甘肃省磷矿床分布规律及成矿远景分析.pdf
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1、 收稿日期:2 0 2 2 0 8 2 4;责任编辑:王传泰基金项目:中国地质调查局地质调查项目“中国矿产地质志”(编号:D D 2 0 1 9 0 3 7 9)资助。作者简介:刘力(1 9 8 6),男,高级工程师,工学学士,从事地质找矿及固体矿产勘查工作。通信地址:陕西省西安市高新区西沣辅道1 3 0号,中国冶金地质总局西北地质勘查院;邮政编码:7 1 0 1 1 9;E-m a i l:5 6 9 7 7 4 8 4 7q q.c o md o i:1 0.6 0 5 3/j.i s s n.1 0 0 1 1 4 1 2.2 0 2 3.0 2.0 0 4甘肃省磷矿床分布规律及成矿远景
2、分析刘力1,朱振旺2,陈彦文2(1.中国冶金地质总局西北地质勘查院,西安 7 1 0 1 1 9;2.中国建筑材料工业地质勘查中心甘肃总队,甘肃 天水 7 4 1 0 0 0)摘要:甘肃省磷矿床主要分布于北山区、龙首山区和北祁连山区,矿床规模以小型矿床为主,分属不同的建造类型。本文通过分析甘肃省磷矿资源及分布特征,并介绍典型矿床特征,总结甘肃省磷矿的成矿地质条件及时空分布规律,提出了3个磷矿成矿远景区。关键词:磷矿床;分布规律;成矿远景;甘肃省中图分类号:P 6 1 2;P 6 1 9.2 1 3 文献标识码:A0 引言磷矿是在当前技术经济条件下能够被国民经济利用的含磷矿石。磷是重要的化工原料
3、,在工业上主要用于生产磷系肥料,也可以用来制造黄磷、赤磷、磷酸、磷化合物及其它磷酸盐类产品1。赤磷用于制造火柴和磷化物。黄磷有剧毒,可制农药,还可以制燃烧弹、曳光弹、信号弹、烟幕弹、发光剂;磷与硼、铟、镓的磷化物用于半导体工业。磷酸锆、磷酸钛、磷酸硅等可作涂料、颜料、粘结剂、离子交换剂、吸附剂等。磷酸二氢铝胶材料耐火度高、耐冲击性好、耐腐蚀性强、电性能优越,用于尖端技术中。氟磷灰石晶体是最理想的激光发射材料,磷酸盐玻璃激光器已得到应用。磷矿是一种不可再生的重要矿床资源,其可持续开发与利用直接关系到全球粮食安全及人类社会的可持续发展。磷矿现已被我国自然资源部列入2 4种国家战略性矿产目录之一,其
4、战略意义不言而喻23。甘肃省处于华北、扬子和塔里木三大构造域的交汇部位,在漫长的地史演化过程中,具有多样的沉积环境和复杂的变质作用4,为磷矿提供了良好的成矿条件。开展甘肃省磷矿矿产资源分布特征研究,对摸清全省磷矿矿产资源基本情况、科学规划部署全省磷矿矿产资源勘查工作具有指导作用。1 矿产分布特征截止2 0 2 1年底,甘肃省内共发现和评价磷矿矿产地1 2处,其中大型矿床1处;中型矿床2处;小型矿床9处,累计查明资源储量5 3 9 8.9 01 04 t。磷矿床规模以小型矿床为主,约占累计查明资源储量的1 9.5 3%;中型矿床,约占累计查明资源储量的5 7.1 2%;大 型 矿 床,约 占 累
5、 计 查 明 资 源 储 量 的2 3.3 6%(表1)。从甘肃省磷矿矿产地分布图(图1)看,酒泉市发现和评价矿产地5处(即中型1处、小型4处),查明资源储量2 8 4 4.0 71 04 t,分布在敦煌市平台山5、方山口,肃北蒙古族自治县西沙婆泉、西双鹰山、七角井子,占 全省查明资 源储量的5 2.6 8%。金昌市发现和评价矿产地3处(即中型1处、小型2处),查明资源储量1 0 8 6.9 51 04 t,分布在永昌县大黑沟、马房子沟、绿草泉沟6,占全省查明资源储量的2 0.1 3%。武威市发现和评价矿产地3处(小型),查明资源储量2 0 6.8 81 04 t,分布在天祝县先明峡、克拉斯、
