贵州织金新华磷矿矿床地质特征及矿床成因浅析

宋普洪

（贵州省地矿局104地质大队，都匀558000）

1 区域地质背景

区域地层：新华磷矿在大地构造位置上位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱，次级构造单元上位于贵阳复杂构造变形区西段。区内褶皱和断层均较为发育，主体构造线呈北东向展布（见图1）。区域内出露地层由老至新，依次为震旦系灯影组（Z2dy），寒武系戈仲伍组（Э1gz）、牛蹄塘组（Э1n）、明心寺组（Э1m）。石炭系九架炉组（C1j）及摆佐组（C1b），二叠系梁山组（P2l）、栖霞组（P2q）和茅口组（P3m）。峨眉山玄武岩组（P3β）、龙潭组（P3l）、长兴组（P3c）和大隆组（P3d），三叠系夜郎组（T1y）和永宁镇组（T1yn）。

2 矿区地质特征

2.1 地层 戈仲伍组（Э1gz）是新华磷矿及稀土矿的主要赋矿层位，该套地层上部为深灰色中厚层状细粒含磷白云岩与暗灰、灰黑色薄层状白云质磷块岩不等厚互层，岩石中具水平、波状、交错层理，构成不规则的条带状构造；下部为灰、青灰色薄至中厚层细粒白云质砂屑磷块岩。厚14～27米。与下伏地层灯影组（Z2dy）为整合接触。

2.2 褶皱构造 区内上由北西至南东，发育木戛向斜、果化—各仲伍背斜、新华向斜、邬元坝背斜、桂果向斜、打麻厂背斜，这些褶皱彼此平行排列，呈北东向展布。其中与新华磷矿关系密切的果化—各仲伍背斜，全长26公里；地层倾向 280°～340°，倾角 5°～30°，临近褶皱轴和断层带附近，倾向变化很大，倾角变陡；背斜南东翼大部分被一走向断层破坏，除局部有明心寺组（Э1m）出露外，背斜南东翼主要出露晚古生代地层及三叠系。

3 矿床地质特征

3.1 矿体（层）特征

3.1.1 含磷岩系 本区含磷岩系为戈仲伍组（Э1gz），由上到下分述如下：①暗灰色薄层白云质磷块岩与深灰色中厚层状细粒含磷白云岩不等厚互层，构成条带状构造，前者厚度2～15cm，一般2～5cm，后者20～40cm，该层厚度2.12～6.00米，平均 3.10米；P2O5含量 12.50%～19.23%。②含磷白云岩：灰、深灰色中厚层状细粒含磷白云岩。厚5.55～10.24米，P2O5含量6.61%～10.29%。③砂屑磷块岩矿：灰、青灰色薄至中厚层状细粒白云质砂屑磷块岩，厚4.67～12.85米，平均8.56米。矿体P2O5品位12.04%～37.53%，平均20.87%。

3.1.2 矿体（层）围岩及夹石 矿层直接顶板为牛蹄塘组（Э1n）黑色、灰黑色粘土岩、粉砂质、炭质粘土岩，厚度34～62米，为区内比较稳定的标志层。矿层直接底板为灯影组（Z2dy）灰、灰白色厚层至块状夹中层（微含磷质）粉晶白云岩。矿体夹石位于戈仲伍组（Э1gz）磷矿层的中部，为灰色中厚层状细粒含磷白云岩；岩石产状与矿体一致，走向长约5公里，倾向宽2公里，将磷矿体分为上层矿及下层矿。上、下层磷矿品位较高，尤其是靠近底板灯影组（Z2dy）白云岩品位高，中间品位较低的情况，夹石厚度一般为 5.55～10.24米，平均 7.89米；品位 6.61%～10.29%，矿石与夹石界线不清。

3.1.3 矿体分布、形态、规模及产状 织金新华磷矿矿体呈层状赋存于戈仲伍组（Э1gz）中，沿果化—各种伍背斜两翼分布，全长20公里以上，为一巨型的海相沉积磷块岩矿床。整个新华磷矿区可分为四个矿段，由南西至北东分为高山矿段、各仲伍矿段、果化矿段和大戛矿段。

矿体产状与地层产状一致，倾向 330°～20°，倾角 8°～15°。从深部工程控制情况来看，矿层走向长约5公里，倾向宽2公里，矿层厚度14.35～26.89米。在走向上，矿层厚度从南西到北东有变薄的趋势。在倾向上，由于受到断层的破坏，局部地段矿层连续性受到影响。但总体来说矿层较稳定，有稳定展布夹层（石），无突变。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石结构、构造 矿区内磷矿石结构为碎裂结构、细晶结构、细晶砂屑结构、含砂屑细晶结构、含砂屑细—中晶结构、砂屑细晶结构等，主要以细晶结构为主。矿区内磷矿石构造主要有：层纹—条纹—条带状层状构造、层纹—条纹状构造、层状构造、层纹状构造等，主要以层纹—条纹状构造最发育。

3.2.2 矿物成分 新华磷矿石经镜下鉴定，发现矿石矿物主要为胶磷矿（隐晶磷灰石），呈内碎屑状，局部在内碎屑内部和边缘发现有少量非晶质磷灰石重结晶成柱粒状磷灰石和成纤状磷灰石环边。

