四川绵竹地区城墙岩磷矿床地质特征及沉积环境
2021-09-10黎龙昌张伟邹林周娟娇刘亮黎诗宏
黎龙昌，张伟，邹林，周娟娇，刘亮，黎诗宏
(1.四川省地质矿产勘查开发局化探队，四川 德阳 618000；2.四川省深地地质勘查有限公司，四川 德阳 618000；3.百色市自然资源局，广西 百色 533000；4.乐山市市中区自然资源局，四川 乐山 614000)
磷矿在国防和国民经济建设中发挥着重要作用，但国内达到Ⅰ级品级的矿石较少(黄富荣等，2011)，加之地域分布不均，全国一半储量在云贵川地区(田升平，2000；张苏江等，2016)。作为矿床规模大，矿石品位高的四川“什邡式”磷矿(尹明德，1994)受到众多学者的关注(王士涛等，1988；尹明德，1994；东野脉兴等，1996；邹德林，2013；黄富荣等，2011；张跃跃，2015)，对什邡式磷矿矿床的地质特征、矿石特征、形成环境、成矿规律等进行了研究。但受限于工作手段和工作程度，对矿体的特征、品位变化、化学组分等情况研究不够深入，成因也存在不同的认识(尹明德，1994；王士涛等，1988)。绵竹城强岩“什邡式”磷矿位于龙门山台缘褶皱带中段，大水闸复式背斜西翼(尹明德，1994；东野脉兴等，1996)，属绵竹兰家坪—安县石郎庙磷矿成矿带，先后有四川省化工地质勘查院和化探队对城墙岩磷矿进行过多次调查评价，积累了丰富的一手资料和分析数据。笔者结合本次城墙岩磷矿床的详查工作，利用显微镜、X荧光光谱仪(XBF)等方法对其开展了岩(石)相学和地球化学研究，论述矿床地质特征，并进行沉积环境探讨。
1 地质概况
1.1 地层
1. 第四系全新统；2. 三叠系飞仙关线；3. 二叠系；4. 石炭系总长沟组；5. 泥盆系沙窝子组；6. 泥盆系河心组；7. 志留系茂县群；8. 寒武系磨刀垭组；9. 震旦系—寒武系邱家河组；10. 震旦系—寒武系灯影组；11. 震旦系观音崖组；12. 澄江期—加里东期燕儿沟单元；13. 澄江期—加里东期金牛沱单元；14. 澄江期—加里东期气洞子单元；15. 地层界线；16. 侵入接触界线；17. 断层及产状；18. 地层产状；19. 什邡式磷矿含磷段；20. 什邡式磷矿床；21. 绵竹式磷矿床；22. 城墙岩矿区范围图1 区域地质略图Fig.1 Regional geological sketch
研究区属扬子地台区龙门山地层分区宝兴小区。研究区及周边磷矿资源十分丰富(图1)，是四川磷矿主要产地，产出层位有3个：上震旦统、下寒武统、上泥盆统。早震旦世，研究区及周边为陆表海环境，在大水闸断块周边形成了“绵竹式”磷矿；“绵竹式” 磷矿产于上震旦统观音崖组中上部，断续延续约5 km，矿体呈透镜状产出，P2O5含量为8.82%～38.77%，厚度为2.20～8.22 m，预估磷矿量为300万t，规摸小。“清平式” 磷矿产于下寒武统清平组二段，走向稳定，延伸长32 km，层状产出，厚32.6～69.2 m，P2O5含量为10%～20%，为中低品位粒状硅钙质磷块岩矿床。从早寒武世开始，研究区及周边出现不同升降，大水闸一带隆升，而在其不远处也形成了“什邡式”磷矿层； “什邡式” 磷矿产于上泥盆统沙窝子组底部，沿大水闸复式背斜两翼断续分布；延伸长约50 km。矿体呈层状、似层状产出；磷矿厚度为5～15 m，最大超过70 m，P2O5含量为22%～38%，含铁、铝杂质较高，为中高品位矿床。
