貴州甕安白巖背斜玉華礦段磷礦礦床成因探討

楊茂書 鮑淼

（1.貴州省地礦局一一五地質大隊，貴州清鎮 551400；2.貴州省地礦局一一二地質大隊，貴州安順 561000）

貴州磷礦資源儲量豐富，居全國第二。甕安-福泉片區是貴州省重要的磷礦資源產區之一，磷礦石產量大、品位高，礦床分布規模大。白巖背斜玉華礦段屬于該片區，含礦層位為震旦系上統陡山沱組（Z1d）。通過研究礦層、礦石特征及礦物化學組分而分析礦床的成因，為磷礦找礦提供理論依據。

1 區域地質背景

研究區位于上揚子地塊黔北隆起區鳳岡南北向隔槽式褶皺變形區，礦體產于震旦系陡山沱組構成的聚磷帶中，經歷多次構造運動最終由燕山運動定型。區域內洋水背斜、翁昭背斜、白巖背斜、高坪背斜等一系列并列褶皺控制了黔中聚磷帶的磷塊巖礦床。白巖背斜是一個西緩東陡的斜歪褶曲，軸向NE20～30°，軸面傾向北西，傾角55～65°，軸跡北起馬鞍山，向南經玉華、上大塘、南堡、穿巖洞而折向南東的林場、新橋傾伏。西翼巖層傾角一般20～35°，近軸部地段變緩。越過背斜軸部向東，傾角急劇變陡，一般50～75°，局部直立或略向北西倒轉。白巖背斜核部地層為青白口系，兩翼地層由老至新為南華系、震旦系、寒武系、二疊系及三疊系。缺失奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系。

2 礦層特征

區內礦層呈層狀產出，總體走向北東，主要分布在背斜的兩翼及北傾伏端，礦層形態呈西緩東陡向北東16°方向傾伏，傾伏角12～15°。西翼礦層傾向320～350°，傾角10～23°，a 礦層和b 礦層均發育齊全；東翼礦層，傾向150～170°，傾角50～65°。特征如下：

b 礦層：賦存于震旦系陡山沱組上部，厚1.30～11.99m，平均5.56m，變化系數49.20%。存在不可采天窗和無礦帶。礦石總體為致密狀、粉狀砂屑白云質磷塊巖、含炭泥質砂屑磷塊巖，礦石中單工程P2O5含量17.71～35.65%，平均29.07%，變化系數13.62%；單工程酸不溶物含量0.97～11.56%，平均4.51%，變化系數63.25%。厚度變化規律不明顯，總體表現為：西翼呈北厚南薄趨勢，出現不可采天窗并沿走向往南逐漸變薄至尖滅；東翼厚度變化主要表現為沿背斜軸往東逐步變薄至尖滅，沿走向往南變薄至尖滅。

a 礦層：賦存于震旦系陡山沱組中上部，厚1.90～17.45m，平均6.99m，變化系數65.26%。礦石總體為薄層條帶狀砂屑白云質磷塊巖，礦石自然類型單一。礦石中單工程P2O5含量21.99～29.37%，平均26.38%，變化系數8.36%；單工程酸不溶物含量7.87～14.85%，平均11.68%，變化系數19.41%。礦體厚度變化規律較為明顯，以背斜軸部為界，西翼表現為沿傾向由東向西逐步變厚趨勢，由北往南逐漸變薄至尖滅。在東翼北部邊緣有少量產出外，往南則無礦產出。

3 礦石特征

3.1 礦石結構

凝膠結構：是相對的低能環境中磷酸鹽直接從介質中析出，經膠體聚沉和藻類粘結而成的初始結構，主要由光性非晶質碳氟磷灰石膠狀集合體組成，普遍發育于b礦層中部及上部致密狀、粉狀含砂屑白云質磷塊巖中。

