广西金川县红山林磷矿地质特征及成因分析

广西金川县红山林磷矿地质特征及成因分析

红头磷矿床位于华宁-澄江沉积物中心的西端。古陆包围的海湾状沉积盆地,形成相对闭塞的环境,为磷矿的形成创造了有利的自然条件,大量的生物遗骸,海水携带的磷质及古陆风化物提供的磷质物在这一特定环境下不断堆积形成矿层。1昆阳群浅变质岩系矿区大地构造位置属扬子陆块区(Ⅵ),上扬子古陆块(Ⅵ-2)中部康滇基底断隆带(Pt昆阳群浅变质岩系构成了古陆基底。晋宁期南北向及东西向两组构造直接控制着古陆东缘海陆分布,形成水下隆起、拗陷相间排列。古地理西高东低,致使本区古生代地层的岩相变化大,原生沉积构造发育,沉积厚度一般西薄东厚。脉动式的地壳运动,使本区地层缺失较多,反复出现假整合或局部不整合。2矿区地质2.1该层红山头磷矿地层出露较单一,由老至新主要有元古界前震旦系昆阳群黄草岭组(Pt2.1.1前地震与昆阳群相结合出露黄草岭组(Pt2.1.2振丹系观音崖组(Z灯影组一段(Z∈d2.1.3砂性地层与砂体为残坡积层(Q上部岩性为褐红、黄褐、灰褐色粘土、砂质粘土、含砾粘土。粘土颜色稳定,手搓无砂感,塑性好。砂质粘土手搓有微弱砂感,塑性一般。砾石成分为砂质白云岩、白云岩、磷块岩等。下部岩性以灰褐色磷块岩为主,局部呈灰白、灰黄色,为磷块岩、含磷白云岩、粘土岩经风化作用形成的风化层,为目的矿层。第四系残坡积层厚度为0~48.36m。与下伏地层不整合接触。2.2地质构造环境红山头磷矿位于大湾坡头向斜以东,响水—田坝断层以西。岩层总体走向北东—南西向,呈一倾向南东、倾角9~15°的单斜构造。受断层影响,附近地层产状有一定变化。矿区东部发育一条断层(F2.3变质地层特征本区域内岩浆活动不发育,变质作用较普遍。区内变质地层主要为前震旦系昆阳群,为一套碎屑岩沉积。分布广泛,属昆阳群浅变质岩带,板岩类为主要变质岩石类型。3矿床的地质特征3.1矿石自然类型红山头磷矿属新生代风化淋滤残积型磷矿床,赋存于第四系残坡积层(Q矿体中各品级矿石分布无规律,垂向上各品级矿石均有分布。厚度变化较大,Ⅰ~Ⅲ品级矿石厚度0.20~30.32m,平均厚度5.27m,P矿体中不同矿石自然类型分布无规律,位置不一,但矿石类型与品级之间有一定对应关系。网格状及蜂窝状矿石品位较高,多为Ⅰ、Ⅱ品级矿石;而土状矿石则因其中粘土及铁泥质含量的占比不同而导致其品位变化较大,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ品级均可见。K3.2矿厚和变化规律KKK三个矿体的厚度变化不论沿长轴或短轴方向均无规律可循,属不稳定型。4矿石质量4.1石材材料、结构、结构4.1.1磷灰石及石英矿石矿物成分较为单一,以胶磷矿为主(少量含有磷灰石),其次为铁质、泥质及石英。胶磷矿含量一般85%~95%,少数因磷灰石及脉石矿物含量较多,导致胶磷矿含量仅为65%~70%。4.1.2石材结构和结构矿石结构主要以胶状结构为主,次为砂屑状结构,少量为结核状结构;矿石构造主要为土状、网脉状、蜂窝状、角砾状构造。4.2矿石类型4.2.1天然石材红山头磷矿赋存于上震旦统灯影组一段(Z∈d4.2.2矿石工业类型及划分矿石的工业类型主要根据组合分析结果,按《磷矿地质勘查规范》中《磷矿石工业类型划分参考表》划分:矿体Ⅰ、Ⅱ品级矿石工业类型为混合型,Ⅲ品级矿石工业类型主要为硅质及硅酸盐型。