6、南蓬沟,占全省查明第3 8卷 第2期2 0 2 3年6月:1 5 5 1 6 1 地 质 找 矿 论 丛 C o n t r i b u t i o n s t o G e o l o g y a n d M i n e r a l R e s o u r c e s R e s e a r c h V o l.3 8 N o.2J u n.2 0 2 3:1 5 5 1 6 1表1 甘肃省磷矿矿床特征T a b l e 1 C h a r a c t e r i s t i c s o f p h o s p h a t e d e p o s i t s i n G a n s u p r
7、 o v i n c e矿产地名称矿床类型规模成矿时代品位w(P2O5)/%查明资源储量/1 04 t天祝县先明峡生物化学沉积型小型P t128.4 01 7.5 01 3.3天祝县克拉斯生物化学沉积型小型P t128.5 41 3.0 81 3 8.7天祝县南蓬沟生物化学沉积型小型P t121 0.8 65 4.8 8敦煌市平台山受变质型小型9.1 81 4.2 01 2 1.1永昌县大黑沟受变质型小型P t339.2 1 81 2.7 45 7.6永昌县马房子沟受变质型中型P t337.1 71 3.5 97 7 8.7甘谷县罗家峡岩浆型大型T2.7 71 2 6 1肃北县西沙婆泉受变质型
8、小型P t12681 0 9.1肃北县西双鹰山受变质型小型J x1 1.0 92 9 3肃北县七角井子受变质型小型P t3382 01 5.9敦煌市方山口受变质型中型8.5 52 3 0 4.9 7金昌市绿草泉沟受变质型小型P t331 5.9 52 5 0.6 5图1 甘肃省磷矿矿产地分布图F i g.1 D i s t r i b u t i o n m a p o f p h o s p h a t e d e p o s i t s(o c c u r r e n c e s)i n G a n s u p r o v i n c e资源储 量 的3.8 3%。天 水 市 发 现 和
9、评 价 矿 产 地1处(大型),查明资源储量1 2 6 1.0 01 04 t,分布在甘谷县罗家峡,占全省查明资源储量的2 3.3 6%。2 典型矿床特征甘肃省磷矿于北山区、龙首山区和北祁连山区均有分布,分属不同的建造类型,本次以龙首山区永昌县马房子沟磷矿床为例7。马房子沟磷矿床位于龙首山雅布赖山地块、祁吕贺兰山字型构造前弧西翼的北侧(图2),属于该翼所包容的雁行排列拗陷最北部的一个隆起带。它与南部河西走廊拗陷带以压性大断裂相接。矿区地层较简单,构造复杂,火成活动微弱。含磷层产于上震旦统韩母山群下岩组的含碳石英千枚岩或石英千 枚岩与薄层 含 砂 灰 岩 或 绢 云 钙 质 千 枚 岩之间。马房
10、子沟磷矿体以层状产出,具中等规模,仅南、中2个矿带连续出露直线长4.4 k m,矿层厚度651地 质 找 矿 论 丛2 0 2 3年和品位变化不大,属稳定 较稳定类型,但由于矿区构造复杂,褶皱、断裂发育,致使矿层在走向上构成蛇曲状,在倾向上重复出现,并被褶皱分成南、中、北3个矿带。各矿带、各段磷矿层特征,如表2所述。南矿带位于土岭沟倾伏倒转背斜的两翼,中矿带位于其北翼,北矿带与中矿带之间为一向斜构造。南矿带矿段位于青岭倾伏倒转背斜之转折端,矿段位于南部向斜的西北转折部位。南矿带东段:矿层地表直线长9 0 1.5 6 m,拉伸长1 5 9 9 m,二者比值为1.7 1。矿层最大厚度9.9 5 m
