四川漢源縣磷鉀礦地質特征及找礦前景

龍安舉 李雪梅 白進春 吳長兵 黃 奎

（四川省冶金地質勘查局六0六大隊，四川成都 611730）

0 引言

四川漢源磷鉀礦儲量大，普查儲量達20 億噸，其礦物成分主要為膠磷礦和鉀長石，就鉀肥而言，尚未能滿足國內需求，大部分還需進口。因此，探獲漢源磷鉀礦意義重大，也有助于推進我國磷鉀肥制造業的發展。四川漢源一帶磷礦資源較為豐富，區內磷礦沉積類型均為淺海相沉積型。漢源縣區內磷礦賦礦層位主要為寒武系下統筇竹寺組和麥地坪組下部兩個含礦層位，分別屬于漢源式磷礦和昆陽式磷礦兩種磷礦典型類型[1]。本文研究內容為磷鉀礦，屬漢源式磷礦類型，漢源磷鉀礦層位較為穩定，分布較廣，主要位于四川漢源縣椅子山、富泉、水桶溝、大洪山和爛泥三灣5 個礦區。研究成果可為漢源磷鉀肥行業的發展提供借鑒。因此，進一步研究漢源地區磷鉀礦地質特征及其找礦遠景，意義極其重要。

1 區域地質特征

漢源縣磷鉀礦位于一級構造單位揚子準地臺（Ⅰ1）西部，康滇地軸的北東側（Ⅱ2）的四川臺坳（Ⅱ3）之西南段，峨眉山斷塊（Ⅲ3）中部，與東北部川西臺坳（Ⅲ6）、西南部涼山褶皺束（Ⅲ1）及南部美姑金陽褶皺束（Ⅲ2）毗鄰。根據四川省成礦區帶劃分及區域成礦規律，礦區位于上揚子中東部Pb-Zn-Cu-Ag-Fe-Mn-Hg-Sb-磷-鋁土礦-硫鐵礦-煤-煤層氣成礦帶（Ⅲ-77）上的漢源-甘洛-峨眉Pb-Zn-Mn-Cu-磷-鋁土礦成礦亞帶（Ⅳ-42））上。

該成礦帶主要出露中元古代峨邊群、南華系-三疊系較穩定的沉積建造，局部有上三疊統白果灣組含煤巖系分布，礦床以鉛鋅、磷礦為主。其中磷礦主要分布于麥地坪組和筇竹寺組下部兩個含礦層位，為昆陽式磷礦和漢源式磷礦兩種類型。漢源式磷礦位于漢源-甘洛大斷裂以東的揚子陸塊南部碳酸鹽臺地峨眉山斷塊上的漢源-峨邊Pb-Zn-Mn-Cu—Ag-磷-煤礦集區中。漢源地區含磷巖系以筇竹寺組下段的含鉀粉砂巖-磷質巖建造為主，含陸源碎屑（鉀長石含量較高）。

1.1 地層

區域地層出露不完整，泥盆系和石炭系地層缺失，在漢源地區各磷礦區主要出露元古界地層。區域內出露地層及巖性從老至新依次為：震旦系（下統為一套火山巖—火山碎屑巖、上統為一套海相碎屑巖及碳酸鹽巖）、寒武系（為一套海相碎屑巖及碳酸鹽巖）、奧陶系（為一套海相碎屑巖及碳酸鹽巖）、志留系（為一套半深海相碎屑巖）、二疊系（下統為由一套濱海相碎屑巖—濱海相碳酸鹽巖—廣海相碳酸鹽巖漸變過渡，上統為一套基性火山噴出巖類）、三疊系（為一套含煤碎屑巖）、侏羅系（為一套河湖相—濱海相碎屑巖）、第四系（為一套殘、坡積物）。寒武系下統筇竹寺組地層為漢源縣磷鉀礦含礦層位。

