雷波莫红磷矿矿床特征及成因浅析

郭谢君

（乐山市佰瑞德地质矿产应用研究有限公司，四川 乐山 614000）

中国磷矿资源丰富，赋矿层位不少于24个，矿产地近500处，主要分布于云南、贵州、湖北、湖南、四川五省[1]。据四川省磷矿资源远景调查报告，其远景资源量大于80 亿吨，分布集中于四川凉山彝族自治州、乐山市和德阳市。凉山自治州雷波县查明和预测的资源储量达44 亿吨，约占全省磷资源总量的50%，占川滇成磷带四川段磷矿资源的62%。四川省政府在川办发（2007）4号文中将雷波地区磷矿纳入了四川省2005～2010年磷矿专项勘查规划。查明该区磷矿产出、分布特征，风化富集规律、矿床成因、矿石可选性等，对四川省磷矿资源找矿及开发利用将起到促进作用。

图1 区域地质图

莫红磷矿位于雷波县城南西平距32Km处，属雷波县克党、莫红、坪头乡管辖。地理坐标东经：103°18′00″～103°21′00″，北纬28°03′00″～28°07′45″。

1 区域地质概况

莫红磷矿区大地构造单元属扬子准地台（Ⅰ）上扬子台坳（Ⅱ）凉山陷褶束（Ⅲ）雷波穹褶束（Ⅳ）之西部。矿区除泥盆系和石炭系缺失外均有出露。区内构造特征以短轴褶皱为主，伴有线状断裂，大致近南北向展布，北东及北西向次之，地质构造复杂（图1）。区内已知矿产地40 余处，除磷矿外，还有铁、铅锌、石膏、黄铁矿、铜、雄黄等矿种。

2 矿区地质特征

2.1 地层

出露地层有震旦系上统灯影组、寒武系下统麦地坪组、筇竹寺组、沧浪辅组、龙王庙组、寒武系中统西王庙组至陡坡寺组（图2），由老至新叙述如下：

2.1.1 震旦系上统

灯影组（Z2d）：深灰、灰色厚至块层状白云岩，顶部为燧石条带白云质，下部夹白云质灰岩，局部夹薄层白云质粉砂岩。

2.1.2 寒武系下统

麦地坪组（∈1m）：上部浅灰至灰色厚层砂屑白云岩、白云质灰岩，底部为含磷砾屑白云岩，中部为磷矿层。磷矿层为深灰、灰黑色薄至厚层状砂屑磷矿岩，条纹条带状构造，间夹薄至中厚层状含磷白云岩。富矿层位于顶部，与上覆砾屑白云岩呈突变关系。下部为黑灰、深灰、灰色薄至中厚层硅质白云岩，夹硅质岩、紫硅质岩、紫红色白云质粉砂岩薄层、含磷白云岩，顶部磷质水平层纹发育。厚126～220.6m。

筇竹寺组（∈1q）：上部灰至灰绿色中至厚层状泥质条带灰岩，夹粉砂岩、粉砂质粘土岩。下部灰至黑色薄至中厚层状粉砂岩、粉砂质粘土岩，夹泥质灰岩结核，水平层理发育。底部0.5～1.0m为黑灰色炭质粘土岩，含黄铁矿结核。厚440.6m。

沧浪铺组（∈1c）：上部灰至绿色厚层状泥质条带灰岩，夹粉砂岩，粉砂质粘土岩。下部紫红色、灰色细至粗粒石英砂岩，粉砂质粘土岩。厚196m。

龙王庙组（∈1l）：其岩性为深灰色块层状白云质灰岩、白云岩、上部夹石膏层。厚约100～158m。

2.1.3 寒武系中统

西王庙至陡坡寺组（∈1x+d）：上部：砖红色粉砂岩，粘土岩夹白云岩，局部含石膏层。下部：灰绿色粉砂质粘土岩，鲕状灰岩，白云质灰岩，灰岩。厚大于220m。

图2 矿区地层柱状图

2.2 构造

矿区构造主要为莫红背斜，矿区分布于该背斜近轴部。该背斜近南北分布，向北扬起，向南倾状。背斜东翼地层南东倾，倾角2°～25°，西翼地层西～南西倾，倾角3°～35°。矿区北西发育一背斜，使区内地层局部产状发生变化；另外矿区南部发育两条正断层，断层走向呈北西—南东向，断层上盘（南盘）下降，断距150～200m，断层附近地层产状局部变陡，对矿层影响较小。总观矿区构造属中等类型。

