貴州織金縣李家寨稀土礦床地質(zhì)特征

劉　嬌

（貴州地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局117地質(zhì)隊，貴州貴陽550018）

貴州織金縣李家寨稀土礦床地質(zhì)特征

劉嬌*

（貴州地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局117地質(zhì)隊，貴州貴陽550018）

貴州早寒武世底部含磷巖系普遍分布有大量的稀土元素，稀土礦床的控礦因素較多，從礦床地質(zhì)特征角度來討論其礦床成礦條件。

織金縣；稀土礦床；地質(zhì)特征

震旦—早寒武系轉(zhuǎn)換期，貴州分布有大量典型海相沉積磷礦床，主要有陡山沱期甕安磷礦床和開陽磷礦床、寒武紀(jì)織金磷礦床等，而且這些含磷巖系富集大量的稀土元素，局部地段已形成稀土礦床。這些稀土礦床的形成可能與發(fā)生在貴州前寒武紀(jì)晚期特殊的地質(zhì)特征、沉積條件、地球化學(xué)和生物化學(xué)環(huán)境、構(gòu)造古地理背景和盆地演化等因素有關(guān)［1-2］。從地質(zhì)特征角度來討論織金縣李家寨稀土礦床成礦條件。

1　區(qū)域地質(zhì)

李家寨稀土礦床大地構(gòu)造位置位于揚子陸塊西南緣，次級構(gòu)造單元屬貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)褶皺帶。區(qū)內(nèi)出露地層（老到新）主要有震旦系、寒武系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系及第四系；其中二疊系、三疊系及石炭系分布最廣，發(fā)育最好。尚有二疊系玄武巖分布，巖性自下而上為灰綠、暗灰褐、褐黃色塊狀玄武巖、拉斑玄武巖、角礫狀含杏仁體玄武拉斑玄武巖及火山玻屑凝灰?guī)r等，間夾少量火山角礫質(zhì)粘土巖、硅質(zhì)巖。

2　礦區(qū)地質(zhì)

2.1地層

區(qū)內(nèi)出露地層有震旦系上統(tǒng)燈影組（Z2d）；寒武系下統(tǒng)戈仲伍組（∈1g），明心寺組（∈1m）及金頂山組（∈1j）；石炭系下統(tǒng)九架爐組（C1j）及擺佐組（C1b）；二疊系中統(tǒng)梁山組（P2l）棲霞組（P2q）及茅口組（P2m），上統(tǒng)峨眉山玄武巖組（P3β）龍?zhí)督M（P3l）長興組—大隆組（P3c+d）；三疊系下統(tǒng)夜郎組（T1y）及永寧鎮(zhèn)組（T1yn）及第四系（Q）；另外，在普查區(qū)北東緣及普查區(qū)西部之外尚有輝綠巖體（βμ）。現(xiàn)就賦礦及其近礦地層描述如下（表1）。

2.1.1震旦系上統(tǒng)燈影組

據(jù)巖性分為二段，二者之間為連續(xù)沉積；第一段：灰白色中厚層層紋狀白云巖、中至厚層狀泥質(zhì)細晶白云巖。細晶白云巖中普遍含砂屑，由下往上，砂屑逐漸增多。第二段：下部巖性以淺灰色、灰白色中厚—厚層狀泥至細晶白云巖為主；中上部以層紋狀白云巖、藻凝塊白云巖為主，具鳥眼及晶洞構(gòu)造，該層巖石中普遍含砂屑，砂屑由下往上逐漸增多。頂部含深灰、灰黑色硅質(zhì)條帶或團塊。

2.1.2寒武系下統(tǒng)戈仲伍組

為一套潮坪相沉積巖，由下往上巖性為灰色薄至中層白云質(zhì)生物屑、砂屑磷塊巖、含磷白云巖—灰、深灰、紫紅色餅礫狀生物屑、粉砂屑磷塊巖—灰、紫紅色條帶狀生物砂屑磷塊巖，生物屑砂屑含磷白云巖—黑色薄層含炭泥質(zhì)磷塊巖、含磷白云巖。巖石中含星點狀黃鐵礦，發(fā)育斜層理、波狀層理及水平層理。在該組地層中常產(chǎn)一至數(shù)層磷礦及稀土礦。

