弯曲。向斜核部地层多为嘉陵江做或夜郎组，少数为龙潭组。两翼岩层倾角多为5～20°局部可达35～50°。

背斜主要有二塘、绮陌—少普、湾冲等8个背斜。背斜轴线长10～50km，且多弯曲。核部地层分别为灯影组、牛蹄塘组、明心寺组或梁山组等，岩层一半倾角15～25°，局部达40～50°。

（2）断裂。断裂可分北东向、近东西向两组，以北东向组最发育。

北东向组Ⅰ级断层有三甲、果化、新寨、大寨等断层，Ⅱ级断层甚多。断层多倾向南东，少数倾向北西，倾角20～85°，多为正断层，少数为逆断层。Ⅰ级断层长10～45km，破碎带宽20～30m，局部达50m，断距500～800m。

近东西向组分为平移（走滑）断层。Ⅰ级断层有新街（纳雍）、龙场、中寨等断层，其余均为Ⅱ级断层，规模小。Ⅰ级断层长30～50km，破碎宽20～30m，特别是新街（纳雍）断层为区域性断层，区域物探表现为重力低值异常带，宽约20～30km，为一深断裂。

（3）凤岗南北向褶断区。位于黑土田、站街镇以东地区，分布面积小。近南北向的逆冲推覆构造和长条状褶皱构成主体构造格架。菜水一带的逆冲推覆断层倾向南东或北东，倾角40～80°，多为逆断层，少数为正断层，断层的断距不大。

背斜有塘冲、麦西背斜，轴向10～30°，核部地层为清水江组成或牛蹄塘组，两翼岩层倾角10～60°，一般10～30°。背斜形态被断层破坏严重，连续性差。

向斜有站街镇、桐古坝—乌栗向斜，轴向10～20°，核部地层关岭组和龙潭组，两翼岩层倾角20°，局部达65°，甚至倒转。

1.2.3 岩相古地理

贵州梅树村期早中时由于先期环境的继承性，原碳酸盐台地虽被掩埋，但多数仍为浅水。生物碎屑滩区以潮汐沉积作用为主，滩后泄湖聚水相对稍深，其变化呈逐渐过渡，即由弱动荡渐次转向平静的浅水泄湖环境；在滩缘地带侧以稍弱的动荡沉积作用为主；滩前以塌积作用为主，在台地淹没区覆水较滩区为深，以比较平静但其间歇震荡的沉积作用为主，原斜坡陆棚区现划为台地边缘缓坡—路坡以及陆棚边缘欠补偿盆地，皆为半深水环境，以滑坡沉积及悬浮降落沉积和滞留为主，详见如图2：

研究区磷矿主要产于含磷岩系下部一套沉积内，为便于作图，岩相古地理的格局主要依据该套沉积物的特征提炼形成，具体划分为下述5个沉积相带及4个次级古地貌单元。5个沉积相带分别为：（1）滩后含磷泻湖相（LF）；（2）磷质生物碎屑浅滩相（PMS）；（3）磷质生物碎屑滩缘塌积相（PLS）；（4）含磷淹没台地相（RP）；（5）磷质滞积相。

沉积相是古地理的真实写照，上述各相带的展布已基本勾画出本区梅树村早期之古地理格局，即彼时当属川黔半局限海台地南部边缘—织金台缘，其上发育有戈仲伍碎屑浅滩、大院滩后泻湖、五指山—毛稗冲滩缘斜坡，以及除此而外的淹没台地等4个次级古地貌单元。

通过对沉积相带的特征研究可以看出，磷质生物碎屑浅滩相反映的成磷作用最强，因为这里处在当时新生的浅水陆架富磷酸盐海水上升流活动区，沉积界面位于潮下带上部至潮间带的部位，水体温暖，生物繁盛，极易形成磷质砂屑浅滩沉积、磷质潮坪沉积这类磷酸盐沉积相。特别是戈仲伍磷质生物碎屑浅滩区，其成磷期之磷酸盐、碳酸盐的产率与海平面的上升速度是基本协调平衡的，从而在该区形成了量大质优的磷块岩矿层。

2 矿床特征

根据技术流程中所提的典型矿床选择原则，织金新华式沉积型磷（稀土）矿选择织金新华矿区作为典型矿床。其矿床特征如下：

2.1 区域地质背景

新华磷矿区位于扬子陆块南部被动边缘褶冲带（三级构造单元）的织金宽缓褶皱区的中部。位于北北东向的清镇—纳雍磷（稀土）磷块岩Pb、Zn成矿区内。

2.2 成矿地质特征

工作区位于果化背斜中段。出露有震旦系、寒武系、石炭系、二叠系及系四系，现从老至分述如下：

上震旦统（Z2）主要出露灯影组（Z∈dy）；寒武系下统（∈1）主要出露牛蹄塘组（∈1n）、明心寺组（∈1m）；石炭系下统（C1）主要出露大塘组（C2d）、摆佐组（C2b）；二叠系（P）主要出露中统梁山组（P2l）、栖霞组（P2q）、茅口组（P2m）；第四系（Q）：主要由黄色、褐黄色残坡积粘土、亚粘土等组成。

