湖北钟祥莲花山矿区磷矿体地质特征❶

徐少康 王宇 王磊 贾晗

中化地质矿山总局地质研究院，河北 涿州 072750

湖北钟祥莲花山矿区磷矿体地质特征❶

徐少康*王宇 王磊 贾晗

中化地质矿山总局地质研究院，河北 涿州 072750

莲花山矿区存在15个磷矿体，其中，工业矿体6个，低品位矿体6个，小规模矿体3个。工业矿体以大型为主，低品位矿体以中型为主。矿体形态呈褶曲、向型和单斜层状。工业矿体产于Ph1和Ph3中，低品位矿体主要产于Ph3中，小规模矿体产于Ph2中。Ph3低品位矿体与工业矿体密切共生。Ph1层位成矿好于Ph3，F98断裂以北成矿好于以南。矿床为热水生物化学沉积成因。本区找矿层位主要为Ph1，次为Ph3。

磷矿体特征 莲花山矿区 湖北钟祥

莲花山磷矿位于湖北省钟祥市北西方向约36 km处，矿区面积11.89 km2。

该磷矿属大型生物化学沉积型磷矿床，近年来有关学者对本矿床及我国同类型磷矿床进行了综合性及专项研究，代表性的主要成果包括：徐少康（2017，2012，2015）对莲花山磷矿矿物学、对邻区同类型的王集磷矿矿石类型及化学成分特征进行了深入研究【1-2】，韩豫川等（2012）对我国磷矿床地质特征进行了系统总结【3】，东野脉兴（2015）对其长期研究成果进行了系统总结、提出了“磷块岩成矿理论体系”【4】。

本文在以往研究的基础上，对莲花山矿区磷矿体地质特征进行了系统论述，对深化矿床成因的认识和同类型矿床的勘查工作有一定意义。

1 区域地质背景

莲花山磷矿区处于扬子地台北缘，北与秦岭海槽毗邻（图 1）。出露地层主要为：中元古界崆岭群片麻岩。下震旦统陡山沱组白云岩夹磷块岩；上震旦统灯影组白云岩；寒武系白云岩；奥陶系白云岩、灰岩及碎屑岩等。其中，与磷矿有关的地层为陡山沱组。构造形式主要为北西—南东向褶皱和断裂。

本区为生物化学沉积型磷矿聚集区，简称荆襄磷矿，主要发育有胡集和朱堡埠两个矿床。朱堡埠磷矿规模较小。胡集磷矿，规模为超大型，北起宜城黄山，南到钟祥熊家湾，延伸约27km左右，进一步分为 7个矿段：牛心寨、王集、龙会山、大峪口、放马山、熊家湾及莲花山矿段。莲花山矿段位于胡集矿区南端，是放马山和熊家湾矿段磷矿的深部延伸部分（图1）。

图1 莲花山矿段交通及大地构造位置简图Fig.1 Diagram of tranfic and geotectonic position in Lianhuashan ore section

2 矿区地质概况

2.1 矿区地层

矿区发育地层为：中元古界崆岭群（P2k），下震旦统陡山沱组（Z1d），上震旦统灯影组（Z1dn），寒武系白云岩，奥陶系白云岩、灰岩及碎屑岩，第四系砂砾石粘土沉积。含矿地层为陡山沱组（图2）。

图2 莲花山矿段地质简图Fig.2 Geologic sketch in Lianhuashan ore section

中元古界崆岭群（P2k），出露于放马山矿段东北部，在莲花山矿段深埋于地下数百米处，厚度大于500m，岩性主要为片麻岩，是本区沉积岩系的基底。

陡山沱组（Z1d），在大峪口—熊家湾矿段出露地表，莲花山矿段深埋于地下数百米处，平均厚度137m，主要岩性组合为硅质白云岩、白云岩夹磷矿层。根据接触关系，本组分为两段，两段之间呈平行不整合接触。下段进一步分为 5个亚段，上段进一步分为6个亚段（图3）。