研究区出露的地层主要有上震旦统灯影组(Zbdn)、上泥盆统沙窝子组(D3s)、下石炭统总长沟组(C1z)、下二叠统梁山组(P1l)、下二叠统阳新组(P1y)及第四系(Q4)(图2)。地层由老至新分述如下。
灯影组(Zbdn)：研究区分布较广，厚640～759 m(未见底)，区域上为一套以白云岩为主的含磷层位(张伟等，2015；王文之等，2016)。按岩性分为三段：一段(Zbdn1)为灰-深灰色中厚层-块状微-细晶白云岩夹条带状硅质白云岩，顶部为一层核形石白云岩、灰岩；二段(Zbdn2)为灰色、褐黄色薄层微晶白云岩与泥质白云岩韵律互层、中部为灰黑色碳质页岩，夹少量粉砂质白云岩；三段(Zbdn3)上部为灰白色生物碎屑泥晶白云岩、硅质白云岩；中部为灰色中-厚层状微晶白云岩、藻白云岩；下部为灰-灰白色中厚-块状微晶含藻白云岩，岩石具葡萄、条带状构造，具有兰藻、似红藻等化石以及由藻类活动而形成的核形石、迭形石，具“花斑状”结构，俗称“花斑白云岩”(图3)。
1.第四系；2.下二叠统阳新组；3.下二叠统梁山组；4.下石炭统总长沟组；5.上泥盆统沙窝子组二段；6.上泥盆统沙窝子组一段；7.上震旦统灯影组三段；8.上震旦统灯影组二段；9.上震旦统灯影组一段；10. 大水闸超单元；11. 地质界线；12. 不整合地质界线；13. 断层；14. 矿体；15. 产状；16. 探槽位置及编号；17. 坑道位置及编号；18. 勘探线位置及编号图2 研究区地质简图及工程分布图Fig.2 Geological sketch and engineering distribution map of the study area
图3 “花斑”结构Fig.3 “Flower spot“ structure
沙窝子组(D3s)：出露于研究区中部，以潮上蒸发坪白云岩为主，夹滩间泥晶、微晶灰岩(曾允孚等，1991；刘亮等，2019)，按岩性划分为两段：一段为含磷段(D3s1)，由磷块岩、含磷碳质水云母(高岭石)黏土岩、硫磷铝锶矿组成；顶部一般为不稳定产出的硫磷铝锶矿。磷块岩呈深灰色，隐晶结构，多呈黏土状，少量呈角砾状，中厚层状构造。黏土岩相对较破碎，多风化呈片状；硫磷铝锶矿与磷块岩结构相似，为灰-深灰色，地表氧化呈浅灰绿色、褐红色，部分地段缺失，厚0.18～40.02 m。与下伏灯影组(Zbdn3)呈嵌入式平行不整合接触(图4)；二段为白云岩段(D3s2)：为浅灰-灰色中厚层状微晶-细晶白云岩夹少量褐黄色黏土岩。该段为矿层的顶板，靠近矿层的岩石呈深灰-黑色，远离矿层的岩石颜色相对较浅，呈灰-浅灰色。
图4 沙窝子组一段与灯影组接触关系Fig.4 Contact relationship between Shawozi formation and Dengying formation
总长沟组(C1z)为一套碳酸盐岩地层(刘亮等，2019)，以灰岩和白云岩为主，上部为灰白色胶状灰岩，下部为灰色、灰绿色粗晶白云岩。岩石多呈灰白色略带肉红色，部分呈深灰色，泥晶结构，厚度44.30～150 m。与上覆泥盆系沙窝子组(D3s)呈平行不整合接触。
二叠系出露下统梁山组(P1l)、阳新组(P1y)。梁山组(P1l)为页岩同薄层生物碎屑灰岩互层页，岩中偶见透镜状黄铁矿团块，灰岩局部地段呈断续透镜状产出，厚3.11～6.02 m。与下伏总长沟组(C1z)呈平行不整合接触。阳新组(P1y)为一套海相碳酸盐岩地层(刘亮等，2019)，岩性为灰色生物碎屑灰岩和白云岩质灰岩，局部有燧石结核，顶部灰岩中夹炭质页岩。厚67.53～319.00 m。与下伏梁山组(P1l)呈平行不整合接触。
