江苏沭阳县刘集地区磷矿找矿潜力分析

王超

江苏沭阳县刘集地区磷矿找矿潜力分析

王超

（江苏省地质矿产局第六地质大队，江苏 连云港 222000）

通过对江苏沭阳县刘集地区地层、构造、岩浆岩和地球物理场特征的综合分析研究，认为刘集地区具有寻找“海州式”磷矿的成矿地质背景条件。结合“海州式”磷矿的成矿模式和滥洪-华冲磷矿区典型矿床找矿标志，对刘集地区的找矿潜力进行了分析。

磷矿；找矿潜力；刘集地区；江苏沭阳县

江苏沭阳县刘集地区位于连云港市临洪口—泗洪“海州式”沉积变质磷矿带的中部，从1980年至今，研究区经历了1∶5万航空磁测、1∶20万重力测量等工作，2015～2019年，江苏省地质矿产局第六地质大队实施的“江苏省沭阳县陇集-刘集地区磷矿调查”，大致了解研究区地层分布、产状、基岩埋深情况，部分控制基底地层海州群锦屏组，并且在研究区中部圈出了2个成矿有利地段。

1 地层特征

根据钻孔资料，区内地层由老至新为（江苏省地质矿产局，1984）：

（1）古元古界东海群（Pt1dh）：为研究区内所见最古老的沉积变质基底，东海群分布于研究区北西部，走向北东，倾向南东，倾角30°～50°。岩层厚度＞1737m。与上覆锦屏组呈角度不整合接触。

（2）中新元古界海州群（Pt2+3ha）：分为两个组，下为锦屏组，上为云台组，二者为整合接触。

①锦屏组（Pt2ha）：它是研究区内“海州式”磷矿的赋存层位，呈北东—南西向展布，分布于研究区中部，倾向南东，倾角30°～60°，厚度尚未控制。我队以往施工5个钻孔中ZK005*孔控制了锦屏组与云台组接触界线，2015～2019年施工的3个钻孔揭露地层均为锦屏组，但未揭穿本层。根据现有资料划分为3个岩性段，自下而上为：

第一段（Pt2ha1）：岩层厚度＞455m。分布在锦屏组的下部，与东海群胊山组呈角度不整合接触，岩性主要由细粒磷灰岩、云母磷灰岩、云母大理岩、碳酸盐云母片岩、绿色斑点状斜长片岩、斜长绿泥云母片岩、云母石英片岩等组成。该段在海州式磷矿成矿带是一个含磷地层，俗称“下含磷层”或“下层矿”。在研究区内，根据现有钻孔资料，推断钻孔ZK001下部和ZK002揭露的地层属于本段，所揭露的岩性主要为绿色斑点状斜长片岩、斜长绿泥云母片岩，局部夹白云斜长片麻岩、云母石英片岩等，未见到大理岩及磷矿层。

第二段（Pt2ha2）：岩层厚度＞113m。分布于第一段之上，岩性主要由白云斜长片麻岩、混合岩化白云斜长片麻岩、混合片麻岩、少量斜长绿泥云母片岩等组成。在研究区内，根据现有钻孔资料，推断钻孔ZK001上部揭露的地层为本段地层，所揭露的岩性主要为白云斜长片麻岩、混合岩化二长片麻岩夹有绿色斑点状斜长片岩等。

第三段（Pt2ha3）：岩层厚度＞391m。分布于第二段之上，岩性主要由白云石大理岩、白云质大理岩、大理岩、薄层的云母大理岩、硅质大理岩等组成。该段在海州式磷矿成矿带中亦是一个含磷地层，俗称“上含磷层”或“上层矿”。在研究区内，根据现有钻孔资料，推测以往钻孔ZK005下部和本次施工的ZK003揭露的地层为本段地层。与云台组的边界未能控制，所揭露的岩性主要为绿色斑点状斜长片岩、斜长绿泥云母片岩等，未见到磷矿层。

②云台组（Pt2+3ha）：岩层厚度＞684m。分布于研究区南西部，走向北东、倾向南东，倾角30°～60°。在研究区内，根据现有钻孔资料，推测以往钻孔ZK005*上部、ZK001*、ZK002*、ZK003*和ZK004*揭露的地层为本段地层，所揭露的岩性主要为白云斜长片麻岩夹斜长绿泥云母片岩、云母石英片岩，兰晶石石英岩，斜长绿泥云母片岩等。

（3）中生界白垩纪王氏组（K2）：厚度＞103m。在研究区多有分布，与下伏的东海群、海州群呈角度不整合接触。主要岩性为：紫红色砂岩、页岩夹泥质粉砂岩透镜体，局部夹砂砾岩、紫红色砂岩、砂砾岩等。

