云南磷矿主要特征及成因

云南磷矿主要特征及成因

中国有许多磷矿床，包括磷层和矿化层。其中，震旦纪、寒武纪、泥盆纪形成的工业矿床最为重要。下寒武统梅树村组(渔户村组)是云南迄今为止最为重要的含磷层位。近年,随着找矿力度的加大,云南境内逐渐发现了一些新的含磷层位。1灯影组白云岩节理裂隙云南中东部地区广泛出露地台型沉积的震旦系,其中上震旦统灯影组是一个值得注意的含磷层位。该组分布在滇东广大地区及华坪—宁蒗一带,以灰白、浅灰色厚层—块状白云岩为主,夹含藻白云岩、硅质白云岩及硅质岩、磷块岩,与下伏陡山沱组或那章组呈整合接触,与上覆渔户村组旧城段整合或假整合接触。灯影组在滇东区岩性变化不大,北部地层厚度较大,向南逐渐变小,自下而上可分为四部分:下部为灰白、浅灰色中厚层状含硅质条纹粉晶白云岩夹泥质白云岩,含石盐假晶;中下部为灰白、浅灰色具葡萄状、花边状构造的含藻白云岩夹燧石条带及团块;中上部为浅灰、灰白色中厚层状含硅质密集平纹白云质灰岩及白云岩,局部含内碎屑或夹钙质页岩;上部以浅灰色含磷白云岩及硅质白云岩为主,底有紫红、灰绿色泥质粉砂岩或泥质白云岩,上部夹磷块岩。滇中北部禄劝、寻甸至四川境内发育灯影组磷矿床。据云南煤化工院最新发现,禄劝县大辑马一带上震旦统东龙潭组(灯影组)中发现磷矿床。禄劝县翠华乡某地发现产于灯影组白云岩节理裂隙中的磷钙土,分析结果显示P2O5平均品位32%以上。磷钙土未风化者呈蜂巢状夹在灰质白云岩中,风化后则呈细粒状、粉末状。灯影组在华坪—宁蒗一带上部夹含磷粉砂岩多层,但无可采磷矿。2梅树村组—寒武系含磷层位下寒武统梅树村组和筇竹寺组是云南重要的含磷层位,特别是梅树村组,在滇东地区形成若干大型至巨型磷矿床。(1)梅树村组。梅树村组为灯影期末海退过程中保留的海湾沉积,沿康滇地轴的东侧,北起四川的峨眉,南至云南边境的蒙自,形成一个规模很大的成矿带(图1)。滇东地区磷矿层赋存在梅树村组中谊村段,该段在全区岩性变化不大,主要由磷块岩及含磷白云岩组成,总的趋势是:禄劝普渡河以西及会泽五星、鲁甸、巧家地区,岩性为含磷白云岩,无工业矿层;嵩明老余屯、宜良马街、曲靖温泉、马龙那章一带,厚度薄,岩性为深灰色含磷粉砂质白云岩及极薄层状磷块岩;会泽马路、寻甸先锋、昆明金马村、呈贡大渔、宜良红石岩、华宁火特为单一工业矿层;其余地区均为上、下工业磷矿层,中部夹含磷白云岩夹层。与上覆筇竹寺组及下伏灯影组均为整合接触。梅树村组在云南东部厚度的变化具有一定规律:由东向西,中部地区最厚,东西变薄;由南向北出现两个薄值区。这一特征表明云南东部在早寒武世初期有3个沉积磷块岩的中心,北段以永善务基为中心(实际中心在四川雷波马颈子),向四周厚度逐渐变薄,含磷性差;中段以禄劝中槽子,寻甸大湾、东川九龙村、曲靖德泽、会泽待补、大海为中心,向四周厚度逐渐变薄,含磷性变差;南段以晋宁王家湾、澄江渔户村、华宁火特、江川清水沟为中心,向四周厚度变薄,含磷性变差。滇东地区梅树村组具工业价值的有3种磷矿床类型:海口型、德泽型、纳章型,各矿床类型主要地质特征见表1。(2)筇竹寺组。筇竹寺组在云南东部分布甚广,南起华宁,经昆明、东川,北至永善,绵延500余km。该组岩性稳定,主要由一套深灰、灰绿、暗绿、灰黑色泥质页岩、粉砂岩夹泥灰岩及钙质砂岩薄层组成,其下部常为碳质页岩、黑色泥岩、粉砂岩夹薄层黑色硅质岩。与上覆沧浪铺组及下伏梅树村组均为整合接触关系。筇竹寺期的含磷岩系主要由黑色页岩及硅质岩组成,部分地区页岩、粉砂岩相变为钙质页岩、泥灰岩、白云质泥灰岩,有的地区碳质页岩中夹有石煤层,整个含磷岩系以黑色为特征。