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【摘 要】福泉大湾磷矿产于震旦系下统陡山沱组中,矿体呈层状产出,矿石矿物为胶磷矿,严格受地层、岩性控制。根据磷块岩矿床特点,分析本区磷块岩矿床是海源的胶体化学聚集沉积——盆内颗粒再积成因:
【关键词】磷矿;地质特征;成矿因素;福泉大湾
1.区域地质概况
福泉大湾矿段位于福泉市境内,大地构造位置处于Ⅰ级大地构造单元、扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区中偏东部,区域性的白岩——高坪背斜之南段西翼。由于经历了多期构造运动,区内褶皱、断裂较为发育,褶皱总体呈北北东向展布,断层以北北东向、北西向为主。区内出露地层为青白口系、
南华系、震旦系、寒武系、二叠系及三叠系,缺失奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系,第四系分布广泛而零散。
2.磷矿地质特征
2.1 地层
矿段内地层层序由老至新为:青白口系板溪群,南华系上统南沱组,震旦系下统陡山沱组(磷矿含矿层位)和上统灯影组,寒武系下统牛蹄塘组(镍钼多金属矿含矿层位)、明心寺组、金顶山组、清虚洞组、中寒武统高台组+石冷水组,及第四系残坡积物。地表出露地层仅有明心寺组 (∈1m)第二、三段;金顶山组(∈1j)第一、二段;清虚洞组(∈1q)第一、二段;高台、石冷水组(∈2g+∈2s)。
2.2 构造
矿段位于白岩背斜南段西翼,为一单斜构造。岩层总体倾向北西,倾角较缓。
矿段内断裂构造较发育,主要为近南北向、北东向、北西向三组断裂。南北向组:主要发育F1、F2两条断裂。北西向组:F3、F4、F7、F12、F13等。北东向组:主要有F5、F6、F10等。这些断层和少量隐伏断层破坏了矿层的完整性和连续性。如图1。
2.3磷矿地质特征
2.3.1 矿体产出特征
磷矿体呈层状赋存于下震旦统陡山沱组中,产状与岩层一致,总体倾向北西,倾角较缓,为一单斜矿床。层位较为连续、稳定,具工业价值矿体两层(a、b矿层),顶、底板均为白云岩或含硅质白云岩,a、b矿层的间距一般十米左右。
2.3.2含矿岩系特征
含矿岩系为下震旦统陡山沱组,分为四段(Z1ds1、Z1ds2、Z1ds3、Z1ds4),为一套台地相磷块岩、砾岩、白云岩和硅质岩组成的含磷岩组,厚27.20--43.20m。是区内工业磷块岩的产出层位。其组合特征如下:
上覆地层灯影组第一段(Z2dy1):灰、浅灰色中至厚层细晶白云岩,与下伏地层呈假整合接触。
陡山沱组第四段(Z1ds4):即b矿层,为灰、深灰色中厚层致密状、条带状磷块岩,厚度不甚稳定,沿倾向有渐次变薄之现象。
陡山沱组第三段(Z1ds3):为浅灰、灰白色硅质白云岩、硅质岩。
陡山沱组第二段(Z1ds2):即a矿层,为灰、深灰、灰黑色中厚层致密状、层纹状、砂屑状磷块岩组成,局部见炭泥质磷块岩,厚度不稳定,沿南西向渐次变薄至沉积尖灭。
陡山沱组第一段(Z1ds1):为白云岩、含砾白云岩(底砾岩)及粘土岩,砾石成份以板岩、变余凝灰质粉砂岩为主,基底式胶结,胶结物为白云质。厚度不稳定。
下伏地层南沱组(Nh2n)为灰绿色、砖红色冰碛砾岩及粉砂质水云母粘土岩。与上覆地层呈假整合接触。
2.3.3 矿体的形态、产状与规模
矿体呈层状顺层产出,产状与岩层一致,a矿层走向长度大于3.4km,倾向延伸大于2.5km;b矿层走向长约5.5km,倾向延伸大于2.5km。b矿层厚度较a矿层稳定,有用组分分布较为均匀。
2.3.4 矿石结构构造、矿物组分