灯影组（Z1dn），分布于莲花山矿段大部分地区，平均厚度401m，主要岩性组合为燧石白云岩、花纹状白云岩、白云岩。根据岩性组合特征，灯影组分为上下两段，下段进一步分为 2个亚段，上段进一步分为6个亚段（图3）。

寒武系（Є1），分布于莲花山矿段西南，平均厚度约250m，主要岩性为白云岩。

奥陶系（O），分布于莲花山矿段西南，平均厚度约400m，主要岩性为泥质灰岩、泥质瘤状灰岩、灰质白云岩、燧石白云岩、泥质白云岩、硅质白云岩，局部夹泥岩。

第四系（Q），主要分布于东南部地势平缓地带，和西北的现代河床中，厚度数10cm至10m，主要为松散的砂砾石沉积和粘土沉积。

图3 莲花山矿段震旦系地层柱状图Fig.3 Stratigraphic column of Sinian strata in Lianhuashan ore section

2.2 矿区构造

矿区构造形式主要是褶皱和断裂。褶皱包括滴水崖背斜和张家冲向斜。滴水崖背斜，位于矿区中部，轴线方向北北西—南南东。南西翼，倾向南西，倾角16°～35°；北东翼地层，倾向北东，倾角 13°～45°。张家冲向斜，位于滴水崖背斜东北侧，轴线与滴水崖背斜轴线平行。南西翼地层，倾向北东，倾角 13°～45°；北东翼，倾向南西，倾角 23°～38°。

矿区断裂有两个期次：第一期次断裂，破碎带已固结为断层角砾岩，包括F98和F12。F12，走向北西—南东，断面倾向北东，倾角84°～直立，正断层，最大垂直断距均41m。F98，走向南西—北东，矿段内延伸 2882m，向北东方向延到放马山矿段东北部边缘，断面倾向南东，倾角 63°～85°，正断层，最大垂直断距 180m；第二期次断裂，破碎带松散，未固结，包括F09、F13、F01、F03、F23、F25 及 F31。

F09和F13，走向近东西，断面倾向南，倾角72°～直立，均为正断层，垂直断距均20m左右。

F01和F03，走向北西—南东，断面倾向北东，倾角 83°～86°，均为正断层，最大垂直断距分别为146m、16.4m。

F23、F25及F31，走向北西—南东，断面倾向南西，倾角 62°～78°，均为逆断层，最大垂直断距分别为56m、66m、120m。F23和F25对Ph1-3矿体局部造成破坏。

最重要的断裂为F98，延伸远，断距大，不但切断了地层和含矿层矿，还对矿区地形地貌有重要影响，使矿区地形呈北高南低的趋势。F23和F25对Ph1-3矿体局部造成破坏，其它断裂对矿体未影响。

滴水崖背斜、张家冲向斜及 F98断裂为矿区的主体构造，控制着矿区地层和矿层的分布。

2.3 含磷层位

本矿区含磷层位有6个，简称为Ph1、Ph2、Ph3、Ph4、Ph5及 Ph6。Ph1即陡山沱组下段四亚段Ph2即陡山沱组上段一亚段Ph3即陡山沱组上段三亚段Ph4即陡山沱组上段五亚段Ph5位于灯影组上段二亚段底部，Ph6即灯影组上段四亚段（图3）。

形成工业矿体的为 Ph1和 Ph3，Ph2局部形成小规模矿体，其它含磷层仅有矿化。

2.4 矿石类型及矿床规模

莲花山矿段，磷矿石主要类型有两种：杂色条带状磷块岩和黑灰色薄层状磷块岩。此外，局部见紫色块状磷块岩和深灰色块状磷块岩。杂色条带状磷块岩和紫色块状磷块岩分布于 Ph1矿层中，矿床规模为大型，黑灰色薄层状磷块岩和深灰色块状磷块岩分布于Ph3和Ph2矿层中。

