黄陵背斜陡山沱组沉积相对比分析与磷矿成因研究

翁骋，康波，李俊超



黄陵背斜陡山沱组沉积相对比分析与磷矿成因研究

翁骋1.2，康波1.2，李俊超1.2

（1.湖北省地震局，武汉 430071；2.中国地震局地震研究所，武汉 430071）

黄陵背斜处于扬子地台上扬子台褶带的东缘。该背斜东边为当阳向斜，西边为秭归向斜，三者轴向几乎互相平行，方位近似南北向，仙女山断裂位于其西南部。在对该地区其中两个剖面（青林口剖面和樟村坪岩心剖面）进行细致测量研究，发现这两个剖面的陡山沱组岩性主要为白云岩，并且沉积构造复杂，因此该地区的沉积相非常有研究价值，两者可以进行对比研究。另外，樟村坪地区发现有大量的磷矿，我们对这些磷矿的形成机理也进行了分析研究。

黄陵背斜；沉积相；磷矿；成因

黄陵背斜处于扬子地台上扬子台褶带的东缘。该背斜东边为当阳向斜，西边为秭归向斜，三者轴向几乎互相平行，方位近似南北向，仙女山断裂位于其西南部。背斜本身为穹窿构造，主要岩性为前震旦系结晶杂岩，西翼陡东翼缓，依次是震旦系到三叠系，层间大都为连续的整合或假整合接触，在震旦系和前震旦系之间出现有角度不整合。目前，国内对该地区的研究尚不充分，我们在该地区对其中两个剖面（青林口剖面和樟村坪岩心剖面）进行细致的测量研究，发现这两个剖面的陡山沱组岩性主要为白云岩，并且沉积构造多样化，例如发现有帐篷构造、层理、鸟眼构造、竹叶状灰岩等，因此该地区的沉积相非常有研究价值，两者可以进行对比研究。另外，樟村坪地区发现有大量的磷矿，对这些磷矿的形成机理也有非常重要的研究意义。

图1 黄陵背斜周缘地质草图

1 区域地质背景

扬子克拉通东南缘沿新元古代早期（-900Ma）江南造山带与华夏陆块拼合，组成了统一的华南陆块。扬子克拉通北部沿秦岭-大别造山带与华北克拉通相隔，西部沿龙门山断裂带与松潘-甘孜褶皱带相邻。扬子克拉通核部发育了典型的穹窿构造，称“黄陵背斜”（图1）。

其中部分出露了太古宙-古元古代基底（崆岭高级变质岩）和新元古代黄陵侵入杂岩体岩基，故秭归县及其周边所处的扬子克拉通核部通常称为黄陵地区或崆岭地区。

黄陵背斜呈近SN向，其穹窿构造导致核部出露了前寒武纪早期基底地质及侵入其中的新元古代黄陵侵入杂岩体。这些地质单元被新元古代晚期至显生宙地层覆盖，分布于黄陵背斜的周边地区。

2 剖面介绍

2.1 青林口剖面陡山沱岩性介绍

青林口剖面位于黄陵背斜的西南翼，在月亮包—墓坪—青林口—罗家村一带，此剖面为近年公路施工新开掘出来的新剖面，之前未被研究过，青林口剖面地层分布相当齐全，从黄陵花岗岩一直到寒武纪的水井沱组全部连续出露，而且剖面相当新鲜。

第四段：黑色页岩，下部为石煤层，污手；中部含大量黄铁矿和重晶石自形晶体；上部含大量碳酸盐结核，呈“锅底状”结构，结核直径5～150cm；顶部为一套黄白色页岩，含丰富钙质；第三段：灰白色、灰色中薄层状微晶白云岩夹黑色燧石条带或透镜体层；第二段：灰白色中层状泥质白云岩与黑色页岩互层，层间夹少量黑色碳质页岩，部分层位含有硅质结核和硅质条带；第一岩性段：盖帽白云岩，厚层状，石英脉发育。中部发育似帐篷构造和重晶石沉积，上部的厚层状白云岩中含燧石层，发育大量后期溶孔。

2.2 樟村坪剖面陡山沱组岩性介绍

樟村坪地区位于峡东黄陵背斜的北翼区内陡山沱组中部发育一明显的暴露间断面该间断面以下富含胶磷矿，而间断面以上的白云质灰岩中富含硅磷质结核。樟村坪地区陡山沱组的典型剖面位于万家沟磷矿，区内陡山沱组假整合覆盖于南华系南沱组冰碛岩之上，自下而上由7部分组成，即：①2.65m厚的灰色白云岩；②21.6m厚的黑色泥岩、页岩顶部夹胶磷矿薄层；③2.5m厚的黑色胶磷矿；④20.0m厚的灰色厚层白云岩，顶部发育一明显的暴露间断面；⑤5.2m厚的灰色中薄层白云岩；⑥24.6m厚的深灰色富含硅磷质结核及条带的厚层白云岩；⑦>11.7m厚的灰色薄层灰岩夹钙质页岩（图2）。