第四系全新统(Q4)按成因可分为冲洪积、崩积、残坡积3种类型，以冲洪积为主，沿夹皮沟河分布，少量分布于支沟，厚度为0～5 m。
1.2 构造
1. 下石炭统总长沟组；2.上泥盆统沙窝子组上段；3.上泥盆统沙窝子组下段；4.上震旦统灯影组第三段；5. 上震旦统灯影组第二段；6. 上震旦统灯影组第一段；7. 大水闸超单元金牛沱单元；8. 灰岩；9. 白云岩；10. 硅质白云岩；11. 含藻白云岩；12.二云母二长花岗岩；13. 坑道及编号；14. 地层界线；15. 不整合地质界线；16. 地层产状；17. 断层及编号；18. 磷矿体及编号图5 城墙岩磷矿区勘探线剖面图Fig.5 Profile of exploration line in Chengqiangyan phosphorite area
研究区位于龙门山中央陷褶断束漩口凹褶束大水闸推覆体北西翼，以大水闸推覆体背斜为主体(图2b)，其两翼形成了强烈挤压的多期次、形态不协调次级褶皱。以茂汶大断裂和北川-映秀断裂为主体，次级断裂相当发育，走向断层以逆冲，逆掩断层为主，主要有F103、F201、F202、F203、F105(图2a)横向断层形成较晚，多切割走向断裂，规模较小。岩浆岩为中元古界黄水河群浅灰-深灰色中粒二云母花岗岩，属钙碱性系列，对研究区磷矿的形成与开发不影响。
2 矿体地质特征
2.1 赋矿层位地质特征
赋矿层位的研究有助于深入分析磷矿形成的古地理环境及其变化特征，在结合构造背景的基础上，可研究磷矿形成分布规律。研究区内的矿体属于典型的“什邡式”磷矿，含磷层覆于上震旦统灯影组“花斑状”白云岩古岩溶侵蚀面上，伏于上泥盆统沙窝子组“砂状”白云岩之下，赋存于上泥盆统沙窝子组含磷段地层中，呈层状、似层状产出，层位较稳定(图5)。具有相对固定的岩性组合，由老到新为灰色砾屑-角砾磷块岩、含磷硅质岩、含磷高岭石黏土岩(含砾屑状硫磷铝锶矿)、含磷碳质水云母黏土岩。其下伏震旦系(Z2dn3)浅灰-暗灰色中-厚层状葡萄状、花斑状生物碎屑白云岩；其上覆沙窝子组二段(D3s2)灰-深灰色中-厚层-块状细晶白云岩，岩性变化小。特定的产出层位和上下较大的岩性差异，具良好的分层标志和找矿标志。含磷层在研究区内呈单斜层状稳定延伸，其厚度变化主要受底板“花斑”白云岩溶蚀面起伏的控制。
2.2 矿体地质特征
本次研究对5个探槽、9个深部坑探工程及见矿点统计(表1)。工业矿体为磷块岩矿体，产状与地层基本一致，走向300°～357°，倾向北西，倾角为31°～56°，局部受断层构造影响，整体变化不大。矿体南西起于火焰山，经城墙岩、夹皮沟出研究区，延伸>4 150 m，研究区内出露长度为2 560 m，倾向延伸960 m；矿体厚为1.06～13.86 m，平均为4.31 m，变化系数为62.4%(表1、图6、图7)。
图6 地表矿体厚度与品位沿变化情况Fig.6 Variation of thickness and grade of surface ore body
图7 深部矿体矿石厚度及品位变化情况Fig.7 Ore thickness and grade change of deep orebody
2.3 矿石品位变化规律