矿石结构有凝胶结构、砂屑结构、砾屑结构、藻灰结构(球粒结构)四种。构造有块状构造、层纹状构造、条带状构造及团块状构造。
矿石矿物有胶磷矿、碳磷灰石及细晶磷灰石;脉石矿物为白云石,次为石英、方解石、碎屑矿物、粘土矿物等。
2.3.5 矿石化学成分
磷块岩矿石主要化学成分为P2O5、I、酸不溶物(A·I)、CaO、CO2、MgO、SiO2,次要组分为枸溶性P2O5、Al2O3、TFe2O3、F等。CaO含量最高,其次为CO2、酸不溶物(A·I)、SiO2
3.成矿因素
本工作区震旦系下统陡山沱组是南沱冰期之后第一个成磷沉积旋回。在当时古地理控制和古气候影响下,来自大洋深部的含磷水体运移至相对稳定、低能的浅水环境中,压力降低、温度增高、CO2逸出和消耗、磷质自溶液中化学析出,胶体聚沉形成磷质凝胶或固化的贫磷块岩,在浅水搅动条件下颗粒化,就地或经盆内迁移、簸选而于不同能量环境中再沉积,成岩阶段的孔隙磷质淀晶胶结和进一步地分异、凝聚,对磷块岩的富化和聚集碘等分散元素起着重要作用,在整个成磷过程中,蓝绿藻等生物间接提供磷质,促进磷质状态转化、变异介质地球化学条件以及促沉、稳定磷质和浓缩、聚集介质中的稀散元素碘,起了一定的触媒作用。
综上所述,认为本区磷块岩矿床是海源的胶体化学聚集沉积——盆内颗粒再积成因。
4.结语
福泉大湾磷矿产于震旦系下统陡山沱组,矿体呈层状顺层产出,分布面积广,规模大,层位较稳定、连续,总体倾向北西,为一单斜大型磷块岩矿床。究其成因,为海源的胶体化学聚集沉积——盆内颗粒再积。主要聚集地带是浅海台地边缘滩及滩间泻湖,次为台地潮坪之沙坪及盆地边缘。
参考文献:
[1]贵州省地质矿产勘查开发局,中华人民共和国区域地质图说明书(1:5万牛场幅、瓮安幅)[R]1998.
[2]贵州省地质矿产局,贵州省区域地质志[M],北京:地质出版社,1992.
[3]贵州省福泉市大湾磷矿普查报告[R],2013.
作者简介:莫潮辉(1970-),男,助理工程师,主要从事基础地质、矿产地质工作。
【关键词】磷矿;地质特征;成矿因素;福泉大湾
1.区域地质概况
福泉大湾矿段位于福泉市境内,大地构造位置处于Ⅰ级大地构造单元、扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区中偏东部,区域性的白岩——高坪背斜之南段西翼。由于经历了多期构造运动,区内褶皱、断裂较为发育,褶皱总体呈北北东向展布,断层以北北东向、北西向为主。区内出露地层为青白口系、
南华系、震旦系、寒武系、二叠系及三叠系,缺失奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系,第四系分布广泛而零散。
2.磷矿地质特征
2.1 地层
矿段内地层层序由老至新为:青白口系板溪群,南华系上统南沱组,震旦系下统陡山沱组(磷矿含矿层位)和上统灯影组,寒武系下统牛蹄塘组(镍钼多金属矿含矿层位)、明心寺组、金顶山组、清虚洞组、中寒武统高台组+石冷水组,及第四系残坡积物。地表出露地层仅有明心寺组 (∈1m)第二、三段;金顶山组(∈1j)第一、二段;清虚洞组(∈1q)第一、二段;高台、石冷水组(∈2g+∈2s)。
2.2 构造
矿段位于白岩背斜南段西翼,为一单斜构造。岩层总体倾向北西,倾角较缓。
矿段内断裂构造较发育,主要为近南北向、北东向、北西向三组断裂。南北向组:主要发育F1、F2两条断裂。北西向组:F3、F4、F7、F12、F13等。北东向组:主要有F5、F6、F10等。这些断层和少量隐伏断层破坏了矿层的完整性和连续性。如图1。
2.3磷矿地质特征
2.3.1 矿体产出特征
