云南省华宁县北部磷矿矿床地质特征及控矿因素分析

李建昆　刘传高

【摘 要】华宁北部磷矿属于滇池抚仙湖成矿区宜良—华宁成矿带的一部分，为沉积型磷块岩矿床。资源量丰富，已探明多个矿床，规模达中型以上，本文在前人勘查资料基础上简述了华宁北部磷矿矿床地质特征，对控矿因素进行了分析，认为矿床的分布范围、矿体形态及规模主要受岩相古地理，地层岩性、构造控制。

【关键词】磷矿带；磷块岩；单斜构造；矿层

中国寒武纪地层发育完整，早寒武每次海进地层底部都沉积了磷酸盐层，有重大经济价值的磷块岩矿床主要集中于扬子成矿带的云南、四川，地理上构成南北向的带状分布。

图1 华宁县北部磷矿位置示意图

北部磷矿位于云南东部，大地构造位置处于康滇地轴以东，扬子地台西南边缘，牛首山古隆起南西凹部位，按成矿区带划分位于滇池抚仙湖成矿区宜良—华宁磷矿带南部（图1）。整个地质历史时期，在该区较少发生沉积间断，地层出露较全。元古界、古生界以海相化学沉积、滨海相碎屑沉积为主，中生界、新生界以内陆湖泊、沼泽及河湖相碎屑沉积为主。主要为新生界第四系（Q）、古生界寒武系下统（∈）沧浪铺组、筇竹寺、渔户村、 元古界震旦系（Z）灯影组、陡山沱组南沱组地层。磷矿赋存在古生界寒武系下统渔户村第三段（∈1y3）中。据不完全统计，近十几年在华宁北部已探明磷矿床多处，其中由云南有色地质局三〇八队探明的有大村、磨盘山、小黑者、大龙山、黄翠山（核桃箐、黄翠山矿段）、宜良对歌山、石林大平滩等磷矿床，其矿床规模达中型以上。累计探明资源量332+333类（Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ品级）×亿吨。本文在上述勘查资料基础上进而对矿床控矿因素进行分析。

1.矿床特征

华宁北部沉积磷块岩矿床形成于寒武早纪，沉积环境为浅海相、滨海相，含磷层严格受层位、构造、岩相古地理控控制。矿层（体）主要产于下寒武统渔户村组第三段，呈层状、似层状，在空间上呈NNE向分布。属硅质岩、硅酸盐类磷块岩建造，矿床类型和岩石组合基本相似。含矿层厚15.8～71.65m，产状较平缓，倾角9～48°覆盖层较薄。按矿层结构总体为一层矿（上层矿），局部存在（黄翠山）上下两层矿。上层矿在华宁北部分布广，厚度稳定质量较好，是该区主要的工业矿层。下层矿变化较大，不稳定，矿石自然类型以砂屑状磷块岩、含磷白云岩，条带状、层纹状磷块岩为主，矿石工业类型为硅质及硅酸盐型，具地表风化带矿石品位较富，深部矿石品位较低特点。

1.1主要化学组份及矿石品级

华宁北部磷矿主要化学组份及矿石品级对比（表1、图2）。

表1 华宁北部磷主要化学组份对比表

图2 矿石品级与主要氧化物变化关系图

（1）P2O5含量、CaO含量大村、大龙山、黄翠山、核桃箐矿区（段）相比相差不大。

（2）Ⅰ+Ⅱ品级矿石MgO含量0.2～1.39%，其中大村矿区最低，核桃箐矿段最高，黄翠山矿段和大龙山相差不大0.66～0.86。Ⅲ品级矿石MgO含量几个矿区（段）相差较大0.32-2.19，其中大村矿区最低，核桃箐矿段最高，其次为黄翠山段、大龙山矿区。

（3）Ⅰ+Ⅱ品级矿石CO2含量34.68～40.33，其中大村矿区最低，核桃箐矿段最高，大龙山与黄翠山接近34.78～35.61。Ⅲ品级矿石CO2含量24.92～30.22，小黑者最低，核桃箐最高，大龙山、大村接近27.43～29.77。

（4）Ⅰ+Ⅱ品级矿石SiO2含量、SiO2/CaO。SiO2含量18.07～26.21，核桃箐最低，大村最高，大龙山与与黄翠山相差不大22.14～24.41。SiO2/CaO比值不大。Ⅲ品级矿石SiO2含量、SiO2/CaO比值高，小黑者最高，其它矿区（段）相差不大。