P2O5含量与含磷层厚度及矿体厚度均有一定的关系(吴波，2013)，一般含磷层(或矿层)厚，则P2O5含量高，反之则P2O5含量降低。品位高低除与厚度密切相关外，尚与物源层风化富集程度和夹石掺合量有关，非矿夹石和硫磷铝锶矿夹层的出现，常使品位降低。自下而上矿石类型依次为角砾状磷块岩或致密状磷块岩、黏土质磷块岩、硅质磷块岩，其P2O5含量显示由高变低趋势。
2.4 矿体厚度品位变化情况
依据《磷矿地质勘查规范》和《矿产资源工业要求手册》将矿石品级按一般工业矿体矿石的P2O5(%)含量高低分为3个级别：Ⅰ品级(大于30%)，Ⅱ品级(24%～30%)，Ⅲ品级(15%～24%)。地表出露厚度为4.35～13.86 m，平均为6.77 m，厚度变化系数为52.73%。出露地表的矿体品位在18.52%～33.32%，平均为28.48%，变化系数为20.29%，品位较稳定。地表矿石品质较好，主要为Ⅰ品级矿石，仅在TC110和TC112中分别出现了Ⅱ品级和Ⅲ品级。深部含矿层厚度在1.06～12.18 m，品位在18.29%～35.57%，平均为28.54%，变化系数为15.78%，品位稳定性优于地表。深部矿体矿石品质较好，主要为Ⅰ、Ⅱ品级矿石，仅在PD15-2中出现了Ⅲ品级矿石(表1、图7)。
表1 各工程矿体厚度、品位及变化系数Tab.1 Thickness, grade and coefficient of change of ore body in each project
3 矿石特征
3.1 矿石类型、结构、构造
根据矿物组合、结构构造特征，有硅质磷块岩、黏土质磷块岩、致密状磷块岩和角砾状磷块岩4种自然类型。矿石主要为角砾状结构，次为砂砾屑结构，后生的重结晶、交代结构。角砾状(砾屑)结构分布于矿层中下部，由晶质磷灰石和胶磷矿组成，含量为50%～95%，呈棱角、次棱角状(图8)，分选差，大小混杂，一般为0.2～0.3 mm，颗粒支撑，磷质和黏土质胶结。砂砾屑结构见于矿层中上部，砂屑由胶磷矿组成，含量为30%～90%，磨圆度较好，次圆-圆状，偶见球粒和鲕粒状；砂屑粒径为0.06～2 mm，粉屑粒径为0.03～1 mm。呈基底式及孔隙式胶结，胶结物为磷质和黏土质。常与角砾状磷块岩混杂成砂、砾屑结构(图9)。填隙物为黏土矿物，粒径小于0.1 mm，具定向分布特征。
图8 角砾状磷块岩(PD2420-b1)5×10(-)Fig.8 Brecciated phosphate rock
图9 砂砾屑磷块岩(PD2420-b2)5×10(-)Fig.9 Gravel clastic phosphate rock
3.2 矿石矿物组分
磷块岩主要矿物为显微晶质磷灰岩、胶状磷灰石(胶磷矿)，少量玉髓、石英、黏土矿物、黄铁矿、褐铁矿、电气石等。胶磷矿镜下呈黄褐色、棕褐色、非晶质-显微晶质状集合体，粒度极细，为碳氟磷灰石。形状不规则，呈显微球粒状或长条状，大小在0.2～10 mm，具干裂纹和原生沉积特征(杨帆等，2011)。随着成岩阶段物化环境的变化，胶磷矿不断重结晶，形成显微晶质磷灰石，镜下为无色-浅黄色，干涉色为一级灰，以不规则粒状聚合体沿胶磷矿砾屑表面或裂隙呈放射状、梳状产出。经D/MAXⅢC型衍射仪分析测得磷灰石晶胞参数α0为9.339 5～9.361 6A(±0.002 5A)，C0为6.883 8～6.886 1A(±0.001 9A)，氟磷灰石晶胞参数α0、C0值与现代磷灰石相比增大，与震旦纪和寒武纪形成的磷灰石值相近似，反映出浅海相沉积磷块岩矿床特征(唐冬初，1999)。
