贵州省福泉磷矿新桥磷矿构造沉积岩相特征及成矿模式简析

许亚青

摘要：新桥磷矿是陡山沱期磷矿的典型矿床之一，共有a、b两层磷矿，主要类型为砂屑磷块岩、白云质团块状磷块岩和致密块状磷块岩，a矿层以硅氧化物高、低镁，b矿层以高镁、低氧化物为特点。本矿区矿层构造岩相等特征的变化规律反映了沉积构造环境的改变，本区磷块岩的成矿条件中，除了一定的成矿期，特定的成矿域和适宜的古构造背景、陡山沱组的浅水碳酸盐构造沉积岩相、地层条件、气候状况等因素等是磷矿分布及富矿形成最主要的控矿因素。

关键词：磷块岩；构造岩相；控矿因素

Tectonic Sedimentary Rocks Phase Fearure And Metallogenic Model Analysis Of Xinqiao Phophorus Mine In Guizhou province

Xu-ya qing

Team 159，coalfield geology bureau of Guizhou Province，Liupanshui 553000，Guizhou，China

Abstract：Xinqiao phosphorite ore is one of the typical deposits of phosphorite ore in Doushantuo Fm. There are two layers of phosphorite ore，a ore and b ore. The main types are shavings phosphorite ore，dolomite lumpy phosphorite ore and dense lumpy phosphorite ore. Ore seam a is characterized by high and low magnesium silicon oxide，while ore seam b is characterized by high magnesium and low oxide. The change rule of the equal characteristics of orebed tectonic rocks in this area reflects the change of sedimentary tectonic environment. In the ore-forming conditions ofphosphorite ore in this area，besides a certain ore-forming period，specific ore-forming region and suitable paleotectonic background，shallow water carbonate tectonic sedimentary facies stratigraphic conditions of Doushantuo Formation，climatic conditions and other factors are the most important controlling factors for the distribution ofphosphorite ore and the formation of rich ore

Key words： hosphorite ore tectonic lithofacies controlling factors

1.地質背景

贵州省福泉磷矿新桥磷矿大地构造位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区之中偏东部地段，最小区域地质单元为白岩—高坪背斜。褶皱总体呈NE向展布，背斜的首尾端偏转呈“S”形。矿区位于白岩背斜南段。区内及周边地层自高坪背斜核部至两翼由老至新出露为板溪群（Qbq）、南沱组（Nh2n）、陡山沱组（Z1ds）、灯影组（Z2dy）、牛蹄塘组（∈1n）、明心寺组（∈1m）及第四系（Q）。陡山沱组是一套由磷块岩、白云岩及硅质岩等组成的含磷岩组。由a、b两矿层与含磷白云岩（顶板、夹层、底板白云岩）组成。

2.含磷岩组构造岩相沉积特征

2.1矿层特征

新桥磷矿赋存于震旦系上统陡山沱组地层中，受矿山地质构造控制，故地层褶曲，矿层亦随之褶皱。矿体产状主要受白岩背斜形态制约。矿层位处于高坪、白岩两背斜南北倾末端，由F1及F370断层影响，导致矿区内显示出南北两段不同的矿体空间形态：即F370断层以北矿层呈较完整的背斜形态及以南的单斜形态。有a、b两个磷矿层。新桥磷矿山F370断层以北，a、b矿层均存在。F370断层以南，b矿层全区分布，而a矿层在F370断层以南则变薄、甚至尖灭。矿层受沉积环境的控制。现分述a、b矿层特征如下：

a矿层：赋存于陡山沱组中下部，分布于矿山F370断层以北（南部尖灭），沿纵向上是北厚南薄，横向上是东厚西薄，呈层状稳定产出，矿体分布标高+1030m～650m。主要为灰色薄板状砂质泥质磷块岩组成。矿层厚度10.72m～30.90m，平均厚24.03m，厚度变化系数58.34%，P2O5含量17.58%～ 26.49%，平均25.74%，品位变化系数5.02%。

b矿层：赋存于陡山沱组顶部，与a矿层间被一稳定夹层（G1）分隔，呈层状产出，全矿山分布，且较稳定。矿体分布标高+1150m～680m。总体在18勘探线以北较厚，品位较高；以南变薄，品位较低。横向上东厚西薄，品位随之变低。主要为黑色磷块岩及条带状、碎屑状白云质磷块岩组成。矿层厚度3.88m～18.17m，平均12.64m，厚度变化系数36.53%，P2O5含量16.48%～32.18%，平均26.52%，品位变化系数13.68%。b矿层在F370断层以南，品位虽然变低，但相对稳定。

a、b矿层在背斜轴部厚度大，向两翼变薄。

2.2矿石自然类型

根据矿层产出层位、矿石的颜色，物质成分、矿物组合，结构构造等，将区内磷块岩分为四个自然类型，主要为：块状砂屑磷块岩和块状藻类砂屑磷块岩（简称块状矿石）、纹层状砂屑磷块岩（纹层状矿石）、条纹—条带状白云质（或泥质）砂屑磷块岩（条纹—条带状矿石）、团块—角砾状白云质（硅质）砂屑磷块岩（团块—角砾状矿石）等四种，其中以条纹—条带状矿石最普遍，块状和团块状—角砾状矿石次之，其余数量较少。现自上而下将各自然类型矿石特征分述如下：