（4）新生界古近纪泰州组（E）：厚度47.89～92.98m。在研究区广泛分布，主要岩性：以红色细砂岩为主，局部夹青灰色团块、砂质泥岩、砂砾岩、砾岩等。

（5）新生界新近纪宿迁组（N2）：厚度18.12～26.52m。在研究区广泛分布，以灰白色粘结砂层为主，夹多层绿色粘土，从岩性特征看，代表着不同时期的沉积旋回，其岩性特征基本相似，上部为粘土层，向下依次为砂粘土、粘砂土、细、中、粗砂或含砾粗砂，底部与另一旋回的粘土层接触，界线清楚。主要岩性为粉细砂、粉质粘土等。

（6） 新生界第四系（Q）：厚度55.68～68.20m。在研究区广布，上部为粘土、砂粘土，下部为砂、粗砂、碎石。

图1 刘集地区地质构造略图

2 构造特征

研究区基底地层为一单斜构造，从北至南倾向由南东转为南东东，地层走向在平面上大致呈弧形弯曲（图1、图2）。研究区外围有北东向断裂F1、北西向断裂F2通过，其中F2断裂生成比较晚，切割早期生成构造，推测断层长约28km，为北东盘向北西位移，水平断距6.70km左右，破坏了锦屏组的连续性。研究区内存在2条断裂F3和F4，F3断裂位于研究区西部，大致呈44°方向展布，为正断层；F4断裂位于研究区西部，F3断裂以西，大致呈47°方向展布，为正断层。

图2 刘集地区0线剖面图

3 岩浆岩及变质作用

研究区岩浆岩有锦屏组已变质为绿色斑点状斜长片岩，同期海相基性火山岩、云台组中-酸性火山岩及火山碎屑岩。以及伴随区域变质作用，形成的穿插于地层中的长英脉、方解石脉等。变形变质作用广泛，各类变质岩表现为浅—中区域变质作用特点。变质温度T≈420℃，压力P≈4千帕，变质相达到绿帘-角闪岩相。

4 地球物理特征

刘集重力高两侧场呈现NE向拉长分布，陇集位于拉长的次级异常带上，推测为锦屏组倾滑推覆体。刘集的重力高为南倾的背斜轴引起；西部关庙位于略向NE扭动次级异常带上，说明刘集重力高两翼是找矿有利地段（图3）。磁场特征与重力异常总体有一定的扣合规律，滥洪-刘集一线，基本为南、北负、正磁场的分界位置，南区表现为负磁场，显示了平缓褶皱的云台组的地质背景；北区表现为正磁场，为东海杂岩群变质岩体等引起。

2015～2019年区内开展的重、磁剖面测量、视电阻率垂向电测深测量、可控源音频大地电磁测深测量等物探工作，圈定了重、磁异常和高阻高密度体，进一步了解锦屏组分布范围。

图3 刘集地区地质物探综合平面图

5 典型矿床特征

截止面前，自连云港临洪口—沭阳县华冲，先后勘查发现新浦7号、新浦5号、锦屏东山、锦屏西山、陶湾、沭阳滥洪-华冲六个中型磷矿床，太和磷矿、上房磷矿等小型矿床。其中滥洪—华冲磷矿区（师永海等，2013；宋玉明等，2014；洪连明，2017），与研究区距离最近。

图4 汤庄矿段28线剖面图

（1）基本情况：由于邵桑断裂的左行破坏作用，自连云港锦屏—东海县张湾向南找磷工作，一度陷于迷茫。1981年我队在沭阳县韩山发现蓝晶石矿，根据空间位置及地层层序，沿万山—滥洪施工约8km的浅钻剖面（0线），继而勘查发现包含戚庄、汤庄、华冲三个矿段的近大型隐伏磷矿床，

（2）矿床特征：“海州式”磷矿为浅海相化学沉积变质磷灰岩矿床，均产于较稳定的海州群之锦屏组第一、第三岩性段中，受原始沉积相及层位、后期构造等控制，沿走向和倾向连续性较好，矿体之间有一定韵律性。累计探获磷矿石资源量35847.89千吨，其中探明资源量222.34千吨，控制资源量5303.3千吨，推断资源量30322.25千吨。矿床赋存10层矿体，其中戚庄矿段和华冲矿段以1P、2P、3P、4P矿体为主，汤庄矿段分布有4P、5P、6P、10P、7P、8P、9P，以6P矿体为主矿体（图4）。矿体呈层状、似层状、透镜状产出，各矿段矿体上下叠加，总体南北走向延伸7640m，东西宽度1570m，走向36°左右，倾向南东，倾角4.5°～50°。各矿体间均有稳定绿色片岩、大理岩及片麻岩区隔，对应性好。矿体一般沿倾向向深部变薄。