1.2矿石组构

1.2.1矿石的矿物成份

矿石矿物主要为胶磷矿，脉石矿物主要为泥晶白云石、泥化白云石、石英、白云母、绢云母、方解石、绿泥石、硅质等。胶磷矿：为棕色，显砂屑外形，浑圆形，近圆形、近圆形残余状，粒度0.05-0.10mm，均匀、半均匀或半定向分密集分布。含量一般50～75%。最高85%，最低15%。白云石：以泥晶白云石、泥化白云石为主，无色，自形-半自形粒状，粒度0.01～0.05mm±，含量15%。石英：无色，棱角状-次棱角状-浑圆状分布。粒度0.05mm±居多，含量一般1～8%， 高者 50% 。泥质：以胶结物形式出现，由泥化硅质、绿泥石和少量白云石构成。部分已重结晶为硅质、绿泥石，含量28%～40%。白云母：无色片状，少见和偶见。

1.2.2矿石结构、构造

矿石的结构主要是砂屑结构，偶见鲕状结构、胶状结构、细砂结构，粉砂结构，粉一细晶结构。矿石的构造主要是块状构造，偶见纹理状构造，层状构造及条带状构造。

2.磷矿控矿因素

2.1岩相古地理

华宁北部磷矿形成于早寒武世初期海侵阶段，在扬子地台的西部的滇中古陆，东部的牛首山古陆之间形成一近南北向的古海湾，沉积物常以含磷炭质、硅质、砂泥质及碳酸盐为主的浅海、滨海沉积。含磷岩系的分布，矿体形态及规模均受到岩相及其在岩相剖面中位置的控制，古地理条件又决定了岩相分布特征，因此在华宁北部磷矿层具厚度变化大（15.8～71.65m），但沿走向稳定，矿体分布比较规则的特点。矿床的矿层以上是筇竹寺组第一段下黑色层（灰黑色碳泥质粉砂岩）。矿层本身主要是化学和生物化学沉积相，而矿层以下的岩层则为白云岩、砂质白云岩夹泥质含磷白云岩、硅质条带或结核，这些岩性和岩相的特点说明介质PH值EH值有变化，沉积相也有所改变。矿层及顶底板围岩常见水动力条件变化的痕迹—缓波状层理，说明矿层的形成在浅水区，与水动力条件的变化有关。矿层以上为分选程度较高泥质粉砂质板岩，具水平及波状层理，矿层以下为中厚白云岩。根据野外观察，矿含磷层（∈1y3）陆源碎屑颗粒细小，仅为粉砂质粒度，据此认为成磷时期的古地理是一沉降速度和沉积速度相等、陆源碎屑掺合作用小、气候条件适宜且比较稳定的环境。综上所述，证明岩相古地理对磷矿的沉积成矿的控制。

2.2地层岩性

（1）地层划分。华宁北部磷矿主要出露地层为新生界第四系（Q）、古生界寒武系下统（∈）沧浪铺组、筇竹寺组、渔户村组、 元古界震旦系（Z）灯影组、陡山沱组、南沱组地层（表1），相对而言地层在黄翠山一带出露较全，并具代表性。几个矿床地层总体虽然相同，但岩性层位仍有差异，主要表现在渔户村组第三段（∈1y3）的划分上，在核桃箐、黄翠山依据矿层产出特征（上下层矿）将渔户村组第三段划分为三个亚层（∈1y3-3、∈1y3-2、∈1y3-1）表2。

表2 华宁北部磷矿地层特征简表

（2）含矿岩系特征。

大村、小黑者、大龙山、黄翠山等属同期形成的浅海相沉积成因磷矿床。含矿岩系对比结果如下（图3）。

图3 华宁北部磷矿含矿岩系对比图

矿层上覆层同为泥岩、粉砂岩屑碎岩系建造。小黑者0～195m，黄翠山36.96～274.23m，核桃箐矿段较厚396.89m；大龙山0～60m、大村矿区2～15m，厚度较薄。

矿层顶板为泥质粉砂岩、白云岩岩系建造。大村、存在第四段（∈1y4），而小黑者、大龙山、核桃箐顶板（∈1y4）已经剥蚀。

几个矿床矿层底板同为白云岩、硅质白云岩或夹硅质条带化学岩系建造，厚度在10～100m以上。矿区（段）主要赋矿层位为渔户村组第三段（∈1y3），小黑者（1～17m），大龙山（1～15.8m），矿层厚度相对较薄厚；大村（0.25～34.45m），核桃箐（8.40～57.35m），黄翠山（6.72～71.65m），矿层厚度较大。

