李程 彭涛 常鑫

摘 要:青山磷矿位于峨边县城区145°方向,直距27km,隶属峨边县平等乡管辖,文章通过对该区的区域地质背景,地质特征和矿体地质特征的研究与分析,认为矿区麦地坪组磷矿为古陆边缘浅海潮下海湾沉积,具单一矿层结构,层位较连续、稳定。据矿石的结构、构造、矿物成分以及矿层产状分析,青山磷矿成因属浅海相生物化学沉积磷块岩矿床。初步确定了矿区为一中高品位的中型磷块岩矿床,具有较大的潜在经济价值。

关键词:青山磷矿;地质特征;成因探讨;峨边

前言

青山磷矿位于峨边县城区145°方向,直距27km,隶属峨边县平等乡管辖,坐标为:东经103°26′00″~103°31′15″,北纬29°04′15″~29°07′00″,面积25.14km2。矿区北缘有简易公路通往平等乡,平等乡经龚嘴镇有公路至峨边县城,距离43公里;成昆铁路经过峨边县城;峨边至乐山、成都市均有高速公路和高等级公路相通,外部交通较为方便。矿区内为原始林区,内部交通较差。

1 区域地质背景

本区大地构造位置位于扬子准地台(Ⅰ)西部上扬子台褶带(Ⅱ)美姑~金阳陷褶束(Ⅲ)北东段,西邻康滇地轴(Ⅱ),东接四川台拗(Ⅱ)川中台拱(Ⅲ级)[1-3]。区域内地层发育较好,从下元古界到新生界地层均有出露,由老至新有前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系、侏罗系,缺失泥盆系、石炭系和白垩系。

晋宁运动形成的构造格局控制了区内各地层的沉积和展布,区内褶皱和断裂以近南北向和北东向为主,断裂多发生在背斜轴部[3-4]。褶皱一般不具对称性,东陡西缓,背斜紧凑,向斜宽缓,背斜东翼地层局部倒转。断裂以南北向走向断层(峨边~金阳大断裂)为主,北东向及北西向构造次之。断层走向与区域构造线一致。由于断裂构造的逆冲关系形成了本区西高东低的地貌特征(图1)。

区域内磷矿以早寒武世磷矿为主,属川滇磷矿带北段。区域上磷矿床(点)呈南北向带状展布,按照矿床的沉积特点,矿层稳定性及空间分布,由北向南划分为:峨边~汉源成矿带、马边~金阳成矿带、普格~会东成矿带。区内除有丰富的磷矿资源外,还有玄武岩、石灰岩、粘土岩、煤矿及铜、铅、锌等矿产[5-6]。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露震旦系上统灯影组的一套稳定的碳酸盐沉积、寒武系下统麦地坪组的含磷白云岩、筇竹寺组的泥砂质白云岩、沧浪铺组的泥砂质豆状白云岩及角砾状白云岩、龙王庙组的微晶白云岩及泥砂质白云岩、陡坡寺组的泥豆状白云岩及鲕粒白云岩、中统西王庙组的泥质长石石英粉砂岩、上统二道水组的粉砂质白云岩及石英细砂岩;奥陶系下统红石崖组的一套浅海相碎屑岩沉积;二叠系下统梁山组和栖霞茅口组的含炭质、粉砂质水云母粘土岩与绿泥石、高岭石粘土岩互层以及微晶灰岩、含生物碎屑灰岩及第四系的残、坡积物。

2.2 构造

矿区位于九坝背斜的南东翼,总体为向南东倾斜的单斜构造,构造较为简单。褶皱主要为九坝背斜:轴向为北东~南西向,核部地层为峨边群第三段,为一套变质砂岩。北西翼倾角较缓。南东翼倾角较陡,背斜的轴部被断层破坏,保存不完整。断层主要为平行断层,位于矿段南缘,分布于九坝背斜轴部。走向北东~南西向,倾向北西,倾角较陡,约50°,上盘地层倾向北西,下盘地层倾向南东,在矿区内两盘地层从灯影组到二叠系地层均有出露。区内出露长度约10km的逆断层。

3 矿床地质特征

3.1 含磷地质特征

矿区内含磷层为寒武系下统麦地坪组地层,覆盖于震旦系上统灯影组之上。顶板为下寒武统筇竹寺组的黑灰色薄板状炭质、粉砂质粘土岩。含磷层为麦地坪组的浅灰、灰白色中厚层状含磷微~细晶白云岩,厚20~25m。底板为上震旦统灯影组的浅灰色厚层状含磷微晶白云岩,顶部夹灰黑色波状磷质条带。含磷层层位稳定,连续性好,呈单斜层状、似层状产出,总体产状与地层产状一致,走向北东~南西,倾向南东,倾角较缓。