矿石的工业类型与自然类型无明显关系,各种自然类型均可形成上述工业类型。4.3矿石化学成分4.3.1钻石的主要有用组成P4.3.2有害矿石成分矿石主要有害组分为MgO、Al4.3.3矿石质量分析红山头磷矿区矿石中P4.4影响矿山的因素4.4.1地形地貌、厚度对矿体厚度的影响矿区范围内地形相对平缓,高差一般为20~40m,地表多被第四系褐红色残坡积(Q矿体厚度主要受古侵蚀面形态影响,古侵蚀面岩溶发育,属低凹地段者,矿体厚度较大,可达20~30m;而古侵蚀面较平缓、起伏较小者,矿体厚度较小甚至无矿。现代地形地貌对矿体形态及厚度亦有一定程度影响。譬如矿体东部受外动力地质作用影响较严重,地形切割较深,基底出露地表,其上部矿体剥蚀殆尽。4.4.2风化前后碳质矿物的构造变化矿石质量与风化程度及物质来源相关。含磷母岩中磷块岩的含量较高,风化后富集成为富矿,而含量较低者,则其成矿品位相对较低。风化后由于磷酸盐矿物增加,碳酸盐矿物降低,导致结构、构造相应变化,部分碳酸盐矿物淋滤后在矿石的节理、裂隙面重新结晶,部分硅质矿物重结晶;碳酸盐矿物风化后,留下大小不一的不规则溶蚀孔,形成蜂窝状或网格状构造。矿石质量与矿体厚度无相关关系,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ品级矿石常混杂,分布无规律。4.5矿体顶板和准备K5采矿机的起源和特征5.1风化淋滤型磷块岩矿控矿因素该区磷矿由震旦系灯影组含磷岩段风化淋滤富集形成,原始沉积形成的白云岩夹透镜状磷块岩(胶磷矿)、粘土岩层经风化后富集形成矿层。矿体中的磷块岩系原沉积母岩中磷块岩透镜体或胶磷矿透镜体(条带)之风化残积物,而土状、网脉状、蜂窝状、角砾状磷矿系磷块岩强风化后白云质、硅质淋失,磷质残留成矿。该类型磷矿形成与风化深度最为密切,未风化原岩含磷低,风化后含磷成分富集,且不均匀分布,形成品级不一的矿石。综上所述,此类风化淋滤残积型磷块岩矿的控矿因素有三点:(1)物质来源。有了一定品位的含磷母岩才有可能成矿,其物质来源为震旦系灯影组含磷岩段;(2)古地形地貌。古侵蚀面低凹处为理想地段提供了容矿的场所;(3)风化条件。强烈的风化使非矿成分淋失,造成含矿物质的富集。三者缺一不可。5.2上分层胶结法此类矿床的找矿标志为:震旦系灯影组地层出露地段,其上部之风化残坡积层,且地形较平缓者。矿区西南方向有大面积的震旦系灯影组地层出露,具有较好的找矿前景。6风化壳型磷矿床晚震旦世是全球重要的磷酸盐聚集期,由此含磷层位风化后形成的新生代淋滤残积型磷矿床亦是我国主要的磷块岩矿床产出层位之一。云南省上震旦统地层分布广泛,但风化后形成规模并具开采价值的磷矿床仅见于禄劝—晋宁一带,其他地区(例如:马龙迤泽、会泽马路等)亦有零星发现。此类型磷矿床一般由白云质磷块岩、风化残积物(土状、网脉状、蜂窝状、角砾状磷矿)及粘土岩组成,系原始沉积形成的生物白云岩夹透镜状磷块岩(胶磷矿)、粘土岩层经风化后富集成矿层。此类型磷矿赋存于上震旦统灯影组风化壳中。矿体的形成受风化条件、古侵蚀面控制及物质来源的影响,矿石空间分布及矿层结构无规律性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ品级矿石在空间上呈交叉状出现。矿体厚度受风化层厚度控制,变化较大,总体呈似层状。矿体顶板为厚度不等的第四系残坡积粘土,部分地段直接裸露于地表;底板