宜昌磷矿田成矿地质特征及深部找矿模式探析

图 2 宜昌磷矿田地质及矿区分布图
& O . 寒武系# 奥陶系; Z. 震旦系; A r Pt 2 S. 晚太古代 # 早元古代 水月寺群; . 前震旦系花岗岩; 1. 正断层; 2. 逆断层; 3. 以往勘查 开发( Ph1 3) 磷矿区; 4. 新发现( Ph 2) 磷矿区( 共 16 处) Fig . 2 Reg ional g eo lo gical map o f the Y ichang Phosphate
表 1 扬子地块晚震旦世陡山沱期磷矿成矿单元划分对比
Table 1 Classif ication of phosphorite metallogenetic units of Doushantuo Stage in the Late Sinian Period
1983 年扬子地区晚震旦世陡山沱期磷块岩远景区划*
黔 成
聚 磷
保康 宜昌磷矿带
保康磷矿田 兴神磷矿田
磷 区
磷 带
湘西
鹤峰磷矿田
磷 区
磷 带
区
宜昌磷矿田
北聚 磷区
鹤峰 东山峰磷矿带 东山峰磷矿田
湘西北 聚磷区
鹤峰 东山峰磷矿带
鹤峰磷矿田 东山峰磷矿田
* . 杨子地区晚震旦在陡山沱期磷块岩成矿远景区划报告. 贵州省地质局 115 队, 1983.
第 30 卷 第 2 期
一个磷矿带( 图 1) , 划为神农架 钟祥磷矿带 % , 然这 种认识和划分方案还值得 进一步研究和 完善。为 此, 研究从矿床成矿特征、含磷岩系沉积建造旋回、 矿体富集规律、矿床成因等成矿系列等方面对成矿 带( 单元) 划分和成矿模式作深入探讨, 希望对今后 找矿勘查能够有所裨益。
1 成矿地质特征
第二含磷层( 中磷层) 二矿层( Ph2 2 ) : 位于胡集 段下亚段上分层( Z2 d2 2 2 ) , 共有 3 层, 上部为泥晶砂 屑磷块岩夹条带状白云岩( Ph1 2 3 ) , 顶部见层间冲刷 面, 水平微波状层理发育; 中部为致密条带状, 层纹 状砂屑磷块岩、胶状( 泥晶) 磷块岩( Ph2 2 2 ) , 夹少量 层纹状或细条带状 白云岩, 水 平层理发育, 条带宽 0 5 m m ~ 10 mm ; 下部为胶状( 泥晶) 、砂屑磷块岩
收稿日期: 2010- 01- 17; 改回日期: 2010- 04- 28 作者简介: 杨刚忠, 男, 40 岁, 工程师, 矿产勘查专业, 研究方向: 固体矿产勘查及评价.
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杨刚忠等: 宜昌磷矿田成矿地质特征及深部找矿模式探析
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深部找矿重大突破。 近十年来, 国内学者对扬子地块陡山沱期古构
o re field
部矿段和江家墩矿区发育完整, 其中 4 个含量磷层 段分别为:
第四含磷层( Ph4 ) : 位于白果园段( Z2 d4 ) 顶部, 砂屑磷块岩, 厚 0 05 m ~ 0 10 m。
第三磷层( P h3 ) : 位于王丰岗段( Z2 d4 ) 底部, 为 黑色豆粒状硅质 磷块岩, 豆粒 呈滚圆 状, 粒 度 0 2 cm~ 0 3 cm, 平行层理产出, 厚 0 05 m ~ 0 20 m。
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与条带状粉晶云岩互层( Ph21 ) , 常见水平波状层理 多旋回、多期次的海相沉积型磷块岩矿床。
和水流搅动形成的竹叶状层理。Ph22 在矿 田北部 1. 3 矿层的形态、分布、厚度及品位
分布稳定, 为主要工业矿层, 矿田中部局部出现, 在 1. 3. 1 第一含磷层( P h1 ) P h1 矿层发育齐全时
造、岩相古地理的研究, 提出大陆边缘体系的浅水成 矿理论, 将鄂 西 # 黔中划 分为! 陆 缘坻∀ 有利成 矿 带[ 5] 。长久以来对研究区晚震旦世陡山沱期岩相古 地理及磷块岩成矿远景和资源量的预测研究, 认为 陡山沱组是一个典型的硅质岩、页岩、磷块岩、碳酸 盐岩为共生组合的远硅质建造! 上升流岩石组合∀; 磷块岩沉积环境及富集发生在次稳定陆块边缘过渡 带、半开阔台地滩缘 泻湖 潮坪 ( 或潮间) 泻湖相带 上[ 4] 。依据含磷丰度趋势面分析, 指出宜昌磷矿北 丰带最有找矿前景∃ ; 并根据岩相古地理及矿层、矿 石类型分析对比, 将钟祥荆襄、兴神、保康磷矿视为