2.1.3寒武系下統(tǒng)明心寺組

為海相碎屑巖及碳酸鹽巖。據(jù)巖性不同將其分為3個段，段間為連續(xù)沉積。第一段：灰、深灰、黃綠色含灰?guī)r條帶狀粉砂巖、粉砂質(zhì)粘土巖—粘土質(zhì)粉砂巖。底部（相當(dāng)于區(qū)域上牛蹄塘組）為黑色薄層炭質(zhì)頁巖及灰綠色薄層含云母砂質(zhì)頁巖，時夾0.1～0.3m厚的黑色炭質(zhì)、鐵質(zhì)粘土巖層。第二段：灰色薄—厚層瘤狀灰?guī)r、藻灰?guī)r、粉晶白云巖、砂屑灰?guī)r。巖石中局部含較多粉砂質(zhì)及泥質(zhì)。第三段：灰綠、紫紅色薄至中層狀細砂巖、粉砂巖為主，夾泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)粘土巖、粘土巖。粉砂巖中粒逆序特征較明顯，水平層理發(fā)育。

2.1.4寒武系下統(tǒng)金頂山組

表1　區(qū)內(nèi)地層簡表

為濱海相碎屑巖沉積。下部為灰綠色薄—厚層粉砂巖、粉砂質(zhì)粘土巖；上部為灰綠色、黃褐色薄層狀粉砂質(zhì)粘土巖，含鈣質(zhì)結(jié)核及灰?guī)r透鏡體。

2.2構(gòu)造

礦床位于黔西弧形褶皺帶東翼，主要分布有佃塘背斜、鐵廠壩向斜，小國江背斜和北東向斷裂帶（F1斷層）北東東向斷裂帶（F2斷層）北東向正平移斷層F3。現(xiàn)分述如下。

2.2.1褶皺

工作區(qū)褶皺為北東向展布，一般表現(xiàn)為軸向南東傾斜或直立，翼間角變化大，兩翼不對稱的基本特征，總體表現(xiàn)為背斜緊密，向斜寬緩的隔檔式褶皺。

（1）佃塘背斜：為一殘破背斜，呈半背斜形態(tài)，普查區(qū)內(nèi)背斜軸線大致沿三岔溝—尖山—白干梁子—老屋基等地帶分布，總體呈北東—南西向展布，全長大于9km，核部出露地層為燈影組、明心寺組、擺佐組、梁山組。翼部出露地層有燈影組、明心寺組、擺佐組、梁山組、棲霞組等。背斜北西翼陡，傾角40°～70°，軸部及北西翼地層大多被同向的F1斷裂帶破壞，局部倒轉(zhuǎn)而殘缺不全；南東翼地層相對穩(wěn)定，發(fā)育少量同向斷層，傾角15°～30°。

（2）鐵廠壩向斜：為一開闊向斜，轉(zhuǎn)折端圓滑。從普查區(qū)中部通過，自北東向南西，軸線大致沿大竹林—楊家灣—石門坎—鐵廠壩—龍背—陡青山等地帶分布，總體呈北東—南西向展布，全長大于9km，往北東延伸出普查區(qū)，往南西被F2所切，總體軸向45°，普查區(qū)內(nèi)延長約7km。核部出露地層為棲霞組、梁山組，翼部出露地層有擺佐組、九架爐組、金頂山組、明心寺組等。北西翼傾角10°～46°，一般20°左右；南東翼傾角10°～30°。普查區(qū)位于該向斜南西段。

（3）小國江背斜：為一殘破背斜，呈半背斜形態(tài)，普查區(qū)內(nèi)背斜軸線大致沿大屋基—小國江一帶分布，總體呈北東—南西向展布，全長約3km，核部出露地層為燈影組及明心寺組，翼部出露地層明心寺組、擺佐組、梁山組及夜郎組等。背斜北西翼陡，傾角，30°～55°，軸部及南東翼地層大多被同向的F2斷裂帶破壞，北西翼地層相對穩(wěn)定，發(fā)育少量同向斷層，傾角25°～45°。

2.2.2斷裂

工作區(qū)位于F1、F2、F3斷裂帶所夾持地帶，F(xiàn)1、F2、F3斷裂帶近似于工作區(qū)范圍的北西、南及南西邊界，含礦層及礦體分布在斷裂帶附近時受其影響。

