四川汉源县瓦板山磷矿矿体及矿石特征

李金生，李 兴，向 亮，杜高熊

（四川省冶金地质勘查院，成都 610051）



四川汉源县瓦板山磷矿矿体及矿石特征

李金生，李 兴，向 亮，杜高熊

（四川省冶金地质勘查院，成都 610051）

摘要：在介绍瓦板山磷矿含磷层特征的基础上，进一步阐述了矿体厚度、品位、形态特征及矿石结构、构造、矿物组成、化学组分、风化特征、矿石类型等矿石特征。

关键词：磷矿；矿体特征；矿石特征；汉源瓦板山

瓦板山磷矿位于四川省汉源县城33°方向，为中低品位含钾磷矿或称汉源式磷矿，是我国目前最大的唯一具有开发价值的磷钾伴生新型矿，产于寒武系下统筇竹寺组第一段第三亚段（∈1q1-3），顶底板皆为含磷泥质条纹粉砂岩。根据磷矿产出层位及含磷层特征，矿区内磷矿属同一含磷层，分布于大红山向斜南端南西及北东两翼，因夹石而将含磷层划分为2个磷矿体。

1　矿体特征

以北西向的瓦板沟为界，大红山向斜南西部分为南西翼矿体，北东翼矿体。因含磷层P2O5品位差异而圈出厚度大于2m 的夹石（P2O5＜15%）将含磷层划分为2个矿体，自上而下为V-1、V-2。

1.1含磷层剖面

矿区含磷层厚度变化较大，P2O5品位变化较大，矿体与围岩常呈渐变或突变接触。

1）顶板，灰黑色条纹状含磷粉砂岩，条纹宽0.5～2mm，部分条纹呈舒缓波状。顶板5m范围内P2O5品位0.45%～22.29%，一般3%～7%，北东翼局部（TC9、TC11）见1层，P2O59.18%～22.29%，厚度0.90～0.98m，薄层。

表1　V-1矿体地表厚度、品位统计表

2）V-1磷矿，灰黑厚-块状，局部条纹状、条带状砂屑胶磷矿，条纹顺层分布，条纹宽1～6mm；局部见1～3mm宽方解石细脉沿裂隙充填，部分溶蚀形成孔洞，裂隙面亦见灰白色钙质薄膜，局部钙质薄膜具弱铁染呈浅黄褐色；局部见星点状黄铁矿，团粒状极少。厚度1.78～11.75m，P2O515.06%～20.21% 。

3）夹石，与磷矿石特征基本一致，亦见浅色及深色顺层条纹、方解石细脉、星点状黄铁矿等，厚度2.15～11.90m，P2O51.26%～14.75%，一般9%～11%。

4）V-2磷矿，灰黑色厚-块状局部条纹状、条带状砂屑胶磷矿，灰黑色与灰色条带顺层分布，互层，条带宽2～15 mm；矿石部分裂隙中见方解石细脉充填，裂隙面多见灰白色钙质薄膜，矿石局部可见星点状黄铁矿。厚度1.00～3.99m，P2O515.04%～17.20%。

表2　V-1矿体深部厚度、品位统计表

5）底板，灰黑色条纹状含磷粉砂岩，条纹宽0.2～3mm，岩石部分裂隙充填方解石细脉，局部见星点状黄铁矿，偶见黄铁矿集合体，以含眼球状黄铁矿结核为重要标志。底板5m范围内P2O50.56%～17.49%，一般5%～8%，北东翼局部见 1层，P2O515.61%～17.49%，厚0.83～0.89 m，薄层。

1.2V-1矿体特征

走向控制长1 200m，南西及北东方向均已延伸至矿区外，地表呈开口北西的“W”形展布，最大控制斜深620m，单工程真厚度1.78～11.75m，单工程品位P2O55.06%～20.21%， K2O 2.79%～5.11%。矿体平均厚5.63m，平均品位P2O516.84%，K2O 4.11%（表1、表2）。矿体P2O5变化系数9.45%，厚度变化系数23.18%；深部品位变化系数6.71%，厚度变化系数58.69%；总体P2O5变化系数8.30%，厚度变化系数50.44%。

表3　V-2矿体厚度、品位统计表

矿体产状变化较大，南西翼产状341°～40°∠9～30°，深部倾角14°～25°；北东翼产状251°～271°∠40°～67°，深部倾角16°～64°。总体南西翼平缓，倾向变化大，倾角变化小；北东翼陡峭，倾向变化小，倾角变化大。

1.3V-2矿体特征

走向控制长800m，控制最大斜深400m。单工程真厚度1.00～3.99m，单工程品位P2O515.04%～17.20%，K2O 3.48%～3.93%。矿体平均厚2.29m，平均品位P2O515.97%，K2O 3.76%。V-2品位变化系数5.10%，厚度变化系数44.63%。

矿体产状变化较大，南西翼倾角15°～20°；北东翼倾角16°～60°。总体南西翼平缓，倾角变化小；北东翼相对陡峭，倾角变化大（翼部陡倾，核部缓倾），翼部倾角39°～60°，核部工程见矿倾角均不大于25°。

