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摘要：滇东沉积磷块岩矿床是云南省重要的磷矿石资源地，东川区猫猫石磷矿区地质研究程度低，本文阐述了矿区的区域地质、矿区地质、矿床地质、矿石结构构造及化学特征，并对成矿环境和矿床成因作了探讨。研究表明：滇东沉积磷块岩矿床就形成于早寒武世渔户村期，属浅海相沉积层状磷块岩矿床；矿体（层）赋存在下寒武统渔户村组中谊村段(∈1y2)，可划分为上、下两层矿，含矿层顶底明显。矿体主要分布于地表，由地表向深部矿体趋于尖灭；矿石化学成分中有效磷与P2O5含量成正相关关系，SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3、CO2及酸不溶物与P2O5含量成负相关关系。磷矿床沉积环境动荡，经历了从高能到中低能再到高能的一个循环。矿床磷质聚集具有多期性。
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关键词： 磷矿床；地质特征；矿床成因；滇东
中图分类号：F407.1 文献标识码：A
0 引言
滇东沉积磷块岩矿床是云南省乃至全国重要的磷矿石资源地；东川区猫猫石磷矿，位于康滇古陆的东侧，昆阳－昭通磷矿带的中部。磷矿层主要产在渔户村组第二段。对矿床成因的了解是寻找和发现矿床的基础，而且是最根本的基础[1]。结合前人的研究资料，本文对猫猫石磷矿区地质特征及成因进行了探讨，为矿区磷矿开发及相似矿床的研究提供借鉴。扬子地台由于其特殊构造条件、特殊物理化学环境、特定的地史发展阶段，是成矿的有利场所，寒武纪也是我国的一个重要磷矿成矿时期。（高春海，2009；熊先孝，2010；吴兴乐，2007；陈文林，2007；）[2-5]分别对扬子地台及该区域的矿床成因、地质特征进行了研究。
1 成矿地质背景
猫猫石磷矿区处在扬子地台西缘，康滇地轴东侧，属滇东台褶带上的会泽台褶束，昆阳--昭通磷矿带的中部，为会泽县大海磷矿的南延。经历了晋宁、加里东、华力西、印支、燕山、喜山等各期强弱不等的构造运动，长期稳定持续沉降的浅海环境加上板块构造作用形成本区特殊的地质构造背景。本区长期沉降沉积了从震旦系、古生界、中生界、新生界巨厚的盖层；北东向、东西向、南北向褶皱、断裂遍布全区，其中南北向壳深断裂、北东向壳深断裂、东西向壳深断裂，对本区的成矿作用起着主导作用。磷矿主要分布于寒武纪相关地层之中，寒武系地层分布见图1。
图1区域寒武系地层分布图（据高俊彩等[6]）
2 矿区地质特征
2.1 矿区地层
矿区地层呈近北北东向展布，总体倾向北东，倾角11°―30°,主要出露为寒武系下统龙王庙组、沧浪铺组、筇竹寺组、渔户村组；震旦系上统灯影组。扬子地台晚震旦世―早寒武世灯影期为陆表海碳酸盐地台沉积[7]。
（1）寒武系下统（∈1）
可分为龙王庙组、沧浪铺组、筇竹寺组、渔户村组。
①王庙组（∈1l）：主要为深灰色厚层状粉至细晶白云岩、泥质粉晶白云岩，与下伏沧浪铺组整合接触，厚10～200m。
②沧浪铺组（∈1ch）：主要由灰色中至厚层状细至中粒石英砂岩、岩屑砂岩夹灰绿色粉砂质泥页岩组成，厚150～500m，与下伏筇竹寺组地层整合接触。
③筇竹寺组（∈1q）：上部为深灰色泥质页岩、钙质页岩夹灰色薄―中厚层状细粒长石岩屑砂岩，中部黑色炭泥质粉砂岩，中厚层状钙质长石石英粉砂岩、微至薄层状长石石英粉砂岩（含磷）；底部黑色炭泥质粉砂岩，见大量黄铁矿星点，与下伏渔户村组整合接触，厚大于200m。
④渔户村组（∈1y）：自上而下可划分为3个岩性段，即大海段（上白云岩段）、中谊村段（磷块岩段）、白岩哨段（下白云岩段）。
（2）震旦系上统
灯影组（Zz2dn）：上部为浅灰色中厚层状粉晶白云岩夹深灰色厚层状微晶白云岩，中部为灰、浅灰色块状藻白云岩，下部为灰色块状细至微晶白云岩，厚300～500m。
2.2 矿区构造
矿区位于水槽向斜西翼，在矿区西侧发育F4、F2两条断层，矿区内主断裂构造既是矿区内的主要控矿、导矿构造，同时也是具有容矿构造的特征[10]，其特征叙述如下：