（1）块状砂屑磷塊岩和块状藻类砂屑磷块岩

矿石为蓝灰、深灰色，块状构造，砂屑结构，假鲕状（球粒）结构，单层厚2.5m～3m。主要矿物胶磷矿为非晶质—隐晶质体，集合体成圆形、椭圆形、不规则形，粒度均一，砂屑粒度0.1mm～0.6mm以上不等，彼此紧密接触，分布于砂屑间的填隙物为无定形胶磷矿，局部则充填以白云石和石英等。常见a矿层。

（2）纹层状砂屑磷块岩

其纹层构造或由粗细颗粒如0.3mm～0.6mm的中粒砂屑磷块岩层与0.1mm～0.25mm的细砂屑磷质层呈毫米级纹层相间；或由砂屑磷颗粒层与晶质凝胶状磷灰石基质层呈0.05mm～2mm厚的纹层互间；或由砂屑磷颗粒层与铁质、水云母、石英粉砂及磷砂屑等组成的磷质陆源砂屑层呈0.1mm～2mm厚的纹层相间。纹层状含黏土质（或黏土质）砂屑磷块岩常分布在含磷岩系下部（a矿层），层纹状含白云质（或白云质）砂屑磷块岩往往赋存于含磷岩系的中上部（b矿层）。

（3）条纹—条带状白云质（或泥质）砂屑磷块岩

本类矿石是由砂屑磷块岩和层纹状（含）白云质（或黏土质）砂屑磷块岩进一步演化而成，矿层下部以数毫米至2cm厚的条纹状构造为主，且磷块岩条纹的厚度和数量一般较白云岩（或黏土岩）厚而多。中上部则趋于以白云岩条带为主。由灰黑色薄层状磷块岩与深灰色粉砂、黏土质相间组成，具条纹状、条带状构造，层理清晰，单层厚1mm～6mm，显微层理，主要矿物胶磷矿为非晶质—隐晶质体，其集合体呈圆形、椭圆形砂屑，磷酸盐呈塑细砂屑颗粒，具塑性砂屑结构，粒度均一，多在0.1mm～0.25mm，彼此紧密接触，其孔隙中多充填以无定形胶磷矿，局部则充填以白云石和石英等。

（4）团块—角砾状白云质（硅质）磷块岩

矿石呈灰、浅灰色，团块状构造、角砾状构造，具砂屑结构，碎屑主要为暗—灰色非晶质—隐晶质磷灰石，粒度0.05mm～0.3mm以上不等，基质为白云石，白云石为半自形—自形粒状，粒度多在0.01mm～0.2mm间，呈细—微晶结构，不均匀分布。团块主要有三种类型：一是由磷质碎屑集中分布构成的含磷白云石团块；二是由非晶质磷灰石呈不规则凝块团状构成磷块岩团块。矿石为凝胶结构，此类矿石结构多存在于b矿层上部；三是由硅酸盐组成的不规则团块。硅质有石英和玉髓两种，前者有次棱角砂状碎屑石英和他形粒状自生石英（粒度0.02mm～0.2mm）。玉髓呈纤维状，粒度<0.03mm，常聚集成团块分布，团块2mm～10mm以上不等。团块状构造常见于矿层上部。

2.3矿石化学成分

（1）矿石的主要化学成分

a.矿层：矿石中主要组分含量：P2O5为22.47%～26.49%，平均为25.74%；CaO为36.22%～42.67%，平均为39.63%；MgO为2.77%～3.67%，平均为3.05%；CO2为5.50%～8.40%，平均为6.70%；Al2O3为1.81%～2.17%，平均为2.09%；SiO2为10.08%～14.95%，平均为14.54%；F为2.04%～2.42%，平均为2.21%。

b.矿层：矿石中主要组分含量：P2O5为16.48%～32.18%，平均为26.52%；CaO为40.62%～47.04%，平均为42.89%；MgO为3.89% ～10.54%，平均为6.40%；CO2为6.45% ～ 21.76%，平均为15.16%；Al2O3为0.21%～0.80%，平均为0.51%；SiO2为2.90%～7.34%，平均为4.99%；F为2.04%～ 2.78%，平均为2.46%。

