洪連明

(江蘇省地礦局第六地質(zhì)大隊，江蘇 連云港 222023)

1 礦區(qū)地層

礦區(qū)基底地層為海州群錦屏組和云臺組，其上廣泛覆蓋第四系和第三系。南東部還有白堊系地層覆蓋[1]?，F(xiàn)將基底地層由老到新敘述如下：

1.1 中—上元古界海州群(Pt2+3ha)

呈北東—南西向展布，自下而上分為錦屏組和云臺組，現(xiàn)分述如下。

1)錦屏組(Pt2haj)：控制厚度1 790～2 506 m，根據(jù)原巖建巖、巖性組合、含礦性及變質(zhì)變形等特征劃分為3段，自下而上為：

第1段(Pt2haj1)：厚1 565～1 987 m，自下而上又劃分四個巖性層。

第1層(Pt2haj1-1)：厚度大于1 400 m，主要由斜長綠泥云母片巖和綠色斑點狀斜長片巖(綠色片巖，下同)組成，斷續(xù)夾有白云斜長片麻巖、混合片麻巖和大理巖等。大理巖分布于本層的中上部，厚約40 m，灰色，變質(zhì)程度較低，錘擊有臭味。本層厚度未控制完全，與東海群朐山組接觸界線不清。第2層(Pt2haj1-2)：厚0～80 m，巖性主要由白云質(zhì)大理巖、細粒磷灰?guī)r、碳酸鹽云母片巖和斜長綠泥云母片巖組成。第3層(Pt2haj1-3)：厚100～300 m，主要巖性為斜長綠泥云母片巖、綠色斑點狀斜長片巖、少量斜長云母片巖、云母石英片巖、白云質(zhì)大理巖和磷灰?guī)r。大理巖和薄層磷灰?guī)r斷續(xù)分布于本層的中部和上部，湯莊礦段的4P礦體即賦存于本層之上部，11P礦體賦存于中部。第四層(Pt2haj1-4)：厚65～207 m，巖性以厚層白云質(zhì)—白云石大理巖為主，次為斜長綠泥云母片巖、綠色斑點狀斜長片巖、磷灰?guī)r、碳酸鹽云母片巖、夾有薄層白云斜長片麻巖、混合巖化白云斜長片麻巖、少量云母石英片巖、炭質(zhì)云母石英片巖、石膏大理巖。

第2段(Pt2haj2)：厚0～185 m，巖性主要由眼球狀混合片麻巖、混合巖化白云斜長片麻巖、白云斜長片麻巖組成。沿走向和傾向在中部混合巖化作用較強，往兩端和靠近第3段和第1段處一般漸變?yōu)榘自菩遍L片麻巖。

第3段(Pt2haj3)：厚225～334 m，劃分為兩個巖性層，自下而上分述如下。

第1層(Pt2haj3-1)：厚0～89.57 m，戚莊礦段厚僅1.60 m，至華沖礦段已尖滅。在湯莊礦段巖性以大理巖和細粒磷灰?guī)r為主，局部地段夾綠色片巖、鐵錳質(zhì)大理巖、云母大理巖等。第2層(Pt2haj3-2)：厚225～300 m，巖性以綠色片巖為主，偶夾薄層白云斜長片麻巖、斜長云母片巖和云母石英片巖。本層在走向和傾向上厚度變化不大。

2)云臺組(Pt2+3hay)：區(qū)內(nèi)僅見該組下段下部地層，厚度大于684 m，巖性以白云斜長片麻巖為主，夾綠色片巖、石榴或角閃斜長片麻巖，局部夾碳酸鹽綠泥云母片巖、云母石英片巖等。與下伏錦屏組呈整合接觸。

1.2 中生界白堊系(K2)