2.3 成矿构造特征

贵州省织金县新华磷矿区位于新华背斜北西翼中段，岩层倾角一般10～30°，局部地段受构造破坏，倾角达70°左右；倾向280～340°。

区由断层构造较发育，主要发育走向及倾向两组断层，该区磷矿层受走向及倾向断层的控制。

2.4 矿体分布及产状

该区磷（稀土）矿呈层状、似层状产出。区内磷矿划分为4个矿段，而本次典型矿床研究范围主要为各仲伍、果化矿段和佳垮—大戛矿段；矿层总体倾向北西，倾向280～340°，一般300°左右，倾角一般10～25°，褶皱轴部和断层破碎带附近，倾角为50～70°，总体倾角较缓。

2.5 矿石类型及矿物组合

（1）矿石类型：结核状硅质磷块岩、层状硅质磷块岩、条带状白云质磷块岩。

（2）矿物组合：主要矿物为胶磷矿，次要矿为磷灰石、独居石、白云石、方解石、石英、玉髓、云母等。但不同矿石类型所含矿物主次不同。

2.6 矿石结构构造

（1）矿石结构：颗粒结构、泥晶结构。

（2）矿石构造：颗粒块状构造、凝胶状构造、条纹—条带状构造、结核状构造。

2.7 矿床成矿要素特征

根据新华磷（稀土）矿典型床研究，在对典型矿床地质特征、矿体特征、矿石特征及成矿规律、控矿因素进行分析研究的基础上，归纳总结出典型矿床成矿要素，并形成成矿要素表如下：

在对典型矿床地质特征、矿体特征、矿石特征及成矿规律、控矿因素进行分析研究的基础上，归纳总结出典型矿床成矿要素，然后反映在典型矿床成矿要素图上。

2.8 成矿模式

早寒武世梅树村期，当上升洋流再次裹携富磷酸盐水团上涌时，首先穿过硅质过饱和层，而此时磷酸盐仍处于溶解状态，故硅质岩地区没有磷块岩的出现。当上升洋流涌入缺氧层后，由于水体中CO2大量形成，造成酸度提高，硅质岩过渡到缺氧层黑色页岩，这就反映了水体从 碱性转化为酸性，因此，在它们接触的界面上析出了磷灰石。而黑色页岩组成的缺氧层，由于CO2过量引起磷酸盐呈溶解状态，故黑色页岩特别发育的缺氧层里，磷块岩反而少见。通过对研究区区域要素的研究，编制其成矿模式图如下：

3 织金地区磷矿资源潜力预测

3.1 矿产预测方法类型

划分矿产预测类型是为了进行区域矿产预测，根据相同的矿产预测要素以及成矿地质条件，对矿产划分的类型。矿产预测类型也是开展矿产预测工作的基本单元，凡是由同一地质作用下形成的，成矿要素和预测要求基本一致，可以在同一预测底图上完成预测工作的矿床、矿点和矿化线索可以归为同一矿床预测类型。同一矿种存在多种矿床预测类型，不同矿种组合可能为同一类型，同一成因类型可能有多种类型，不同成因类型组合可能为同一类型。

矿产预测类型的命名原则：××矿床式+××类型+××矿。其中矿床式一般以矿区名称命名，类型指的是成因类型或工业类型，矿指的是矿种名称。

根据上述矿产预测的定义和命名原则，贵州省织金地区磷矿属海相沉积型磷矿，严格受地层层位和岩性的控制，矿体呈层状或似层状产于含矿岩系中，故矿产预测方法类型选择沉积型矿产预测方法。

3.2 预测要素和预测模型

3.2.1预测工作區预测模型

通过对预测工作区地质背景和成矿规律的分析研究及对典型矿区域床成矿要素图、预测要素图等图件的编制 ，总结提取了区域成矿要素和预测要素，建立预测工作区定性预测模型：

①成矿构造背景：扬子陆块南部被动边缘褶冲带（V27）织金宽缓褶皱带（V275）。

②成矿时代：早寒武世梅树村期。

③岩相古地理：大院泻湖区—无具工业价值的矿体；各种伍台内浅滩区—有相当规模矿体产出，已发现大型矿床；五指山—毛稗冲滩缘斜坡区——有一定规模的矿体产出，已发现有小型矿床；淹没台地区：有零星矿体产出，已发现有矿体。

