云南磷礦主要特征及成因

云南磷礦主要特征及成因

中國有許多磷礦床，包括磷層和礦化層。其中，震旦紀(jì)、寒武紀(jì)、泥盆紀(jì)形成的工業(yè)礦床最為重要。下寒武統(tǒng)梅樹村組(漁戶村組)是云南迄今為止最為重要的含磷層位。近年,隨著找礦力度的加大,云南境內(nèi)逐漸發(fā)現(xiàn)了一些新的含磷層位。1燈影組白云巖節(jié)理裂隙云南中東部地區(qū)廣泛出露地臺型沉積的震旦系,其中上震旦統(tǒng)燈影組是一個值得注意的含磷層位。該組分布在滇東廣大地區(qū)及華坪—寧蒗一帶,以灰白、淺灰色厚層—塊狀白云巖為主,夾含藻白云巖、硅質(zhì)白云巖及硅質(zhì)巖、磷塊巖,與下伏陡山沱組或那章組呈整合接觸,與上覆漁戶村組舊城段整合或假整合接觸。燈影組在滇東區(qū)巖性變化不大,北部地層厚度較大,向南逐漸變小,自下而上可分為四部分:下部為灰白、淺灰色中厚層狀含硅質(zhì)條紋粉晶白云巖夾泥質(zhì)白云巖,含石鹽假晶;中下部為灰白、淺灰色具葡萄狀、花邊狀構(gòu)造的含藻白云巖夾燧石條帶及團(tuán)塊;中上部為淺灰、灰白色中厚層狀含硅質(zhì)密集平紋白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖,局部含內(nèi)碎屑或夾鈣質(zhì)頁巖;上部以淺灰色含磷白云巖及硅質(zhì)白云巖為主,底有紫紅、灰綠色泥質(zhì)粉砂巖或泥質(zhì)白云巖,上部夾磷塊巖。滇中北部祿勸、尋甸至四川境內(nèi)發(fā)育燈影組磷礦床。據(jù)云南煤化工院最新發(fā)現(xiàn),祿勸縣大輯馬一帶上震旦統(tǒng)東龍?zhí)督M(燈影組)中發(fā)現(xiàn)磷礦床。祿勸縣翠華鄉(xiāng)某地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)于燈影組白云巖節(jié)理裂隙中的磷鈣土,分析結(jié)果顯示P2O5平均品位32%以上。磷鈣土未風(fēng)化者呈蜂巢狀夾在灰質(zhì)白云巖中,風(fēng)化后則呈細(xì)粒狀、粉末狀。燈影組在華坪—寧蒗一帶上部夾含磷粉砂巖多層,但無可采磷礦。2梅樹村組—寒武系含磷層位下寒武統(tǒng)梅樹村組和筇竹寺組是云南重要的含磷層位,特別是梅樹村組,在滇東地區(qū)形成若干大型至巨型磷礦床。(1)梅樹村組。梅樹村組為燈影期末海退過程中保留的海灣沉積,沿康滇地軸的東側(cè),北起四川的峨眉,南至云南邊境的蒙自,形成一個規(guī)模很大的成礦帶(圖1)。滇東地區(qū)磷礦層賦存在梅樹村組中誼村段,該段在全區(qū)巖性變化不大,主要由磷塊巖及含磷白云巖組成,總的趨勢是:祿勸普渡河以西及會澤五星、魯?shù)?、巧家地區(qū),巖性為含磷白云巖,無工業(yè)礦層;嵩明老余屯、宜良馬街、曲靖溫泉、馬龍那章一帶,厚度薄,巖性為深灰色含磷粉砂質(zhì)白云巖及極薄層狀磷塊巖;會澤馬路、尋甸先鋒、昆明金馬村、呈貢大漁、宜良紅石巖、華寧火特為單一工業(yè)礦層;其余地區(qū)均為上、下工業(yè)磷礦層,中部夾含磷白云巖夾層。