浦口組(K2P)：控制厚度0～320 m，巖性為灰紫、紫紅、磚紅等雜色砂巖和砂礫巖。砂質(zhì)以石英為主，粒度不均，粗、中、細混雜。礫石成分較雜，以火成巖礫石居多，砂礫巖一般分布于底部。本巖組在華沖礦段內(nèi)自西往東逐漸變厚，大致呈北東—南西展布，傾向南東，傾角30(°)左右。本層直接覆蓋于海州群變質(zhì)巖之上，二者呈角度不整合接觸。

2 礦區(qū)構(gòu)造

根據(jù)地層展布的連續(xù)性對比及鉆孔揭露的構(gòu)造破碎帶特征，礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)3條較大的斷層。產(chǎn)出位置及特征分述如下：

1)F1斷層

雖然PHEV的購買價格較傳統(tǒng)轎車和混合動力轎車略高(目前約為1.2倍)，但由于外接電池的高容量、制動能量回收等新技術(shù)的應(yīng)用，使得車輛在城區(qū)內(nèi)行駛可以基本實現(xiàn)零排放，燃油經(jīng)濟性也比普通汽車提高了2～5倍。

位于湯莊礦段南側(cè)，控制及推測長約1 200 m，最大斷距垂直80～100 m，走向60(°)～70(°)，傾向北西，傾角74(°)～75(°)左右。結(jié)合鉆孔所見構(gòu)造角礫巖特征分析屬下盤(南東)上升，上盤(北西)下降的張扭性正斷層。

2)F2斷層

分布于礦段西北外圍濫洪到殷口一線，大致呈310(°)～320(°)方向展布，推測斷層長約8 km，為北東盤向南東位移，致使戚莊礦段和湯莊礦段地層走向不連續(xù)，并呈現(xiàn)弧形彎曲，亦為斷層牽引所致。

此外，在斷層帶附近和北西向隆起的兩翼鉆孔中均見有構(gòu)造破碎現(xiàn)象和巖層揉皺現(xiàn)象。

3)F3斷層

根據(jù)兩側(cè)巖層位移和角礫巖特征，屬張扭性正斷層。走向10(°)～24(°)，傾向NW，傾角73(°)，垂直斷距25～55 m，水平斷距30.5～158 m。角礫成分為片麻巖類、大理巖、斜長綠泥云母片巖及云母石英片巖，穿過磷礦時，附近有磷灰?guī)r角礫或碎塊，膠結(jié)物有巖屑、鐵質(zhì)等。常見滑動面擦痕，角礫大小1～4 cm，棱角狀，排列無定向。

3 礦區(qū)巖漿活動

根據(jù)普查、勘探的工作成果，并參考“江蘇省錦屏磷礦(海州式)礦床地質(zhì)特征研究報告”，認為本區(qū)的巖漿活動有兩期。早期即中元古代，海侵磷礦沉積過程中，有大規(guī)模海底基性火山噴發(fā)，基性火山碎屑在海水中沉積，后經(jīng)強烈的區(qū)域變質(zhì)作用形成現(xiàn)在的綠色斑點狀斜長片巖和部分斜長綠泥云母片巖。晚期、主要發(fā)育在中生代早期的印支期及晚期的燕山期，主要為對巖石的混合巖化作用、伴隨少量酸性巖脈巖侵入、又以石英脈為主，其次有長英脈、碳酸鹽石英脈等，厚度不等，薄者幾毫米，厚者數(shù)厘米以上，一般十幾厘米。它們多受后期構(gòu)造裂隙控制[2]。有時見到石英脈與圍巖接觸帶有角閃石、斜長石的粗大晶體。在大脈體內(nèi)部有時可見圍巖捕擄體。