矿区的两矿层，在组分上有较大差异，b层属碳酸盐型磷块岩（俗称钙质磷块岩），a层矿层为硅酸盐—碳酸盐型磷块岩（俗称硅质磷块岩）。b矿层的条带多为白云石，P2O5与CaO呈正相关关系，与SiO2相关性不大，矿石中的MgO含量变化大，与白云石含量有关。白云质条带状磷块岩MgO含量高；a矿层P2O5含量与CaO呈正相关关系，与SiO2呈负相关。CO2含量b矿层高于a矿层。综上所述，b矿层的矿石是以高镁、低氧化物，a矿层是以硅氧化物高、低镁为特点。

有益组分P2O5含量及其变化规律：

沿横向方向，a、b两矿层P2O5含量总体是由东向西，有由富变贫的趋势。

总的b2-b4层随厚度增厚P2O5含量变贫，相反变富。b1层变化不大。a矿层P2O5由东往西，由北向南，随厚度的变薄，品位随之变贫，直至尖灭。

沿矿层方面，P2O5含量变化视不同矿石自然类型而异。如a矿层由底至顶，随黏土、粉砂含量变少，P2O5含量随之增高。b矿层中P2O5含量较高，南段b矿层P2O5含量上部较下部低。

（2）主要杂质组分含量及变化特征

磷块岩中与磷酸盐矿物有关的P2O5、CaO、CO2、F四项含量总平均达80%左右，主要杂质组分MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四项平均18%左右。

矿石中主要杂质组分及其变化是依照不同矿石自然类型的矿物，共生组合不同而异，变化特征如下：

a矿层：纹层状砂泥质磷块岩矿石以SiO2（14.54%）特高，R2O3（3.72%）有害组分含量高，MgO（3.05%）低。由矿层底至顶随黏土、粉砂质含量减少，各主要组分含量显示出有规律的增加和降低。

b矿层：b矿层SiO2（4.99%），R2O3（0.92%）有害组分含量低，MgO（6.40%）高。Al2O3、R2O3等有害组分含量低，变化不大，与P2O5无明显消长关系。其SiO2属低质且不均一，反映出石英、玉髓矿物分布不均匀；R2O3与CaO、MgO、CO2密切相关。

SiO2含量a矿层高于b矿层；R2O3有害组分含量，a矿层高，b矿层低。

3.沉积环境

震旦系下统陡山沱组是我省南沱冰期之后扬子海盆的第一个成磷沉积旋回。它以明显、稳定的间断面覆于南沱冰碛砾岩之上，以稳定易识别的标志层伏于震旦系上统灯影组白云岩之下。陡山沱组沿黔中、黔东两断裂的正向构造出露，黔中台地控制了许多工业磷矿床的分布及沉积。磷块岩的主要聚集地带是浅海台地边缘滩及滩间台盆，次为台地潮坪之沙坪及盆地边缘。陡山沱组的瓮福地区处于翁昭隆起向北东徐徐缓倾的浅陆棚环境。初期沉积了含陆源碎屑黏土岩和下白云岩段。随着海平面逐渐升高，富溶解磷质海水由北东涌入矿区，沉积了下磷层，西南部大寨矿区处于潮上环境，无磷矿沉积。随着沉积物填塞和相对海平面下降，矿区除北部外，大都露出水面，a矿层遭受剥蚀和破坏，当海平面再次快速上升时，沿英坪—前雍一线，形成巨大角砾状的磷块岩层（吴祥和等；1999）。大量的、主要的优质磷块岩是在浅海台地边缘滩潮间带及其上下的极浅水中沉积的，含磷建造是磷块岩、白云岩、硅质岩及细砂岩。磷块岩的砂屑和条带状结构为潮间带向陆一侧，水动力条件较强，有一定的分选和磨圆；致密结构磷块岩，沉积水动力条件相对较弱，水体较深。团块状结构反映了水动力条件发生由宁静向动荡再恢复平静的过程，早期形成的胶磷矿等被扰动破坏，后被白云质胶结。

4.结论

新桥磷矿山赋存于震旦系上统陡山沱组地层中，受矿山地质构造控制，故地层褶曲，矿层亦随之褶皱。有a、b两个磷礦层。将区内磷块岩分为四个自然类型，主要为：块状磷块岩和块状藻类砂屑磷块岩、纹层状砂屑磷块岩、条纹—条带状白云质（或泥质）砂屑磷块岩、团块—角砾状白云质（硅质）磷块岩等四种，其中以条纹—条带状矿石最普遍。矿床为震旦系下统海相沉积磷块岩矿床。除了一定的成矿期，特定的成矿域和适宜的古构造背景、陡山沱组的浅水碳酸盐构造沉积岩相的地层条件、气候状况等普遍因素等是磷矿的分布及富矿形成的最主要的控制因素。

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