1.2 構造

區域內構造跡線以北西向、北東向為主，北東方向構造較為發育。區內蓋層褶皺和斷裂主要呈近南北向展布，構成本區以南北向為主的構造體系。褶皺構造主要有漢源向斜、安樂向斜、馬烈背斜、椅子山向斜、磨房溝背斜、范家溝向斜、大洪山向斜和轎頂山向斜等；北西-南東向斷裂組以逆斷層為主，發育有馬治山斷層、沙坪斷層、小埡口斷層、銀廠溝斷層、三岔河斷層等。近南北向斷裂組以逆沖斷層為主，發育有大洪山斷層、白草坡斷層、豆腐石斷層等。由此可見，區內大多數構造對磷鉀礦產生影響[2]。

1.3 礦（層）體

在漢源地區，磷礦層賦礦層位為寒武系下統筇竹寺組一段頂部，呈層狀、似層狀產出。目前，該區共發現大、中型磷礦床2 處，分別位于大洪山、椅子山，其礦層厚度6.92 ～9.87m，礦層在走向上延伸較長，一般在2.8 ～6.5km，最長7km，P2O5平均品位15.26%～20.93%。從漢源各磷鉀礦山分析得出，含磷礦層有上、下兩個礦層，下層礦為漢源地區主要的工業礦層。由于上礦層位于含磷層位的頂部和下部，其厚度不穩定且小，品位底，工業價值低。漢源地區礦層穩定，但部分地段受斷裂構造影響。

1.4 礦石

礦石結構主要體現為外生沉積特征，主要有細砂狀結構、中粗粒碎屑砂狀結構、假鮞狀結構、生物碎屑結構、半自形—它形粒狀結構、交代殘留結構等；礦石構造類型以塊狀構造、條帶狀構造為主，其次是星點浸染狀構造和層紋狀構造等；礦物成分主要為膠磷礦和白云石，其次為石英、泥質、云母及鐵質等。

2 礦帶地質特征

漢源磷鉀礦地區以南為金陽-寧南水下隆起，與德澤-東川盆地相隔，以西為康定古陸、漢源-甘洛水下隆起，形成了一個向東包攬的海灣瀉湖沉積環境，位于潮間沙坪相區，為磷塊巖的匯聚提供了一個良好的沉積場所和環境。在磷礦的沉積過程中，伴隨著多個潮下、潮間、潮上之間的次級小旋回，助推了磷礦層的富集（見圖1）。因此，這些有利環境造就了漢源地區許多厚度大、品位富的大中型磷礦床。

圖1 川滇地區早寒武世筇竹寺期巖相古地理略圖

3 區域典型礦床地質特征

區域內已發現多處具有工業價值的磷礦體，與康滇斷隆成礦帶東部的磷礦床構成了川滇成磷帶北段的主體，為四川磷礦的主要產區。區域內磷礦以賦存于寒武系下統筇竹寺中的漢源式磷礦為主（椅子山、水桶溝磷礦、爛泥三灣磷礦、富泉磷礦等），部分為產于麥地坪組（昆陽式磷礦-鐵廠溝磷礦）。磷礦層厚度總體上變化不大，一般是南北向較為穩定，東西向變化較大。漢源式磷礦沉積環境為淺水陸棚環境，形成過程中有大量陸源碎屑滲入，導致其磷礦含鉀（K2O）量較高，又稱之為含鉀磷塊巖[3-5]。該區周邊已發現典型礦床超過5 處，部分典型礦床特征如表1 所示。

表1 區域典型磷礦床一覽表

（1）水桶溝磷礦：位于漢源縣萬里鄉之南，平距約2 km，出露地層為上震旦系統燈影組、寒武系、下中奧陶統和下二疊統等。磷塊巖賦存于寒武系下統筇竹寺組下段之頂部。巖性組合特征（統筇竹寺組下段）：頂部為磷塊巖（工業礦體），中部為淺灰色厚層塊狀含磷砂巖（P2O5品位一般3%～5%），下部為褐灰色薄層狀泥質粉砂巖、黏土巖、條帶狀硅質巖與含磷砂巖互層。礦體呈穩定的層狀產出，礦層露頭長5000m，厚4.1 ～8.0m，一般厚度5.0 ～7.0m，平均厚6.83m。礦石結構以粒狀為主，構造以塊狀、紋層狀為主，主要礦物成分為磷灰石50%、膠磷礦10%～15%、石英8%、鉀長石10%～15%（主要化學成分為P2O58.59%～26.00%）、其他礦物16%～22%。審批磷礦石儲量C1+C2 1414 萬噸，未審批的磷礦石儲量5105 萬噸，屬大型礦床。