（3）矿石类型：细粒磷灰岩（占92.3%），包括块状（易碎成粉状）、条带状、条纹状；云母磷灰岩型和锰质磷灰岩型三种。一般细粒磷灰岩和白云质大理岩关系较为密切，云母磷灰岩和片岩类岩性关系较为密切。据统计：顶、底板围岩主要白云石(质)大理岩（占62%），云母大理岩(19%)，碳酸盐云母片岩(12.2%)等。

（4）构造对矿体的控制及改造作用：矿床位于沭阳、龙苴盆地前缘，与隆起带过渡带上，总体为倾向南东的单斜构造，受构造应力作用的影响，地层在走向和倾向上均呈波状起伏现象，沿走向在平面上大致呈反“S”形展布。在汤庄矿段30线南受张扭性断裂构造作用，破坏了矿体及地层走向连续性，使地层柔性变形，沿倾向地层变缓，5P-9P矿体变薄趋于尖灭。

（5）矿床重磁物探效应：锦屏组地层空间展布与1∶50000异常图次级重力梯度带吻合，在滥洪重力高核部见锦屏组(戚庄矿段)、重力高西南次级异常偏西侧见汤庄矿段（汤庄北NW向左行断裂影响），在华冲一带NE向又转近NW向次级弱重力高带东侧见华冲矿段。磁场特征则总体与重力异常有一定扣合规律，磁异常长轴方向基本与地层走向相吻合，区域性正负磁场过渡带偏负场一侧，是锦屏组地层有利赋存部位。

（6）成矿模式（熊先孝等，1996；赵盛博等，2020）：磷质主要来源于海底火山喷发作用、陆源的风化剥蚀及生物作用，磷质运移是通过洋流上翻作用将深海“储库”中磷运至古陆边缘、浅海、海湾等部位。这里海水温度在20～30℃，海水深度在50～200m；海水动力条件是由深至浅加强，总的看海水是较为平静、低能或稍有震荡的化学沉积；海水的盐度略大于35‰或近于40‰，海水的PH值在7.7～7.9；Eh为负值。在岩相上磷主要沉积于白云质灰岩和泥质、钙质、砂质相交互的地段。磷矿沉积以后，遭受了区域变质作用，形成了变质磷矿床，尔后又经受了后期多种改造作用。

6 找矿潜力分析

从研究区成矿地质背景可以看出，研究区具有寻找“海州式”磷矿的良好条件。研究区地球物理场特征与滥洪-华冲磷矿区物理场特征相似，将区内物探、地质情况和滥洪-华冲磷矿区进行综合对比、研究，推断存在东区、西区2个成矿有利地段：西区总体呈北东—南西向弧形展布，弧长约8.47km、宽约0.45km、面积3.81km2，从0线剖面图上可知，ZK002孔以西至锦屏组和朐山组分界限为锦屏组第一段，为下含磷层，可能赋存1P、2P、3P、4P、5P、10P、6P矿体。东区总体呈北东—南西向弧形展布，弧长约6.77km、宽约0.78km、面积5.28km2，从0线剖面图上可知，ZK001孔和ZK003孔之间为锦屏组第三段，为上含磷层，可能赋存8P、9P矿体。

7 结论

（1）通过对江苏沭阳县刘集地区地质条件、地球物理场特征的综合分析研究，认为刘集地区与“海州式”磷矿的成矿模式相吻合。

（2）在圈定的成矿有利地段投入一定的钻探工作量，以构建横跨锦屏组及上下云台组、朐山组的标准剖面，有较大希望发现矿产地一处。

江苏省地质矿产局．1984．江苏省及上海市区域地质志[M]．北京：地质出版社．

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宋玉明，李晓晓，赵盛博．2014．滥洪磷矿矿床特征及找矿标志探讨[J]．科技研究，(5)：535-536．

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熊先孝，姚超美．1996．海州式磷矿床地质特征及其成矿模式[J]．矿床地质，(02)：171-181．

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Prospecting Potential of Phosphate Ore in Liuji Area, Shuyang County, Jiangsu Province

WANG Chao

(No. 6 Geological team, Jiangsu Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development, Lianyungang, Jiangsu 222000)

Based on the comprehensive analysis of the characteristics of stratigraphy, structure, magmatic rocks and geophysical field in Liu-ji area, Shuyang County, Jiangsu Province, it is concluded that the Liu-ji area has the geological background conditions for searching for "Haizhou type" phosphate ore. Combined with the metallogenic model of "Haizhou type" phosphate ore and the typical ore prospecting of Huachong phosphate ore area, the ore-prospecting potential of the Liuji area is analyzed.

phosphorus ore; prospecting potential; Liuji area; Shuyang County in Jiangsu Province

P612

A

1006-0995（2022）04-0580-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.04.007

2022-03-03

江苏省沭阳县陇集-刘集地区磷矿调查（编号：苏地矿发〔2015〕78号和苏地矿发〔2017〕96号）

王超（1988— ），男，江苏东海人，工程师，主要从事矿产勘查工作