（1）北東向斷裂帶（榜壩—白洞口逆沖褶斷帶）：主干斷裂為F1，出露于普查區(qū)西緣，平面上呈北東—南西向舒緩波狀展布，長大于9km，往南西交匯于F2斷裂束上而消失。由一系列走向近北東，傾角20°～60°的逆沖斷層疊覆組成束狀斷裂帶。構(gòu)造發(fā)育部位，剖面上常成疊瓦扇，在向構(gòu)造帶前緣推移的生成順序中，斷層呈由陡變緩的變化特征；疊瓦逆沖構(gòu)造在平面上常組成串珠狀構(gòu)造透鏡體，局部歸并成單一低角度逆斷層。西面邊界大致以小路坡—楊家屋基—新寨—杉樹寨為界，東面邊界大致以三家苗—老虎箐—尖山—樺梏林一帶為界，帶寬0.5～2.0km，一般寬約1.5km，帶內(nèi)斷夾塊由明心寺組、擺佐組、梁山組、棲霞組及茅口組等地層單元的部份地層組成。主干斷裂F1破碎帶寬5～10m，由碎裂巖—角礫巖組成角礫巖帶，一般寬約2～5m，角礫呈棱角至次棱角狀，大小不一，一般2～6cm，最大30～100cm，其間見（1cm×5cm）～（3cm×7cm）不等的構(gòu)造透鏡體，排列方向與斷層一致，碎裂帶寬4～6m，由細小角礫（0.5～1cm）組成，帶內(nèi)發(fā)育密集型劈理（產(chǎn)狀：傾向130°～160°，傾角60°～70°），與主斷裂呈銳角相交。主干斷裂之?dāng)鄬用娉适婢彶睿诖怪弊呦蛏隙啾幻芗突泶妗Ｄ蠔|盤由燈影組白云巖、明心寺組碎屑巖、擺佐組白云巖、梁山組石英砂巖及棲霞組灰?guī)r等組成；北西盤為擺佐組白云巖、龍?zhí)督M碎屑巖、峨眉山玄武巖、茅口組灰?guī)r等。北西盤下降，南東盤上升，斷距不清，斷層性質(zhì)為壓扭性的低角度逆沖斷裂。

（2）北東東向斷裂帶（倉邊壓扭—張扭性正平移斷層伴生次級正斷層褶斷帶）：主干斷裂為F2，出露于普查區(qū)南—南東緣，呈北東東向展布，長大于10km，西端延伸出圖區(qū)，東端斜交于F3正平移斷層上。主干斷裂由東至西沿后壩—小江龍—杉木沖—岔補路—穿洞腳—旁壩一帶出露，在其旁側(cè)發(fā)育有數(shù)條規(guī)模較小的斷裂呈斜列式交匯其上，帶寬10～120m，一般寬約20～50m，帶內(nèi)斷夾塊由明心寺組、擺佐組、梁山組、棲霞組、茅口組及龍?zhí)督M等地層單元的部份地層組成。主干斷裂F2破碎帶寬5～10m，以角礫巖及劈理化帶為主，一般寬約5～10m，角礫呈棱角至次棱角狀，大小不一，一般10～20cm，最大50～200cm。南東盤由明心寺組碎屑巖、茅口組灰?guī)r、棲霞灰?guī)r、峨眉山玄武巖、龍?zhí)督M碎屑巖、長興大隆組灰?guī)r、夜郎組灰?guī)r及粘土巖等組成；北西盤為燈影組白云巖及明心寺組碎屑巖等組成。北西盤上升，南東盤下降，斷距大于500m，斷裂傾向南南東，傾角57°，為一壓扭—張扭性正平移斷裂。

（3）北東向正平移斷層F3：出露于普查區(qū)南東緣，斷面起伏，走向呈北東，傾向南東，傾角35°～45°，破碎帶寬約5m，劈理發(fā)育，由北西至南東沿吊水巖—元寶寨—青杠坡一帶出露，具拖曵現(xiàn)象。長大于7km，北東及南西延伸出圖區(qū)，礦區(qū)內(nèi)出露長約2.20km，北西盤由明心寺組、金頂山組、九架爐組碎屑巖、棲霞組、茅口組灰?guī)r、峨眉山玄武巖、夜郎組灰?guī)r及粘土巖等組成；南東盤為關(guān)嶺組白云巖、夜郎組灰?guī)r及粘土巖等組成。北西盤下降，南東盤上升，斷距大于500m，為一正平移斷層。

3　礦床地質(zhì)特征

織金縣李家寨稀土礦床含礦層位為下寒武統(tǒng)梅樹村階戈仲伍組，主要由一套灰、深灰黑色薄至中厚層白云質(zhì)生物屑、砂屑磷塊巖，含磷質(zhì)白云巖及含炭泥質(zhì)條帶生物屑磷塊巖組成，稀土分布于含磷巖系中。

