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[摘 要]永温磷矿位于羊水背斜北东翼，开阳磷矿的深部延伸，埋藏深度830～1470m。区内地表无大型断层发育，但深部见一到两条大型逆断层，造成局部矿层重复。矿石结构以碎屑状为主，矿体构造主要为条带状和层纹状，致密块状次之。
[关键词]地质特征 磷矿 永温 开阳
中图分类号：P619 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0053-02
引言：開阳永温磷矿区位于扬子地块滇黔断褶带黔中隆起区（地质科学研究院，1965），行政区划属贵州省开阳县永温镇，距县城直距约14km。该区地处开阳洋水背斜北东翼。开阳磷矿对洋水背斜作了大量勘查，研究区则为其深部延伸，埋藏深度830～1470m，预测资源量大于1亿吨。
区域内有两层磷矿，分别赋存于早寒武世初期牛蹄塘组底部和早震旦世早期陡山沱组上部，通常将前者称为上磷矿层，将后者称为下磷矿层。上磷矿层磷矿体长度小，厚度较薄， 工业价值比较小；下磷矿层矿石富，矿层厚，规模巨大，为本文研究对象。
对于开阳地区磷矿前人已作了大量研究[1-7]。永温磷矿为开阳磷矿的延伸，本文从钻孔岩心揭示其岩石学特征，并利用稀土元素地球化学特征探讨矿床的形成环境，填补该区域的研究空白。
1.地质背景
研究区位处于扬子陆块边缘，大地构造位于扬子地块与江南隆起带接合部之扬子地块一侧，主体属扬子陆块一级构造单元内上扬子陆块二级构造单元中的扬子陆块南部被动边缘褶冲带。北北东向的洋水背斜形成了区域上的主体构造格架。区域断裂构造以北北东向、北东东向为主。
洋水背斜轴向呈北北东向，延伸长约40km，呈长条状，中段（金中一带）上隆。轴部出露地层Pt3q、Nh2n，两翼分别为Z1d—∈2-3ls地层。核部地层平缓，两翼地层倾角8～50°，东翼舒缓，西翼地层产状较陡。背斜轴部及翼部被多条北北东断层切割，致使金中镇往北含矿层因断层致使重复出露地表。由中化地质矿山总局贵州地质勘查院对洋水背斜作的大量勘查显示，主要有背斜东翼的F41、F43和F44。这些断层均表现为地表倾角陡65～75°，深部缓20～35°。在勘查初期，还将下磷矿被F41断层逆推而造成的重复现象视为了原生沉积的“中磷矿”层[1]。
2.矿床地质特征
研究区主体构造线方向呈北北东向，北西翼地层产状倾向北西，倾角6～10°，由北东往中南部地层倾向由北东逐渐变成南东东，倾角8～15°，平均13°。
区内出露地层有寒武系中统石冷水组、高台组、下统清虚洞组、金顶山组；往下寒武系下统明心寺组、牛蹄塘组（上磷矿含矿层），震旦系上统灯影组，下统陡山沱组（下磷矿含矿层），南华系上统南沱组在区内均为隐伏地层。
研究区内地表无大型断层发育。但据已施工钻孔ZK1207、ZK1101、ZK1109、ZK409和ZK805编录情况显示，这5个钻孔均发现逆断层，并使磷矿重复了两次，两盘矿间距为73.05～137.34m。这与开阳磷矿马路坪矿段F41断裂特征相似，说明该区域内逆断层发育，且会造成矿层的重复。上盘矿矿体呈灰、灰白色，厚度级不稳定为0.45～5.2m，品位较低，变化于17.65～31.45%，较下盘矿偏低，其顶板为硅质岩，底板为断层角砾岩，角砾岩性为白云岩，呈次棱角、棱角状，大小<15mm，胶结程度高，胶结物为白云质；下盘矿矿体呈深灰、灰色，厚度较稳定，变化于1.33～8.15m，只有中西部的ZK001和ZK005矿体为0.22m和0m，品位变化于28.42～36.31%，其顶板为含白云岩团块硅质岩，底板为灰绿色砂岩或含锰白云岩。
3.含矿岩系特征
研究区含矿岩系为震旦系下统陡山沱组，综合钻孔资料对陡山沱组岩性、层序特征如下：
上覆地层：震旦系上统灯影组（Z2dy）