矿层形成于含磷岩系的底部,与筇竹寺期海侵有关,有的矿层直接沉积于震旦系灯影组的侵蚀间断面上。矿层常与硅质岩密切伴生,厚度较小,一般<1m,个别稍厚些,分布不稳定,受侵蚀面地形的控制,沿走向常尖灭或相变为含磷结核的页岩。矿石类型主要为黑色、具沥青光泽的致密块状磷块岩及结核状磷块岩。该期含磷岩系的一个显著特征是含稀土元素和放射性元素较高,铀在磷块岩(黑色致密块状磷块岩)中的含量最高可达0.069%,在碳质页岩中为0.006%,在磷结核中钍的含量可达0.0009%;镭的含量为4×10-11;磷块岩中稀土总量(TR2O3)约为0.03%~0.23%。该期含磷岩系的黑色页岩中还含有镍、铜、钒、银等金属,常构成一个较薄的“金属层”。形成于黑色页岩或碳泥质粉砂岩的底部。根据部分矿区的分析,镍的含量约为0.1%~0.6%,钼的含量约为0.03%~0.4%,钒的含量可达l%左右。黑色页岩中往往含钒较高,部分构成钒矿层。另外,武定、禄劝至会泽一带,筇竹寺组底部含钾磷块岩,P2O5含量15%~25%,K2O含量5%~10%。3湄潭组—奥陶系含磷层位奥陶系含磷层位发现于滇东北威信、盐津、镇雄一带的湄潭组(O1m)地层中(图2),岩性为灰、灰绿、黄褐色页岩、粉砂岩夹细砂岩,局部夹灰岩透镜体。湄潭组与上覆十字铺组为整合接触,与下伏红花园组一般为整合接触,局部可直接超覆于寒武系之上。按岩性及古生物组合特征,湄潭组在镇雄地区由上至下可划分为5个段:第五段黄绿色页岩段,第四段结晶灰岩段,第三段穗绿色页岩段,第二段灰色砂岩段,第一段灰绿色页岩段。磷矿层赋存于湄潭组第二段灰色砂岩段,本段连续沉积在第一段之上,由灰白、夹少量灰绿色页岩组成,砂岩含云母较多,常发育虫迹构造,化石稀少,厚度56.60~142.93m,变化大。第二段砂岩中普遍含磷,含磷层为黑色中厚层状胶磷矿,多位于本段中下部,在镇雄北部柿子坝、落木柔背斜最佳。盐津下奥陶统湄潭组层状砂岩、砂页岩中夹有薄层状及透镜状磷矿,在盐津水田坝(P2O59.01%)、盐井坝(P2O533.72%)发现含磷矿层,厚0.32~0.5m。4东岗岭组磷矿中泥盆统东岗岭组(广南小区称分水岭组)为滇东南的主要含磷层位(图3)。岩性主要由白云质灰岩、泥质灰岩、碳泥质灰岩及硅质岩组成,夹磷块岩层或透镜体,矿层位于该组下部。该组下与古木组白云岩,上与革当组鲕状灰岩均呈整合接触。东岗岭组已发现的磷矿床主要为广南布达磷矿,其基本特征见表2。滇东南广南县发现上泥盆统榴江组含磷层位,分布在广南莲花状构造内缘及东南部八渡背斜的轴部。磷矿层主要产于榴江组下部浅海相硅质岩中,在广南县莲峰乡木底一带沉积了具有工业价值的磷矿(图4)。该磷矿分布范围较大,矿石质量较好,P2O5含量22.42%。磷矿石主要为角砾状磷块岩,呈变余角砾状构造,变胶状结构。矿石矿物以磷灰石、胶磷矿、石英、硅质岩为主,其次为含硅质生物介壳、粘土、褐铁矿。胶结物为细晶磷灰石、胶磷矿、氟磷灰石。5磷矿地质特征云南三叠系的研究虽有上百年的历史,但以往的地质工作均未发现磷矿床。2009年,中国冶金地质勘查总局昆明勘查院在丘北县腻脚乡舍龙村一带发现磷矿。野外地质调查显示,磷矿层顺层整合分布于中三叠统个旧组第五段(T2ge)灰岩之上,矿层厚度≥6m,沿走向延伸≥1500m,沿倾向延伸不明。矿层顶部为第四系浮土覆盖,局部出露地表,强烈风化呈土状、蜂窝状。矿石类型主要为块状磷块岩,地表强风化可见蜂窝状磷块岩。作者结合云南省地矿局弥勒福地质调查的研究成果,初步认为该含磷层位可划分到中三叠统个旧组,有关该含磷层位的划分有待进一步研究。6矿物资源性研究梅树村组是云南最重要的含磷层位