安徽磷礦資源調(diào)查評價與成礦規(guī)律探討

［關(guān)鍵詞］安徽；磷礦；資源調(diào)查評價；成礦規(guī)律

磷礦在工、農(nóng)業(yè)中都具有重要作用，在社會發(fā)展的歷程中扮演著重要角色[1]。2016年11月我國將磷礦列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄，伴隨新能源的發(fā)展，磷酸鐵鋰作為鋰電池的重要構(gòu)成之一，磷礦重要性愈發(fā)凸顯，但資源不足，亟需摸清我省磷礦資源家底[2]。我國磷礦的儲量有151.98×108 t，目前每年開采磷礦石大于4000×104 t，并以5%的速度增長[3]。

安徽作為磷礦缺乏省份，約85%的磷礦依靠外省補(bǔ)給，近年對外依存度逐漸走高[4]。省內(nèi)磷礦資源潛力不清，全省磷礦資源勘查工作久遠(yuǎn)，最近的一次還需追溯到20世紀(jì)70年代。迫切需要開展全省磷礦資源調(diào)查評價工作，對全省各類信息進(jìn)行綜合分析和整理，在以往磷礦資源潛力評價和預(yù)測的基礎(chǔ)上，總結(jié)、完善區(qū)域成礦規(guī)律和找礦模型，將對全省磷礦的資源潛力進(jìn)行總體評價與更新，整體謀劃全省磷礦地質(zhì)找礦工作，尋找磷礦重要勘查開發(fā)基地，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展起平衡支撐作用。

1. 地質(zhì)背景

安徽地跨華北陸塊、秦嶺-大別造山帶和揚(yáng)子陸塊三個大地構(gòu)造單元，區(qū)內(nèi)新太古代以來的地層齊全，前南華紀(jì)變質(zhì)作用普遍，古生代沉積建造發(fā)育，中生代巖漿活動強(qiáng)烈，各種地質(zhì)作用共同形成復(fù)雜的成礦環(huán)境，經(jīng)歷了以大洋巖石圈多島弧盆系構(gòu)造向大陸巖石圈構(gòu)造轉(zhuǎn)換演化形成造山系的演化歷程[5]。地層分屬華北地層區(qū)、揚(yáng)子地層區(qū)和秦嶺－大別地層區(qū)（圖1）。華北地層區(qū)位于六安斷裂以北及郯廬斷裂帶（池太斷裂）以西，六安-肥西以北、嘉山-廬江以西，大部分被第四系覆蓋；秦嶺-大別地層區(qū)位于郯廬斷裂帶（池太斷裂）北西及六安斷裂以南，在華北地層區(qū)之南、霍山縣磨子潭—舒城縣曉天鎮(zhèn)之北，肥東—廬江以西，是大別山北緣東西向狹長沉積區(qū)，西與北秦嶺地層區(qū)相接；揚(yáng)子地層區(qū)位于華北、秦嶺-大別地層區(qū)東南，以江南深斷裂為界，北西為下?lián)P子地層分區(qū)，南東為江南地層分區(qū)，伏川蛇綠混雜巖帶南西為浙西地層分區(qū)[5，6]。

安徽地跨華北陸塊區(qū)、揚(yáng)子陸塊區(qū)和秦祁昆造山系3個Ⅰ級大地構(gòu)造單元，結(jié)合安徽省構(gòu)造-建造特征[5，6]，進(jìn)一步分出3個Ⅱ級構(gòu)造單元、5個Ⅲ級構(gòu)造單元和8個Ⅳ級構(gòu)造單元（圖1）。巖漿活動頻繁，主要發(fā)生在蚌埠期、晉寧期、燕山期和喜馬拉雅期等，根據(jù)構(gòu)造單元及巖漿巖的空間展布狀況，自北而南分為華北南緣巖漿巖帶（區(qū)）、北淮陽巖漿巖帶、大別巖漿巖帶、沿江巖漿巖帶、皖南巖漿巖帶、浙西巖漿巖帶六個Ⅲ級構(gòu)造巖漿巖帶。

