曾德軍

中化地質礦山總局湖北地質勘查院，湖北 武漢 430070

馬橋磷礦區(qū)是湖北省?？盗椎V聚集區(qū)的主要組成部分，是鄂西主要磷礦區(qū)之一，馬橋磷礦區(qū)由于逆沖斷層的作用形成多條磷礦帶，劃分多個礦區(qū)。20 世紀八十至九十年代，馬橋礦區(qū)進行過磷礦勘查，但整體勘查程度較低；2000年以后陸續(xù)有十多家礦山進行開采，目前多數(shù)礦山已面臨資源枯竭的境地。以往勘查和研究工作主要針對磷礦體，對構造與磷礦層的相關性研究較少，本文在前人對推履構造和逆沖斷層研究[1-9]基礎上，分析前期勘查和礦山開采現(xiàn)狀調查成果[10-14]，重點對區(qū)內逆沖斷層及其對磷礦體的影響進行研究，提出磷礦找礦方向，以期對該區(qū)磷礦尋找接替資源提供依據(jù)。

1 地質概況

湖北省?？盗椎V位于揚子準地臺北緣龍門-大巴臺緣褶皺帶東端。位于次級構造神農架斷穹北沿。馬橋磷礦區(qū)內出露地層有元古界天花群會龍灣組（Pth）、石家沖組（Pts）、神農架群大巖坪組（Ptd）、亂石溝組（Ptl）、上南華統(tǒng)南沱組（Nh2n）、上震旦統(tǒng)陡山沱組（Z1d）、上震旦統(tǒng)燈影組（Z2dn）、古生界下寒武統(tǒng)寶石坡組（?1b）以及新生界古近系（E）、新近系(N)、第四系（Q）。其中天花群會龍灣組為一套泥質白云巖、白云巖；天花群石家沖組為一套石英砂巖、含疊層石白云巖、白云巖夾絹云母片巖；神農架群大巖坪組為一套絹云母板巖、含炭絹云板巖、砂礫巖；神農架群亂石溝組為一套白云巖；南沱組為角礫巖；陡山沱組為一套含錳白云巖、含磷泥巖、磷塊巖、含磷白云巖、硅質白云巖等巖性組合，磷礦層主要賦存于該組下部；燈影組為一套硅質白云巖、層紋層狀白云巖；寶石坡組為一套白云巖；古近系、新近系為一套礫巖、砂礫巖、鈣質粉砂巖；第四系主要為粉土、砂、礫（卵）石等。

區(qū)內褶皺主要為孫溪灘背斜。斷層發(fā)育有三組：近東西向、北西-南東向、北東-南西向。其中近東西向逆沖斷層規(guī)模大，對磷礦體破壞嚴重。

區(qū)內未見巖漿巖出露。變質作用僅限于元古界地層的輕微變質。

2 逆沖斷層特征

2.1 逆沖斷層的平面特征

馬橋磷礦區(qū)逆沖斷層有6 條F1、F2、F3、F8、F10、F11，規(guī)模較大的有F1、F2、F3、F8，其中F1、F2、F8往東部與北西-南東向平移斷層F21相交，并受F21斷層限制（圖1）。

各斷層延伸規(guī)模、產狀及地表地層接觸特征見表（表1）。其中F3、F8推測為同一條斷層，只是在中部受北東和北西向斷層切割成東西兩段，西段為F3，東段為F8。F8與F10斷層之間發(fā)育一開闊對稱、寬緩的褶皺-孫溪灘背斜，背斜軸向近東西，向東傾伏，區(qū)內延伸約7.5km。

圖1 馬橋磷礦區(qū)地質圖Fig.1 Geological Map of phosphorus mining area of Maqiao

表1 逆沖斷層特征一覽表Table 1. Characteristic table of thrust faults

上述逆沖斷層在平面上呈近東西向平行排列，具有相近的破壞特征，產狀接近。由于逆沖斷層破壞作用使得區(qū)內含磷巖系及其上、下地層多次重復，在地表形成四條近于平行的磷礦帶。從地表揭露情況看，斷層破碎帶一般較小，其中可見斷層泥、斷層角礫巖、碎裂巖等；靠近斷層的上盤地層形成較復雜的復式褶皺，地層變陡甚至直立或倒轉；下盤地層受斷層影響相對較小，一般保持原有的產狀。遠離斷層的產狀較穩(wěn)定，變化小。規(guī)模較小的F10、F11斷層影響范圍小，破壞作用相對較弱。

2.2 逆沖斷層的剖面特征

該組逆沖斷層從剖面上顯示從北向南逆沖，呈疊瓦狀排列（圖2）。

圖2 馬橋磷礦區(qū)A－A′剖面圖Fig.2 A-A' section of phosphorus mining area of Maqiao

F1斷層斷距最大，推測推移距離約4000m，元古界神農架群大巖坪組壓履于上震旦統(tǒng)燈影組第三段或下寒武統(tǒng)之上。F2斷層推測推移距離約3000m，元古界天花群會龍灣組或石家沖組壓履于上震旦統(tǒng)燈影組之上；F3斷層推測推移距離約700m，元古界神農架群大巖坪組壓履于上震旦統(tǒng)燈影組之上。F8斷層推測推移距離約250m，元古界天花群石家沖組下部壓履于上部地層之上。F10和F11斷層推測推移距離30～40m。