F4：位于矿区西侧，纵贯整个矿区，是矿区规模较大的断层，为压性断层。
该断层线近南北向延伸。
F2：位于矿区西侧，呈北东向斜交于F4断层上，西盘为中寒武统西王庙组至下二叠统茅口组；东盘为上震旦统灯影组至上泥盆统宰格组。
区内褶皱有大荒地倒转背斜，核部由震旦系上统灯影组粉晶白云岩、白云岩等组成，背斜两翼向外依次为寒武系下统渔户村组、筇竹寺组地层；北西翼岩层，倾向NW，倾角11°―33°，南东翼（倒转翼）岩层，倾向NW，倾角40°―50°。磷矿层沿背斜两翼顺层赋存于渔户村组中谊村段（∈1y2 ）中，由于地表及浅部风化、重力地质作用等影响，部分地段形成一定规模的山坡堆积物。
3 矿床地质特征
整个矿区范围矿体（层）地表露头呈近东西向弯曲绕山分布，总体为一背斜构造，走向大约2.5km。猫猫石磷矿区属浅海相沉积层状磷块岩矿床，矿体（层）赋存在下寒武统渔户村组中谊村段(∈1y2)，划分为上、下两层矿。上层矿：赋存在中谊村段上部，厚度一般4.00～9.51m，品位较高，为矿区的主矿层；下层矿：赋存在中谊村段下部，厚度不大，一般3.80～5.13m，含磷品位不高，多为Ⅲ品级矿石。区内属浅海相沉积层状磷块岩矿床。矿层赋存于寒武系下统渔户村组，呈层状产出。猫猫石磷矿（层）露头总体由西向东呈带状绕山分布。
矿体（层）厚度的变化规律如下：
①走向上看，从西到东，矿区矿层厚度变化不大，延伸呈断续排列。
②倾向上看，由地表到深部，含矿层及Ⅰ―Ⅲ品级矿体厚度较稳定。Ⅰ、Ⅱ品级矿体主要分布在地表，由于风化条件的差异，向深部风化程度减弱，变为Ⅱ、Ⅲ品级矿体。
③猫猫石矿段矿体走向长2.0Km（呈断续排列），倾向斜长50―100m，整个矿区主矿层Ⅰ―Ⅲ品级矿体厚度变化不大，矿化较均匀；由地表向深部矿体趋于尖灭。
4 矿石特征
猫猫石磷矿区矿石主要为胶磷矿，脉石矿物主要为白云石、石英等。矿区磷矿层根据矿石自然类型分为上、下两部分（风化、半风化，原生）。上部主要分布在地表及浅部，为薄―中层状白云质磷块岩，由深灰色胶磷矿条带和浅灰色白云质、泥质条带相间组成，风化―半风化后白云岩成黄褐色―褐黄色粘土，胶磷矿成菱形碎块，深部由于风化程度低则为致密块状砂质白云质磷块岩。矿石结构主要有磷质假鲕状结构、磷质砂屑结构、结晶结构；矿石构造主要为块状构造和条带（层纹）构造。矿区矿石风化后原有结构、构造多被破坏呈松散碎块状、细砂状。
4.1 矿石地球化学特征
4.1.1 矿石P2O5含量特征
根据猫猫石磷矿体单工程取样化验统计数据，矿体（层）P2O5含量的变化规律如下：
①走向上看，从西到东整个矿区矿层变化不大，P2O5含量变化也不大,属稳定型。
②从倾向上看，由于风化条件的差异，向深部随着风化程度的减弱，Ⅰ―Ⅲ品级矿体P2O5含量总体呈降低趋势，Ⅰ、Ⅱ品级矿体主要分布在地表或浅部，向深部变为Ⅱ、Ⅲ品级矿体。
4.1.2 矿石其它化学组份
猫猫石磷矿区按矿石品级系统进行组合分析，分析MgO、CaO、CO2、SiO2、Fe2O3、Al2O3、F、Cl、Cd、I、As、有效磷及酸不溶物等元素。有效磷与P2O5含量成正相关关系。SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3、CO2及酸不溶物与P2O5含量成负相关关系。
4.1.3 矿体（层）微量元素组份的含量
矿层中微量元素按品级进行化学全分析，分析项目SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2、P2O5、烧失量、MnO2、S、F、V、Ba、Sr、I、As、稀土。分析结果显示：各微量元素未发现异常，仅F含量比一般值偏高。
5 矿床成因探讨
磷矿主要形成于前寒武纪，矿床类型均为沉积型。云南地区主要分布于云南滇东一带。古生代以后岩浆型磷矿愈趋重要。在地球演化早期即前寒武纪，地壳中比较富含碳、硼、磷、镁、金、铁、铜等元素。磷元素系挥发分元素，说明在地球演化早期，地壳中相对富含这种挥发分元素。这一现象与火山作用中富含这些元素类似。地球演化早期，在地壳发育较薄的情况下，发生在地壳中的作用可能近似一种泛火山作用。沉积磷矿主要是新元古代在古老地壳的基础上，经风化、搬运和再沉积作用形成的[8]。