2. 安徽磷礦成礦規(guī)律探討

目前，安徽境內(nèi)已知磷礦床（點）60余處，按成因分類可分為沉積礦床、巖漿礦床、變質(zhì)礦床及生物堆積礦床，已分布在揚(yáng)子地層區(qū)內(nèi)，處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺一級構(gòu)造單元的變質(zhì)礦床—沉積變質(zhì)磷灰?guī)r礦床亞類中的“海州式”磷礦工業(yè)價值最大；華北地層區(qū)內(nèi)、處于中朝準(zhǔn)地臺一級構(gòu)造單元的沉積礦床—淺—濱海相沉積磷塊巖礦床亞類中的“鳳臺式”磷礦次之；揚(yáng)子地層區(qū)內(nèi)，處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺一級構(gòu)造單元的巖漿礦床—巖漿氣成-熱液磷灰石巖礦床亞類中的“棲霞式”磷礦磷灰石伴生于鐵礦石中可供回收利用。其他類型磷礦在安徽省內(nèi)分布少、規(guī)模小、品位低。圈定2處省內(nèi)磷礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)，一是宿松-肥東磷礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)，另一個是霍邱-鳳臺-定遠(yuǎn)磷礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)（圖1）。

2.1 沉積礦床

分布在華北及揚(yáng)子兩個地層區(qū)，根據(jù)沉積環(huán)境、沉積建造，并考慮礦石自然類型，進(jìn)一步分為“鳳臺式”磷礦、“開陽式”磷礦、“孤峰式”磷礦和“茅山式”磷礦。

“鳳臺式”磷礦分布在霍邱、鳳臺-定遠(yuǎn)地區(qū)，位于華北地層區(qū)南緣，同屬中朝準(zhǔn)地臺一級構(gòu)造單元，霍邱地區(qū)屬江淮臺隆西部獨立存在的四級地質(zhì)構(gòu)造單元—長山臺坳；鳳臺-定遠(yuǎn)地區(qū)屬淮南陷褶斷帶，已知礦床（點）8處，除霍邱雨臺山磷礦及鳳臺磷礦（西礦區(qū)）為小型礦床外，其余均為磷礦點，含磷地層為寒武系下統(tǒng)猴家山組，主要含磷礦物為膠磷礦，脈石礦物有石英、玉髓、碳酸鹽礦物及黃鐵礦等，礦石中P2O5含量10%～20%，含磷建造為礫巖-頁巖-磷塊巖-白云巖建造，沉積環(huán)境為古陸邊緣濱-淺海局限海灣，磷塊巖在海侵相序的底部或下部沉積，與古侵蝕面有一定距離（圖2）。

“開陽式”磷礦分布在東至-黃山-寧國及祁門-績溪等地區(qū)，位于揚(yáng)子地層區(qū)，同屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺一級構(gòu)造單元，目前僅發(fā)現(xiàn)礦點兩處，分別為東至建新磷礦點及寧國沙帽石磷礦點，含磷地層為震旦系上統(tǒng)藍(lán)田組，含磷建造為礫巖、頁巖、白云巖-磷塊巖-硅質(zhì)巖建造，沉積環(huán)境為古陸邊緣陸斜坡——濱至淺海陸棚區(qū)，磷塊巖出現(xiàn)在海侵相序的下部。

“孤峰式”磷礦分布在江北巢湖、滁州及江南銅陵、績溪等地。位于揚(yáng)子地層區(qū)，同屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺（Ⅰ級）下?lián)P子臺坳二級構(gòu)造單元，已知礦點8處，含磷地層分別為二疊系下統(tǒng)孤峰組及寒武系下統(tǒng)荷塘組。沉積建造為炭泥質(zhì)-硅質(zhì)巖建造，沉積環(huán)境為距古陸不遠(yuǎn)的局限海盆。