期发现的工业矿层, 仅出现在矿田北部, w ( P2O 5) 为 南部及北部多为似层状或透镜状。矿层一般具三分
18% ~ 25% , 一般厚度 1 5 m~ 2 0 m。 第一含磷层( 下磷层) 三矿层( P h1 3 ) : 位于樟村
坪段上亚段( Z2 d1 3 ) , 习称! 下磷层∀, 上部为白云岩 条带状磷块岩( Ph1 3 3 ) 顶部有层间冲刷面, 见竹叶状 砾屑磷块岩; 中部为致密条带状磷块岩( Ph1 3 2 ) , 水
1. 1 地质背景 宜昌磷矿田地处扬子准地台鄂中褶断区黄陵断
穹北东翼, 北邻神农架断穹, 西接秭归盆地, 东迄远 安台褶皱束( 图 1) 。
图 1 宜昌磷矿区域地质构造及在矿单元分布略图
F ig . 1 M etallog enetic units and r egio nal tectonics of Y ichang pho sphate or e f ield
结构, 即! 下过渡带∀P h1 3 1 、! 中富矿∀ Ph1 3 2 、! 上过渡 带∀Ph1 3 3 。Ph1 3 沉积中心矿层总厚超过 11 00 m, 并产出 Ph1 3 2 富矿 带, 呈 N W 向 展 布, 走 向长 30
平层纹理状层理发育; 下部为黑色页岩或云质泥岩
条带状磷块岩( Ph1 3 1 ) , 常见水平波状层理, 不规则
来源及磷质由深海到达陆缘的动力机制问题[ 1] 。 宜昌磷矿田亦属大型海相沉积磷块岩矿床。20
世纪 60 年代 # 90 年代, 开发主要集中于殷家坪、桃 坪河、盐池河、樟村坪、店子坪等中部及南部区域的 下磷层( Ph1 ) [ 2] ; 21 世纪之初勘查区不断北移, 先后 在北部的杉树垭、云台观、江家墩等查明 16 个矿区 ( 段) , 其中磷层 Ph2 为主要工业矿层[ 3] , 新增总资源 储量相当于找到了第二个! 宜昌磷矿∀, 实现了该区
卷( V ol ume) 30, 期( N um ber) 2, 总( T ot al) 120 页( Pages ) 50- 59, 2010, 6, ( Ju n, 2010)
矿物岩石 J M INE RA L PETR O L
宜昌磷矿田成矿地质特征及 深部找矿模式探析
杨刚忠1 ,
宋银桥2, 聂开红1, 李福喜1, 罗 洪2,
矿田南部完全缺失。P h2 2 全层 w ( P2 O5 ) 为 21% ~
由下而上可见 Ph1 1 , P h1 2 , Ph1 3 3 个 矿层, 层间由黑
24% , 一般厚度在 3 m~ 6 m。
色含钾页岩 所间 隔, 研 究区 内具有 工业 意义 的是
第二含磷层( 中磷层) 一矿层( P h2 1 ) : 位于胡集 P h1 3 矿层。
1. 湖北省鄂西地质勘查开发院, 湖北 宜昌 443100; 2. 湖北省宜昌地质勘探大队, 湖北 宜昌 443100
廖宗明1
摘 要 宜昌磷矿田属晚震旦 世陡山 沱期特 大型磷 块岩矿 床, 其 含磷岩 系陡山 沱组 为 硅质、泥( 页) 质岩 磷块岩及硅质云 岩 磷块岩 共生岩 石组合, 具工 业价值 的矿层 为下磷 层 ( P h1 3 ) 及中磷层( Ph2 2 , P h2 1 ) , 矿床共生含钾页岩, 伴生 I、F 元素。矿床形成受大陆边缘 隆 起带及! 水下高地∀ 浅水沉积体 系控制, 矿层 中出现胶 状、壳粒状、团粒 状等原 生结 构的 磷 块岩, 并伴有内碎屑磷块岩。磷 质来源 于上升洋 流, 经过生 物化学 及机 械化学 方式 沉淀, 工业矿层形成于浅海台地边缘 泻湖 潮坪 及台地 滩间 泻湖 潮间相 带, 含磷岩 系具 有多 旋 回、多期次沉积成磷特征, Ph1 3 及 Ph2 2 矿 层聚磷 沉积中 心, 由 南向北 迂移富 集; 认为宜 昌 磷矿田与兴神矿田相连, 因此保康 宜昌磷矿 带得以重新划分。从成矿模式分析, 在黄陵 地 块隆起带北缘, 浅海台地 沉积 区是形 成大 型矿 床的 有利 部位, 含 磷岩 系沉 积旋 回 发育 完 整, 标志层明显, 次级旋回分布稳定, 工业矿层产于 次级旋回 上部, 矿层具有三 端元结构 类 型( A B C) , 区域磷矿带及富矿带均呈 NW 向分布样式。诸多因素共同组合的磷矿沉积 富 集规律的探索, 对指导鄂西晚震旦 世陡山沱期深部找矿具有重大的现实意义。