3.2 含磷层厚度变化特征

本区含磷层呈层状、似层状稳定延伸,由于本工作区属原始森林,工程施工难度大,探槽工作均未揭穿含磷层,参照与本矿区相邻的同类型磷矿区九坝大团岩磷矿区含磷层特征,含磷层厚度最大47.34m,最小33.41m,平均厚度39.85m,厚度变化系数13.00%,变化稳定。

4 矿体地质特征

4.1 磷矿层(体)特征

区内磷矿层赋存于含磷层寒武系下统麦地坪组的中、下部。矿体位于矿区西部华竹沟至至东部九拐沱一线,近东西向延伸约9.2km,沿倾向方向延伸约400m(斜距),面积2848159.66m2(投影面积)。经探槽工程揭露,矿体中分布有3个薄化区(①、②、③)。其中分布于矿区西部的①、②号薄化区地表出露长度较短(80m、250m),出露面积较小,而分布于矿区中部的③号薄化区,地表出露长度约1600m,面积达1670311.15m2(投影面积)。因此以③号薄化区为界将矿体划分为Ⅰ、Ⅱ号矿体。

(1)Ⅰ号矿体位于矿区西部华竹沟至大熊高一线,东西向延伸约6km,沿倾向方向延伸约400m(斜距),面积2490466.08m2(投影面积),矿体地表出露标高最低1260m(华竹沟),最高1860m(大熊高)。该矿体受TC192和TC13等30条探槽控制,厚度最小0.40m(TC198),厚度最大为5.11m(TC19-1),属厚度变化较稳定型。矿体赋存于含磷层的中、下部,呈单斜层状、似层状延伸。矿体中出现有2个薄化区(①、②)。出露长度较短(80m、250m),面积较小,Ⅰ号矿体的线含矿系数94.5%,属矿化基本连续型矿体。

(2)Ⅱ号矿体位于矿区东部万家沟至九拐沱一线,东西向长约1.2km,沿倾向方向延伸约400m(斜距),面积357693.58m2(投影面积),矿体地表出露标高最低910m(万家沟),最高1040m(九拐沱)。该矿体受TC06和TC01等6条探槽控制,厚度最小0m(TC06),厚度最大为2.35m(TC03),属厚度变化不稳定型。该矿体内无薄化区,属矿化连续型矿体。

4.2 矿石特征

区内磷块岩矿石矿物成分单一,主要是胶磷矿。脉石矿物有白云石、玉髓、石英、铁质矿物及微量白云母、泥质等。

磷块岩矿石呈深灰色及黑灰色、浅灰色。矿石中常见的结构为砂屑结构和砂屑凝胶结构。矿区磷矿主要矿石构造主要有致密块状和条纹条带状两种,其次见有少量的豆荚状和粉状等几种次要构造类型。

磷块岩主要化学成分有P2O5、CaO、MgO、SiO2、CO2、F等,总含量达97.07~97.6%,是矿石工业评价的依据。矿石主要有用组分为磷,它以P2O5形式赋存于磷块岩中。矿石中P2O5含量多少总体具有与脉石矿物白云石、玉髓、石英等杂质含量呈消长关系特点。

5 矿床成因

本区在寒武世麦地坪期,西为川滇古岛链,东系川中地台,北为宝兴~泸定水下高地,形成三面局限仅南东与广海相连的海湾(图2)。寒武世初期区内发生海侵,海水由南东向北侵入,大量富磷酸盐、CO2等溶液的海底上升洋流在本区海盆内循环运动,当海水压力降低,大量CO2逸出或沉淀为碳酸盐岩,携带磷酸盐的海底上升洋流达到饱和或过饱和,在陆缘近岸地带沉积,经上升洋流作用、生物沉积作用、有机腐解作用、磷酸盐化作用等成矿作用及次生富积作用的反复叠加,形成本区工业磷矿床。

据矿石的结构、构造、矿物成分以及矿层产状分析,青山磷矿属浅海相生物化学沉积磷块岩矿床。矿床的形成主要受岩相古地理环境的控制,矿段地处潮间带与潮间高能带之间的过渡环境中,对磷矿床的形成极为有利。在海湾浅水高能环境下,使早先沉积的磷酸盐盆内进一步改造,再富集成矿,其矿床成因属浅海相生物化学沉积磷块岩矿床。

图2 川西南早寒武世麦地坪早中期岩相古地理图

6 结束语

矿区勘查地质工作以地表地质工作为主,按400m的间距布置探槽44条对含磷层露头线和矿体进行系统的揭露控制。通过勘查工作,大致查明了矿段地质构造特征及地层层序;及矿体赋存层位、矿体个数及其分布范围,及各矿体的形态、产状和矿体的厚度、品位及其变化情况。初步确定了矿区为一中高品位的中型磷块岩矿床,具有较大的潜在经济价值。

参考文献

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作者简介:李程(1988-),男,四川巴中人,硕士研究生,主要从事数学地质等方面的研究。