13 浅灰、灰色块状层细晶白云岩，溶蚀空洞较发育。未见顶。
12灰白色、浅灰色中层鲕粒状白云岩，鲕粒呈灰、灰白色，椭球状、球状，大小<4mm，逆粒序，厚0.13～1.31m；
11浅灰色中层细晶白云岩。厚0.54～4.38m；
震旦系下统陡山沱组（Z1d）
10深灰色硅质岩夹灰绿色凝灰质粘土岩，厚0.29～0.75m；
9浅灰色中厚层白云岩，偶夹灰绿色粘土岩。厚0～2.54m；
8浅灰色同生角砾状白云岩，角砾呈灰白色，棱角状-次棱角状，大小5-35mm，厚0～1.36m；
7浅灰色细晶白云岩，厚0.21～9.69m；
6乳白、灰色含白云岩团块硅质岩，局部白云岩较多，偶见硅质岩呈鲕豆状，厚2.76～5.33m；
5深灰、灰色条带状、层纹状磷块岩，波状、交错层理，厚0.77～2.64m；
4深灰、灰褐色中厚层碎屑状磷块岩，层理不发育，厚0.31～3.71m；
3灰、深灰色中层砂质白云岩，顶部为微红色含锰白云岩，多呈菱角状，砾间被砂质充填，厚0～0.90m；
2灰绿色中厚层含砾细砂岩，局部夹灰绿色薄层粘土岩，厚2～17.89m。
下伏地层：南华系上统南沱组（Nh2n）
1紫红色薄层粘土岩，偶见灰绿色砾石，呈近椭球状。未见底。
4.岩石学特征
4.1矿石矿物
研究区磷矿矿石矿物以胶磷矿团粒为主，其次有脉状充填型胶磷矿。显微镜下，单偏光镜下胶磷矿无色透明，正交偏光下全消光，属于均质矿物。胶粒粒度最大1mm，最小0.06mm。胶磷矿颗粒多呈现紧密堆积的块状构造。
4.2矿石结构
（1）砂屑磷块岩（照片D）
这是永温及开阳地区磷块岩最主要的矿石结构类型。砂屑成分除少量石英、白云石和粘土矿物外，几乎全为磷质。按照粒度大小，可进一步分成砾屑、粗砂屑、中砂屑和细砂屑四种，镜下观察，中-细粒砂屑所占比例较大。砂屑和砾屑一般有很好的分选性和磨圆度，砾屑最大直径可达35mm，呈竹叶状、长条状，具一定的定向性分布，显示出经过较长距离的迁移和搬运的特征，为异地再沉积产物。碎屑直径自底往上由大变小，竹叶状、长条状多数出现在矿层的最底部。 （2）叠层石磷块岩（照片C）：
区内分布较局限，仅ZK809分布约0.37m，呈姜状。叠层构造反映出生物生长随气候、环境变化而发生的周期性更替。藻间为后期沉积充填物，由磷质碎屑和较多的碳酸盐碎屑、陆源碎屑组成。
4.3矿石构造
區内矿体主要有三种构造，自上而下为条带状构造、层纹状构造和致密状构造。
（1）条带（条纹）状构造（照片A）
由磷酸盐矿物或纹层状磷块岩与白云岩，或粘土矿物（岩），或硅质矿物（岩）呈数毫米至数厘米不等厚互层的构造。单层厚在 0.5～5cm 时称条带状构造，0.1～0.5cm 时称条纹状构造。具波状、交错层理。
（2）层纹状构造（照片B）
由碳氟磷灰石的砂屑颗粒多少、大小和胶结物的不同而构成毫米级纹层。由粗细颗粒相间形成的纹层。
（3）致密块状构造
由颗粒状或凝胶状的低碳氟磷灰石紧密堆积而成，单层厚在 0.5mm 以上不显层理。按矿石结构的不同可分为颗粒块状构造和凝胶块状构造两种。颗粒块状构造：由低碳氟磷灰石颗粒紧密堆积而成。颗粒主要为砂屑（内碎屑），少量砾屑和鲕粒。颗粒大小均匀，圆度好，以接触式胶结为主，少量以白云石、硅质及碳氟磷灰石为胶结物作基底式胶结，多见于浅水相含磷岩系中，主要分布于矿层的中下部。
5.结论
1、区内地质构造主要以造成矿层重复的近南北走向的逆断层为主。
2、矿体呈深灰、灰色，厚度较稳定，变化于1.33～8.15m，只有中西部的ZK001和ZK005矿体为0.22m和0m，品位变化于28.42～36.31%。
3、矿体构造自上而下总体均表现为条带状、层纹状、致密状、碎屑状
4、矿石结构以碎屑状为主，矿体构造主要为条带状和层纹状，致密块状次之。
参考文献
[1] 杨绍亮， 开阳磷矿马路坪矿段F_（41）断裂特征及意义. 化工地质， 1980（02）： 第65-79页.