通过对比，黎治忠[9]认为本区与四川马边县老河坝磷矿床磷块岩受古构造和古地理环境的制约，局限海湾有利于上升洋流所携磷质的聚集，是形成巨大矿床必不可少的先决条件，同时在高能的海湾水下浅滩，则是富集优质磷块岩矿床的关键。其矿床成因属浅海相层状碳酸盐岩磷块岩矿床。
猫猫石磷矿区，矿层中物质成分以碳酸盐、磷酸盐为主、硅质，泥质很少，且缺乏陆源碎屑物，说明该区距古陆相对较远。沉积环境为古陆边缘的浅海封闭、半封闭海盆, 矿层则直接位于古侵蚀面上 [10]。矿区矿石结构主要为磷质内砂屑结构，颗粒大小均一，分选性较好，说明沉积盆地中水动力较强。条带构造发育，富磷与贫磷条带相间，说明这是在台地浅水高能―中低能变化的环境中形成。
在渔户村组成磷时期，从垂向上由下往上看，岩（矿）石的岩性、结构、构造变化是：白岩哨段（∈1y1）细晶白云岩→中谊村段（∈1y2）白云质磷块岩夹薄层状含磷钙泥质粉砂岩→大海段（∈1y3）白云岩夹硅质岩。可以看出，沉积环境动荡，从高能到中低能再到高能的一个循环。
根据磷块岩中物质成分及结构、构造特征分析，盆地中磷质的聚集是多期的，以胶磷矿颗粒的颜色看，有无色、淡棕色、棕揭色等，胶磷矿中的杂质主要是碳酸盐、次为硅质等，这可能是海水中的磷酸钙被硅质、生物、有机质、碳酸盐化粪球等吸附，形成富磷酸钙质点的小球相对聚集，成为半固结状态的磷酸盐沉积物，再到受底流或波浪冲刷、改造，经搬运→磨蚀→再沉积。所以胶磷矿颗粒中常保留着较多微晶白云石和自生石英颗粒等。在成岩期，由于Eh值降低，PH较高，使间隙水中的磷酸盐浓度增高，在富磷的粒间水作用下，沉积物进一步发生磷酸盐化，使之更加富集，同时粒间水中的磷酸钙对颗粒进行胶结，形成环带结晶磷灰石特征[6]。
6 结论
滇东猫猫石磷矿床主要含矿层位为寒武系下统渔户村组，其矿床成因属浅海相层状碳酸盐岩磷块岩矿床。磷矿床沉积环境动荡，经历了从高能到中低能再到高能的一个循环。矿床磷质聚集具有多期性，受矿区内断裂构造和褶皱共同控制，后期改造强烈。矿体地表厚度变化不大，向深部趋于尖灭。
参考文献：
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[2]高春海.大峪口磷矿床地质条件及矿床特征分析[J]，现代矿业，2009.9.(9)：60-62.
[3]熊先孝，薛天星，柴家洪等.鄂西磷矿矿集区地质及其资源远景分析[J]，化工矿产地质，2010.3.32(1):1-11.
[4]吴兴乐，冯闯，姜红英. 辽宁省辽阳市甜水磷矿床地质特征及成矿条件[J]，吉林地质，2007,12.26（4）：47-54.
[5]陈文林， 李连松，周湘志.青海平安上庄磷矿床地质特征及成因探讨[J]，四川地质学报，2007,12.27（4）：269-273.
[6]高俊彩，荣惠峰，徐剑波等. 昆明市东川区绿茂乡麻栗坪磷矿地质特征及成因分析[J]，昆明理工大学学报（理工版），2008,8.33（4）：12-17.
[7]林方成.扬子地台西缘大渡河谷超大型层状铅锌矿床地质地球化学特征及成因[J]，地质学报，2005,8.79（4）：540-556.
[8]陈廷愚.亚洲中部及邻区成矿元素的演化趋势[J]，中国地质，2010,8.37（4）：1162-1174.
[9]黎治忠. 四川省马边县老河坝磷矿矿区地质特征及矿床成因探讨[J]，中国西部科技，2010,1.9（2）：11-17.
[10]高永峰. 我国磷矿资源的特点及加工利用建议[J]，化学工业，2007,11.25（11）：1-6.
[通讯作者简介] 朱观强，男，1984年出生，2007年毕业于广西大学资源与冶金学院，助理工程师 |
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发表于 2018-7-16 16:16:26