贵州瓮安白岩背斜玉华矿段磷矿矿床成因探讨

杨茂书 鲍淼

（1.贵州省地矿局一一五地质大队，贵州清镇 551400；2.贵州省地矿局一一二地质大队，贵州安顺 561000）

贵州磷矿资源储量丰富，居全国第二。瓮安-福泉片区是贵州省重要的磷矿资源产区之一，磷矿石产量大、品位高，矿床分布规模大。白岩背斜玉华矿段属于该片区，含矿层位为震旦系上统陡山沱组（Z1d）。通过研究矿层、矿石特征及矿物化学组分而分析矿床的成因，为磷矿找矿提供理论依据。

1 区域地质背景

研究区位于上扬子地块黔北隆起区凤冈南北向隔槽式褶皱变形区，矿体产于震旦系陡山沱组构成的聚磷带中，经历多次构造运动最终由燕山运动定型。区域内洋水背斜、翁昭背斜、白岩背斜、高坪背斜等一系列并列褶皱控制了黔中聚磷带的磷块岩矿床。白岩背斜是一个西缓东陡的斜歪褶曲，轴向NE20～30°，轴面倾向北西，倾角55～65°，轴迹北起马鞍山，向南经玉华、上大塘、南堡、穿岩洞而折向南东的林场、新桥倾伏。西翼岩层倾角一般20～35°，近轴部地段变缓。越过背斜轴部向东，倾角急剧变陡，一般50～75°，局部直立或略向北西倒转。白岩背斜核部地层为青白口系，两翼地层由老至新为南华系、震旦系、寒武系、二叠系及三叠系。缺失奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系。

2 矿层特征

区内矿层呈层状产出，总体走向北东，主要分布在背斜的两翼及北倾伏端，矿层形态呈西缓东陡向北东16°方向倾伏，倾伏角12～15°。西翼矿层倾向320～350°，倾角10～23°，a 矿层和b 矿层均发育齐全；东翼矿层，倾向150～170°，倾角50～65°。特征如下：

b 矿层：赋存于震旦系陡山沱组上部，厚1.30～11.99m，平均5.56m，变化系数49.20%。存在不可采天窗和无矿带。矿石总体为致密状、粉状砂屑白云质磷块岩、含炭泥质砂屑磷块岩，矿石中单工程P2O5含量17.71～35.65%，平均29.07%，变化系数13.62%；单工程酸不溶物含量0.97～11.56%，平均4.51%，变化系数63.25%。厚度变化规律不明显，总体表现为：西翼呈北厚南薄趋势，出现不可采天窗并沿走向往南逐渐变薄至尖灭；东翼厚度变化主要表现为沿背斜轴往东逐步变薄至尖灭，沿走向往南变薄至尖灭。

a 矿层：赋存于震旦系陡山沱组中上部，厚1.90～17.45m，平均6.99m，变化系数65.26%。矿石总体为薄层条带状砂屑白云质磷块岩，矿石自然类型单一。矿石中单工程P2O5含量21.99～29.37%，平均26.38%，变化系数8.36%；单工程酸不溶物含量7.87～14.85%，平均11.68%，变化系数19.41%。矿体厚度变化规律较为明显，以背斜轴部为界，西翼表现为沿倾向由东向西逐步变厚趋势，由北往南逐渐变薄至尖灭。在东翼北部边缘有少量产出外，往南则无矿产出。

3 矿石特征

3.1 矿石结构

凝胶结构：是相对的低能环境中磷酸盐直接从介质中析出，经胶体聚沉和藻类粘结而成的初始结构，主要由光性非晶质碳氟磷灰石胶状集合体组成，普遍发育于b矿层中部及上部致密状、粉状含砂屑白云质磷块岩中。

内碎屑结构：磷酸盐呈砂～细砂级内碎屑被泥质、白云质、磷质及硅质所填间。内碎屑颗粒往往具塑性变形特征。a矿层大多数为细砂级内碎屑，粒径0.05～0.15mm，富含炭泥质及黄铁矿包体，填间物为泥质及白云质,为混浊低能环境沉积。b 矿层下部为粉砂级内碎屑，粒间孔隙被炭质、泥质、硅质填间,为相对闭塞的泻湖环境沉积。

3.2 矿石构造

致密块状构造：磷酸盐呈隐晶质凝胶状形成致密块体，发育于b 矿层中部及上部致密状、粉状含砂屑白云质磷块岩中。粉粒状构造：磷酸盐呈颗粒状、假鲕状松散堆积而成，磷酸盐颗粒呈圆形、椭圆形，粒径0.1～1mm，发育于b 矿层中部及上部致密状、粉状含砂屑白云质磷块岩中。页片状构造：磷酸盐呈粉砂级内碎屑分布于炭泥质基底上，因粉砂级内碎屑分布的呈层性而形成页片，发育于b矿层下部炭泥质磷块岩中。条带状构造：由磷酸盐与碳酸盐（白云岩）矿物相互呈条带组成，磷质条带由砂屑状磷酸盐颗粒紧密堆集而成，宽窄、疏密不一，发育于a矿层条带状白云质磷块岩中。

3.3 矿石的化学成分

主要矿物P2O5含量在a 矿层和b 矿层相对稳定，在a 矿层中P2O5含量具有如下规律，上部较高，一般28～30%，向两侧随白云质条带增多由富变贫，一般22～25%，P2O5含量在b 矿层中无明显变化规律，矿石中的主要组分和主要杂质组分含量因矿石类型不同而存在很大差异。

4 矿床成因分析

研究区形成的磷矿主要以早震旦世陡山沱期磷块岩为主，其矿物组成主要为砂屑白云质磷块岩及含炭泥质砂屑磷块岩两种。研究区内磷矿属于台地相，海水极浅，沉积物以碳酸盐、磷酸盐和陆源碎屑岩为主，沉积环境多为浅滩、潮坪。在“黔中古陆”边缘地带，深海富磷海水受上升洋流作用运移至古陆边缘，最初深海海水含磷量较低，在台地边缘浅滩的障壁作用下形成局限的低能环境——潮下泻湖，其中生长大量的藻类，由于水动力小，生长大量的柱状叠层石。柱状叠层石的藻类生长过程中分泌出大量的化合物，改变水体微环境，形成富含有机质的生物藻丘环境。同时藻类生物新陈代谢造成的生物和生物化学作用，使深海较富磷海水中的磷酸盐矿物再富集，再经潮汐、波浪等的改造作用形成碎屑状磷块岩。

综上所述，在早震旦纪陡山沱期，深海富磷物质在上升洋流作用下，运移至黔中古陆边缘，经大量藻类的作用使磷酸盐矿物再富集，经潮汐、波浪等的改造作用最终形成碎屑状磷块岩。

5 结语

（1）研究区含矿层位为震旦系上统陡山沱组（Z1d），有两层含磷矿层，即b 矿层，厚1.30～11.99m，平均5.56m，P2O5含量17.71～35.65%，平均29.07%a；a矿层，厚1.90～17.45m，平均6.99m，P2O5含量21.99～29.37%，平均26.38%。

（2）矿石结构主要为凝胶结构、内碎屑结构；矿石构造主要有致密块状、粉粒状、页片状、条带状构造四种；矿石中主要矿物P2O5含量在a 矿层和b 矿层相对稳定。

（3）矿床形成过程为在早震旦纪陡山沱期，深海富磷物质在上升洋流作用下，运移至黔中古陆边缘，经大量藻类作用再富集，经潮汐、波浪等的改造作用最终形成碎屑状磷块岩。