“茅山式”磷礦分布在青陽、宣州等地，位于揚(yáng)子地層區(qū)，同屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺（Ⅰ級）下?lián)P子臺坳二級構(gòu)造單元，已知磷礦點3處，含磷地層為志留系上統(tǒng)茅山群。

2.2 巖漿礦床

分布在大別山區(qū)及長江西岸，分屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺（Ⅰ級）淮陽臺隆及下?lián)P子臺坳兩個二級構(gòu)造單元，分為“雪野式”磷礦和“棲霞式”磷礦。

“雪野式”磷礦分布在大別山區(qū)，屬于淮陽臺隆（Ⅱ級）岳西臺拱三級構(gòu)造單元，已知磷礦點2處，磷礦體呈似層狀、板狀產(chǎn)于超基性巖體，含礦巖體屬純橄巖-斜輝橄巖型，巖石巖相組合為斜輝橄巖及斜輝橄欖巖。

“棲霞式”磷礦礦石中的磷灰石為伴生礦物賦存于磁鐵礦礦石，為伴生磷礦床，已知礦床有馬鞍山市凹山、尖山及廬江羅河、泥河等，分別位于“寧蕪”及“廬樅”兩個中生代火山盆地，同屬下?lián)P子臺坳（Ⅱ級）沿江拱斷褶帶三級構(gòu)造單元。

2.3 變質(zhì)礦床

為安徽磷礦主要礦床成因類型，分布于宿松和肥東兩地，屬揚(yáng)子地層區(qū)，地處揚(yáng)子準(zhǔn)地臺（Ⅰ級）淮陽臺隆（Ⅱ級）岳西臺拱及張八嶺臺拱三級構(gòu)造單元，已知磷礦床14處，礦點15處，劃歸為“海州式”，含磷地層分別為下元古界宿松群柳坪組、虎踏石組及肥東群雙山組，含磷巖系為中等程度變質(zhì)的區(qū)域變質(zhì)巖，巖性有云英片巖、含石墨白云石英片巖、大理巖、白云石大理巖、石英巖、黑云角閃片巖、片麻巖及磷灰?guī)r等，礦石礦物主要為氟磷灰石，脈石礦物有石英、長石、云母、碳酸鹽巖、黃鐵礦及錳礦等，礦石中P₂O₅含量5%～35%，礦體平均品位多在10%～20%之間，原巖沉積建造為泥砂質(zhì)巖-磷塊巖-硅質(zhì)巖、碳酸鹽巖建造，原始沉積環(huán)境為古陸邊緣濱-淺海局限海灣或海盆，磷塊巖出現(xiàn)在海侵相序的下部，距古侵蝕面不遠(yuǎn)，礦層圍繞古隆起（由大別山群和闞集群組成）分布（圖3）。

2.4 生物堆積礦層

分布于皖北蕭縣、靈璧、泗縣及淮南、鳳陽、定遠(yuǎn)等地，已知礦點9處，根據(jù)礦體產(chǎn)出形態(tài)、礦石類型，劃為“東方式”，礦體多產(chǎn)于震旦系-奧陶系石灰?guī)r溶洞洞穴，礦體受溶洞的規(guī)模大小和形狀控制。

3. 安徽磷礦資源評價

3.1 安徽磷礦地質(zhì)工作概況

全省范圍內(nèi)相繼發(fā)現(xiàn)不同成因類型磷礦床，取得了較好的找礦成果，目前根據(jù)最新一次資源儲量利用現(xiàn)狀調(diào)查，安徽省磷礦床16 個，其中中型礦床7 個，小型礦床9個，全省磷礦累計查明各類資源儲量75101.64千噸，為安徽省磷礦資源開發(fā)作出了一定貢獻(xiàn)[6]。

（1）基本查明全省磷礦資源分布情況主要分布在宿松、肥東兩地，為沉積變質(zhì)磷灰?guī)r礦，資源儲量占全省的磷礦總儲量的94%。其次為分布在霍邱、鳳臺兩地的淺-濱海相沉積磷塊巖礦。其他地區(qū)或其他類型磷礦，除伴生磷礦可供回收利用外，多無工業(yè)意義。