3.3 矿石化学组分及其变化
本次研究测试基本分析(TP2O5)样品208件；组合分析样10件，其中磷块岩8件，硫磷铝锶矿2件；光谱半定量全分析8件(表2、表3)，分析测试单位为四川省地质矿产勘查开发局化探队检测中心。收集基本分析(TP2O5)样品130件。磷块岩矿石化学组分主要为P2O5、Ca、F、Fe2O3、Al2O3、SiO2、MgO、TS、V、I、CO、CO2、SrO、RE2O3、H·P等，其总量在90%以上。CaO/P2O5值为1.38～1.73，平均为1.49；F/P2O5值为0.049 7～0.066 3，平均为0.060 6，与理论碳氟磷灰石的特征值十分接近(俞政一，1998)，表明矿石中磷灰石以单一的碳氟磷灰石为主体。MgO/P2O5为1.30，低于工业指标中镁磷比小于3的要求，属低镁矿石。Fe2O3/P2O5值为6.46，大于工业指示中铁磷比值要求，属高铁矿石。Al2O3/P2O5值为15.83，大于工业指标中铝磷比值。
矿石中有害组分有MgO、Fe2O3、Al2O3、CO2，与P2O5呈负相关性。其中MgO含量为0.38%～6.06%(平均为2.21%)，变化系数为78.71%；Fe2O3含量为0.93%～3.24%(平均为1.91%)，变化系数为37.09%；Al2O3含量为2.40%～10.47%(平均为4.78%)，变化系数为50.37%；CO2含量为0.53%～13.61%(平均为4.92%)，变化系数为86.63%。矿石中伴生有益组分有F、I、RE2O3，含量均较稳定，其中F含量为2.13%～3.28%，平均为2.75%，变化系数为12.73%，以碳氟磷灰石的形式出现。I含量为0.02%～0.04%，平均为0.03%，变化系数为12.22%。RE2O3主要赋存于伴生的硫磷铝锶矿中，含量为0.088%～0.173%，平均为0.13%，变化系数为30.69%，含量已达到了一般工业要求。
根据矿石中光谱半定量分析结果(表3)，微量元素含量大于0.01%有Cr、Sr、Ba、Li、B等5种，余下15种含量均小于0.01%。其中Ti含量均<200×10-6，远低于碳酸盐岩中Ti的平均含量400×10-6(牟保磊，1999)，表明沉积作用过程中陆源碎屑的影响较小(吴灿灿等，2018)。
本次研究是在原普查工作基础上，相关分析采用置信度a=0.05，检验系数y≥0.444，各组分相关系数见表4。矿石中组分可分为P2O5、CaO、F紧密相关；Fe2O3和A12O3、MgO和CO2之间紧密相关；Fe2O3、A12O3和RE2O3之间明显相关。它们分别是磷灰石、黏土矿物、白云石的主要组分。
表4 磷块岩各组分间相关矩阵Tab.4 Correlation matrix of phosphate rock components
聚类分析根据矿石组分之间的关系疏密程度所作的R型聚类分析，结果见表5、图8。P2O5、CaO、F组成氟磷灰石，相关系数在0.90的水平以上，呈正相关性。Fe2O3、A12O3和MgO、CO2两组合，相关系数在0.87水平上下，分别组成黏土矿物和白云岩。RE2O3和Fe2O3、A12O3之间正相关，RE2O3为黏土吸附矿物，与矿石中有用组分间不相关。SiO2和TS在矿石中独立存在，是成岩期后产物。根据矿石组分间的共生组合规律及相互关系所作的R型因子分析(图10)。所选出的4个主因子特征值总和9.321，其累计百分率达93.2%，F方差总贡献分别为：5.349、2.224、0.775。公因子方差都在96%以上选出的主因子拟合原始数据较好，因子分析可靠。
