贵州地区磷块岩矿床研究进展

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1、贵州地区磷块岩矿床研究进展摘要：晚震旦世陡山沱期和早寒武世梅树村期是贵州地区两次重要的成磷期，形成了储量巨大的海相沉积型磷矿床，磷块岩类型多样，硅化作用较普遍，且伴生有稀土元素等可利用的资源。本文主耍叙述了磷块岩的类型、硅化作用、稀土元素赋存特征以及成矿机制，试图为今后的进一步研究提供一些信息。关键词：磷块岩；硅化作用；稀土元素；生物成矿作用；Rodinia超大陆贵州省是我国著名的矿产资源大省，具有矿产资源分布广泛、种类繁多、成矿地质条件好且储量丰富等特点，磷矿资源储量占全国总储量的15.85%，品位富，质量优，居全国第三位。矿区主要集屮在开阳、瓮福、织金等地，其中织

2、金县磷矿区又以富含稀土而著称，稀土资源量达上百万吨，是我国西部地区稀土资源储量最大的磷矿床[1-4]o贵州磷矿主要蕴藏于晚震旦世的陡山沱组和早寒武世的梅树村组地层中[5-7],以海相沉积磷块岩矿床为主，磷块岩类型多样，含有丰富的小壳动物化石和藻类，而且伴生有稀土元素等可利用资源，这些特征都与磷块岩矿床的成矿背景有关。本文着重综述贵州地区磷块岩的特征，以及磷矿的成矿机制等，为更好地开发利用磷矿和伴生矿产提供了依据。1.地质背景贵州地区大地构造位置处于“黔中隆起”西南端，属于扬子地层区［8-9］,区内构造线呈北东向展布，构造变形较发育，以断裂为主，褶皱变形相对较弱，局部小

3、构造较为发育，出露地层有震旦系、寒武系、石炭系、二叠系、三叠系以及第四系［10-11］。贵州磷矿形成时期大致可分为两大成矿时期，即晚震旦世陡山沱期和早寒武世梅树村期，晚震旦世陡山沱期磷块岩主要为纹层状、条带状磷块岩以及碎屑磷块岩，早寒武世梅树村期磷块岩为一套以白云质磷块岩为主的磷块岩岩石组合，主要产于灯影组白云岩之上，牛蹄塘组黑色页岩之下［12］。晚震旦世陡山沱期和早寒武世梅树村期的含磷岩系分别与碳酸盐岩和硅泥质细碎屑岩共生组合在一起形成两大磷块岩系列［7］：前者主要分布在瓮安、开阳、福泉以及丹寨等地，而后者主耍分布在织金、金沙、遵义、铜仁等地。2•磷块岩的类型磷块岩

4、是在一定的环境中形成的一种含磷沉积物，不同的沉积环境形成不同的矿石类型［7］。以地质作用和形成方式等为依据，屮国磷矿有外生磷矿床、内生磷矿床和变质磷矿床三大类［13］；根据磷矿的成因等将磷矿床划分为沉积磷矿床、变质型磷矿床、岩浆型磷矿床以及鸟粪磷矿床等［14,15］,其中主要蕴藏于晚震旦世陡山沱组和早寒武世梅树村组地层的贵州磷矿为外生沉积型磷矿。刘魁梧［16］认为从富磷海水到形成各种类型的磷块岩一般经历了六个成矿阶段：海盆聚磷阶段、富磷底水化学沉淀阶段、生物作用沉聚阶段、再作用沉积阶段、富磷孔隙水沉淀阶段、成岩变化阶段，各成矿阶段可以相互交叉进行，从而形成各种类型的磷

5、块岩。通过前人对贵州磷块岩的研究可知，磷块岩矿床的矿石矿物为磷灰石，主要的脉石矿物有白云石、伊利石、石英、炭质、黄铁矿、玉髓等。矿石结构主要有牛物碎屑结构、内碎屑砂、粉砂结构、球粒结构以及胶状结构等，矿石多具条带状、条纹状构造，同时具有水平定向排列，波状或交错层理［17］。按成因分类，磷块岩的矿石结构有两大类：原生沉积结构，主要有颗粒结构和凝胶结构；以及成岩过程及后期改造形成的结构，主要有重结晶结构和交代结构。矿石构造类型主要有纹层状、条带状、块状、团块一一角砾状和结核状以及叠层石构造等类型［7］。条带状、条纹状构造常由富含有机质和磷的灰黑色磷块岩与灰色含磷白云岩相间

6、构成，此外，大量小壳生物化石也可构成条带状、条纹状构造［12,17］o对磷块岩及其分类的研究是了解磷块岩矿床成矿背景的前提，一般可以从矿体形态特征、岩相古地理构造位置以及结构构造特征等几方面对磷块岩进行分类。磷块岩的结构成因分类方法是依据碳酸盐岩的结构成因分类发展而来的，自地质学家Folk首次提岀碳酸盐岩的结构成因分类时，就引发了碳酸盐岩岩石学领域的一次革命，这种分类方法的主要特点是各种结构组分能反映当时的沉积环境水动力条件以及其他特征，能与岩相古地理建立十分密切的联系，因此这种分类方法也逐渐被应用于其他类似的沉积岩岩石分类研究中［18］。张杰等［4］按矿石的自然类型

7、，将贵州织金磷块岩划分为生物碎屑磷块岩、内碎屑磷块岩、砂质磷块岩、鉞状磷块岩以及条带状磷块岩，它们分别代表了磷块岩矿床的不同层位，构成了口云质磷块岩整体。金绍祥［19］在研究贵州瓮福地区磷酸盐矿物类型时，认为矿石类型主耍有白云质磷质岩、磷质岩、泥质磷质岩以及硅质磷质岩。具有成因意义和反映沉积环境的结构构造是岩石分类的重要依据，吴祥和等［7］通过详细研究考察，将贵州磷块岩矿石分为12种基本类型(表1)。通过对贵州织金新华磷矿矿层的研究，根据矿体形态特征将磷块岩分为结核状磷块岩、层状磷块岩以及条带状磷块岩，且将新华磷矿矿层自上而下分为三层：结核状硅质磷矿