3.1礦體特征

礦層（體）底板圍巖多為含硅質(zhì)條帶及磷質(zhì)團塊白云巖，頂板為含炭泥質(zhì)粉砂巖及粘土巖，偶夾有厚0.50～2.00m的含磷質(zhì)硅質(zhì)白云巖，底板沖刷面凹凸不平，起伏較大，礦體與圍巖界線明顯。礦體呈近北北東向，南北則分別以F1和F2斷層為界，礦體總體受鐵廠壩向斜控制，礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀基本一致，礦體長約3km，礦體厚7.18m。礦石品位（∑RE2O3）0.0657%，估算（333）礦石資源量5919t。

3.2礦石特征

3.2.1礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造主要有砂屑中—細晶結(jié)構(gòu)、砂屑微—隱晶結(jié)構(gòu)、砂屑結(jié)構(gòu)、礫屑結(jié)構(gòu)和層狀構(gòu)造、層紋—條紋—條帶狀構(gòu)造、縫合線構(gòu)造等。

（1）礦石結(jié)構(gòu)。砂屑中—細晶結(jié)構(gòu)：主要由白云石基底和內(nèi)碎屑二組分組成，白云石基底約占組分總量56%。以結(jié)晶粒度小于0.25～0.06mm細晶白云石主見，結(jié)晶粒度小于0.50～0.25mm中晶白云石次見，自形—半自形，粒狀晶體；內(nèi)碎屑約占總量42%。偏集呈層分布，粒度小于2～0.006mm，呈次圓、圓狀、極圓狀，磨圓度和分選性良好。

砂屑微—隱晶結(jié)構(gòu)：主要由碳氟磷灰石基底和內(nèi)碎屑二組分組成，碳氟磷灰石基底約占總量的35%。呈層偏集分布。粒度小于0.25～0.03mm，屬粉砂級內(nèi)碎屑。成分為非晶質(zhì)碳氟磷灰石質(zhì)灰泥在塑性—半塑性條件下經(jīng)盆內(nèi)打碎、盆內(nèi)沉積而成。呈次圓、圓狀、磨圓度分選性均良好。鏡下見柱、粒狀碳氟磷灰石零星分布于樣品中。粒度小于0.50～0.03 mm，中—細—粉晶級，柱粒狀晶體。

粉—細晶結(jié)構(gòu)：主要由白云石基底和內(nèi)碎屑二組分組成。白云石基底約占組分總量90%。以細晶粒度小于0.25～0.06mm細晶級白云石主見，結(jié)晶粒度小于0.06～0.03mm粉晶級白云石次見；自形—半自形，粒狀晶體。內(nèi)碎屑約占組分總量6%。呈層偏集分布。粒度小于0.25～0.03mm，屬粉砂級內(nèi)碎屑。成分為非晶質(zhì)碳氟磷灰石質(zhì)灰泥在塑性—半塑性條件下經(jīng)盆內(nèi)打碎、盆內(nèi)沉積而成。呈次圓、圓狀、磨圓度分選性良好。鏡下見柱、粒狀碳氟磷灰石零星分布于樣品中。粒度小于0.50～0.03mm，中—細—粉晶級，柱粒狀晶體。

角礫狀結(jié)構(gòu)：主要由碎塊和填隙物組成。碎塊約占組分總量92%。成分為粘土質(zhì)碎塊。粒度小于3.00～2.00mm（手標(biāo)本測量），棱角狀、次棱角狀、次圓狀；邊緣不整齊，具一定程度的圓化現(xiàn)象。大小不一，雜亂排列。相互之間具“短”距離位移。展布不顯方向性。填隙物約占組分總量8%。

不等晶結(jié)構(gòu)：主要由白云石基底和內(nèi)碎屑二組分組成。白云石基底約占組分總量91%。以細晶粒度小于0.25～0.03mm細晶級白云石主見，結(jié)晶粒度小于0.03～0.004mm微晶級白云石次見；自形—半自形，粒狀晶體。內(nèi)碎屑約占組分總量5%。呈層偏集分布。以粒度小于0.25～0.06mm細砂級內(nèi)碎屑主見，粒度小于0.06～0.03mm粗粉砂級內(nèi)碎屑次見。成分為非晶質(zhì)碳氟磷灰石質(zhì)灰泥在塑性—半塑性條件下經(jīng)盆內(nèi)打碎、盆內(nèi)沉積而成。呈次圓、圓狀、磨圓度分選性良好。鏡下見柱、粒狀碳氟磷灰石零星分布于樣品中。粒度小于0.50～0.03mm，中—細—粉晶級，柱粒狀晶體。

（2）礦石構(gòu)造。層紋—條紋狀構(gòu)造：主要由不同組分各自順層偏集呈富“內(nèi)碎屑”質(zhì)層紋—條紋、富“白云石”質(zhì)層紋—條紋、富“陸源碎屑”層紋—條紋質(zhì)、富“鐵”質(zhì)層紋—條紋、富“碳氟磷灰石”質(zhì)層紋—條紋間隔性產(chǎn)出。