磷矿体呈层状赋存于下震旦统陡山沱组中,产状与岩层一致,总体倾向北西,倾角较缓,为一单斜矿床。层位较为连续、稳定,具工业价值矿体两层(a、b矿层),顶、底板均为白云岩或含硅质白云岩,a、b矿层的间距一般十米左右。
2.3.2含矿岩系特征
含矿岩系为下震旦统陡山沱组,分为四段(Z1ds1、Z1ds2、Z1ds3、Z1ds4),为一套台地相磷块岩、砾岩、白云岩和硅质岩组成的含磷岩组,厚27.20--43.20m。是区内工业磷块岩的产出层位。其组合特征如下:
上覆地层灯影组第一段(Z2dy1):灰、浅灰色中至厚层细晶白云岩,与下伏地层呈假整合接触。
陡山沱组第四段(Z1ds4):即b矿层,为灰、深灰色中厚层致密状、条带状磷块岩,厚度不甚稳定,沿倾向有渐次变薄之现象。
陡山沱组第三段(Z1ds3):为浅灰、灰白色硅质白云岩、硅质岩。
陡山沱组第二段(Z1ds2):即a矿层,为灰、深灰、灰黑色中厚层致密状、层纹状、砂屑状磷块岩组成,局部见炭泥质磷块岩,厚度不稳定,沿南西向渐次变薄至沉积尖灭。
陡山沱组第一段(Z1ds1):为白云岩、含砾白云岩(底砾岩)及粘土岩,砾石成份以板岩、变余凝灰质粉砂岩为主,基底式胶结,胶结物为白云质。厚度不稳定。
下伏地层南沱组(Nh2n)为灰绿色、砖红色冰碛砾岩及粉砂质水云母粘土岩。与上覆地层呈假整合接触。
2.3.3 矿体的形态、产状与规模
矿体呈层状顺层产出,产状与岩层一致,a矿层走向长度大于3.4km,倾向延伸大于2.5km;b矿层走向长约5.5km,倾向延伸大于2.5km。b矿层厚度较a矿层稳定,有用组分分布较为均匀。
2.3.4 矿石结构构造、矿物组分
矿石结构有凝胶结构、砂屑结构、砾屑结构、藻灰结构(球粒结构)四种。构造有块状构造、层纹状构造、条带状构造及团块状构造。
矿石矿物有胶磷矿、碳磷灰石及细晶磷灰石;脉石矿物为白云石,次为石英、方解石、碎屑矿物、粘土矿物等。
2.3.5 矿石化学成分
磷块岩矿石主要化学成分为P2O5、I、酸不溶物(A·I)、CaO、CO2、MgO、SiO2,次要组分为枸溶性P2O5、Al2O3、TFe2O3、F等。CaO含量最高,其次为CO2、酸不溶物(A·I)、SiO2
3.成矿因素
本工作区震旦系下统陡山沱组是南沱冰期之后第一个成磷沉积旋回。在当时古地理控制和古气候影响下,来自大洋深部的含磷水体运移至相对稳定、低能的浅水环境中,压力降低、温度增高、CO2逸出和消耗、磷质自溶液中化学析出,胶体聚沉形成磷质凝胶或固化的贫磷块岩,在浅水搅动条件下颗粒化,就地或经盆内迁移、簸选而于不同能量环境中再沉积,成岩阶段的孔隙磷质淀晶胶结和进一步地分异、凝聚,对磷块岩的富化和聚集碘等分散元素起着重要作用,在整个成磷过程中,蓝绿藻等生物间接提供磷质,促进磷质状态转化、变异介质地球化学条件以及促沉、稳定磷质和浓缩、聚集介质中的稀散元素碘,起了一定的触媒作用。
综上所述,认为本区磷块岩矿床是海源的胶体化学聚集沉积——盆内颗粒再积成因。
4.结语
福泉大湾磷矿产于震旦系下统陡山沱组,矿体呈层状顺层产出,分布面积广,规模大,层位较稳定、连续,总体倾向北西,为一单斜大型磷块岩矿床。究其成因,为海源的胶体化学聚集沉积——盆内颗粒再积。主要聚集地带是浅海台地边缘滩及滩间泻湖,次为台地潮坪之沙坪及盆地边缘。
参考文献:
[1]贵州省地质矿产勘查开发局,中华人民共和国区域地质图说明书(1:5万牛场幅、瓮安幅)[R]1998.
[2]贵州省地质矿产局,贵州省区域地质志[M],北京:地质出版社,1992.
[3]贵州省福泉市大湾磷矿普查报告[R],2013.
作者简介:莫潮辉(1970-),男,助理工程师,主要从事基础地质、矿产地质工作。