這組逆沖斷層從北至南規(guī)模逐漸變小，產狀變陡，破壞程度從輕至重，顯示逆沖斷層的擴展順序是從南至北，早期形成的斷層由于受后期構造活動影響，斷層兩側地層變形更強烈，破壞范圍更大。

以逆沖斷層對四條不同磷礦帶的破壞情況來說，從北到南，北部洞河礦區(qū)礦體產狀較穩(wěn)定，有少量褶皺出現(xiàn)；往南至菜子內嶺礦區(qū)礦體產狀基本穩(wěn)定，但產狀變化明顯增大；再往南至馬橋礦區(qū)，礦體產狀出現(xiàn)較大變化，局部變陡，層間褶皺明顯增多；至南部寨溝礦區(qū)，礦體產狀極不穩(wěn)定，局部直立或倒轉，微小褶皺非常發(fā)育。

3 逆沖斷層對磷礦體的影響

（1）受逆沖斷層及伴生褶皺的影響，使得含磷巖系多次重復。在壓應力作用下，磷礦體及其上下地層受剪切作用被切斷，并沿斷層面逆沖推移，使得磷礦體抬升幾十米至幾千米，通過后期風化剝蝕，在平面上形成多條近于平行的磷礦帶，局部形成工業(yè)磷礦體，即馬橋磷礦區(qū)的洞河礦區(qū)、菜子嶺礦區(qū)、馬橋礦區(qū)、寨溝礦區(qū)和秦蔡埡礦區(qū)等。

（2）受逆沖斷層影響，區(qū)內磷礦體產狀發(fā)生較大變化，特別是往南部，磷礦體受多期應力作用，產狀變化大，局部近直立，甚至倒轉，或呈豎直方向的“S”型，給礦山開采帶來難度。

（3）受逆沖斷層的破壞使得工業(yè)磷礦體并不連續(xù)，局部厚度變化大，部分地段礦體尖滅。筆者所在團隊分析局部地段礦體厚度變化及尖滅可能與逆沖斷層影響有關。在逆沖斷層形成的構造活動期間，由于擠壓應力的不均勻性，使得能干性較弱的磷塊巖在能干性較強的白云巖之間緩慢蠕動，擠壓應力大的地段磷礦層厚度變小，甚至尖滅，擠壓應力弱的地段磷礦層厚度會增大。在對礦山進行現(xiàn)狀調查過程中，經常發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，磷礦體呈明顯的楔形，在磷塊巖與底板白云巖接觸面上，形成光滑的“鏡面”（不同于一般的斷層面），這應該是磷塊巖在層面間緩慢滑動形成的。在對勘查資料及礦山現(xiàn)狀調查資料分析研究中也發(fā)現(xiàn)，一般大厚度礦體出現(xiàn)的地段附近往往伴隨有厚度急劇變薄甚至尖滅的地段。在礦山開采過程中也發(fā)現(xiàn)了這樣的情況，如地表未見礦，在深部300m 范圍內發(fā)現(xiàn)十多米厚的磷礦體。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)與逆沖斷層活動有密切關系。

4 區(qū)內磷礦找礦潛力

馬橋磷礦區(qū)含磷巖系完整，但工業(yè)礦體并不連續(xù)，以往調查或勘查工作顯示地表含磷巖系地段存在大范圍不可采區(qū)。通常認為工業(yè)磷礦體尖滅缺失是由于沉積環(huán)境的影響，與巖相古地理關系密切[15]。通過對已開采磷礦區(qū)現(xiàn)狀調查及磷礦體分析研究，筆者推測礦體的厚度變化與尖滅除與巖相古地理環(huán)境變化有關外，可能與逆沖斷層活動有關。由于逆沖斷層同期構造活動的影響，磷礦體可能在頂?shù)装彘g產生層間滑移，引起局部礦體變薄或尖滅，局部地方礦體變厚。

分析馬橋地區(qū)目前磷礦開采利用及磷礦帶分布情況，認為在馬橋礦區(qū)以東、菜子嶺礦段以東及以西、塞溝礦區(qū)與秦蔡埡礦區(qū)之間的范圍，其成礦地質環(huán)境與現(xiàn)有工業(yè)磷礦體分布區(qū)域變化不大，屬于成礦地質環(huán)境較好地段，其地表出現(xiàn)不可采區(qū)，可能由于逆沖斷層活動引起。逆沖斷層使得磷礦體產生層間滑移的作用，在深部可能存在工業(yè)磷礦體。

5 結論

（1）馬橋磷礦區(qū)逆沖斷層在平面上近東向平行排列，受其影響，地層多次重復，靠近斷層的上盤地層形成較復雜的復式褶皺，地層變陡甚至直立或倒轉。剖面上逆沖斷層呈疊瓦狀排列，從北往南地表斷層產狀逐漸變陡，延伸規(guī)模及斷距變小。

（2）受逆沖斷層及伴生褶皺的影響，使得含磷巖系多次重復，形成多個磷礦工業(yè)礦體。從北至南，逆沖斷層對磷礦體的破壞程度加重；逆沖斷層同期構造活動可能引起磷礦體局部厚度變薄甚至尖滅，相應的附近會有磷礦厚度變大的地段。馬橋地區(qū)部分地段地表顯示磷礦不可采區(qū)，其深部可能存在工業(yè)磷礦體，可作為下一步磷礦找礦方向。