晋宁磷矿矿床地质特征及成因探讨

晋宁磷矿矿床地质特征及成因探讨
【摘要】滇东沉积磷块岩矿床是云南省重要的磷矿石资源基地，晋宁磷矿位列其中，晋宁磷矿矿区位于康滇地轴东南侧、昆明凹陷西缘，王家湾向斜西翼。

本文主要阐述了矿区地质、矿床地质特征、矿石结构构造、矿石类型，并对成矿环境和矿床成因作了深入分析和探讨。

【关键词】地质特征；矿床成因；磷块岩
晋宁磷矿矿区位于康滇地轴东南侧，属昆明凹陷的西缘。

矿区内地质构造线大都呈近南北向展布；区内地层发育较齐全，除奥陶系、志留系缺失外，前震旦系至第四系均有出露。

本区处于小江深大断裂与滇池断裂带间。

1 矿区地层
2 矿区构造
矿区属养白牛向斜一级构造-王家湾向斜西翼，总体构造为一走向近南北、向东倾的单斜构造，因逆冲断层影响，部分地段发育成小型褶皱，主要褶皱有小白龙-长冲箐背斜、小马碾向斜。

区内断层比较发育，主要在近南北向、北东向和北西向三组，偶见东西向断层。

以近南北向断层为主，该组断层属逆层性质，倾向东，构成矿区断裂构造的主体格架，其余方向断层常切割该组断层。

受断层及伴生小褶皱影响，区内含矿地层局部复杂化。

区内构造对矿体影响程度中等。

3 矿体地质特征
晋宁磷矿属浅海-滨海相沉积大型磷块岩矿床，矿体主要赋存于寒武系下统梅树村组（1m）第三、第二岩性段中，矿层产状与上覆、下腹地层一致，形成较为稳定的单一矿层。

矿体（层）露头走向总体由北向南呈带状分布，倾向东-北东的单斜构造地层。

区内磷矿层特征为：矿层中部为品位较高的致密状磷块岩夹硅质磷块岩，其矿石P2O5品位较高，主要为Ⅰ品级矿体；该矿层上、下均为含砂白云质磷块岩，矿石P2O5品位稍差，主要为Ⅱ、Ⅲ品级矿体；各品级矿体之间沉积层较为稳定，物质组份渐变，品级过渡，零星分布有扁豆状夹石。

4 矿石质量特征
矿石物质组成：矿区磷矿石属白云质磷矿岩，矿物组份简单。

其矿石矿物磷酸盐矿物99%为非晶质的胶磷矿，而隐晶磷灰石、氟磷灰石及次生的银星石少，脉石矿物有白云石、有机泥质、粘土矿物、石英、玉髓、黑云母、蠕绿泥石、绢云母、黄（褐）铁矿、白云母，微量斜长石、锆石、电气石。

矿石结构：主要为粒状（或团粒）胶体结构，少量碎屑状、生物碎屑结构。

矿石构造：主要块状构造、层纹状构造，少量为结核状及麻点状构造等。

矿石类型：根据矿石化学成分分含量，将磷矿石划分为
硅质及硅酸盐型亚类矿石，少数地段属混合型亚类矿石。

自然类型：根据矿石物质组份及构造不同，共分为致密块状磷矿岩、层纹状含砂质白云质磷块岩、含砂质白云质磷块岩、含水云母磷块岩、层纹状含粉砂含水云母硅质磷块岩。

成因类型：按颗粒与填隙物间的关系相应分为：团粒磷矿岩、微晶团粒磷矿岩等。

5 矿床成因探讨
5.1 早寒武纪古地理
晚震旦纪末，随滇东地区普遍上升，本区成为滨海地带，灯影组顶部遭受轻微剥蚀。

早寒武纪，范围广泛的海侵发生。

海水由印度洋北侵，首先进入滇东南海槽，然后抵滇中古陆，经开远海峡，进入滇东，形成滇东海槽。

尔后继续北上，至滇东北与上杨子海盆相连。

滇东海槽因而由南向北逐渐开阔。

晋宁磷矿区属滇东海槽的浅海区，处于开远海峡与滇东海槽的接合部，西有滇中古陆，东为牛首山古岛，北东则有澄江水下高地相邻。

因此矿区一带实处于一个四周高、中间低的海洼区。

海水经开远海峡向北运移，进入滇东海槽时，由于海水变深，海面逐渐开阔，流速减慢，携带能力减小，海水中粒度较大的胶磷矿凝体及陆源碎屑有了沉积的机会。

另在海洼区底部，形成滞流带见图2。

带内水深而静，氧气不足，属还原环境，炭质高的黑色泥质岩、黑色燧石得以形成。

当富含磷质的深
部海流在由南向北的运动中，遇到“澄江水下高地”，受阻而分流。

一向北东流逝；二向西偏转；三沿海底斜坡向上流动。

后两者造成深部海流的上升。

当温度低、富含磷和CO2的深部海水上升到陆缘带时，CO2不断向浮游植物光合带扩散，同时温度升高，使CO2分压力减小，磷酸盐在海水中的溶解度因而随之降低，逐步达到饱和状态，在陆缘带50-200米深的斜坡上沉积了磷块岩矿床。