2　矿石特征

2.1矿石矿物

磷矿石矿物主要为胶磷矿（隐晶质-微隐晶质的碳氟磷灰石），次为磷灰石，含量60%～65%[1]。脉石矿物硅质（石英、玉髓）含量15%～20%、碳酸盐矿物（白云石、方解石）含量10%～20%、长石、黑云母、白云母、炭质、泥质、铁质（黄铁矿、褐铁矿）等含量5%～10%。

鲕粒状胶磷矿，浅绿棕色-褐色隐晶质-微隐晶质非均质性（干涉色一级灰），偶含有机质色调暗，粒径0.06～0.25mm，含量约占胶磷矿的95%，呈次棱角状，少量棱角状、次圆状，偶卵圆形或长条状，与其他碎屑大致呈定向排列，碎屑内常见铁质（黄铁矿等）微泥晶（≤0.01 mm）尘点。填隙物为粉末状胶磷矿，呈微泥晶，分布极不均匀，以在陆源粉砂聚集处分布较多且色暗，含量约占胶磷矿的5%。

脉石矿物主要为白云石、石英，含少量长石、黑云母、白云母。白云石呈半自形粒状集合体相互紧密接触组成块均体，粒径0.05～0.12mm，为细晶级白云石，具重结晶增大作用，结晶程度高者具四边形，部分菱形晶体以线接触为主。石英呈它形粒状零星混杂于白云石粒间，粒径0.05～0.10mm。填隙物以白云石为主，多呈微泥晶-细晶粒，少量较粗可达0.10mm，部分白云石具氧化铁染带和色调，并可见方解石。硅质玉髓一般粒径≤0.01 mm，大者可达0.10mm聚团，并可含泥质、炭质尘点斑状聚集分布于填隙物中，偶见金属矿物（黄铁矿），呈等轴粒状，粒径0.000 5～0.05mm。填隙物共同岩碎屑颗粒间充填，具接触式胶结，颗粒支撑。

2.2矿石结构

矿石为细砂屑、中粒砂屑、砾屑结构，以中粒砂屑结构为主，细砂屑结构、砾屑结构少见。

1）细砂屑结构，胶磷矿0.06～0.25mm大小粒屑，陆源碎屑粒径0.02～0.25mm，主要为石英，另可见硅质岩屑，少量（≤0.5%）黑云母、白云母，偶见长石。填隙物白云石、方解石、玉髓、金属矿物多呈泥晶，局部可达粒径0.1～0.25mm的细砂屑。

2）中粒砂屑结构，由粒度0.12～0.25mm的胶磷矿鲕粒、石英岩屑及少量白云石、长石、云母片组成碎屑物，相互紧密接触，具颗粒支撑，碎屑呈大致定向排列。充填物为细小泥质或少量胶磷矿粉末、铁质物共同沿碎屑颗粒间充填胶结，略具定向性，具接触式胶结。碳酸盐矿物除充填粒间外还呈集合体沿裂隙充填成细脉状。

3）砾屑结构，粒屑0.15～17mm，主要为砾屑，另有少量砂屑、团块、鲕粒、豆粒。粒屑组成分一下几种情况，组成为碳酸盐微泥晶，或胶磷矿与少量陆源粉砂、细砂，碳酸盐与（少量）胶磷矿及胶磷矿、粉砂、碳酸盐等组合。砾屑中少量为豆粒破碎搬运产物，组成主要为胶磷矿或胶磷矿及碳酸盐。另团块组成主要为胶

4）磷矿，其内可见砂屑、鲕粒、生物骨屑和陆源细砂、粉砂。填隙物白云石、方解石为亮晶镶嵌结构，晶粒径0.02～0.3mm，填隙物中偶见自生石英。

2.3矿石构造

矿石构造为孔洞状、条纹状、条带状构造以及厚-块状构造，以厚-块状构造为主，孔洞状构造、条纹状、条带状构造少见。

1）孔洞状构造，主要见于地表，矿体上部白云质风化淋滤后形成黄褐色串珠状砂质孔洞，。

2）条纹状、条带状构造，胶磷矿与泥质物组成灰黑色与浅色条纹、条带相间；宽度小于2mm称为条纹，宽度大于2mm称为条带，局部条带中亦有条纹，二者构成连续或断续沿层理分布的条纹状、条带状构造。

表4　V-1矿体矿石主要有益、有害组分分析结果表

表5　V-2矿体矿石主要有益、有害组分分析结果表

3）厚-块状构造，胶磷矿与其它脉石矿物分布相对均匀，呈颜色单一，纹理或层理少见，单层厚度大于0.5m的厚-块状构造。

2.4矿石化学组分

矿石化学组分为磷矿物、钾矿物和脉石矿物三部分，磷矿物主要为胶磷矿（碳氟磷灰石）及少量磷灰石，钾矿物主要为钾长石和少量正长石，脉石矿物主要为石英、碳酸盐矿物、黑云母、白云母、炭质、泥质、褐铁矿、黄铁矿等。矿石P2O5低、磷钾共生、倍半氧化物R2O3含量高的特点。其有益、有害组分分析结果见表4、表5。