與上覆筇竹寺組及下伏燈影組均為整合接觸。梅樹村組在云南東部厚度的變化具有一定規(guī)律:由東向西,中部地區(qū)最厚,東西變薄;由南向北出現(xiàn)兩個薄值區(qū)。這一特征表明云南東部在早寒武世初期有3個沉積磷塊巖的中心,北段以永善務(wù)基為中心(實際中心在四川雷波馬頸子),向四周厚度逐漸變薄,含磷性差;中段以祿勸中槽子,尋甸大灣、東川九龍村、曲靖德澤、會澤待補(bǔ)、大海為中心,向四周厚度逐漸變薄,含磷性變差;南段以晉寧王家灣、澄江漁戶村、華寧火特、江川清水溝為中心,向四周厚度變薄,含磷性變差。滇東地區(qū)梅樹村組具工業(yè)價值的有3種磷礦床類型:?？谛?、德澤型、納章型,各礦床類型主要地質(zhì)特征見表1。(2)筇竹寺組。筇竹寺組在云南東部分布甚廣,南起華寧,經(jīng)昆明、東川,北至永善,綿延500余km。該組巖性穩(wěn)定,主要由一套深灰、灰綠、暗綠、灰黑色泥質(zhì)頁巖、粉砂巖夾泥灰?guī)r及鈣質(zhì)砂巖薄層組成,其下部常為碳質(zhì)頁巖、黑色泥巖、粉砂巖夾薄層黑色硅質(zhì)巖。與上覆滄浪鋪組及下伏梅樹村組均為整合接觸關(guān)系。筇竹寺期的含磷巖系主要由黑色頁巖及硅質(zhì)巖組成,部分地區(qū)頁巖、粉砂巖相變?yōu)殁}質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r、白云質(zhì)泥灰?guī)r,有的地區(qū)碳質(zhì)頁巖中夾有石煤層,整個含磷巖系以黑色為特征。礦層形成于含磷巖系的底部,與筇竹寺期海侵有關(guān),有的礦層直接沉積于震旦系燈影組的侵蝕間斷面上。礦層常與硅質(zhì)巖密切伴生,厚度較小,一般<1m,個別稍厚些,分布不穩(wěn)定,受侵蝕面地形的控制,沿走向常尖滅或相變?yōu)楹捉Y(jié)核的頁巖。礦石類型主要為黑色、具瀝青光澤的致密塊狀磷塊巖及結(jié)核狀磷塊巖。該期含磷巖系的一個顯著特征是含稀土元素和放射性元素較高,鈾在磷塊巖(黑色致密塊狀磷塊巖)中的含量最高可達(dá)0.069%,在碳質(zhì)頁巖中為0.006%,在磷結(jié)核中釷的含量可達(dá)0.0009%;鐳的含量為4×10-11;磷塊巖中稀土總量(TR2O3)約為0.03%~0.23%。該期含磷巖系的黑色頁巖中還含有鎳、銅、釩、銀等金屬,常構(gòu)成一個較薄的“金屬層”。形成于黑色頁巖或碳泥質(zhì)粉砂巖的底部。根據(jù)部分礦區(qū)的分析,鎳的含量約為0.1%~0.6%,鉬的含量約為0.03%~0.4%,釩的含量可達(dá)l%左右。黑色頁巖中往往含釩較高,部分構(gòu)成釩礦層。另外,武定、祿勸至?xí)梢粠?筇竹寺組底部含鉀磷塊巖,P2O5含量15%~25%,K2O含量5%~10%。3湄潭組—奧陶系含磷層位奧陶系含磷層位發(fā)現(xiàn)于滇東北威信、鹽津、鎮(zhèn)雄一帶的湄潭組(O1m)地層中(圖2),巖性為灰、灰綠、黃褐色頁巖、粉砂巖夾細(xì)砂巖,局部夾灰?guī)r透鏡體。