3 矿体地质特征

矿区存在6个工业矿体，6个低品位矿体，3个小规模矿体（表 1）。所有矿体均呈层状，与顶底板呈整合接触，走向均呈北西—南东，总体倾向南西，总体倾角 10°～15°。由于受褶皱控制，矿体形态呈现褶曲层状、向型层状及单斜层状三种。矿体倾向北东或者南西，倾角一般2°～45°。

表1 莲花山矿段矿体特征简表Table1 Simple list of orebody characteristics in lianhuashan ore section

3.1 工业矿体地质特征

Ph1-1矿体，北起W132线，南到W112线（图4），产于陡山沱组下段四亚段与顶底板岩层呈整合接触。

矿体呈褶曲层状，走向北西—南东，倾向南西或北东，倾角7°～45°；沿走向延伸1964m，沿倾向延伸 2099m，平均厚度 6.42m，平均品位21.49%；底板标高 -35.49～-632.65m。矿体向西北方向延出探矿权范围之外，实际分布范围和规模更大。本矿体矿石类型主要为杂色条带状磷块岩，局部见紫色块状磷块岩。

图4 Ph1矿体平面位置图Fig.4 Ph1 orebody planimetric position

Ph1-2矿体，位于矿区东北角，产于陡山沱组下段四亚段与顶底板岩层呈整合接触（图4）。矿体呈向形层状，走向北西—南东，倾向南西或北东，倾角18°～25°；矿体沿走向延伸1403m，沿倾向延伸 395m，平均厚度 3.67m，平均品位21.23%；底板标高-2.53～-292.65m。矿体向西北和东南方向延出探矿权范围之外，实际分布范围和规模更大。本矿体矿石类型为杂色条带状磷块岩。

Ph1-3矿体，北起W104线，南到W88线，呈层状产于陡山沱组下段第四亚段与顶底板岩层呈整合接触（图 4）。矿体呈向形层状，走向北西—南东向，倾向南西或北东，倾角 10°～37°；沿走向延伸1409m，沿倾向延伸1468m，平均厚度4.05m，平均品位21.18%。矿体被F25和F23错断，垂直断距 56～124m。底板标高-444.33～-715.96m。本矿体矿石类型为杂色条带状磷块岩。

Ph3-1矿体，北起W128线，南到W112线，呈层状产于陡山沱组上段三亚段与顶底板岩层呈整合接触（图 5）。矿体呈褶曲层状，走向北西—南东，倾向南西或北东，倾角7°～45°；沿走向延伸 1664m，沿倾向延伸 1792m，平均厚度 3.82m，平均品位 18.88%，矿体底板标高-49.66～-373.27m。矿体在西北部延出探矿权范围之外。本矿体矿石类型主要为黑灰色薄层状磷块岩，局部见深灰色块状磷块岩。

图5 Ph3矿体平面位置图Fig.5 Ph3 orebody planimetric position

Ph3-2矿体，北起W104线，南到W96线，产于陡山沱组上段三亚段与顶底板岩层呈整合接触（图 5）。矿体呈单斜层状，走向北西—南东，倾向南西，倾角16°～30°，沿走向延伸823m，沿倾向延伸 1228m，平均厚度 3.87m，平均品位19.17%，底板标高 -272.54～-592.61m。本矿体矿石类型为黑灰色薄层状磷块岩。

Ph3-3矿体，北起W104线，南到W96线，产于陡山沱组上段三亚段与顶底板岩层呈整合接触（图 5）。矿体呈单斜层状，走向北西—南东，倾向北东，倾角2°～20°，沿走向延伸758m，沿倾向延伸 510m，平均厚度 3.84m，平均品位18.15%，底板标高 -341.17～-512.10m。本矿体矿石类型为黑灰色薄层状磷块岩。

