云南华宁县磨盘山磷矿地质特征及矿床成因

罗 坤，吴 帆

(1.云南省地质矿产勘查院，云南 昆明 650051；2.云南地矿总公司(集团)，云南 昆明 650011)

云南省磷矿属于磷块岩型，是云南省优势矿种之一，磷矿资源在质和量上居全国前列，是我国重要的磷矿石资源产地。云南省磷矿按成矿时代和成因类型可划分为早寒武世沉积型磷矿、中泥盆世沉积型磷矿、新生代淋滤残积型磷矿。磨盘山磷矿则属于早寒武世沉积磷矿。

1 区域地质背景

磨盘山磷矿大地构造位于扬子准地台西南部的滇东台褶带，昆明台褶束建水台隆北东端，小江断裂西侧。属早寒武世川滇成矿带华宁-澄江沉积区的东南部，是一个长期接受震旦纪至中生代沉积的轴缘坳陷区。整个历史时期，该区较少发生沉积间断，出露地层较全。区域内元古界、古生界主要为海相化学沉积，滨海相碎屑沉积，中生界、新生界以内陆湖泊、沼泽及河湖相碎屑沉积为主。

2 矿区地质

据云南省有色地质局三一三地质队勘查资料，矿区出露地层单元由老到新依次为

(1)震旦系下统澄江组(Zac)：岩性为紫红色、暗红色中厚层状粗粒石英砂岩、薄至中层状细粒、细至中粒砂岩夹厚2m-4m凝灰岩；底部块状砾岩。

(2)震旦系上统灯影组与陡山沱组(Zbd+dn)：岩性为浅灰色厚层状藻迹白云岩、灰色薄至中层状白云岩夹石英砂岩。

(3)寒武系下统渔户村组(∈1y)：可分为四个岩性段

渔户村组第一段(∈1y1)：岩性为灰色中层状白云岩、灰绿色中厚层状粉砂岩、紫红色粉砂质泥岩；

渔户村组第二段(∈1y2)：岩性为浅灰色薄至中厚层状粉晶白云岩、砂质白云岩夹褐黄色泥质含磷白云岩、灰黑色硅质条带或结核；

渔户村组第三段(∈1y3)：岩性为浅灰色、灰黑色薄至中层状细砂屑磷块岩、硅质白云岩、含磷白云岩；

渔户村组第四段(∈1y4)：岩性为灰白色薄至中层状粉晶白云岩夹泥质白云岩薄层、硅质条带及结核。

(4)寒武系下统筇竹寺组(∈1q)：分为两段，筇竹寺组第一段(∈1q1)岩性为灰、灰绿色(风化后呈黄褐色)薄至中层状泥质粉砂岩、粉砂岩；筇竹寺组第二段(∈1q2)：岩性为黄绿色泥岩夹粉砂岩薄层。

图1 矿区地质略图

(5)寒武系下统沧浪铺组(∈1ch)：岩性为灰绿、紫红色薄层状泥质粉砂岩夹泥岩薄层。

(6)泥盆系上统宰格组(D3z)：岩性为灰色、深灰色厚层状白云岩，夹灰绿色泥岩薄层或条带，局部为角砾状白云岩。

(7)石炭系下统(C1)：岩性为浅灰色中至厚层状白云岩夹灰色细晶白云岩，间夹灰绿色泥岩薄层或条带。

(8)石炭系中统威宁组(C2w)：岩性为浅灰色假鲕状灰岩，灰白色、乳白色块状灰岩。

(9)石炭系上统马平群(C3m)：岩性为灰至灰白色厚层至块状假鲕状灰岩。

(10)二叠系下统阳新组(P1y)：岩性为灰色厚层状白云岩，灰、灰白色隐晶灰岩夹少量白云岩。

区内断裂构造较发育，主要以北东-南西、北西-南东向两组断裂为主，对矿体(层)产生切割破坏作用，控制着矿体(层)的完整性、连续性(图1)。

3 含矿岩系划分及对比

3.1 层位对比

华宁磨盘山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。矿体赋存于下寒武统渔户村组第三段(∈1y3)中，含矿岩系对比见图2。