[2] 朱士兴与王砚耕， 关于开阳磷块岩矿床成因的探讨. 科学通报， 1983（19）： 第1191-1194页.
[3] 田亚江与邹立志， 贵州开阳两岔河磷矿矿体及矿石特征， 2011. 第 195-198页.
[4] 张杰， 陈吉艳与陈代良， 贵州磷块岩主要物质成分特征探讨. 中国非金属矿工业导刊， 2004（05）： 第91-92页.
[5] 杨友， 开阳两岔河磷矿区的地质特征. 科技情报开发与经济， 2011（24）： 第196-198页.
[6] 黎永才， 开阳磷矿地质及其成矿地质条件. 化工地质， 1980（02）： 第80-91页.
[7] 陈治， 开阳磷矿含磷岩系矿石构造特征探讨. 地下水， 2012（05）： 第131-132页.
吴祥和， 韩至钧， 等1 贵州磷块岩[ M ] 1 北京： 地质出版社， 1999.
German C R， Elderfield H. Aplication of the Ce anomaly as a paleoredox indicator： the ground rules[J].Paleoceanography，1990，5：823～833.
Wright J， Schrader H， Holser W T. Paleoredox variations in ancient oceans recorded by rare earth elements in fossil apatite [J].Geochim. Cosmochim. Acta， 1987， 51： 637～644.
Chen D F， DongW Q， Qi L， Chen G Q， Chen X P. 2003. Possible REE constraints on the depositional and diagenetic environment of Doushantuo Formation phosphorites containing the earliestmetazoan fauna[J]. Chem. Geo.l 201. 103-118.
[关键词]地质特征 磷矿 永温 开阳
中图分类号：P619 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0053-02
引言：開阳永温磷矿区位于扬子地块滇黔断褶带黔中隆起区（地质科学研究院，1965），行政区划属贵州省开阳县永温镇，距县城直距约14km。该区地处开阳洋水背斜北东翼。开阳磷矿对洋水背斜作了大量勘查，研究区则为其深部延伸，埋藏深度830～1470m，预测资源量大于1亿吨。
区域内有两层磷矿，分别赋存于早寒武世初期牛蹄塘组底部和早震旦世早期陡山沱组上部，通常将前者称为上磷矿层，将后者称为下磷矿层。上磷矿层磷矿体长度小，厚度较薄， 工业价值比较小；下磷矿层矿石富，矿层厚，规模巨大，为本文研究对象。
对于开阳地区磷矿前人已作了大量研究[1-7]。永温磷矿为开阳磷矿的延伸，本文从钻孔岩心揭示其岩石学特征，并利用稀土元素地球化学特征探讨矿床的形成环境，填补该区域的研究空白。
1.地质背景
研究区位处于扬子陆块边缘，大地构造位于扬子地块与江南隆起带接合部之扬子地块一侧，主体属扬子陆块一级构造单元内上扬子陆块二级构造单元中的扬子陆块南部被动边缘褶冲带。北北东向的洋水背斜形成了区域上的主体构造格架。区域断裂构造以北北东向、北东东向为主。
洋水背斜轴向呈北北东向，延伸长约40km，呈长条状，中段（金中一带）上隆。轴部出露地层Pt3q、Nh2n，两翼分别为Z1d—∈2-3ls地层。核部地层平缓，两翼地层倾角8～50°，东翼舒缓，西翼地层产状较陡。背斜轴部及翼部被多条北北东断层切割，致使金中镇往北含矿层因断层致使重复出露地表。由中化地质矿山总局贵州地质勘查院对洋水背斜作的大量勘查显示，主要有背斜东翼的F41、F43和F44。这些断层均表现为地表倾角陡65～75°，深部缓20～35°。在勘查初期，还将下磷矿被F41断层逆推而造成的重复现象视为了原生沉积的“中磷矿”层[1]。