3 矿床地质特征

3.1 矿层特征

3.1.1 赋存层位

雷波磷矿主要有马颈子、牛牛寨、斯古溪、莫红等磷矿区。其中莫红磷矿赋存于下寒武统麦地坪组中部，与云南省昆阳磷矿层位相当，厚层状产出，勘查、开发利用程度较高。磷矿层由三个分层，矿层厚6.95～11.90m，平均9.79m。含磷地层岩性由上到下为：

A.灰色～麻灰色含磷细晶白云岩，厚1～5m。

B.麻灰色条带状砂屑磷块岩，白云质条带顺层分布，为区内贫矿层（Ⅰ-3）厚3.4～5.1m，平均厚4.35m。

C：深灰色～灰黑色鲕粒砂屑磷块岩及致密块状凝胶砂屑磷块岩，以致密状及豆荚状构造为主，局部为条带状、条纹状构造，为矿区富磷矿层（Ⅰ-2），厚0.49～4.60m，平均厚2.13m。

D：灰色～麻灰色条带状砂屑磷块岩，浅灰色～灰白色条带白云石、硅石呈条带状顺层分布。为矿区贫矿层（Ⅰ-1），厚2.10～3.92m，平均厚3.30m。

E：灰～浅灰色含磷白云岩。厚5～15m。

3.1.2 矿层结构及顶底板特征

1）矿层结构，磷矿层为复合结构，自上而下分为Ⅰ-3、Ⅰ-2、Ⅰ-1分矿层，层位稳定。Ⅰ-3和Ⅰ-1为中低品位磷矿层，Ⅰ-2为富磷矿层。各分层矿石结构、构造不同，分界标志较明显，易区分。

2）矿层顶板特征，为浅灰色中厚层状含磷白云岩，具发育的波状层理和层纹构造。与磷矿层接触较明显。

3）矿层底板特征，为浅灰色厚层状含磷细晶白云岩，夹断续磷质条纹及深灰色燧石条带，与磷矿层呈渐变接触，一般以磷质条带分布多少进行划分。即以磷含量进行区别。

3.1.3 矿层厚度及稳定性

矿区磷矿层厚度较大，层位稳定，连续性较好，属稳定的层状产出矿体，矿层总厚6.95～11.90m，平均厚9.79m。各分矿层厚度及稳定性情况为：

Ⅰ-3 磷矿层：灰色～麻灰色条带状、砂屑磷块岩，矿层厚3.40～5.10m，平均厚4.35m。矿层厚度变化小，全区稳定可采。

Ⅰ-2 磷矿层：深灰色～灰黑色鲕粒砂屑磷块岩及致密状凝胶砂屑磷块岩，为区内主要富磷矿层，厚0.49～4.60m，平均厚2.13m，一般厚度在1.5～2.5m，属全区稳定可采矿层。

Ⅰ-1 磷矿层：灰～麻灰色条带状、条纹状砂屑磷块岩，矿层厚2.10～3.92m，平均厚3.30m。矿层厚度变化小，全矿区稳定可采。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石矿物成份及结构构造

矿区磷块岩主要由磷矿物（胶态氟磷灰石和微含碳的胶态氟磷灰石）、碳酸盐矿物（细～微晶白云石和微晶的方解石）、硅质及硅酸盐矿物（细～微晶石英、玉髓及微量水云母）三大类组成，占矿石矿物量的97%以上，其它尚见有少～微量的黄铁矿、褐铁矿、炭质等。

矿石具鲕粒、团粒、砂屑、粉屑、泥晶、胶结结构，具条纹条带状、块状、条纹条带～薄板、互层状构造，以条纹条带状构造为主。

1）条纹条带状构造；褐灰—深灰—黑灰色磷灰石为主的条纹条带和色浅的灰色—浅灰色白云石—磷灰石条纹条带或石英（玉髓）—白云石—磷灰石条纹条带或它们的混相条带组成。条带平行层理，宽1～18mm，条带之间一般界面平直或弯曲；条纹宽<1mm，条纹常有弯曲、断续、膨大、尖灭等形态。

2）块状构造：矿石中的磷灰石矿物集合体（团粒）与脉石矿物细晶白云石、细～微晶石英及其他杂质矿物在空间上呈无定形组成的紧密堆积块体，不显层纹、条纹、条带（或略显层纹）。