11、,最 薄2.1 0 m,平 均4.0 7 m,厚 度 变 化 系 数1 8.1%,未尖灭。矿体呈层状产出,产状与地层一致,总走向3 2 0,倾向N E,倾角一般7 5,局部有褶曲和断裂的影响,使总体产状趋于直立或微向南西倾斜。中矿带东段:地表矿层长1 0 3 7 m,呈单斜层状产出,为土岭沟背斜的北翼,未见小型褶曲的破坏,形态比较简单,总走向3 3 3,倾向N E,上部倾角7 0,向深部变陡为7 5 8 0,产状稳定。矿层东厚西薄,最厚7.6 0 m,最薄0.9 0 m,平均厚4.1 2 m。南矿带矿段:位于青岭背斜转折端。矿层的南东端被F1断层错失,隐伏于深部,北西端于1 3行附近被F2、F
12、3断层切没,总之属青岭背斜两翼被断层破坏后在转折端残留的部分矿层,地表出露拉伸长4 3 0 m,矿 层 最 薄0.2 5 m,最 厚3.2 5 m,平 均3.1 7 m,向深部稍有变薄趋势。北矿带:位于北部向斜的北翼。含磷地层延长4.2 k m,产状与地层一致,走向3 1 0 左右,西北端倾向N E,南东端倾向SW,倾角7 5 9 0,呈单斜层状产出,形为扭叶状,由于含磷不均,部分地段P2O5含量小于5%,加之含磷地层上部走向断层的破坏,致使矿层不连续,沿含磷地层走向断续出现9个矿体,矿层规模构造简单,呈似层状产出,褶曲甚少,但沿走向分叉尖灭现象明显。马房子沟磷矿主要矿石类型属浅变质、低品位、
13、硅质磷灰岩矿石,根据矿石的矿物组成,结构构造、脉石矿物种类及含量,将矿石自然类型分为砂质磷质岩、砾状磷质岩、似鲕 砾状磷质岩、含碳砂质磷质岩4种。马房子沟磷矿层的下部围岩为碎屑岩,上部围岩为白云质灰岩,矿石及近矿围岩具砾状、角砾状、鲕 砾状结构,碎屑物中有长石存在。图2 马房子沟磷矿地质图F i g.2 G e o l o g i c a l m a p o f M a f a n g z i g o u p h o s p h a t e d e p o s i t1.黄土残坡积洪积层;2.残坡积及黄土层;3.薄层含砂灰岩;4.中厚层含砂灰岩;5.厚层含砂灰岩;6.结晶灰岩;7.大理岩;8.
14、绢云钙质千枚岩;9.厚层含砂白云质灰岩;1 0.石英砂岩;1 1.磷质石英砂岩;1 2.砂质磷质岩;1 3.砾状磷质岩;1 4.砂砾岩;1 5.石英千枚岩;1 6.绢云石英千枚岩;1 7.含碳绢云千枚岩;1 8.含砾绢云石英千枚岩;1 9.绿泥绢云千枚岩;2 0.砾状灰岩;2 1.绢云石英千枚岩夹石英砂岩;2 2.绢云千枚岩夹含碳绢云千枚岩;2 3.闪长岩脉;2 4.断层;2 5.岩层产状751第3 8卷 第2期刘力等:甘肃省磷矿床分布规律及成矿远景分析表2 马房子沟磷矿各矿带各段磷矿层特征T a b l e 2 C h a r a c t e r i s t i c s o f t h e
15、o r e i n e a c h l a y e r s a n d s e c t i o n o f M a f a n g z i g o u p h o s p h a t e d e p o s i t矿带矿段矿层长度/m矿层厚度/m最小最大平均矿层w(P2O5)/%最低最高平均南矿带东段1 5 9 93.0 06.4 04.8 95.1 02 1.9 51 1.2 5西段1 7 7 92.8 06.7 33.6 24.2 01 7.7 01 0.5 7矿段4 3 02.2 53.2 53.1 75.1 11 3.0 21 0.3 9矿段3 5 02.6 83.7 32.7 55.