層紋—條紋—條帶狀構(gòu)造：主要由不同組分各自順層偏集呈富“內(nèi)碎屑”質(zhì)層紋—條紋—條帶、富“白云石”質(zhì)層紋—條紋—條帶、富“陸源碎屑”層紋—條紋質(zhì)、富“鐵”質(zhì)層紋—條紋—條帶、富“碳氟磷灰石”質(zhì)層紋—條紋—條帶間隔性產(chǎn)出。

團塊狀構(gòu)造：由不規(guī)則的硅質(zhì)巖團塊、磷塊巖礫狀碎屑組合成的團塊構(gòu)成。層狀構(gòu)造：由不同組分各自呈層狀構(gòu)成。

3.2.2礦石礦物成份

礦物：白云石、碳氟磷灰石及少量石英，黃鐵礦、鐵質(zhì)及炭泥質(zhì)等。

白云石：主要礦物成分。呈樣品基底基本礦物構(gòu)成形式產(chǎn)出。

碳氟磷灰石：呈內(nèi)碎屑（基本）及樣品少量礦構(gòu)成形式產(chǎn)出。

石英：結(jié)晶粒度小于0.30mm，細—粉—微—隱晶級，半自形—他形，粒狀晶體。不均勻分布。

泥質(zhì)：由結(jié)晶粒度小于0.004mm粘土質(zhì)點組成。黃鐵礦：自生，由結(jié)晶粒度小于0.03mm，微—隱晶級。

3.2.3礦石化學(xué)成份

礦石化學(xué)成分：La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、∑RE2O3及Y2O3。礦石單件樣品∑RE2O3含量46.4%～54.5%，Y2O3含量53.0%～88.5%，稀土礦以重稀土（Y2O3）為主。

3.3礦石類型

礦石自然類型。據(jù)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征分：層紋—條紋狀、層紋—條紋—條帶狀、角礫狀及層狀磷塊巖稀土礦4種類型。

（1）層紋—條紋狀磷塊巖稀土：深灰色或灰白色具砂礫狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。砂礫0.5～2mm，少數(shù)粗礫10～12mm。呈橢圓形、次圓形和球形，砂礫屑成份為膠磷灰石、碳磷灰石、石英及玉髓。

（2）層紋—條紋—條帶狀磷塊巖稀土：灰白、灰藍、白色，具凝膠結(jié)構(gòu)和砂屑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。主要由非晶質(zhì)膠磷礦組成的凝膠結(jié)合體。其次為碳磷灰石、細晶磷灰石、石英、方解石、褐鐵礦及絹云母。

（3）角礫狀磷塊巖稀土：灰白、灰藍、白色，具凝膠結(jié)構(gòu)和砂屑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。主要由非晶質(zhì)膠磷礦組成的凝膠結(jié)合體。其次為碳磷灰石、細晶磷灰石、石英、方解石、褐鐵礦及絹云母。

（4）層狀磷塊巖稀土：灰白、灰藍、白色，具凝膠結(jié)構(gòu)和砂屑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。主要由非晶質(zhì)膠磷礦組成的凝膠結(jié)合體。其次為碳磷灰石、細晶磷灰石、石英、方解石、褐鐵礦及絹云母。

4　礦床成因及找礦標(biāo)志

該區(qū)域在早寒武世為一陸緣海，在上升洋流及季風(fēng)的綜合作用下，主要由陸源剝蝕帶來的Si、Al、REE、 P以及生物碎屑等，分類沉積于海底。其中稀土主要與磷結(jié)合被帶至海中較深遠處在熱鹵水參與下共同沉淀。其后經(jīng)固結(jié)成巖、生物石化、稀土賦存在膠磷礦中，最終形成一類海相沉積型稀土—磷礦床。即戈仲伍組的分布區(qū)域為該類稀土礦床的找礦方向。

［1］陳蘭.湘黔地區(qū)早寒武世黑色巖系沉積學(xué)及地球化學(xué)研究［D］.中國科學(xué)院，2006.

［2］楊劍，易發(fā)成，劉濤，等.黔北黑色巖系稀土元素地球化學(xué)特征及成因意義［J］.地質(zhì)科學(xué)，2005，40（1）：84-94.

P61

A

1004-5716（2016）05-0082-05

2016-01-11

2016-01-14

劉嬌（1967-），女（漢族），貴州開陽人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)及資料匯交工作。