4 礦體地質(zhì)特征

4.1 主礦體(6P1)特征

在礦權(quán)范圍內(nèi)，6P1礦體走向長度1 480 m。礦體產(chǎn)于錦屏組第一段第四巖性層(Pt2haj1-4)之上部，頂板多以薄層白云質(zhì)大理巖，個別為大理巖或碳酸鹽云母片巖與6P2礦體相隔，底板多為厚層白云質(zhì)大理巖或白云石大理巖，個別地段是云母大理巖或綠色片巖。層位穩(wěn)定，連續(xù)性較好。該礦體是本礦段中規(guī)模最大，品位亦較高之礦體，為主礦體?？偟目磥?，6P1礦體的厚度變化，走向大于傾向，屬較穩(wěn)定，這與一般礦床的礦體變化規(guī)律正好相反。

4.2 次要礦體特征

在探礦權(quán)范圍內(nèi)，6P2礦體規(guī)模僅次于6P1主礦體，全長1 340 m。6P2礦體位于6P1礦體之上0.99～15.79 m，其間主要為白云質(zhì)大理巖，少量碳酸鹽云母片巖，礦體層位連續(xù)性較好，在ZK3305孔中，直接與6P1礦體相接。礦體直接頂板為白云斜長片麻巖或混合巖化白云斜長片麻巖，亦有部分地段為白云質(zhì)大理巖，厚度0.40～24.07 m。6P2礦體總的厚度變化幅度是較大的。沿走向和傾向都屬于較穩(wěn)定—不穩(wěn)定類型礦體[3]。

5 礦體圍巖和夾石

5.1 礦石圍巖

6P1礦體頂?shù)装鍑鷰r，主礦體6P1礦體頂板圍巖主要為白云石(質(zhì))大理巖，占64%，其次是云母大理巖(20%)碳酸鹽云母片巖(15.5%)，個別為綠色斑點狀斜長片巖。頂板厚度0.48～35.73 m，其上與6P2礦體相接，在厚層大理巖中，局部見溶蝕現(xiàn)象。底板巖性主要為白云石(質(zhì))大理巖(60%)，其次為云母大理巖(17.8%)，碳酸鹽云母片巖(8.9%)，斜長綠泥云母片巖(6.7%)，底板為厚層大理巖時(可達100 m以上)有溶蝕現(xiàn)象，有局部地段破碎漏水。

礦體和近礦圍巖的關(guān)系，一般為較清晰的漸變過渡關(guān)系。從分布規(guī)律看，一般細粒磷灰?guī)r和白云質(zhì)大理巖關(guān)系較為密切，云母磷灰?guī)r和片巖類巖性關(guān)系較為密切。

5.2 礦體夾石

5.2.1 夾石種類

礦體夾石種類主要為白云質(zhì)大理巖，占90%以上，少量低品位細粒磷灰?guī)r、云母大理巖及碳酸鹽云母片巖，個別地段出現(xiàn)薄層斜長綠泥云母片巖或綠色斑點狀斜長片巖。白云質(zhì)大理巖夾石，往往呈薄層狀或透鏡狀夾在礦體內(nèi)部，在與礦體接觸部位，磷灰石含量有增高的趨勢，一般P2O5含量可達0.44%～4.40%，有的達5%～<11%時則成為低品位細粒磷灰?guī)r[4]。

5.2.2 夾石分布特征

本區(qū)礦體中，夾石主要分布在F1斷層南之6P1礦體中及F1斷層北之6P2礦體中，其他礦體中未見>1.50 m厚的夾石。6P1礦體中夾石分布：該礦體夾石主要分布在32線，從ZK3212孔開始，夾石厚2.69m至ZK3209孔厚5.42 m，再至ZK3205孔厚1.88 m，長220多米，是最大的礦體夾石。其巖性主要為白云質(zhì)大理巖。在ZK3209孔中有薄層云母大理巖及薄層低品位細粒磷灰?guī)r，在ZK3205孔中見碳酸鹽云母片巖，另外在ZK3212孔中還有一層1.60 m后白云質(zhì)大理巖夾石，在32+線ZK3216孔中見到1.97m白云質(zhì)大理巖夾石。