表5 磷块岩组合R型聚类分析结果表Tab.5 R-type clustering of phosphate rock assemblages
图10 矿石组分R型聚类分析图Fig.10 R-type cluster analysis of ore components
因子1代表磷块岩的主要有益组分P2O5、CaO、F的组合，与其相斥的SiO2，处于主因子的正负轴方向上，SiO2含量越低，其有益组分就增加。与主要有益组分相斥的还有Fe2O3、A12O3，显示城墙岩磷矿成矿物质来源于老地层磷矿的剥蚀搬运再沉积，其他添加进来的沉积物(硅质、黏土质、铁质等)越多，矿质则被稀释越明显，其有益组分就减少。因子2代表了MgO、CO2组成的白云石，系古喀斯特侵蚀面上崩塌角砾岩的机械混入物，与成矿无关。因子3代表后生改造阶段，表生的淋滤氧化作用，黄铁矿及褐铁矿的形成，与成矿关系密切。因子4代表脉石矿物Fe2O3、A12O3、RE2O3在物质改造搬运、再堆积的沉积改造阶段，主要有益组分与杂质成分互呈负相关性。以上化学组分组合关系可以看出，除MgO、CO2、TS外，矿石主要有益组分与杂质参与了各阶段的成矿活动，其彼此消长的形成过程是比较复杂的。SiO2与矿石的贫富呈消长关系，直接影响了矿石的质量好坏。
3.4 矿体顶底板及夹石化学组分
矿层直接底板为上震旦统灯影组“花斑状”白云岩，主要化学组分CaO、MgO、CO2含量85%以上，P2O5含量为0.02%～11.56%。底板中P2O5含量较高，表明沉积底板与成矿作用关系密切，为磷块岩沉积提供了物源。顶板为沙窝子组二段硅质岩和细晶白云岩，硅质岩(含磷硅质岩)、黏土岩(含磷黏土岩)化学组分主要中，Al2O3含量为25%～94.03%，P2O5含量为0～13.45%，为矿床形成后，环境变化的沉积物，或成岩期后交代作用的产物，与成矿作用具有一定的联系。细晶白云岩主要由CaO、MgO、CO2等组成，其总量大于95%，P2O5含量为0.03%～10.40%。
4 磷矿沉积环境分析
4.1 磷矿沉积环境
关于“什邡式”磷矿的成因有不同的认识，有古岩溶堆积磷块岩矿床(尹明德，1994)，震旦系古风化面上经过长期风化剥蚀、淋滤而形成的富含磷的滨浅海碎屑沉积及部分化学沉积(王士涛等，1988)，现今多数认为什邡式磷矿是以风化淋滤沉积作用为主，后期经历滨浅海化学沉积(张跃跃，2015)。早震旦世，该区域为陆表海环境，形成一套较稳定的浅水盐岩建造，并在大水闸断块周边形成了“绵竹式”磷矿。从早寒武世开始出现不同升降，大水闸一带隆升，而在其不远处也形成了“什邡式”磷矿层。
城墙岩磷矿赋存于沙窝子组，该地层早期是滞流海湾环境，并逐步演变为局限台地(图11)。中泥盆世沙窝子组中繁育了由鱼类、古孢子和古植物构成的生物群落，表明当时环境为陆缘近海，并有淡水注入，适合鱼类等脊椎动物大量繁殖。中泥盆世晚期，水体盐度增加，鱼类大量死亡，并形成了生物碎屑层，沉积环境由浅湾过渡为台地，指示什邡式磷矿形成于相对隆升沉积环境。