（2）基本查明肥東、宿松及霍邱、鳳臺-定遠(yuǎn)等地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征和含磷地層的巖性組合、巖相變化特點及展布規(guī)律。

（3）基本查明下元古界肥東群雙山組、宿松群柳坪組及虎踏石組、寒武系下統(tǒng)猴家山組中所含主礦層的產(chǎn)出層位、礦層規(guī)模、形態(tài)、厚度及品位變化規(guī)律、控礦因素等。對其他含磷地層中的不同類型磷礦已有所了解，并作出評價。

上述地質(zhì)成果及豐富的地質(zhì)資料是本次磷礦資源調(diào)查評價工作的基礎(chǔ)和依據(jù)。

3.2 江蘇錦屏磷礦深部找礦啟示

江蘇省連云港市海州地區(qū)錦屏磷礦屬海相沉積變質(zhì)型礦床，與安徽省內(nèi)宿松和肥東地區(qū)的磷礦床同為“海州式”磷礦，擁有同樣的大地構(gòu)造環(huán)境，都位于揚(yáng)子、華北兩板塊拼合帶的秦嶺褶皺系，沿郯廬斷裂帶展布（圖4a）；擁有相似的沉積相和沉積建造，都是沉積控礦加以后期區(qū)域變質(zhì)改造形成的磷礦床；錦屏磷礦含磷地層為海州群錦屏組，對應(yīng)的是肥東群雙山組含磷地層和宿松群虎踏石組、柳坪組含磷層位，具有可類比性，主要巖性基本相似，為白云質(zhì)大理巖、磷灰?guī)r、石英片巖等（圖4b）。

錦屏磷礦現(xiàn)在深部具有較大發(fā)現(xiàn)，磷礦沿走向和傾向上有較大延深，礦體有增厚趨勢，已埋深至-700 m標(biāo)高，深部新增磷礦石資源量900多萬噸，是一個重大的找礦突破。這給我省同為沉積變質(zhì)“海州式”磷礦類型的肥東和宿松地區(qū)提供了一個明顯的找礦信號，擁有同樣成礦地質(zhì)條件的兩地，同為地層控礦，在已有磷礦床的深部應(yīng)該具有較大的找礦潛力，是我省下一步磷礦資源調(diào)查工作的一個重要方向。

4. 結(jié)論

（1）安徽境內(nèi)分布的沉積磷礦（包括沉積變質(zhì)磷礦）最早形成時期為早元古代，最晚至早二疊世，共有五個成礦期（沉積期）。早元古代成礦期處在準(zhǔn)地臺基底形成階段，磷礦沉積的古地理環(huán)境為半封閉海灣或海盆，晚震旦世至早二疊世四個成礦期處于準(zhǔn)地臺階段。

（2）磷礦沉積分別處于陸棚區(qū)、海灘區(qū)以及局限海灣或海盆，造就的五個“式”磷礦的沉積相及建造以及巖石組合等各有不同。安徽省內(nèi)主要分布的磷礦是沉積變質(zhì)磷灰?guī)r“海州式”磷礦和海相沉積磷塊巖“鳳臺式”磷礦。這些古地理環(huán)境的形成及變化主要受地殼構(gòu)造演化制約。磷礦形成之后，受到多期構(gòu)造變動的影響和破壞，由于不同“式”磷礦經(jīng)歷的時間以及所處地質(zhì)構(gòu)造部位不同，受到的影響和破壞程度亦有較大區(qū)別，在現(xiàn)代地理分布及表現(xiàn)形態(tài)上各有特點。

（3）根據(jù)安徽省內(nèi)磷礦資源特征與成礦規(guī)律，可圈定宿松-肥東磷礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)和霍邱-鳳臺-定遠(yuǎn)磷礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

（4）錦屏磷礦深部的重大發(fā)現(xiàn)為我省“海州式”磷礦指明了下一步找礦的突破方向。