3）条纹条带～薄板状互层构造：由深色中品级～富磷矿的条纹、条带和薄板（薄层），与浅色的低品位矿或含磷夹矸（含磷硅质白云岩、含磷白云质硅质岩）相间组成的互层状，二者间接触界线清楚、平直，易于分开。

3.2.2 矿石主要化学成分

矿区磷矿主要化学成分为P2O5、CaO、MgO、SiO2、CO2、其总含量为92.22%～97.01%，平均95%。其次为F、Al2O3、K2O、Fe2O3、As、Pb等。矿山磷矿层（地表风化矿）P2O5含量分析结果见表1。

表1 分矿层化学分析结果表

续表1

据表，区内磷矿属高镁、高～中硅磷矿石。Ⅰ－2为富矿层，Ⅰ－1、Ⅰ－3、为中低品位矿层。

3.2.3 矿石工业类型

根据矿区矿石结构、构造，有益、有害组分，磷块岩化学成分等，其工业类型为混合型磷块岩；细分为镁硅质磷块岩和硅镁质磷块岩两种矿石。

3.3 矿石次生富集

莫红磷矿矿石以镁硅质磷块岩为主，次为硅镁质。矿石中脉石矿物主要为白云石、燧石、石英。地表及浅部磷矿石风化磷矿较深部原生磷矿有所变富。

4 矿床成因浅析

4.1 矿床形成的古地理环境

图3 早寒武世梅树村期岩相古地理图

早寒武系麦地坪期(梅树村期)，矿区东系川中台地，北为宝兴-泸定水下高地，形成三面局限仅南东与广海相连的海湾[3]。大规模海侵时，海水由东向北西侵进，海湾正迎洋流，磷质来源十分丰富。因洋流辐散作用导致洋流上升，洋盆中富含磷酸盐的深层海水便随洋流循环上升，不断从东南方向涌进区内宽阔的海湾潮坪浅水地带。由于温度升高，压力减小，CO2逸出，pH 值升高，促使磷酸盐聚沉下来，后经盆内成屑改造再最后聚集形成磷块岩矿床。

雷波莫红磷矿赋存于寒武系下统麦地坪组第二段上部含磷白云岩中，局部为含磷结核、海绿石、硅质磷块岩，产大量小壳化石，其形成环境为浅海相海湾环境（图3）。

4.2 古构造环境

研究表明有利海相磷块岩沉积成矿的特定古地理成矿环境是古陆边缘及古海岛和水下台地(或高地)周围的浅水环境在震旦世晚期，南北向康滇地轴和扬子台褶带已开始形成[2]。古生代以来，康滇地轴长期为一隆起，为古陆剥蚀区，上扬子台褶带为一相对坳陷的海域沉积区。因为东西向的古断裂，古隆起的存在与分割，便整个坳陷区形成了一些次一级的隆起和坳陷，并对磷块岩富集和磷矿带的分布有直接的控制作用。莫红矿区正处雷波坳陷盆地，有较好的成矿条件。

4.3 磷矿层赋存地层的岩石组合特征

由下而上为含磷粉致细晶白云岩，砂屑磷块岩，含磷水云母粘土岩，鲕粒及砂屑磷块岩，含磷硅质白云岩，含磷粉晶白云岩等，该岩石组合为海退至海进的过渡相。

4.4 矿石结构构造特征

矿石具鲕粒、团粒、砂屑、粉屑、泥晶结构，胶结结构。条纹条带状构造、块状构造、条纹条带～薄板状互层状构造。矿石的这些结构、构造均为浅海相沉积环境的产物。

5 结语

通过本次对雷波县莫红磷矿区以往地质资料的收集、整理分析研究，初步掌握了雷波磷矿的形成机理，磷质富集成矿规律，从区域上看我国西南磷矿主要分布区位于四川、云南、贵州所属的上扬子陆块区，浅海相硅质岩-碳酸盐岩-磷块岩建造的麦地坪组为主要含磷层位，早寒武世麦地坪期(梅树村期)是我国的主要成磷期。为此，查明主要成磷期，含磷层位，为进一步开展磷资源的普查找矿区作将起到积极推动作用。

[1]田升平.中国磷矿基本特征及发布规律.[J].化工矿产地质，2000，（1）.

[2]曾允孚，沈丽娟.滇东磷块岩的沉积环境和成矿机理[J].矿物岩石，1989，（2）

[3]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，（199）.