辽阳市甜水磷矿床地质特征和成矿条件

辽阳市甜水磷矿床地质特征和成矿条件

作者：孟巍

来源：《中国科技博览》2013年第22期

[摘 要]该矿是生产化肥的原料基地，加强对该矿的研究、寻找新的矿产基地，对国家重视三农、发展农业生产有重要意义。通过系统研究《辽宁省辽阳市甜水磷矿勘探地质报告》及其野外编录资料，再经实地调查考证，详实阐述矿床地质特征；深度分析矿床成矿条件并作成因探讨；最后提出找矿方向。

[关键词]甜水磷矿 成矿条件 成因探讨 找矿方向

中图分类号：P619.21 文献标识码：P 文章编号：1009―914X（2013）22―0568―01 1、区域成矿地质背景

甜水磷矿床位于中国早前寒武纪古陆东部的辽东半岛早元古宙拗拉槽北侧冒地槽相沉积建造。区域上属于弓长岭复背斜南翼的次一级褶皱和走向断裂带上。 2、含磷岩系及磷矿体地质特征

第4层磷酸盐化较弱，据776个样品分析结果其P2O5含量0.1—0.9%占整个样品数的99.5%。

第3层黑色炭质板岩中含有细粒状、条纹状、星点状黄铁矿，岩层中P2O5含量平均为1%左右。经详细剖面研究后发现，本层中含有P2O5>8%的小矿体和P2O5为1.0—2.5%的薄矿层。小型矿体中常见由黄铁矿，硅质作为胶结物的砾状、饼砾状磷灰岩矿石。

第2层顶部构成了本矿区的主矿体。而层的中下部或强磷酸盐化（P2O5>1%）或以小磷矿体形式出现。

第1层变质凝灰岩中，P2O5含量皆小于1%。

矿层的厚度和品位在矿区范围内变化是较大的。在近600米范围内，其矿层厚度变化于2.2米至13.5米之间，而矿石中P2O5含量则波动在10.07至23.98%的范围内。 3、矿石特征

本区磷矿石中含磷矿物是胶磷矿和晶质磷灰石并存；而脉石矿物为石英、白云石、斜长石、金云母、绿泥石、滑石、炭质和黄铁矿。

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矿石中痕量元素除As（偶而达到0.5%）、Ti（0.8%）、Ga（0.005%）、Cr（0.01—0.1%）、Ni（0.01%）、V（0.08%）外，其他组几乎完全缺失。

如果以P2O5含量大于8%作为矿石看待，据126个矿石样品的硅酸盐分析结果，其矿石化学成分如表1所列。

由表可见，东矿段（主要矿体分布区）矿石中SiO2、Al2O3、Fe2O3含量是低的，但P2O5、CaO、MgO、CO2是高的，相反，西部矿段矿石中SiO2、Al2O3、Fe2O3含量是高的，但P2O5、CaO、MgO、CO2是低的。同时亦可看出P2O5含量与CaO、MgO、CO2含量呈正相关关系，与SiO2、Al2O3、Fe2O3呈反相关关系。

另一个值得注意的问题是，本磷矿区内磷灰岩与磷块岩共存。一般情况下，当沉积磷矿石遭受区域变质作用并达到一定程度时，将由磷灰岩矿石代替磷块岩矿石。 4、矿床成矿条件和成矿后改造 4.1 古地理条件

甜水磷矿产于中下元古界辽河群高家峪组中上部，它位于整个辽河群海进层序的中部。含磷岩系沉积前、沉积了粘土——粉砂质的陆源碎屑建造；随海进向上为内源镁质碳酸盐与火山——火山碎屑岩建造，再上为含磷岩系的内源镁质碳酸盐岩，磷块岩与富炭质火山碎屑——泥质——泥灰质岩建造。上述过程属渐进式浅海相沉积。 4.2 古气候条件

含磷岩系主矿层基本位于高家峪组二段白云石大理岩系列与上部高家峪组三段炭质板岩，夹碳质大理岩之间，有时偏上或偏下。说明主矿层沉积的气候处于半干热与湿热的过渡条件。 4.3 地球化学条件

磷块岩主要产于白云石大理岩—凝灰质白云石大理岩与炭质板岩之间。根据含磷岩系及磷块岩矿石常含黄铁矿和富含有机质这一特征，说明磷矿形成于还原环境。

磷块岩中磷酸盐矿物常与白云石、方解石黄铁矿等偏碱矿特共生，说明磷块岩应是在海水中PH值较高的弱碱性条件下形成。

矿石及顶板地层中硫化物普遍富于轻硫元素，指示海水沉积和有机质的作用。

顶板地层中δs34变化很窄，可能是因为沉积物质主要都来源于火山，原始硫离子来源较统一。

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根据本区原生磷矿物主要为胶磷矿并存在变余胶状结构，认为磷酸盐是从海水中以化学方式为主直接沉积的矿产，而磷质来源于火山。 4.4 沉积物理条件

矿区东矿段主要磷矿层底板白云石大理岩，局部地段出现水下冲刷和磷矿石“贯浆”现象，造成部分界面凸凹不平，且出现无矿或贫化带，以及矿石常出现饼砾状，砾状等浪击自生构造；内屑磷块岩矿石，常与具平行层理的块状、条带—条痕状矿石相间或主要位于矿层的中、上部，说明沉积区海水浅，处于高能频繁动荡的潮下与潮间带的交替环境。 4.5 成矿后区域变质作用改造

甜水磷矿形成以后，由于区域变质作用的影响，使胶磷矿较普遍的脱胶，发生重结晶。大部分胶磷矿变为霏细状磷灰石，部分变为细晶磷灰石。在饼砾、砾状矿屑边缘有磷灰石晶出。呈镶边包裹矿屑，在矿石破劈理和石英细脉发育地段，因有热液活动使胶磷矿大部变为磷灰石。

区域变质作用对磷矿床有一定的贫化、富集等改造，但基本局限于层控范围之内。 5、矿床成因探讨

根据前述矿床地质特征和成矿条件分析，甜水磷矿应属于，矿质主要来源于火山作用—沉积成矿—遭受后期区域变质作用改造的，沉积变质型层控磷矿床。

甜水磷矿发现后，在西起营口官屯—海城下房身—辽阳隆昌—甜水—东至摩天岭一带，在相应的层位上以1公里间距做点磷剖面近百条，均未发现较好的强磷酸盐化地段，这更说明甜水磷矿成矿环境的特殊性。 6、找矿方向

层控是甜水磷矿床的基本特征，所以今后找甜水式磷矿仍需要以区域高家峪组地层为勘查重点，特别要对二段白云石大理岩和三段炭质板岩界面及上下，作认真细致的工作。