④古地貌：碳酸盐台地。

⑤基底：碳酸盐岩基底。

⑥岩性特征：白云岩磷块岩—碳质泥岩的岩石组合。

⑦含矿岩系厚度：含矿岩系厚>8.0m且有足够大的面積时，可能有一定规模的磷（稀土）矿体存在。

⑧矿层特征：P2O5含量趋势值：<12%，差；12%～16%，一般；>16%，对成矿有利。矿层厚度趋势值：<0.5m，差；0.5～1.0m，较好；>1.0m，对成矿有利。REO趋势值：<0.05%，差；0.05～0.1%，一般；>0.1%，对成矿有利。对于物探、化探、遥感、自然重砂信息，就目前研究程度而言，没有发现其与织金地区磷（稀土）矿成矿预测有明显的指导作用，故预测模型中不含这方面的内容。

3.2.2织金地区磷（稀土）矿区域预测要素

综合信息矿产预测方法为通过对典型矿床的研究，结合地球物理、地球化学、遥感、自然重砂等信息进行合理评价，确定预测要素，并根据相关性，将预测要素分为： 必要、重要、次要等级别。对织金地区磷矿工作区初步拟选结果见表。

3.3 最小预测区圈定

3.3.1 圈定预测区的方法

预测单元划分方法主要有综合信息网格单元法和地质单元法。综合信息网格单元法是把研究区按着一定的间隔划分成面积相等、形状相同的若干个单元，针对每个单元进行预测要素信息的综合叠加分析。地质单元法是指应用于对预测矿种具有明显控制作用的地质条件和找矿意义明确的标志圈定地质统计单元的方法，包括综合信息地质单元法和单项信息法两类。织金地区磷（稀土）矿的预测区圈定方法采用了综合信息地质单元法。

3.3.2 最小预测区优选及资源量定量预测

预测区圈定方法采用了综合信息地质单元法。根据要求，织金地区划分出6个最小预测区。即织金新华预测区、织金李家寨预测区、织金打麻厂预测区、织金毛稗冲预测区、织金杜家桥预测区及清镇桃子冲预测区。

1）新华预测区。本预测区属生物碎屑滩沉积环境，有利于成矿，可找到大型规模的磷（稀土）矿体，综合评定为A类最小预测区。

2）打麻厂预测区。本预测区属生物碎屑滩沉积环境，有利于成矿， 预测的资源量为大型，划分A类预测区.

3）毛稗冲预测区。本预测区属斜坡沉积环境，有利于成矿，通过以后的勘查工作，资源量将会可能增加，可找到中型规模的磷（稀土）矿体，综合评定为C类最小预测区。

4）桃子冲预测区。本预测区属淹没台地沉积环境，具备一定的成矿条件。通过以后的勘查工作，资源量将会可能增加，可找到小型规模的磷（稀土）矿体，综合评定为C类最小预测区。

5）李家寨预测区。本预测区属生物碎屑滩沉积环境，有利于成矿，通过以后的勘查工作，资源量将会可能增加，可找到中型规模的磷（稀土）矿体，综合评定为A类最小预测区。

6）杜家桥预测区。本预测区属淹没台地沉积环境，具备相应的成矿条件，由于该区现无矿床（点）分布，通探索地质工作，可能发现磷矿资源，综合评定为C类最小预测区。

综上，织金预测工作区划分了6个最小预测区，其中A类有新华、打麻厂、李家寨，C类有毛稗冲、桃子冲、杜家桥。经过计算，预测工作区资源总量184420万吨，其中查明资源量149189.60万吨，预测资源量35230万吨，

具有找矿潜力。

4 结论与认识

（1）该区磷（稀土）矿主要为海相沉积型磷块岩矿床，矿床式为织金新华式。新华磷矿区位于扬子陆块南部被动边缘褶冲带的织金宽缓褶皱区的中部。在晚震旦～早寒武世，由于差异性的升降运动，形成了有利于磷矿沉积的水下隆起，织金新华磷（稀土）处于碳酸台地边缘生物碎屑滩上。磷（稀土）矿呈层状、似层状产出。矿石类型为结核状硅质磷块岩、层状硅质磷块岩及条带状白云质磷块岩。主要矿物为胶磷矿，次要矿为磷灰石、独居石、白云石、方解石、石英、玉髓、云母等。织金新华磷矿含磷岩系，其底界为生物滩潮渠角砾岩、顶界为半深水岩质细砂岩。磷矿层顶板为碳质泥（页），底板为灯影组硅质白云岩、白云岩。成矿时期为早寒武系梅树村期。

（2）本文运用成矿地质背景、成矿规律、化探等综合信息对织金地区进行磷矿矿产资源潜力预测。在总结该区成矿规律的同时，运用人工与计算机相结合的方法，圈定6个最小预测工作区，共预测磷矿资料量35230t，为未来的织金地区磷矿勘查工作提供了依据及靶区。

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作者简介：张朝举（1965），男，贵州贵阳人，高级工程师，研究方向：固体矿产勘查。