江苏沭阳县滥洪矿区汤庄矿段磷矿矿床 地质特征及找矿标志研究

洪连明

(江苏省地矿局第六地质大队，江苏 连云港 222023)

1 矿区地层

矿区基底地层为海州群锦屏组和云台组，其上广泛覆盖第四系和第三系。南东部还有白垩系地层覆盖[1]。现将基底地层由老到新叙述如下：

1.1 中—上元古界海州群(Pt2+3ha)

呈北东—南西向展布，自下而上分为锦屏组和云台组，现分述如下。

1)锦屏组(Pt2haj)：控制厚度1 790～2 506 m，根据原岩建岩、岩性组合、含矿性及变质变形等特征划分为3段，自下而上为：

第1段(Pt2haj1)：厚1 565～1 987 m，自下而上又划分四个岩性层。

第1层(Pt2haj1-1)：厚度大于1 400 m，主要由斜长绿泥云母片岩和绿色斑点状斜长片岩(绿色片岩，下同)组成，断续夹有白云斜长片麻岩、混合片麻岩和大理岩等。大理岩分布于本层的中上部，厚约40 m，灰色，变质程度较低，锤击有臭味。本层厚度未控制完全，与东海群朐山组接触界线不清。第2层(Pt2haj1-2)：厚0～80 m，岩性主要由白云质大理岩、细粒磷灰岩、碳酸盐云母片岩和斜长绿泥云母片岩组成。第3层(Pt2haj1-3)：厚100～300 m，主要岩性为斜长绿泥云母片岩、绿色斑点状斜长片岩、少量斜长云母片岩、云母石英片岩、白云质大理岩和磷灰岩。大理岩和薄层磷灰岩断续分布于本层的中部和上部，汤庄矿段的4P矿体即赋存于本层之上部，11P矿体赋存于中部。第四层(Pt2haj1-4)：厚65～207 m，岩性以厚层白云质—白云石大理岩为主，次为斜长绿泥云母片岩、绿色斑点状斜长片岩、磷灰岩、碳酸盐云母片岩、夹有薄层白云斜长片麻岩、混合岩化白云斜长片麻岩、少量云母石英片岩、炭质云母石英片岩、石膏大理岩。

第2段(Pt2haj2)：厚0～185 m，岩性主要由眼球状混合片麻岩、混合岩化白云斜长片麻岩、白云斜长片麻岩组成。沿走向和倾向在中部混合岩化作用较强，往两端和靠近第3段和第1段处一般渐变为白云斜长片麻岩。

第3段(Pt2haj3)：厚225～334 m，划分为两个岩性层，自下而上分述如下。

第1层(Pt2haj3-1)：厚0～89.57 m，戚庄矿段厚仅1.60 m，至华冲矿段已尖灭。在汤庄矿段岩性以大理岩和细粒磷灰岩为主，局部地段夹绿色片岩、铁锰质大理岩、云母大理岩等。第2层(Pt2haj3-2)：厚225～300 m，岩性以绿色片岩为主，偶夹薄层白云斜长片麻岩、斜长云母片岩和云母石英片岩。本层在走向和倾向上厚度变化不大。

2)云台组(Pt2+3hay)：区内仅见该组下段下部地层，厚度大于684 m，岩性以白云斜长片麻岩为主，夹绿色片岩、石榴或角闪斜长片麻岩，局部夹碳酸盐绿泥云母片岩、云母石英片岩等。与下伏锦屏组呈整合接触。

1.2 中生界白垩系(K2)

浦口组(K2P)：控制厚度0～320 m，岩性为灰紫、紫红、砖红等杂色砂岩和砂砾岩。砂质以石英为主，粒度不均，粗、中、细混杂。砾石成分较杂，以火成岩砾石居多，砂砾岩一般分布于底部。本岩组在华冲矿段内自西往东逐渐变厚，大致呈北东—南西展布，倾向南东，倾角30(°)左右。本层直接覆盖于海州群变质岩之上，二者呈角度不整合接触。

2 矿区构造

根据地层展布的连续性对比及钻孔揭露的构造破碎带特征，矿区内共发现3条较大的断层。产出位置及特征分述如下：

1)F1断层

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位于汤庄矿段南侧，控制及推测长约1 200 m，最大断距垂直80～100 m，走向60(°)～70(°)，倾向北西，倾角74(°)～75(°)左右。结合钻孔所见构造角砾岩特征分析属下盘(南东)上升，上盘(北西)下降的张扭性正断层。

