湖北省宜昌市夷陵区大岭子垭磷矿地质特征及找矿意义

牟宗玉， 张 凡， 刘 银

(湖北省地质局 第七地质大队，湖北 宜昌 443100)

大岭子垭磷矿位于宜昌磷矿田与兴神磷矿田的接合部，矿床规模达大型。通过普查，大致查明矿床地质特征及成矿富集规律，证实宜昌磷矿田与兴神磷矿田在深部是连在一起的认识，对区内深部磷矿找矿及勘查工作部署具有较强的指导意义。

1 区域地质背景

大岭子垭磷矿位于扬子准地台上扬子台坪鄂中褶断区黄陵断穹北东缘。区域内主要出露奥陶纪—震旦纪地层。区域断裂构造较发育,主要发育北西、北西西及近南北向断裂，前者以雾渡河、樟村坪断裂为代表，斜切“黄陵断穹”核部；后者以远安西部断裂、新华断裂、仙女山断裂为代表，纵贯“黄陵断穹”东西两翼。以上各组断裂规模宏大，具有多期次活动特征,其中雾渡河断裂走向延长数十千米，对“黄陵断穹”地区地质景观起着重要的控制作用，以其为分野，核南部侵入大量岩浆岩，核北部则以中深变质岩为主。

震旦系下统陡山沱组是区内主要含磷岩系，其中磷块岩发育地段主要在黄陵断穹北、东翼，呈北西—南东向弧形展布，南起晓峰,北至兴山榛子乡、保康县段江，西至白竹，延长达70余千米，面积400多平方千米。

鄂西地区已发现的磷矿带有宜昌磷矿、兴神磷矿、保康磷矿三个磷矿田。三个磷矿田均有中型、大型、特大型磷矿区分布，大岭子垭矿区位属宜昌磷矿田。

2 矿区地质概况

2.1 地层

区内主要出露寒武系上统—奥陶系下统娄山关组(∈3O1l),寒武系中统覃家庙组(∈2q),下统石龙洞组(∈1l)、天河板组(∈1t)、牛蹄塘组及石牌组(∈1n+),震旦系上统灯影组(Z2∈1d)地层。含磷地层(Z1d)深埋于地下(图1)[1]。

寒武系上统—奥陶系下统娄山关组：主要分布于矿区北部，由浅灰—灰色厚层状粉晶云岩组成。未见顶。

覃家庙组：主要见于矿区西北部。顶部为浅灰—灰色薄—中层状粉晶云岩；上部为灰—浅灰色薄—中层状粉晶云岩夹浅灰(略带微红色)薄—中层状泥质泥晶云岩；中部为灰—浅灰色薄—中层状含砂屑粉晶云岩夹浅灰色薄—中层状粉晶云岩;下部为灰色薄—中层状含碳泥质纹层粉晶云岩。厚度243.32 m。

石龙洞组：上部为灰色厚—中层状粉晶云岩，层面凹凸不平，见灰黄色泥质薄膜;中部为灰白色薄—厚层状(以中—厚层状为主)粉晶云岩夹灰白—浅灰色中—厚层状含砾屑粉晶云岩，后者局部溶蚀小孔洞发育，偶充填方解石团斑;下部为灰白色中—厚层状粉晶云岩夹灰色中—厚层状粉晶云岩，前者局部溶蚀小孔洞发育，偶见蠕虫状构造，后者层面上局部见暗红色铁泥质薄膜。矿区内钻孔揭露厚度为86.58 m。

图1 夷陵区大岭子垭矿区地质简图Fig.1 Geological sketch of Dalingziya phosphate mining area in Yiling District

1.娄山关组；2.覃家庙组；3.石龙洞组；4.天河板组；5.牛蹄塘组+石牌组；6.灯影组白马沱段；7.整合接触地层界线；8. 平行不整合接触地层界线; 9. 推测断层; 10.实测正断层及编号；11. 勘探线位置及编号；12. 矿区已完工见矿钻孔位置；13.外围钻孔及编号；14. 大岭子垭矿区探矿权范围。