矿层对比：小黑者、大龙山、大村矿区总体为一层矿。核桃箐、黄翠山矿段有两层矿，中间存在夹层，含矿岩系可分为上下层矿，说明存在两个成矿期。

矿石自然类型以砂屑状磷块岩、含磷白云岩，条带状、层纹状磷块岩为主。结构构造亦相近，以砂屑、细砂屑结构，块状、层纹状、条带条纹状构造为主。

2.3成矿前构造与成矿后构造

华宁北部磷矿地质构造主要为NW-SE向单斜构造、NE向复式向斜褶皱构造及NE-SW向、近SN向断裂构造。

2.3.1成矿前构造

小黑者、大龙山、黄翠山等磷矿层为总体呈倾向NE或E单斜构造控制，与区域构造的空间展布大致相同。倾向10～80°倾角10～45°，局部倾向90～115°，倾角15～40°产状较平缓。由于地形的影响，矿层沿NE向或N向斜坡分布延伸，倾向与地形坡度一致，矿层厚度在地形高的地段变薄或尖灭，反之则变得厚大，该区单斜构造特征反映了磷矿形成的古地理环境，说明磷矿层沉积于古海湾周边的边坡或边坡附近。磷矿层内原生构造层理发育，层理以舒缓波状层理、水平层理及序粒状层理为主，矿层与顶底板围岩整合接触，产状基本一致。

2.3.2成矿后构造

（1）褶皱构造。

大村磷矿床，区域上处于大村复式向斜构造上，该向斜构造轴向NE—SW，由北西—南东向挤压应力形成，后期由于受来自北东—南西向挤压应力的重复作用，因此，构成了NE向大向斜总体控制磷矿床的展布范围，次级NW向褶皱带中的小向斜控制磷矿体的形态、产状、空间分布的构造体系。

主要的褶皱构造有：大村向斜，位于矿区中部，轴向N30°E，长约4Km，北东端倾殁于磨盘山一带。向斜呈短轴状，轴脊宽而平缓，两翼对称，岩层倾角一般为15～25°。矿体均产于向斜中，分布于向斜轴部附近及翼部。索罗补得次级褶皱带，由磨盘山向斜、干龙潭背斜，索罗补得向斜等次级褶皱构造组成。轴向N60～80°W，长1～2Km，背斜较紧密，向斜较开阔，两翼对称，岩层倾角一般为10～25°，控制了矿体的产出形态。

（2）断裂构造。

小黑者、大龙山磷矿夹持于NW、NE黑豆场、大树脚断裂及近SN水龙箐断裂之中，矿床的空间分布范围总体受其控制。但直接控制矿层（体）延伸的应是水龙箐断裂及一系列NW、NE向次级断裂构造。

近南北水龙箐断裂：为正断层。纵贯整个小黑者、大龙山，长度大于10Km，总体为近SN走向，倾向W，倾角75～85°，南东盘（下盘）上升，北西盘（上盘）下降（磷矿层主要分布于该盘上），垂直断距约100m，该断裂控制切割磷矿体的空间展布，在断裂南东盘，矿层变薄或尖灭，为该区重要控矿断裂。

3.结语

（1）华宁县北部磷矿是一个以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级品及低品位矿石为主的沉积型磷块岩矿床。矿体主要赋存在下寒武统渔户村组第三段（∈1y3）中，矿层总体为一层，局部存在上下二层矿，说明存在两个成矿期，产状与地层基本一致。上层矿在华宁北部分布广，厚度稳定质量较好，是该区主要的工业矿层，下层矿变化较大，不稳定。受岩相古地理、地层岩性、构造（层理、褶皱、断裂）控制。

（2）属硅质岩、硅酸盐类磷块岩建造，矿床类型和岩石组合基本相似。矿石自然类型以砂屑状磷块岩、含磷白云岩，条带状、层纹状磷块岩为主，矿石工业类型为硅质及硅酸盐型。矿石矿物主要为胶磷矿。

（3）矿床矿层上覆层同为泥岩、粉砂岩屑碎岩系建造，矿层底板同为白云岩、硅质白云岩或夹硅质条带化学岩系建造，矿层覆盖层较薄，或已经剥蚀，埋深一般0～50m，具地表风化带矿石品位较富，深部矿石品位较低等到特点。

【参考文献】

[1]云南有色地质局308队，云南省华宁县大龙山矿区磷矿详查报告[R].2005.

[2]云南有色地质局308队，云南省华宁县黄翠山矿区核桃箐矿段磷矿详查报告[R].2005.

[3]云南有色地质局308队，云南省华宁县黄翠山矿区黄翠山矿段磷矿详查报告[R].2006.

[4]云南有色地质局308队，云南省华宁县大村矿区磷矿详查报告[R].2009.

[5]云南有色地质局308队，云南省华宁县小黑者矿区北段磷矿详查报告[R].2012.

[6]薛步高.昆明滇池周围磷矿资源现状及开发前景.化工矿产地质[J].2008（3）.