2)F2断层

分布于矿段西北外围滥洪到殷口一线，大致呈310(°)～320(°)方向展布，推测断层长约8 km，为北东盘向南东位移，致使戚庄矿段和汤庄矿段地层走向不连续，并呈现弧形弯曲，亦为断层牵引所致。

此外，在断层带附近和北西向隆起的两翼钻孔中均见有构造破碎现象和岩层揉皱现象。

3)F3断层

根据两侧岩层位移和角砾岩特征，属张扭性正断层。走向10(°)～24(°)，倾向NW，倾角73(°)，垂直断距25～55 m，水平断距30.5～158 m。角砾成分为片麻岩类、大理岩、斜长绿泥云母片岩及云母石英片岩，穿过磷矿时，附近有磷灰岩角砾或碎块，胶结物有岩屑、铁质等。常见滑动面擦痕，角砾大小1～4 cm，棱角状，排列无定向。

3 矿区岩浆活动

根据普查、勘探的工作成果，并参考“江苏省锦屏磷矿(海州式)矿床地质特征研究报告”，认为本区的岩浆活动有两期。早期即中元古代，海侵磷矿沉积过程中，有大规模海底基性火山喷发，基性火山碎屑在海水中沉积，后经强烈的区域变质作用形成现在的绿色斑点状斜长片岩和部分斜长绿泥云母片岩。晚期、主要发育在中生代早期的印支期及晚期的燕山期，主要为对岩石的混合岩化作用、伴随少量酸性岩脉岩侵入、又以石英脉为主，其次有长英脉、碳酸盐石英脉等，厚度不等，薄者几毫米，厚者数厘米以上，一般十几厘米。它们多受后期构造裂隙控制[2]。有时见到石英脉与围岩接触带有角闪石、斜长石的粗大晶体。在大脉体内部有时可见围岩捕掳体。

4 矿体地质特征

4.1 主矿体(6P1)特征

在矿权范围内，6P1矿体走向长度1 480 m。矿体产于锦屏组第一段第四岩性层(Pt2haj1-4)之上部，顶板多以薄层白云质大理岩，个别为大理岩或碳酸盐云母片岩与6P2矿体相隔，底板多为厚层白云质大理岩或白云石大理岩，个别地段是云母大理岩或绿色片岩。层位稳定，连续性较好。该矿体是本矿段中规模最大，品位亦较高之矿体，为主矿体。总的看来，6P1矿体的厚度变化，走向大于倾向，属较稳定，这与一般矿床的矿体变化规律正好相反。

4.2 次要矿体特征

在探矿权范围内，6P2矿体规模仅次于6P1主矿体，全长1 340 m。6P2矿体位于6P1矿体之上0.99～15.79 m，其间主要为白云质大理岩，少量碳酸盐云母片岩，矿体层位连续性较好，在ZK3305孔中，直接与6P1矿体相接。矿体直接顶板为白云斜长片麻岩或混合岩化白云斜长片麻岩，亦有部分地段为白云质大理岩，厚度0.40～24.07 m。6P2矿体总的厚度变化幅度是较大的。沿走向和倾向都属于较稳定—不稳定类型矿体[3]。

5 矿体围岩和夹石

5.1 矿石围岩

6P1矿体顶底板围岩，主矿体6P1矿体顶板围岩主要为白云石(质)大理岩，占64%，其次是云母大理岩(20%)碳酸盐云母片岩(15.5%)，个别为绿色斑点状斜长片岩。顶板厚度0.48～35.73 m，其上与6P2矿体相接，在厚层大理岩中，局部见溶蚀现象。底板岩性主要为白云石(质)大理岩(60%)，其次为云母大理岩(17.8%)，碳酸盐云母片岩(8.9%)，斜长绿泥云母片岩(6.7%)，底板为厚层大理岩时(可达100 m以上)有溶蚀现象，有局部地段破碎漏水。

矿体和近矿围岩的关系，一般为较清晰的渐变过渡关系。从分布规律看，一般细粒磷灰岩和白云质大理岩关系较为密切，云母磷灰岩和片岩类岩性关系较为密切。

5.2 矿体夹石

5.2.1 夹石种类

矿体夹石种类主要为白云质大理岩，占90%以上，少量低品位细粒磷灰岩、云母大理岩及碳酸盐云母片岩，个别地段出现薄层斜长绿泥云母片岩或绿色斑点状斜长片岩。白云质大理岩夹石，往往呈薄层状或透镜状夹在矿体内部，在与矿体接触部位，磷灰石含量有增高的趋势，一般P2O5含量可达0.44%～4.40%，有的达5%～<11%时则成为低品位细粒磷灰岩[4]。