5.2.3 夾石對礦體完整性的影響

夾石的存在對礦體的完整性是有一定影響的，如32線的大夾石有一定延續(xù)層位。由于斷續(xù)在ZK3210和ZK3204孔之后，又在ZK3211和ZK3207孔中出現(xiàn)，造成礦體分叉。夾石在今后的開采利用中，一般實行合并開采，這就勢必造成該地段的礦石品位貧化，甚至使礦體不連續(xù)[5]。

6 礦床成因及找礦標志

6.1 礦床成因

1)磷礦層位嚴格受錦屏組地層層位和巖相的控制；磷礦層一般分布在大理巖與片巖、片麻巖的過渡帶內(nèi)，偏大理巖一側(cè)。靠近大理巖一側(cè)多為細粒磷灰?guī)r，靠近云母大理巖或片巖一側(cè)的多為云母磷灰?guī)r。

2)磷和鐵、錳元素的地球化學性質(zhì)都具有很強的親氧性，因此在外生作用環(huán)境下，關(guān)系密切。因此在磷礦露頭附近，鐵錳易富集形成錳質(zhì)磷灰?guī)r礦。反之在鐵錳質(zhì)富集的地段，向下亦可能有磷的富集。

3)從巖石化學成分看，CaO/MgO和P2O5含量成正消長關(guān)系，因此CaO越高，對成礦越有利。

4)磷礦成礦之后，受區(qū)域變質(zhì)作用影響較大，除結(jié)晶成磷灰石之外，由于褶皺的作用，軸部礦層厚度加大，翼部礦層變薄，P2O5含量也隨之降低。斷層附近的礦體，除礦體被切斷之外，還加速磷的風化流失。在F1斷層兩側(cè)，地層褶曲也厲害，造成斷層兩側(cè)磷礦流變富集。

6.2 找礦標志

1)根據(jù)區(qū)域地層分布，首先確定并圈出錦屏組及與相鄰的朐山組、云臺組的地質(zhì)界線和范圍。再根據(jù)巖性組合特征，推測出錦屏組第1段和第3段的分布范圍。這樣即可進入找礦階段，有望找到磷礦層位。

2)對于錦屏組地層被第三、第四系所覆蓋，一般采用淺鉆手段進行揭露尋找錦屏組之巖性組合。如磷灰?guī)r、大理巖、碳酸鹽云母片巖、碳質(zhì)云母石英片巖、含黃鐵礦、磁鐵礦、鐵錳質(zhì)片巖等，系找礦捷徑。

3)在錦屏組地層中，當白云質(zhì)大理巖和片巖(特別時碳酸鹽云母片巖、石英片巖類)反復出現(xiàn)時，可在白云質(zhì)大理巖的上部或下部過渡帶尋找磷礦層位。當出現(xiàn)厚層白云質(zhì)大理巖時，對成礦不利，可沿這類巖石的下部方向去找。

4)富礦體一般存在于較厚的磷礦層之中部，其上、下兩側(cè)的礦石品位多較低。

5)在錦屏組地層中，如發(fā)現(xiàn)錳質(zhì)大理巖或含磷較低的錳質(zhì)磷灰?guī)r，其下部一般有希望找到較富的磷礦層位。

7 結(jié) 論

本礦床的成因類型屬中元古代淺海相沉積變質(zhì)磷灰?guī)r礦床。磷礦層位嚴格受錦屏組地層層位和巖相的控制；磷礦層一般分布在大理巖與片巖、片麻巖的過渡帶內(nèi)，偏大理巖一側(cè)。靠近大理巖一側(cè)多為細粒磷灰?guī)r，靠近云母大理巖或片巖一側(cè)的多為云母磷灰?guī)r。在磷礦露頭附近，鐵錳易富集形成錳質(zhì)磷灰?guī)r礦。反之在鐵錳質(zhì)富集的地段，向下亦可能有磷的富集。斷層附近的礦體，除礦體被切斷之外，還加速磷的風化流失。