2.5矿石风（氧）化特征及矿石类型

2.5.1矿石风（氧）化特征

地表矿石经长期风（氧）化淋滤，白云石、方解石、黄铁矿等易氧化分解流失，CaO、MgO、CO2质量分数明显降低，Fe2O3质量分数提高[2]。与之相对应的地表矿石中化学性质较为稳定的A·I（主要为SiO2）及有益组分P2O5、K2O质量分数有所提高。同时，因风（氧）化作用带入了一定的泥质成分，使得地表Al2O3质量分数有所提高。地表矿石中化学性质较为活泼的F-更容易进入磷灰石晶格形成氟磷灰石，提高了F的质量分数。

矿体可划分为风（氧）化带、过度带、原生带。风（氧）化带矿石呈浅黄-褐黄色，黄铁矿普遍氧化为褐铁矿，矿石中常见褐铁矿斑点，黄铁矿少见，因碳酸盐流失较多，矿石结构松散，风（氧）化深度0～50m±。过度带矿石呈灰-浅黄色，部分黄铁矿氧化为褐铁矿，矿石中既可见褐铁矿斑点，也可见黄铁矿，碳酸盐流失较少，矿石结构相对紧密，过度带深度50～70m±。原生带矿石呈青灰-灰黑色，极少有黄铁矿氧化为褐铁矿，碳酸盐基本无流失，矿石结构致密，分布于过度带之下。

2.5.2 矿石类型

根据主要矿石矿物P2O5与碳酸盐矿物、硅酸盐矿物间的比例（表6、表7），矿区矿石类为：

表6　V-1矿体矿石风（氧）化及矿石类型判别统计表

表7　V-2矿体矿石风（氧）化及矿石类型判别统计表

V1矿体：地表ω(P2O5)=17.34 ＜18%，CaO/P205=1.52＜1.6,ω（A·I）=41.54%＞40%，为选矿级硅质及硅酸盐型矿石，2ω(P2O5)+ω（A·I）=76.22%＞74%，ω（CO2）=3.04%＜5.5%，为风化型矿石。

深部ω(P2O5)=16.02 ＜18%，CaO/P205=1.95＜2.0,ω（A·I）=31.10%＜40%，为选矿级混合型矿石，2ω(P2O5)+ω（A·I）=63.14%＜74%，ω（CO2）=6.59%＞5.5%，为原生型矿石。

V2矿体：ω(P2O5)=15.97 ＜18%，CaO/P205=1.97＜2.0,ω（A·I）=31.67%＜40%，为选矿级混合型矿石，2ω(P2O5)+ω（A·I）=63.61%＜74%，ω（CO2）=6.36%＞5.5%，为原生型矿石。

3　结论

瓦板山磷矿产于大红山向斜南褶皱端南西及北东两翼，矿体赋存于寒武系下统筇竹寺组第一段第三亚段（∈1q1-3）含磷泥质条纹粉砂岩中，矿体受向斜控制形态复杂，根据夹石划分为V-1、V-2上下2层矿。矿石具有P2O5品位低、磷钾共生、倍半氧化物R2O3含量高的特点，矿石矿物P2O5品位变化系数较小，矿体厚度变化系数较大。矿石结构为以中粒砂屑结构为主，细砂屑、砾屑结构少见。矿石构造以厚-块状构造为主，孔洞状构造、条纹状、条带状构造少见。根据矿石的化学组分及颜色、结构构造，将矿体划分为风（氧）化带、过度带、原生带；地表为选矿级硅质及硅酸盐型矿石，深部为选矿级混合型矿石。

参考文献：

[1]四川省地质矿产局二〇七地质队二综合分队.中华人民共和国区域地质调查报告1∶50000（皇木幅）[R].1987.

[2]四川省地质局第一区域地质测量队四分队.中华人民共和国区域地质调查报告1∶200000（荥经幅）[R].1974.

Geological Features of the Wabanshan Phosphate Deposit in Hanyuan,Sichuan

LI Jin-sheng LI Xing XIANG Liang DU Gao-xiong
(Sichuan Institute of Metallurgical Geological Exploration,Chengdu 610051)

Abstract:This paper has a discussion on mineral and chemical compositions of phosphate,ore type,ore grade,ore texture and structure,shape and thickness of orebodies of the Wabanshan phosphate deposit in Hanyuan,Sichuan.

Key words:phosphate; orebody; Wabanshan,Hanyuan

作者简介：李金生（1978-）男，云南祥云人，工程师，主要从事地质调查与矿产勘查

基金项目：本文由四川省冶金地质勘查院四川省汉源县瓦板山磷矿勘探项目资助

收稿日期：2015－03－07

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.013

中图分类号：P619.21+3

文献标识码：A

文章编号：1006-0995（2016）01-0060-03