湄潭組與上覆十字鋪組為整合接觸,與下伏紅花園組一般為整合接觸,局部可直接超覆于寒武系之上。按巖性及古生物組合特征,湄潭組在鎮(zhèn)雄地區(qū)由上至下可劃分為5個段:第五段黃綠色頁巖段,第四段結(jié)晶灰?guī)r段,第三段穗綠色頁巖段,第二段灰色砂巖段,第一段灰綠色頁巖段。磷礦層賦存于湄潭組第二段灰色砂巖段,本段連續(xù)沉積在第一段之上,由灰白、夾少量灰綠色頁巖組成,砂巖含云母較多,常發(fā)育蟲跡構(gòu)造,化石稀少,厚度56.60~142.93m,變化大。第二段砂巖中普遍含磷,含磷層為黑色中厚層狀膠磷礦,多位于本段中下部,在鎮(zhèn)雄北部柿子壩、落木柔背斜最佳。鹽津下奧陶統(tǒng)湄潭組層狀砂巖、砂頁巖中夾有薄層狀及透鏡狀磷礦,在鹽津水田壩(P2O59.01%)、鹽井壩(P2O533.72%)發(fā)現(xiàn)含磷礦層,厚0.32~0.5m。4東崗嶺組磷礦中泥盆統(tǒng)東崗嶺組(廣南小區(qū)稱分水嶺組)為滇東南的主要含磷層位(圖3)。巖性主要由白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、碳泥質(zhì)灰?guī)r及硅質(zhì)巖組成,夾磷塊巖層或透鏡體,礦層位于該組下部。該組下與古木組白云巖,上與革當(dāng)組鮞狀灰?guī)r均呈整合接觸。東崗嶺組已發(fā)現(xiàn)的磷礦床主要為廣南布達(dá)磷礦,其基本特征見表2。滇東南廣南縣發(fā)現(xiàn)上泥盆統(tǒng)榴江組含磷層位,分布在廣南蓮花狀構(gòu)造內(nèi)緣及東南部八渡背斜的軸部。磷礦層主要產(chǎn)于榴江組下部淺海相硅質(zhì)巖中,在廣南縣蓮峰鄉(xiāng)木底一帶沉積了具有工業(yè)價值的磷礦(圖4)。該磷礦分布范圍較大,礦石質(zhì)量較好,P2O5含量22.42%。磷礦石主要為角礫狀磷塊巖,呈變余角礫狀構(gòu)造,變膠狀結(jié)構(gòu)。礦石礦物以磷灰石、膠磷礦、石英、硅質(zhì)巖為主,其次為含硅質(zhì)生物介殼、粘土、褐鐵礦。膠結(jié)物為細(xì)晶磷灰石、膠磷礦、氟磷灰石。5磷礦地質(zhì)特征云南三疊系的研究雖有上百年的歷史,但以往的地質(zhì)工作均未發(fā)現(xiàn)磷礦床。2009年,中國冶金地質(zhì)勘查總局昆明勘查院在丘北縣膩腳鄉(xiāng)舍龍村一帶發(fā)現(xiàn)磷礦。野外地質(zhì)調(diào)查顯示,磷礦層順層整合分布于中三疊統(tǒng)個舊組第五段(T2ge)灰?guī)r之上,礦層厚度≥6m,沿走向延伸≥1500m,沿傾向延伸不明。礦層頂部為第四系浮土覆蓋,局部出露地表,強(qiáng)烈風(fēng)化呈土狀、蜂窩狀。礦石類型主要為塊狀磷塊巖,地表強(qiáng)風(fēng)化可見蜂窩狀磷塊巖。作者結(jié)合云南省地礦局彌勒福地質(zhì)調(diào)查的研究成果,初步認(rèn)為該含磷層位可劃分到中三疊統(tǒng)個舊組,有關(guān)該含磷層位的劃分有待進(jìn)一步研究。6礦物資源性研究梅樹村組是云南最重要的含磷層位