图2 樟村坪剖面岩性镜下照片

3 沉积相特征分析

3.1 青林口剖面陡山沱组

1）第一段沉积相：陡山沱组盖帽白云岩以微亮晶白云质灰岩为主体，其原生碳酸盐颗粒应该是一种似球粒。无论是海相还是非海相，许多灰岩都含有一些无结构次圆状的微晶颗粒，它们大多具有微米或毫米级粒径，一般被称为似球粒。似球粒是对多成因的、灰泥质碳酸盐岩颗粒广义的描述性术语，一般缺乏内部结构。许多似球粒呈次圆状或圆状，卵形和杆形也可能出现。粉砂-细砂级颗粒的粒径在几微米到几毫米，但大部分灰质似球粒很少超过500pm，一般粒径小于200pm，经常在30～100pm之间。似球粒与鲡粒和核形石的不同之处在于没有同心和放射状内部结构且颗粒较小，和小而圆的内碎屑区别是有统一的形状、分选好和尺寸小（<200pm）。海洋环境形成的似球粒是低能浅海潮间和潮下台地相碳酸盐岩的主要组成部分。似球粒出现在富集建造的似球粒灰岩中，或和其他颗粒类型一起构成碳酸盐岩的颗粒组分。似球粒组成颗粒支撑和泥质支撑组构（形成灰泥质颗粒灰岩，颗粒质灰泥石灰岩，颗粒岩和粘结岩结构）、单独的或集合的颗粒，出现在层状和凝块状结构中。似球粒一般出现在浅海潮间一潮下带陆架碳酸盐岩和生物礁、泥丘中，也大量出现在深水碳酸盐岩中，很少或没有出现在非热带冷水碳酸盐岩中，这与热带浅海碳酸盐岩中的繁盛形成反差。

图3 青林口剖面陡山沱组沉积相

图4 樟村坪剖面陡山沱组沉积相

2）第二段沉积相：岩性以灰白色微晶薄至中层状白云岩与黑色页岩互层为主，部分层位含有结核。反映较深水、静水的潮下高能带的沉积相，波浪作用较强。

3）第三段沉积相：岩性以灰色、浅灰色薄至中厚层状白云岩、泥质白云岩为主，夹少量页岩、粉砂质泥岩，具条纹状、薄板状，具硅质条纹和条带，反映为较深水、静水的潮下—浅海陆棚相沉积。上部可见“竹叶状”灰岩，应为原地破碎的灰岩，在水的强烈振荡下形成，反映海水间歇动荡的潮间高能环境。

4）第四段沉积相特征：岩性以硅质岩和硅质页岩为主。层内方解石被硅质岩交代，反映了半深海-深海的远洋沉积，沉积速度较缓慢，能量较低的稳定沉积。应该发生在陆表海的深盆，大陆架以外，以及洋壳上的深海部分（图3）。

图5 青林口剖面和樟村坪剖面陡山沱组岩性对比

3.2 樟村坪剖面陡山沱组

1）第一段沉积相：岩性以细-粉晶白云岩和角砾白云岩夹燧石条带为主，中部含有胶磷矿，反映较深水、静水的潮下高能带的沉积相，波浪作用较强。

2）第二段沉积相：岩性以深灰-浅灰中厚层状泥粉晶白云岩，中部白云岩含有胶磷矿，一般含P2O539.5％左右。非晶质，多呈块状状鲕粒结构，有时呈结核状、球粒状或粉末状，上部为白云岩含有燧石条带，部分为泥质白云岩为主。反映较深水、静水的潮下—浅海陆棚相沉积。

3）第三段沉积相：岩性以浅灰-灰黑色薄中层泥粉晶白云岩夹薄层硅质白云岩，上部夹硅质团块和硅质层为主。反映半深海-深海的远洋沉积，沉积速度较缓慢，能量较低的稳定沉积。

4）第四段沉积相：岩性以灰黑色薄层状粉晶白云岩夹灰黑色中层状粉晶白云岩为主。反映低能浅海潮间和潮下台地相，较低能的环境（图4）。

4 讨论与结论

青林口剖面与樟村坪剖面的陡山沱组在岩性和时期上基本一致可以进行岩性划分和对比（图5）。

通过对两个剖面岩性和沉积相的对比分析研究，发现两个剖面反映海平面的升降基本一致，从第四段至第一段海水深度均呈逐渐变浅的趋势，表明樟村坪区和峡东区在震旦世的古环境基本相一致。

樟村坪地区富含磷矿，可能是因为该区域断裂构造比较复杂，长期而强烈的构造运动，以及风化溶蚀，不仅使淋滤作用得以彻底进行，而且把分布在矿源层中溶解出来的磷质，归拢在较小的空间范围，发育于含磷地层中的构造破裂带内。一方面磷质来源丰富（该时期大量繁殖藻类以及浮游生物)，另一方面又是淋滤交代的理想环境和磷质富集的良好空间。这些原因可能导致了本区富含磷矿。

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Sedimentary Facies of the Doushantuo Formation of the Huangling Anticline and Genesis of Phosphorite Deposits

WENG Cheng1,2KANG Bo1,2LI Jun-chao1,2

(1-Hubei Earthquake Administration, Wuhan 430071; 2-Earthquake Institute, China Seismological Bureau, Wuhan 430071)

The Huangling anticline lies on the eastern edge of the upper Yangtze fold belt of the Yangtze platform. It is between is the Dangyang syncline in the east and the Zigui syncline in the west, their axes are almost parallel to each other, nearly longitudinal. The Xiannvshan fault is located in the southwest. Study of the Qinlingkou section and the Zhangcunping section indicates that the Doushantuo Formation consists mainly of dolomite with complicated sedimentary structure. Their sedimentary facies is of important research value. This paper deals with phosphorite deposit in the Zhangcunping region.

Huangling anticline; Doushantuo Formation; sedimentary facies; Qinlingkou section; Zhangcunping section; Phosphorite

P536

A

1006-0995（2017）03-0355-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.03.001

2016-11-14

翁聘（1990-），男，浙江衢州人，助理工程师，研究方向：地质学、地球化学