3.2 低品位矿体特征

Ph1贫-1矿体，北起W132线，南到W128线，产于陡山沱组下段四亚段与顶底板岩层呈整合接触。矿体呈向形层状，走向北西—南东，倾向南西或北东，倾角 10°～50°，矿体沿走向延伸398m，沿倾向延伸1820m，平均厚度2.40m，平均品位15.80%，底板标高 -6.19～-284.24m。矿体向西北和北东方向延出探矿权范围之外，实际分布范围和规模更大。本矿体矿石类型为杂色条带状磷块岩。

Ph3贫-1矿体，北起W132线，南到W108线南侧，呈层状产于陡山沱组上段三亚段与顶底板岩层呈整合接触。矿体呈褶曲层状，矿体走向北西—南东，滴水崖背斜南西翼，倾向南西，倾角 5°～40°；滴水崖背斜北东翼（即张家冲向斜南西翼），倾向北东，倾角 7°～40°；张家冲向斜北东翼，倾向南西，倾角 10°～26°；沿走向延伸2336m，沿倾向延伸2381m，平均厚度5.91m，平均品位14.70%，底板标高3.53～-789.65m。矿体向西北和北东方向延出探矿权范围之外，实际分布范围和规模更大。本矿体矿石类型为黑灰色薄层状磷块岩。

Ph3（下）贫-2矿体，矿体北起W104线，南到W100线，产于陡山沱组上段三亚段与顶底板岩层呈整合接触，位于工业矿体Ph3-3底板位置。矿体呈单斜层状，走向北西—南东向，倾向北东，倾角 2°～20°，沿走向延伸 549m，沿倾向延伸 868m，平均厚度 4.43m，平均品位14.76%，标高 -334.23～-516.60m。本矿体矿石类型为黑灰色薄层状磷块岩。

Ph3（上）贫-3矿体，矿体北起W104线，南到W88线之间，产于陡山沱组上段三亚段与顶底板岩层呈整合接触，位于工业矿体Ph3-3和Ph3-2顶板位置。矿体呈向形层状，走向北西—南东向，倾向南西，倾角18°～26°，沿走向延伸898m，沿倾向延伸 675m，平均厚度 3.69m，平均品位14.78%，底板标高 -440.69～-558.39m。本矿体矿石类型为黑灰色薄层状磷块岩。

Ph3（下）贫-4矿体，北起 W104线，南到W88线，产于陡山沱组上段三亚段与顶底板岩层呈整合接触，位于工业矿体Ph3-2底板位置（图5）。矿体呈单斜层状，走向北西—南东向，倾向南西，倾角5°～21°；沿走向延伸1583m，沿倾向延伸457～728m，平均厚度2.45m，平均品位13.55%，底板标高 -289.44～-478.98m。本矿体矿石类型为黑灰色薄层状磷块岩。

Ph3（下）贫-5矿体，北起W96线，南到W88线，呈层状产于陡山沱组上段三亚段与顶底板岩层呈整合接触，位于工业矿体Ph3-3底板位置。矿体呈单斜层状，走向北西—南东向，总体倾向东北，倾角 0°～29°；沿走向延伸 793m，沿倾向延伸 509m，平均厚度 4.20m，平均品位14.25%，标高 -396.59～-625.11m。本矿体矿石类型为黑灰色薄层状磷块岩。

3.3 小规模矿体特征

小规模矿体有3个，编号为Ph2-1、Ph2-2及Ph2贫。

Ph2-1矿体，位于W120线西段，产于陡山沱组上段一亚段与顶底板岩层呈整合接触。矿体呈单斜层状，走向北西—南东向，倾向南西，倾角29°～33°。沿走向延伸约100m，沿倾向延伸701m左右，平均厚度2.20m，平均品位21.23%，底板标高 -600.05～-809.87m。本矿体矿石类型为深灰色块状磷块岩。

Ph2-2，矿体北起W130线，南到W126线，产于陡山沱组上段一亚段与顶底板岩层呈整合接触。矿体呈单斜层状，走向北西—南东向，倾向南西，倾角28°～34°。沿走向延伸约450m，沿倾向延伸50m左右，平均厚度2.40m，平均品位22.21%，底板标高 -158.78～-174.51m。本矿体矿石类型为深灰色块状磷块岩。