由于机械分异作用及生物化学作用的结果，由海洼向浅滩方向依次出现黑色炭质岩→磷块岩→白云岩→含燧石白云岩的岩性组合。

早寒武纪早期，继梅树村期的沉积以后，海水继续由印度洋北侵至滇东海槽。

此时本矿区海底地形平坦，为稳定的浅渔，沉积环境由弱氧化向弱还原递变，在形成含海绿石磷块岩、泥质岩后，普遍沉积了厚几米-30米的筇竹寺组黑色炭质页岩。

随后，康滇古陆东南一带上升，滇池-杞麓湖一线以西露出海面。

本矿区也随之隆起成陆，从而结束了早寒武纪的沉积。

5.2 磷块岩岩相的分布特征
晋宁磷矿区有两种类型的磷块岩相：粘土质磷块岩相和白云质磷块岩相。

前者主要伴生矿物为水云母，局部为蠕绿泥石、黑云母。

后者主要伴生矿物是白云石。

本矿坑属白云质磷块岩相。

白云质磷块岩相岩性组合，可分两个小的沉积旋迥：梅
树村组第一段-第二段为第一旋迥；第三段-第四段为第二旋迥。

第一旋迥由下至上，黄铁矿、有机质、白云石基质含量逐渐减少，胶磷矿、砂粒增多，岩石由黑色变成深灰色，顶部沉积了含砂白云质磷块岩、含硅质磷质结核的层纹状白云质磷块岩及胶磷矿呈团块状、碎屑状的磷块岩。

第二旋迥起始于梅树村组第三段下部含少量黄铁矿的硅质磷块岩和致密块状磷块岩，向上由于水动力增强，粗砂粘和白云石砂、团粒及生物碎屑增多，沉积了含砂白云质磷块岩，再上海水更浅，形成与外海沟通的湖相沉积-含锰泥质白云岩。

两次沉积旋迥，均表现了还原-弱还原的沉积环境。

5.3 梅树村组岩性、矿石结构、构造的指相关系
梅树村组岩性主要为磷块岩，占55-68%；次为含磷白云岩，占18-31%；白云岩，占13-14%。

1）磷块岩中胶磷矿多为粒状（或团粒）结构，少数为鲕状及生物碎屑结构，粒径相当于粉-细砂级，常含粉-细砂级的陆源碎屑物质。

此结构特征说明：（1）水动力搬运弱，不能携带粗砂级的内外碎屑；（2）海水的上下动荡不强，难以形成鲕粒，反使胶磷矿凝聚到粉-细砂级颗粒沉积，反映了水动力不强的沉积环境。

2）磷块岩中一般发育水平层理、微波状层理，层面有冲刷凹坑、波痕。

水平层理反映了海水平静或微弱水流中的缓慢沉积作用。

微波状层理及层面特征表明，沉积作用发生于波浪和水流可从波及的地区。

3）磷块岩中层纹构造反应了沉积环境的弱动荡，沉积物质受间歇性水流作用，水动力条件强弱周期性更替，使沉积物颗粒时大时小相间聚集。

4）含磷白云岩、白云岩普遍具水平层理，属平静环境中的沉积。

因此梅树村组岩性、矿石应属潮下低能-高能带的陆棚沉积物，形成深度为50-200米。

5.4 磷块岩的矿物组合对沉积环境的关系
1）磷块岩富集在白云质碳酸盐岩、粘土岩相中。

矿石中除胶磷矿外，还含大量的白云石及粘土矿物（如水云母），不含反映高盐度的天青石、石膏等膏盐矿物，而且矿石中含有正常海相化石。

因此磷块岩形成于有少量陆缘碎屑物的正常盐度的浅海区。

2）据资料水云母可在任何碱度的介质中形成，白云石在pH>8.3沉积，磷酸钙在pH为7.7-9.7中沉积。

这三者共生，应具有pH>7.7的碱性条件。

并且磷矿层顶底板中夹硅质条带。

这种硅质条带系碱性条件下沉积的硅酸钠经成岩后生变化而成。

可以认为磷块岩是在碱性条件下形成的。

3）磷块岩存在于含黄铁矿的黑色泥质岩和白云岩中。

前者形成于还原环境。

后者在氧化或还原环境中都可出现。

因此介质的Eh值对磷块岩形成的影响不很显著，但还原-弱还原环境似乎更为有利。

4）本区磷矿石中生物碎屑稀少，胶磷矿的形成与生物的直接作用关系不大，主要是生物化学作用，洋流上升成矿更易解释本区磷块岩矿床的形成机理。

磷矿石中的白云石在温热、干燥气侯条件下形成，水云母也喜温热。

这种温热、干燥的气侯利于海水的蒸发，加速海盆深部富含磷质的冷水上升，是磷块岩形成的古气侯条件。

【参考文献】
[1]云南省晋宁县晋宁磷矿八、九号坑磷矿勘探报告[Z].
[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]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.
[4]张万良.60 矿床成矿地质特征及成因归类[J].江西地质，2005，6，15（2）：112-118.
[责任编辑：曹明明]。