天河板组：顶部为深灰色中—厚层状粉晶云质灰岩；上部为深灰色中—薄层状粉晶灰岩；中部为灰—深灰色中—薄层状含泥质条带粉晶灰岩夹灰色薄—中层状亮晶鲕粒及粉晶豆粒灰岩；下部为灰绿色中—薄层状钙质泥岩夹钙质粉砂质泥岩；底部为深灰色薄—中层状粉晶灰岩夹灰绿色薄层状—页片状泥岩;中上部岩层面普遍见紫红色铁泥质薄膜，该层普遍含星点状黄铁矿及黄铁矿团块。厚度42.17～70.39 m。

牛蹄塘组+石牌组：牛蹄塘组与石牌组并层，中上部深灰绿色—深灰色薄层状钙质粉砂质泥岩、砂质页岩及细砂岩，间夹深灰色中厚层状粉晶云质灰岩透镜体;下部为黑色炭质页岩。本组与下伏震旦系呈假整合接触,厚度99.73～111.01 m。

震旦系上统灯影组：本区灯影组岩性具明显三分特点，由上而下依次划分为白马沱段(Z2∈1d3)、石板滩段(Z2∈1d2)、蛤蟆井段(Z2∈1d1)。厚度486.00～499.34 m。各段岩性如下。

白马沱段:厚度272.08～274.57 m。上部为灰白色、白色中厚—厚层状粉晶云岩，并夹有薄层状泥质云岩，厚2～6 m，局部夹硅质条带及团块；中部为灰—灰白色厚层状粉—细晶云岩，晶粒粗大(习称“糖粒状”白云岩)，岩石溶蚀孔洞发育，大小不一，见方解石晶体充填;下部为深灰—灰色中层状粉晶云岩,见少量皮壳构造状，局部裂隙发育。

石板滩段:厚度147.38～155.05 m。上部为灰—深灰色薄—中层状含砂砾屑泥粉晶云岩、“皮壳状”或“葡萄状”泥粉晶云岩;中部为浅灰色—灰白色厚层状细粉晶云岩，厚约20～50 m，水平层理发育;下部为灰—深灰色薄层状泥粉晶云岩、溶孔状云岩;其底部为浅灰色薄层泥粉晶云岩，厚度1～3 m。整个岩段溶蚀孔洞发育，大小不等，形态各异。

蛤蟆井段:厚度56.38～79.88 m。顶部为灰白色中—厚层状含砂砾屑粉晶云岩夹灰白色中—厚层状泥粉晶云岩;上部为浅灰色—灰白色厚层状含燧石条带粉晶云岩，普遍含灰黑色条纹;下部为灰白色厚层状粉晶云岩，可见灰黑色条纹。局部见鲕粒、砂砾屑。

震旦系下统陡山沱组(Z1d)：自上而下划分为四个岩性段，即白果园段(Z1d4)、王丰岗段(Z1d3)、胡集段(Z1d2)、樟村坪段(Z1d1)。厚度129.87～181.92。各段特征如下。

白果园段：深灰—灰黑色薄—中层状含粒屑泥晶云岩、薄层泥粉晶云岩，层间夹燧石条带和扁豆体，其长轴平行层面，单层厚一般为0.50～5 cm。水平层理发育。层面上常见紫红色铁质薄膜。上部含“白色”碎屑斑点(俗称芝麻斑点状构造)。厚度7.53～20.77 m。

王丰岗段：以浅灰色中厚层状泥粉晶云岩为主，中、上部夹烟灰色、灰黑色硅质层或硅质条带和浅灰色页片状云质泥岩。层位稳定，底部见夹鲕粒磷块岩条带粉晶云岩，厚度0.80 m左右，无工业意义，但可作为地层对比标志。厚度30.70～60.25 m。

上亚段：灰黑色薄—中层状含燧石扁豆体泥粉晶云岩，夹黑色薄层状泥质云岩，水平层理发育。燧石扁豆体长一般为0.5～1.5 cm，长轴平行层理，自上而下其含量由少增多，底部个体较大。中下部含结核状及星点状黄铁矿和磷砂屑。厚度15.20～24.81 m。