2.矿床地质特征
研究区主体构造线方向呈北北东向，北西翼地层产状倾向北西，倾角6～10°，由北东往中南部地层倾向由北东逐渐变成南东东，倾角8～15°，平均13°。
区内出露地层有寒武系中统石冷水组、高台组、下统清虚洞组、金顶山组；往下寒武系下统明心寺组、牛蹄塘组（上磷矿含矿层），震旦系上统灯影组，下统陡山沱组（下磷矿含矿层），南华系上统南沱组在区内均为隐伏地层。
研究区内地表无大型断层发育。但据已施工钻孔ZK1207、ZK1101、ZK1109、ZK409和ZK805编录情况显示，这5个钻孔均发现逆断层，并使磷矿重复了两次，两盘矿间距为73.05～137.34m。这与开阳磷矿马路坪矿段F41断裂特征相似，说明该区域内逆断层发育，且会造成矿层的重复。上盘矿矿体呈灰、灰白色，厚度级不稳定为0.45～5.2m，品位较低，变化于17.65～31.45%，较下盘矿偏低，其顶板为硅质岩，底板为断层角砾岩，角砾岩性为白云岩，呈次棱角、棱角状，大小<15mm，胶结程度高，胶结物为白云质；下盘矿矿体呈深灰、灰色，厚度较稳定，变化于1.33～8.15m，只有中西部的ZK001和ZK005矿体为0.22m和0m，品位变化于28.42～36.31%，其顶板为含白云岩团块硅质岩，底板为灰绿色砂岩或含锰白云岩。
3.含矿岩系特征
研究区含矿岩系为震旦系下统陡山沱组，综合钻孔资料对陡山沱组岩性、层序特征如下：
上覆地层：震旦系上统灯影组（Z2dy）
13 浅灰、灰色块状层细晶白云岩，溶蚀空洞较发育。未见顶。
12灰白色、浅灰色中层鲕粒状白云岩，鲕粒呈灰、灰白色，椭球状、球状，大小<4mm，逆粒序，厚0.13～1.31m；
11浅灰色中层细晶白云岩。厚0.54～4.38m；
震旦系下统陡山沱组（Z1d）
10深灰色硅质岩夹灰绿色凝灰质粘土岩，厚0.29～0.75m；
9浅灰色中厚层白云岩，偶夹灰绿色粘土岩。厚0～2.54m；
8浅灰色同生角砾状白云岩，角砾呈灰白色，棱角状-次棱角状，大小5-35mm，厚0～1.36m；
7浅灰色细晶白云岩，厚0.21～9.69m；
6乳白、灰色含白云岩团块硅质岩，局部白云岩较多，偶见硅质岩呈鲕豆状，厚2.76～5.33m；
5深灰、灰色条带状、层纹状磷块岩，波状、交错层理，厚0.77～2.64m；
4深灰、灰褐色中厚层碎屑状磷块岩，层理不发育，厚0.31～3.71m；
3灰、深灰色中层砂质白云岩，顶部为微红色含锰白云岩，多呈菱角状，砾间被砂质充填，厚0～0.90m；
2灰绿色中厚层含砾细砂岩，局部夹灰绿色薄层粘土岩，厚2～17.89m。
下伏地层：南华系上统南沱组（Nh2n）
1紫红色薄层粘土岩，偶见灰绿色砾石，呈近椭球状。未见底。
4.岩石学特征
4.1矿石矿物
研究区磷矿矿石矿物以胶磷矿团粒为主，其次有脉状充填型胶磷矿。显微镜下，单偏光镜下胶磷矿无色透明，正交偏光下全消光，属于均质矿物。胶粒粒度最大1mm，最小0.06mm。胶磷矿颗粒多呈现紧密堆积的块状构造。
4.2矿石结构
（1）砂屑磷块岩（照片D）
这是永温及开阳地区磷块岩最主要的矿石结构类型。砂屑成分除少量石英、白云石和粘土矿物外，几乎全为磷质。按照粒度大小，可进一步分成砾屑、粗砂屑、中砂屑和细砂屑四种，镜下观察，中-细粒砂屑所占比例较大。砂屑和砾屑一般有很好的分选性和磨圆度，砾屑最大直径可达35mm，呈竹叶状、长条状，具一定的定向性分布，显示出经过较长距离的迁移和搬运的特征，为异地再沉积产物。碎屑直径自底往上由大变小，竹叶状、长条状多数出现在矿层的最底部。 （2）叠层石磷块岩（照片C）：