（2）爛泥三灣磷礦：礦區位于椅子山磷礦區（五仙廟鉛鋅磷礦區）東部，礦體賦存于椅子山向斜北西翼的寒武系下統筇竹寺組下段頂部。巖性組合特征：頂板為筇竹寺組二段底部頂部深灰色白云質巖屑粉砂巖；上部為磷礦體，礦體厚度0.75 ～10.61m，平均6.64m，變化系數42.99%，厚度變化較穩定；中部為灰黑色含磷泥質粉砂巖；下部為長石石英粉砂巖、含磷粉砂巖夾薄層粉砂質頁巖。礦體呈單斜層狀產出，產狀120°～140°∠17°～24.5°，平均傾角19.7°，與地層產狀基本一致；礦石品位P2O516.53%～20.53%，平均17.76 %。共探獲磷礦石資源量超過1600 萬噸，為中型磷礦床。

4 區域成礦地質條件分析及找礦前景

4.1 成礦地質條件分析

四川漢源磷礦形成于早寒武世筇竹寺期，沉積環境為潮汐作用下的潮間沙坪環境，受東面環水的水上（海灣）和水下高地地形限制，其東面沉積水體較深，與廣海呈自相通，且海流方向為自東向西。在磷礦成礦期，洋流攜帶富磷物質自東上升，為生物衍生、磷質聚集提供了豐富的物質來源；在洋流的動力作用下，上升的洋流將富磷質的海水逐漸向大陸邊運移，由于pH 值、Eh 值以及溫度等的變化，通過化學-膠體化學方式凝聚，并經早期成巖作用形成半固結—弱固結沉積物；由于海退使水體變淺，形成高能環境，富磷質沉積物遭受磨蝕、搬運、簸選等破壞作用，進一步分選富集為內碎屑及少量鮞粒，并經過波浪、潮汐等水流作用的反復搬運和沉積，最后經過固結成巖形成了本區域的磷塊巖[6-7]。

4.2 找礦前景

對漢源地區各磷鉀礦山磷礦含礦地層、磷礦與構造間關系、磷礦點分布以及規律和特點等綜合研究分析，在漢源地區具有較好的磷礦找礦前景。通過初步研究分析，漢源地區分為3 個磷礦找礦遠景區，自西向東分別命名為馬烈找礦遠景區、大洪山找礦遠景區、轎頂山找礦遠景區，均屬A 類遠景區。

（1）馬烈找礦遠景區：本區磷礦含礦層主要位于馬烈向斜構造的核部及兩翼，此處已發現有水桶溝磷礦床，為大型磷礦床。本區磷礦含礦層位為寒武系下統筇竹寺組下部地層。初步分析，在馬烈-萬里以南之間磷礦找礦前景良好。

（2）大洪山找礦遠景區：本區磷礦含礦層主要位于大洪山向斜構造的核部及兩翼，此處已發現有1 處大型磷礦床-椅子山磷礦床、2 處中型磷礦床-大洪山和爛泥三灣磷礦床、1 處小型磷礦床-瓦板山磷礦、2 處礦點-豆腐石和馬家河壩磷礦點。本區磷礦含礦層位為寒武系下統筇竹寺組下部地層，受區內大洪山向斜和斷層構造的破壞影響，磷礦層重復。本區已知磷礦床分布較多，且本區含礦層位延伸面積廣，由此分析，在觀音巖-鑼鍋坪一帶磷礦找礦前景較好。

（3）轎頂山找礦遠景區：本區磷礦含礦層主要位于轎頂山向斜構造的核部及兩翼，此處已發現有富泉磷礦床（大型磷礦床）和鐵廠溝磷礦點，本區磷礦含礦層穩定，向上延伸較長，約3.2km，磷礦層厚度較穩定，磷礦層厚度2 ～3m。本區磷礦含礦層位為寒武系下統筇竹寺組下部地層，該區磷礦勘查工作程度低，但發現存有以往采礦老硐。由此分析，在轎頂山一帶磷礦找礦前景良好。