段下亚段下分层( Z2 d2 1 1 ) , 上、下部为胶状( 泥晶) 、
P h1 3 矿层主要 发育于矿田中 部店子坪 # 樟村
砂屑、磷块岩夹条带状白云岩, 中部为致密条带状砂 坪 # 丁家河 # 桃坪河 一带, 呈 层状产出, 厚度 1 00
屑、胶状( 泥晶) 磷块岩, 矿层特征与 P h2 2 相似, 为近 m~ 11 95 m , P2O 5 品位 12 23% ~ 35 75% 。矿田
矿单元, 本区属扬子成磷区( (级) 、鄂黔成磷带( ) 级) 、鄂西聚磷区( ∗级) 、保康 宜昌磷矿带( +级) , 包含宜昌、兴神、保康 3 个磷矿田( ,级) 。宜昌磷矿 田 # 兴神矿田的接合部是鄂西乃至扬子区最为有利 成矿带地段( 图 1, 表 1) 。 1. 2 含磷岩系
宜昌磷矿田陡山陀组地层自下而上被划分为 4 段( 图 3) : 樟村坪段、胡集段、王丰岗段、白果园段。 其底界一般以区域性稳定的底砾岩 # # # 含锰白云岩 ( 称! 下白云岩∀) 为标志, 角度不整合于前震旦系基 底岩系之上; 顶界一般以深色厚层泥晶云岩夹紫红 色的白云质页岩、砂屑磷块岩顶面为界。上覆地层 为上震旦系灯影组厚层粉晶云岩。地层在杉树垭东
分为南部、中部和北部, 依据后期构造及勘查条件, 进一步划分为 33 个矿区( ∋ 级) , 其中中部和北部赋 存大、中型矿床 31 处, 南部 2 处为磷质岩, 不具工业 意义( 图 2) 。
根据宜昌矿田北部最新研究成果, 认为宜昌磷 矿田与兴神、保康矿田是连成一片的, 它们的成磷地 质条件与矿床类型相同或 相似。已往 确立的神农 架 钟祥磷矿带, 应划分为: 保康 宜昌磷矿 带, 而钟 祥 南漳磷矿带应予单独划分。根据重新厘定的成
关键词 宜昌磷矿田; 成矿地质特征; 成矿单元; 找 矿模式 ; 陡山沱期磷块岩
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中图分类号: T 588 24+ 4
文献标识码: A
文章编号: 1001- 6872( 2010) 02- 0050- 10
0引 言
最早的海相生物化学沉积型磷矿成矿理论是上 升洋流成矿说[ 1] , 20 世纪 50 年代 # 60 年代发展后 的理论认为: 气候干旱和低纬度的辐散上升地区是 最有利的成磷地带, 其一边是与大洋相连的深海盆 地, 另一边为低缓的陆缘地带, 解释了成矿时的磷质
∃ 仰土刚. 湖北省西部晚震旦世陡山沱期岩相古地理及磷块岩成矿规律研究报告. 湖北省地质科学研究所, 1985. 07. % 金光富, 等. 宜昌磷矿成矿地质条件及找矿远景研究报告. 湖北省鄂西地质大队, 1987.
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矿物岩石
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黄陵断穹具典型盖层加基 底的二端元结 构特 征, 核部为太古代 # 元古代结晶基底, 翼部为震旦 # 三叠纪沉积盖层。磷矿赋存于震旦系上统陡山沱组 ( Z2 d) , 形成于世界两大重要成磷期[ 1] 之一的 晚震 旦世陡山沱成磷期。其中含磷岩系发育地段主要在 黄陵断穹北翼及东翼, 呈北东 南西向展布, 南起晓 峰, 北至孙家墩, 西至白果园( 图 2) 。总面积约 430 km 2。依附沉积微相环境、含磷性特征等, 将矿田划
2010 年扬子地区晚震旦世陡山沱期磷块岩远景区划
(级 )级 ∗级
+级
,级
( () 级 ( )) 级 ( ∗) 级
( +) 级
( ,) 级
扬
荆襄磷矿田
鄂
鄂西 聚磷
神农架 钟祥磷矿带
保康磷矿田
扬
鄂
鄂 西
钟祥 南漳磷矿带
荆襄磷矿田 南漳磷矿田( ?)
子 成
黔 成
区
兴神磷矿田
子
兴山 宜昌磷矿带 宜昌磷矿田 成