区内分布较局限，仅ZK809分布约0.37m，呈姜状。叠层构造反映出生物生长随气候、环境变化而发生的周期性更替。藻间为后期沉积充填物，由磷质碎屑和较多的碳酸盐碎屑、陆源碎屑组成。
4.3矿石构造
區内矿体主要有三种构造，自上而下为条带状构造、层纹状构造和致密状构造。
（1）条带（条纹）状构造（照片A）
由磷酸盐矿物或纹层状磷块岩与白云岩，或粘土矿物（岩），或硅质矿物（岩）呈数毫米至数厘米不等厚互层的构造。单层厚在 0.5～5cm 时称条带状构造，0.1～0.5cm 时称条纹状构造。具波状、交错层理。
（2）层纹状构造（照片B）
由碳氟磷灰石的砂屑颗粒多少、大小和胶结物的不同而构成毫米级纹层。由粗细颗粒相间形成的纹层。
（3）致密块状构造
由颗粒状或凝胶状的低碳氟磷灰石紧密堆积而成，单层厚在 0.5mm 以上不显层理。按矿石结构的不同可分为颗粒块状构造和凝胶块状构造两种。颗粒块状构造：由低碳氟磷灰石颗粒紧密堆积而成。颗粒主要为砂屑（内碎屑），少量砾屑和鲕粒。颗粒大小均匀，圆度好，以接触式胶结为主，少量以白云石、硅质及碳氟磷灰石为胶结物作基底式胶结，多见于浅水相含磷岩系中，主要分布于矿层的中下部。
5.结论
1、区内地质构造主要以造成矿层重复的近南北走向的逆断层为主。
2、矿体呈深灰、灰色，厚度较稳定，变化于1.33～8.15m，只有中西部的ZK001和ZK005矿体为0.22m和0m，品位变化于28.42～36.31%。
3、矿体构造自上而下总体均表现为条带状、层纹状、致密状、碎屑状
4、矿石结构以碎屑状为主，矿体构造主要为条带状和层纹状，致密块状次之。
参考文献
[1] 杨绍亮， 开阳磷矿马路坪矿段F_（41）断裂特征及意义. 化工地质， 1980（02）： 第65-79页.
[2] 朱士兴与王砚耕， 关于开阳磷块岩矿床成因的探讨. 科学通报， 1983（19）： 第1191-1194页.
[3] 田亚江与邹立志， 贵州开阳两岔河磷矿矿体及矿石特征， 2011. 第 195-198页.
[4] 张杰， 陈吉艳与陈代良， 贵州磷块岩主要物质成分特征探讨. 中国非金属矿工业导刊， 2004（05）： 第91-92页.
[5] 杨友， 开阳两岔河磷矿区的地质特征. 科技情报开发与经济， 2011（24）： 第196-198页.
[6] 黎永才， 开阳磷矿地质及其成矿地质条件. 化工地质， 1980（02）： 第80-91页.
[7] 陈治， 开阳磷矿含磷岩系矿石构造特征探讨. 地下水， 2012（05）： 第131-132页.
吴祥和， 韩至钧， 等1 贵州磷块岩[ M ] 1 北京： 地质出版社， 1999.
German C R， Elderfield H. Aplication of the Ce anomaly as a paleoredox indicator： the ground rules[J].Paleoceanography，1990，5：823～833.
Wright J， Schrader H， Holser W T. Paleoredox variations in ancient oceans recorded by rare earth elements in fossil apatite [J].Geochim. Cosmochim. Acta， 1987， 51： 637～644.
Chen D F， DongW Q， Qi L， Chen G Q， Chen X P. 2003. Possible REE constraints on the depositional and diagenetic environment of Doushantuo Formation phosphorites containing the earliestmetazoan fauna[J]. Chem. Geo.l 201. 103-118.