內碎屑結構：磷酸鹽呈砂～細砂級內碎屑被泥質、白云質、磷質及硅質所填間。內碎屑顆粒往往具塑性變形特征。a礦層大多數為細砂級內碎屑，粒徑0.05～0.15mm，富含炭泥質及黃鐵礦包體，填間物為泥質及白云質,為混濁低能環境沉積。b 礦層下部為粉砂級內碎屑，粒間孔隙被炭質、泥質、硅質填間,為相對閉塞的瀉湖環境沉積。

3.2 礦石構造

致密塊狀構造：磷酸鹽呈隱晶質凝膠狀形成致密塊體，發育于b 礦層中部及上部致密狀、粉狀含砂屑白云質磷塊巖中。粉粒狀構造：磷酸鹽呈顆粒狀、假鮞狀松散堆積而成，磷酸鹽顆粒呈圓形、橢圓形，粒徑0.1～1mm，發育于b 礦層中部及上部致密狀、粉狀含砂屑白云質磷塊巖中。頁片狀構造：磷酸鹽呈粉砂級內碎屑分布于炭泥質基底上，因粉砂級內碎屑分布的呈層性而形成頁片，發育于b礦層下部炭泥質磷塊巖中。條帶狀構造：由磷酸鹽與碳酸鹽（白云巖）礦物相互呈條帶組成，磷質條帶由砂屑狀磷酸鹽顆粒緊密堆集而成，寬窄、疏密不一，發育于a礦層條帶狀白云質磷塊巖中。

3.3 礦石的化學成分

主要礦物P2O5含量在a 礦層和b 礦層相對穩定，在a 礦層中P2O5含量具有如下規律，上部較高，一般28～30%，向兩側隨白云質條帶增多由富變貧，一般22～25%，P2O5含量在b 礦層中無明顯變化規律，礦石中的主要組分和主要雜質組分含量因礦石類型不同而存在很大差異。

4 礦床成因分析

研究區形成的磷礦主要以早震旦世陡山沱期磷塊巖為主，其礦物組成主要為砂屑白云質磷塊巖及含炭泥質砂屑磷塊巖兩種。研究區內磷礦屬于臺地相，海水極淺，沉積物以碳酸鹽、磷酸鹽和陸源碎屑巖為主，沉積環境多為淺灘、潮坪。在“黔中古陸”邊緣地帶，深海富磷海水受上升洋流作用運移至古陸邊緣，最初深海海水含磷量較低，在臺地邊緣淺灘的障壁作用下形成局限的低能環境——潮下瀉湖，其中生長大量的藻類，由于水動力小，生長大量的柱狀疊層石。柱狀疊層石的藻類生長過程中分泌出大量的化合物，改變水體微環境，形成富含有機質的生物藻丘環境。同時藻類生物新陳代謝造成的生物和生物化學作用，使深海較富磷海水中的磷酸鹽礦物再富集，再經潮汐、波浪等的改造作用形成碎屑狀磷塊巖。

綜上所述，在早震旦紀陡山沱期，深海富磷物質在上升洋流作用下，運移至黔中古陸邊緣，經大量藻類的作用使磷酸鹽礦物再富集，經潮汐、波浪等的改造作用最終形成碎屑狀磷塊巖。

5 結語

（1）研究區含礦層位為震旦系上統陡山沱組（Z1d），有兩層含磷礦層，即b 礦層，厚1.30～11.99m，平均5.56m，P2O5含量17.71～35.65%，平均29.07%a；a礦層，厚1.90～17.45m，平均6.99m，P2O5含量21.99～29.37%，平均26.38%。

（2）礦石結構主要為凝膠結構、內碎屑結構；礦石構造主要有致密塊狀、粉粒狀、頁片狀、條帶狀構造四種；礦石中主要礦物P2O5含量在a 礦層和b 礦層相對穩定。

（3）礦床形成過程為在早震旦紀陡山沱期，深海富磷物質在上升洋流作用下，運移至黔中古陸邊緣，經大量藻類作用再富集，經潮汐、波浪等的改造作用最終形成碎屑狀磷塊巖。