胶磷矿的主要赋存形式有两种：①呈内碎屑基本矿物构成形式产出，含量50%～93%。粒度一般0.06～0.25mm。呈次圆状、圆状，磨圆度及分选性好。②呈填隙物主要矿物构成形式产出，含量1%～22%，对内碎屑等其他成分起胶结作用。脉石矿物主要有白云石、石英、粘土矿物等。

3.3 矿石的化学成分 从分析结果来看，磷块岩中主要的有用化学成分为P2O5和RE2O3，矿区磷矿P2O5品位总体较低，磷的主要赋存状态为隐晶质磷灰石（胶磷矿），与磷矿伴生的有益矿产为稀土矿，本区稀土矿以重稀土（Y2O3） 为主，稀土含量（RE2O3）0.090%～0.150%，平均0.110%。同时发现本区磷矿石F含量较高，MgO含量变化较大。

从已有P2O5和RE2O3的定量分析资料来看，P2O5高，RE2O3也高，反之则低，呈正消长关系。在空间上，P2O5品位有一定的变化，走向上从北东到南西品位变低，倾向上，地表含量高，深部含量低，稀土含量变化规律与P2O5有较强的正相关。

3.4 矿石类型 从岩矿鉴定来看，地表矿石白云石含量大大低于深部钻孔矿石，其中部分地表矿石不含白云石，同时地表矿石MgO含量也明显低于深部矿石；而地表矿石P2O5、SiO2、Al2O3、酸不溶物和稀土含量明显高于深部矿石，所以可以大致判断磷矿石在地表风化淋失过程中造成Mg元素的流失和P、稀土等元素的相对富集。氧化带宽度为30～50米，过渡（混合）带宽度推测为50米左右。深部矿体均为原生带。根据矿石的物质组分、结构构造等宏观特征，可将矿区内矿石的自然类型划分为白云质磷块岩、层纹状含磷质白云岩和层纹—条纹状含砂屑细—中晶状白云质磷块岩三类矿石自然类型。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 成矿控制因素 磷块岩的形成、富集，受诸多因素的制约，主要的控矿条件有岩相古地理及次生氧化作用等。

4.1.1 岩相古地理条件 从勘探线剖面图上的矿层沿走向方向的矿层柱状对比图中可以看出，白云质磷块岩矿体的厚度受其沉积基底起伏程度的制约，当沉积基底（灯影组古侵蚀面）为向下凹的洼地时，沉积的戈仲伍组（Э1gz）含磷层厚度就大，相应的磷块岩P2O5较富，当基底向上凸起时，戈仲伍组含磷层厚度就薄，同时磷块岩的P2O5含量亦较低。

图1

4.1.2 次生氧化富集作用 磷块岩，包括含磷白云岩，在沉积成岩之后，由于氧化作用，使之容易溶解的碳酸盐矿物溶解，CaO、MgO、CO2组分流失，磷块岩中的胶磷矿相对富集，磷块岩贫矿变成磷块岩富矿，含磷白云岩变成磷块岩。次生氧化作用不仅产生于表浅部矿体中，深部矿体当有断层切割或岩溶发育形成溶洞时，加速了地下水的流动，地下水中的氧分对白云质磷块岩进行氧化，促进磷矿石的氧化富集，形成氧化矿石或混合型矿石。

4.2 成矿时期及环境分析 贵州主要磷块岩形成时期大致分为两大成矿时期，即新元古代末陡山沱期和早寒武世梅树村早期，分属中国重要的两个成磷时期。形成的磷块岩分属为黔中成矿域含磷岩系和黔西北早寒武世扬子成矿域含磷岩系。

贵州早寒武世磷块岩主要产出于黔北、黔西北地区（织金新华磷矿区），分属于扬子地台西部。富含磷块岩地层为戈仲伍组（Э1gz）。主要分布于织金大院、戈仲伍、打麻厂、五指山及熊家场等地。岩石主要为白云岩、白云质磷块岩、硅质白云岩、硅质磷块岩及生物碎屑磷块岩等。由于特殊的沉积环境，使得该区磷块岩品位（P2O5含量）较低，为16%～20%左右，但富含稀土元素，具有巨大的综合利用潜在价值。

织金新华磷矿分布于牛首山古陆的东部边缘，其沉积基底受古陆的控制。磷块岩的沉积环境为浅海台地潮坪环境。

5 结论

通过以上综合分析，可初步得出以下结论：

5.1 新华磷矿为产出于早寒武世的超大型磷矿，赋矿层位为各仲伍组（Э1gz），磷的主要赋存状态为隐晶质磷灰石（胶磷矿），伴生稀土矿，以重稀土（Y2O3）为主。其产出层位稳定，矿体厚度大，成矿地质条件好。矿石的自然类型划分为白云质磷块岩、层纹状含磷质白云岩和层纹—条纹状含砂屑细—中晶状白云质磷块岩三种。

5.2 新华磷矿磷块岩的沉积环境为浅海台地潮坪环境，是海源的生物化学和胶体化学聚沉——盆内颗粒再沉积成因，寒武系牛蹄塘组（Э1n）底部黑色页岩可作为该类型磷矿床的找矿标志。

[1]温婧.中国磷矿资源类型和潜力分析[D].北京：中国地质大学，2011.

[2]贵州省区域地质志地质出版社.贵州省地矿局，1987.

[3]贵州省织金县新华磷矿区含重稀土磷块岩地质勘探报告[R].1971.

[4]贵州省织金县打麻厂磷矿及稀土矿详查地质报告[R].2009.