Ph2贫矿体，矿体北起W132线，南到W128线，产于属陡山沱组上段第一亚段矿体呈层状产出，与顶底板岩层呈整合接触。矿体产于滴水崖背斜西翼，走向北北东—南南西，倾向南西，倾角24°～34°。沿走向延伸约480m，沿倾向延伸 50m 左右，平均厚度 2.08m，平均品位15.52%，底板标高 -114.22～-207.02m。本矿体矿石类型为深灰色块状磷块岩。

4 结论与讨论

（1）莲花山矿区存在15个矿体。其中，工业矿体 6个，低品位矿体 6个，小规模矿体 3个。工业矿体和低品位矿体规模主要为大中型，赋存于Ph1和Ph3层位内，小规模矿体赋存于Ph2层位内。

（2）矿体呈层状产出，与顶底板地层呈整合接触；由于受褶皱构造影响，矿体形态呈褶曲层状、向形层状及单斜层状。

（3）总体上看，Ph1层位矿体规模大、品位高，Ph3层位矿体规模略小、品位略低，Ph2层位矿体规模小。

（4）F98断裂以北区域矿体规模大，以南区域矿体规模较小。

（5）低品位矿体主要分布于Ph3层位，与工业矿体密切共生，常为工业矿体的顶板和底板，在未来采矿过程中应注意低品位矿体的综合开发，以保证该层位低品位资源回收的最大化。

（6）综合分析最新地质资料，初步认为本矿床为热水生物化学沉积成因。成矿介质是源于秦岭海槽深部、富磷硅的热卤水，运移过程中受海水混然。温度变化和微生物作用，是重要成矿因素。成矿期次有两个：第1次形成了Ph1矿层；第2次，成矿介质在演化过程的早期阶段形成了Ph2矿层，后期阶段形成了Ph3矿层。

1 徐少康. 王集磷矿矿石类型及成因分析[J]. 中国非金属矿工业导刊，2012，（5）：52～56

2 徐少康，王宇，贾晗，等. 湖北王集磷矿矿石化学成分特征及矿床成因探讨[J]. 化工矿产地质，2015，37（4）：198～204

3 韩豫川，夏学惠，肖荣阁，魏祥松，等. 中国磷矿床[M]. 北京：地质出版社，2012

4 东野脉兴. 磷块岩成矿体系与找矿实践[M]. 北京：地质出版社，2015

Geological features of phosphate ore deposit in Lianhuashan mining area, Zhongxiang,Hubei

Xu Shaokang Wang Yu Wang Lei Jia Han
Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau,Zhuozhou072750, Hebei, China

There are 15 phosphate ore bodies in Lianhuashan mining area, among which 6 are industrial ore bodies, 6 are low-grade ore bodies, and 3 are small scale orebodies.Industrial ore bodies are mainly large and low-grade ore bodies are mainly medium.The shape is to fold, syncline and monoclinic layered.The industrial ore bodies are produced in Ph1 and Ph3, and low-grade ore bodies are mainly produced in Ph3, and small-scale ore bodies are produced in Ph2. Ph3 low-grade ore deposits closely coexist with industrial ore bodies. Ph1 horizon is better than Ph3 in mineralization, and the north of the F98 fault is better than that of the south.The deposit is the formation of hydrothermal biochemical sedimentation .The prospecting horizon in this area is mainly Ph1, Ph3.

Characteristics of phosphate orebody, Lianhuashan mining area, Zhongxiang District of Hubei

P619.213

A

1006–5296（2017）03–0188–07

❶本文获中国地质调查局项目《东部地区硼磷萤石等重要非金属矿产调查》（项目编号：DD20160057）支持

* 第一作者简介：徐少康（1955～），男，矿床地质专业，教授级高级工程师

2017-08-08；改回日期：2017-08-26