上亚段：浅灰—灰色厚层状粉晶云岩(习称“上白云岩”),普遍含白色硅质团块，大小不等,形态各异。厚度25.34～27.63 m。

K：黑色含钾页岩、泥岩、泥质白云岩，夹稀疏磷块岩条带，厚度6.17～11.66 m。

中元古界神农架群(Pt2Ŝ)：灰色中—厚层状微—粉晶硅质白云岩。岩石由大量白云石组成，白云石为他形晶，晶粒间和晶体内含有少量的灰褐色有机质。未见底，厚度不详。

2.2 含磷岩系沉积特征

第二沉积旋回粒屑磷块岩(Ph2)—薄层云岩、硅质扁豆体云岩建造，属开阔浅海台地内潮坪鲕滩(亚)相—潮间泥坪(亚)相，此段Ph2广泛发育，递变为主矿层。

第三沉积旋回磷块岩(Ph3)—泥质云岩—硅质云岩，属浅水盆地—深水盆地相，沉积厚度增大，含磷性逐渐减弱。

2.3 构造

矿区被两条近S-N向断层切割为一地堑构造，地层总体倾向北东，倾角平缓，一般5°～15°，局部因断裂构造影响，地层产状变陡。区内褶皱不发育，以断裂构造为主，共发育3条断层,主要为近南北走向。

断层对磷矿层(体)的破坏作用主要表现为将矿层(体)切为南北向长条状不规则的块体，并使矿层(体)在垂向上发生位移。F9、F10两个反向的断层共同形成一个“地堑”构造，包括F9断层以东抬升断块、F10断层以西抬升断块及受拉伸于F9-F10断层中间下降的槽形断块，对矿层的破坏影响较大主要表现为将磷矿层切为南北向长条状不规则的块体，矿层在垂向上发生位移，对采矿造成不利影响。

2.4 矿层划分对比

3 矿床地质特征

3.1 工业磷矿层

3.2 矿石矿物成分、结构构造

3.3 矿石自然类型

白云岩条带状磷块岩:由深灰色白云岩条带或透镜状白云岩与灰黑色磷块岩、含磷砂屑磷块岩、含磷砾屑磷块岩互层组成。磷块岩条带占比40%～70%，白云岩条带宽1～10 cm不等，磷块岩条带宽1～25 cm，两者呈不规则状互层组成条带状构造，磷块岩具粒屑结构、碎裂结构、碎粒结构、亮晶粒屑结构、内碎屑结构等。

4 矿床成因类型及富矿带分布规律

4.1 矿床成因类型

研究区含磷岩系为震旦系下统陡山沱组，磷矿层产于含磷岩系下部，主要工业磷矿层是中磷层第二矿层和中磷层第一矿层。两矿层在区内普遍发育，呈层状，厚度较大，分布连续且较稳定[2]。

含磷岩系岩石组合为白云岩—磷块岩和页岩—磷块岩。矿石中矿石矿物主要为隐晶质—微晶磷灰石，脉石矿物有白云石、石英、炭质、粘土矿物、黄铁矿等。矿石自然类型为白云岩条带状磷块岩、致密条带状磷块岩及页岩条带状磷块岩。矿石具条带状构造、致密条带状构造，泥晶结构、含砾砂屑结构。工业类型为碳酸盐型。伴(共)生有益元素为碘、氟。主要为中等品位矿石，矿床规模达大型，矿床成因类型属生物化学沉积磷块岩矿床。

4.2 富矿带分布规律

5 结语

通过矿区普查，初步研究并阐明了与沉积聚磷富集因素有关的区域磷矿地质条件和富矿带分布规律。大岭子垭磷矿区位于保康—宜昌磷矿带(Ⅳ-1)中段，处在黄陵断穹北东翼、北翼，属于宜昌磷矿中磷层(Ph2)富集带向北北西—南南东及北东方向延伸部位,为开阔浅海碳酸盐台地滩间泻湖—潮坪亚相成矿有利相带。因此，大岭子垭矿区及其外围具有良好的磷矿找矿前景，即将形成宜昌磷矿北部新的磷矿开发基地。