5.2.2 夹石分布特征

本区矿体中，夹石主要分布在F1断层南之6P1矿体中及F1断层北之6P2矿体中，其他矿体中未见>1.50 m厚的夹石。6P1矿体中夹石分布：该矿体夹石主要分布在32线，从ZK3212孔开始，夹石厚2.69m至ZK3209孔厚5.42 m，再至ZK3205孔厚1.88 m，长220多米，是最大的矿体夹石。其岩性主要为白云质大理岩。在ZK3209孔中有薄层云母大理岩及薄层低品位细粒磷灰岩，在ZK3205孔中见碳酸盐云母片岩，另外在ZK3212孔中还有一层1.60 m后白云质大理岩夹石，在32+线ZK3216孔中见到1.97m白云质大理岩夹石。

5.2.3 夹石对矿体完整性的影响

夹石的存在对矿体的完整性是有一定影响的，如32线的大夹石有一定延续层位。由于断续在ZK3210和ZK3204孔之后，又在ZK3211和ZK3207孔中出现，造成矿体分叉。夹石在今后的开采利用中，一般实行合并开采，这就势必造成该地段的矿石品位贫化，甚至使矿体不连续[5]。

6 矿床成因及找矿标志

6.1 矿床成因

1)磷矿层位严格受锦屏组地层层位和岩相的控制；磷矿层一般分布在大理岩与片岩、片麻岩的过渡带内，偏大理岩一侧。靠近大理岩一侧多为细粒磷灰岩，靠近云母大理岩或片岩一侧的多为云母磷灰岩。

2)磷和铁、锰元素的地球化学性质都具有很强的亲氧性，因此在外生作用环境下，关系密切。因此在磷矿露头附近，铁锰易富集形成锰质磷灰岩矿。反之在铁锰质富集的地段，向下亦可能有磷的富集。

3)从岩石化学成分看，CaO/MgO和P2O5含量成正消长关系，因此CaO越高，对成矿越有利。

4)磷矿成矿之后，受区域变质作用影响较大，除结晶成磷灰石之外，由于褶皱的作用，轴部矿层厚度加大，翼部矿层变薄，P2O5含量也随之降低。断层附近的矿体，除矿体被切断之外，还加速磷的风化流失。在F1断层两侧，地层褶曲也厉害，造成断层两侧磷矿流变富集。

6.2 找矿标志

1)根据区域地层分布，首先确定并圈出锦屏组及与相邻的朐山组、云台组的地质界线和范围。再根据岩性组合特征，推测出锦屏组第1段和第3段的分布范围。这样即可进入找矿阶段，有望找到磷矿层位。

2)对于锦屏组地层被第三、第四系所覆盖，一般采用浅钻手段进行揭露寻找锦屏组之岩性组合。如磷灰岩、大理岩、碳酸盐云母片岩、碳质云母石英片岩、含黄铁矿、磁铁矿、铁锰质片岩等，系找矿捷径。

3)在锦屏组地层中，当白云质大理岩和片岩(特别时碳酸盐云母片岩、石英片岩类)反复出现时，可在白云质大理岩的上部或下部过渡带寻找磷矿层位。当出现厚层白云质大理岩时，对成矿不利，可沿这类岩石的下部方向去找。

4)富矿体一般存在于较厚的磷矿层之中部，其上、下两侧的矿石品位多较低。

5)在锦屏组地层中，如发现锰质大理岩或含磷较低的锰质磷灰岩，其下部一般有希望找到较富的磷矿层位。

7 结 论

本矿床的成因类型属中元古代浅海相沉积变质磷灰岩矿床。磷矿层位严格受锦屏组地层层位和岩相的控制；磷矿层一般分布在大理岩与片岩、片麻岩的过渡带内，偏大理岩一侧。靠近大理岩一侧多为细粒磷灰岩，靠近云母大理岩或片岩一侧的多为云母磷灰岩。在磷矿露头附近，铁锰易富集形成锰质磷灰岩矿。反之在铁锰质富集的地段，向下亦可能有磷的富集。断层附近的矿体，除矿体被切断之外，还加速磷的风化流失。