a.沙窝子一段含磷矿层粒序图；b. 沙窝子二段粒序图图11 沙窝子粒序图Fig.11 Grain sequence of Shawozi formation
4.2 古气候、古盐度及氧化还原条件
沉积岩层中的镁铝含量比(m=100×MgO/Al2O3)是沉积环境的标志之一(张士三，1990)，在由淡水向海水过渡的沉积环境中，m值随沉积环境中水体的盐度增加而增加，<1为淡水环境；1～10为陆海过渡性沉积环境；10～500为海水沉积环境；>500为陆表海。研究区内镁铝比值在0.7～197，平均为45.56，亦表明其形成于陆源近海的变化环境。Sr/Ba值可以反映沉积环境，通常认为Sr/Ba>1为海相沉积，Sr/Ba<1时为陆相沉积(陈松等，2012)。研究区Sr/Ba值为0.3～5.0(平均为1.7)，指示为海相沉积(王行军等，2017，2018)，局部有淡水混入。与稀土元素判别的近海洋边缘环境一致(张跃跃等，2015)。一般Sr/Cu值为1.3～5.0指示潮湿气候，而>5.0则指示干旱气候(陈松等，2012)。研究区磷矿Sr/Cu值为7.5～50.0，平均为24.7，暗示了干旱的气候条件。此外，Sr/Ca也可用于推断古盐度，在碳酸盐岩中，Sr多以取代Ca的方式存在于方解石晶格中，从浅水碳酸盐岩到深水碳酸盐岩，w(Sr)和Sr/Ca值有增加的趋势(刘文均，1989)。当1000Sr/Ca<1时为淡水沉积，而当1000Sr/Ca>1时为海相沉积(朱丽霞等，2011)。研究区吴家坪组灰岩的1000Sr/Ca值为1.70～9.17(平均为4.05)，指示为海相沉积，水体盐度有一定变化，与局部受淡水混染有关，与边缘海环境吻合。
V是一种对氧化还原条件敏感的元素，在缺氧或贫氧水体的下伏沉积物中富集，通常V/Cr<2.00代表富氧环境，2.00
5 结论
(1)城墙岩磷矿含磷层覆于上震旦统灯影组“花斑状”白云岩古岩溶侵蚀面上，伏于上泥盆统沙窝子组二段“砂状”白云岩之下，赋存于上泥盆统沙窝子组一段含磷地层中，呈层状、似层状产出，层位较稳定。为典型的“什邡式”磷矿。矿体在区域上出露>4 150 m，呈北东—南西走向，倾向北西。
(2)自下而上，矿石类型依次为角砾状磷块岩或致密状磷块岩、黏土质磷块岩、硅质磷块岩，其P2O5含量显示由高变低趋势。矿石的自然类型为黏土质或砂砾屑磷块岩矿石，工业类型为硅质及硅酸盐型磷块岩矿石。矿体厚度为1.06～13.86 m，平均为4.31 m，品位(P2O5)为18.29%～35.57%，平均为27.61%。P2O5含量与含磷层厚度及矿体厚度呈正相关性。
(3)矿石主要组分P2O5、CaO、CO2、Fe2O3、SiO2、F、Cl、I变化系数小于40%，属稳定类型。除MgO、CO2、TS外，其余组分均与了各阶段的成矿活动。相关性和聚类分析表明，P2O5、CaO、F组成氟磷灰石，相关系数在0.90的水平以上；Fe2O3和A12O3、MgO和CO2之间紧密相关；Fe2O3、A12O3和RE2O3之间明显相关。
(4)微量元素参数值100×MgO/Al2O3为0.7～197(平均为45.56)，Sr/Ba值为0.3～5.0(平均为1.7)，Sr/Cu值为7.5～50.0(平均为24.7)，1000Sr/Ca值为1.70～9.17(平均为4.05)，V/Cr值为0.17～1.50(平均为0.79)，V/(V+Ni)值为0.17～0.57(平均为0.43)，指示城墙岩“什邡式”磷矿形成于干旱、富氧的边缘海相环境。