(1)上覆层同为泥岩、粉砂岩屑碎岩系建造，厚度大于100m。

(2)直接顶板同为白云岩、硅质白云岩或硅质条带化学岩系建造，磨盘山磷矿区厚度1.92～13.8m。

图2 华宁磨盘山磷矿与邻区对比图

(3)直接底板同为白云岩、硅质白云岩或夹硅质条带化学岩系建造，磨盘山磷矿区厚度17.3m～496m。

(4)矿石自然类型差别不大，多以砂屑状磷块岩、条带状磷块岩为主。结构构造亦相近，以内砂屑、细砂屑结构，块状、层状、条带条纹状构造为主。

(5)矿层对比：磨盘山磷矿与清水沟磷矿、大村磷矿属于同一含矿层矿。只不过磨盘山磷矿有两层矿，中间存在夹层，含矿岩系可分为上下两个矿层，说明存在两个成矿期。

3.2 主要化学组分对比

通过磨盘山磷矿与相邻的清水沟磷矿、大村磷矿矿石主要化学组分对比(表1)，存在以下特点

(1)磨盘山磷矿P2O5、CaO含量比清水沟磷矿略低，与大村磷矿相差不大。

(2)磨盘山磷矿MgO含量高于大村磷矿，与清水沟磷矿相差不大。CO2含量低于大村磷矿，与清水沟磷矿相差不大。

(3)磨盘山磷矿SiO2含量高于清水沟磷矿，与大村磷矿相差不大。SiO2/CaO比值与大村磷矿相差不大，高于清水沟磷矿。

磨盘山磷矿属沉积型磷块岩矿床，矿体赋存于下寒武统渔户村组第三段(∈1y3)，上、下矿层层位稳定，与围岩产状一致。因矿区构造发育，矿层走向不连续，被断层错断分布于不同的空间位置，从北到南依次为老鹰窝矿段、蚂蟥沟矿段、磨盘山矿段(东矿段、西矿段)。

4 矿床成因

华宁磨盘山磷矿为早寒武世海相沉积型磷块岩矿床。早寒武世初期南北向古断裂控制着古地理的基本格局，西侧西昌-易门断裂与滇中古陆东缘边界基本吻合，普渡河、小江断裂影响相带环境的分布。由于普渡河断裂与小江断裂夹持地带的不均匀下降，加之近东西向的巧家-五星、嵩明水下隆起的影响，从北至南形成硝滩-羊场、九龙-会泽、澄江-华宁三大聚磷盆地，产生二隆三洼的古地理、古构造格局。

华宁磨盘山磷块岩矿床形成于浅海碳酸盐台地干热潮坪环境，属华宁陆表海滇东早寒武世二隆三洼古地理、古构造格局之澄江-华宁聚磷盆地。该聚磷盆地北至嵩明水下隆起带，南西为滇中古陆，南东为牛首山古陆，正南是海槽，南北均与广海相连。古地理、古构造条件决定了岩相分布特征，而含磷岩系的分布，矿体的形态及规模又受岩相及其在岩相剖面中位置的控制。

从发展演化来看，首先是由富含磷质的上升洋流到达川滇潮坪海湾，由于压力降低，温度升高，CO2逸出，海水pH值增高，磷质因胶体化学、生物化学作用沉积，形成凝胶状磷块岩与磷酸盐、硅质等共同沉积磷质层。再在波浪、潮汐和风暴动力的作用下，原地和异地先期沉积的磷质层被破碎、簸选、搬运、然后在有利的相带沉积，从而形成内碎屑、砂粒及鲕粒相伴的结构类型。本区磷矿石是由上述两种沉积成矿作用交替富集而成(图3)。

图3 华宁磨盘山磷块岩成因示意图(据云南省矿产资源潜力评价项目)

从成矿过程来看，间歇高能时磷质沉积形成条带构造，间歇低能时白云岩或泥质粉砂代替磷矿沉积，从而形成上下矿层的夹层。随着上覆沉积物的压力相应加大，沉积物粒间水化学活动性大大增强，再经脱水浓缩沉淀胶结而形成矿体。在成岩期，由于Eh值降低，Ph值增高，磷块岩承受的地压继续增加，地温增高，残留粒间水化学活动性进一步增强，在富磷粒间水的作用下，沉积物进一步磷酸盐化，使之更加富集。

5 结论

磨盘山海相磷块岩矿床的形成机理概括为：与广海相连的局限台地由于上升洋流带来的磷源是磷块岩沉积的最佳古地理环境，成矿最为有利的场所为环境突变的边缘地带，生物有机质作用对成矿起着重要作用，它贯穿了成矿的全过程。总之磷块岩沉积是化学作用、物理作用和生物有机质作用相互作用相互叠加的结果。