16、7 41 1.7 69.6 1中矿带3 4 7 30.9 05.0 92.3 56.5 61 8.0 51 1.7 9北矿带14 00.8 03.2 02.0 06.2 81 7.4 51 3.5 926 81.9 56.6 57.6 87.1 732 7 00.8 07.2 31 4.5 81 0.5 142 21.1 04.7 52.9 06.2 81 7.9 31 4.7 053 0 00.8 16.2 01 9.0 51 3.0 6618 01.2 02.6 01.9 07.4 51 4.1 51 1.2 3621 1 01.2 06.9 54.0 36.9 51 1.3 99.4 7
17、71 8 00.7 37.2 59.7 08.6 082 1 00.9 01.9 01.1 06.7 11 3.5 09.6 791 4 60.4 50.7 00.6 27.4 11 4.0 39.9 1 马房子沟磷矿是在海侵初期,环境动荡不定、气候温湿的还原条件下,于假整合面上形成的低品位、滨海 浅海相沉积后轻微变质的磷矿床89。3 成矿地质条件甘肃磷矿矿床成因类型归纳为3类:与沉积作用有关的生物化学沉积型矿床(先明峡磷矿、克拉斯磷矿、南蓬沟磷矿);与变质作用有关的受变质型矿床(方山口磷矿、平台山磷矿、大黑沟磷矿、马房子沟磷矿、绿草泉沟磷矿、西沙婆泉磷矿、西双鹰山磷矿、七角井子磷矿);与岩浆
18、作用有关的岩浆型矿床(罗家峡磷矿)。(1)生物化学沉积型磷矿床生物化学沉积型磷矿床处于柴达木-华北板块()祁连早古生代造山带(2)中祁连岩浆弧(2 3)大地构造单元上。主要含磷地层为中元古界长城系青石坡组(P t12q s),岩性为灰 灰黑色千枚岩、板状千枚岩、千枚状板岩、粉砂质板岩,灰黑色薄层状黏土质粉砂岩、粉砂质细砂岩及灰绿色板状石英岩。为一套页岩砂岩建造,远滨相沉积。主要分布于天祝县大水池 克拉斯一带。含磷地层呈NWW向延伸,主含磷层位较稳定。矿体呈似层状、透镜状及扁豆状,矿体规模不大。矿石类型主要为条带状磷块岩、砂砾状磷块岩1 0。(2)受变质型磷矿床长城纪受变质型磷矿床长城纪受变质型
19、磷矿床处于塔里木板块()塔里木盆地(克拉通)(2)敦煌地块(2 9)柳园裂谷(2 9 1)大地构造单元上。主要含磷地层为长城系古硐井群(P t12G),岩性为杂色中厚层长石石英砂岩、石英岩、变砂岩、浅粒岩、绢云千枚岩、砂质板岩、黑云斜长变粒岩,局部夹少量变斜长流纹岩和变凝灰熔岩,相变大。为一套变砂岩 千枚岩变质建造,原岩建造为滨浅海碎屑沉积建造组合。主要分布于肃北县西沙婆泉一带。含磷地层呈近EW向带状展布,矿体受层位控制,产状稳定,呈似层状,个别为透镜状。矿石类型主要为硅质磷块岩、碳酸质磷块岩。蓟县纪受变质型磷矿床蓟县纪受变质型磷矿床处于塔里木板块()塔里木盆地(克拉通)(2)敦煌地块(2 9
20、)柳园裂谷(2 9 1)大地构造单元上。主要含磷地层为蓟县系平头山组(P t22p)。岩性为红色磁铁石英岩、灰绿色变砂岩、粉砂岩与硅质灰岩、砂质灰岩、粉砂质千枚状板岩互层。为一套石英岩 变粉砂岩变质建造,原岩建造为滨浅海碎屑岩和碳酸盐沉积建造组合。主要分布于肃北县西双鹰山一带。含磷地层呈EW向带状展布,主含磷层位稳定。矿体主要呈层状产出,矿层多而变化大。矿石类型主要为厚层状硅质磷块岩。震旦纪受变质型磷矿床甘肃震旦纪受变质型磷矿床分布于北山地区和龙首山地区。北山地区震旦纪受变质型磷矿床处于塔里木板851地 质 找 矿 论 丛2 0 2 3年块()塔里木盆地(克拉通)(2)敦煌地块(2 9)柳园裂
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