贵州省瓮安磷块岩地球化学特征及成矿机制研究

摘要

贵州磷矿资源储量居全国第二位，瓮安磷矿属三大产磷区瓮福磷矿的一部分，代表碳酸盐型含磷岩系沉积体系，是典型的海相碳酸盐磷矿床。该区域曾多次开展过磷矿勘查工作，为研究此类型磷块岩形成机制提供较为丰富的地质资料。
　　受古地理条件制约，瓮安磷矿主要赋存于翁招坝海湾、大湾海湾及聚磷台地，矿体厚且稳定，分为上/下旋回两层磷矿层。经各处钻探工程揭露，靠近瓮福古岛区域，以及海湾与广海的接触地带仅存上旋回磷矿层或下旋回磷矿层。此外，瓮安磷块岩矿石种类、矿物成分复杂，且纵向剖面上存在粒序变化。其蕴含的地质信息，反映了成岩期的沉积环境及经历的成矿作用。
　　元素的迁移形式、赋存状态可反映成岩期古气候、沉积环境的氧化还原性。与此同时，矿物中的元素含量还与物质来源有关。研究瓮安磷矿磷块岩矿物元素组成、元素赋存状态及含量，探讨磷质来源、聚磷作用，研究成矿机制，进一步论述其成矿模式，为同一类型磷矿床的寻找提供资料。
　　本论文在总结前人有关磷块岩观点的基础上，调查区内构造、地层单元，结合典型地质剖面、深部钻探岩芯、磷矿石岩矿鉴定，分析主要成磷期地层陡山沱组在各赋矿地带的地层纵向剖面特征、矿石地质特征;分析磷块岩中元素含量，并对微量元素、稀土元素分别以平均地壳、北美页岩成分进行标准化，探讨元素间相关性、各成分的赋存形式，以及磷质聚集成矿过程中，各成分对磷质聚沉所起到的作用;此外，以元素地球化学特征为基础，探讨磷质来源、古气候条件，分析瓮安磷矿沉积环境，论述其成矿机制。
　　(1)瓮安磷矿矿物成分以胶磷矿、白云石为主，次为石英、黄铁矿、绿泥石、水云母、炭质。矿石类型以内碎屑磷块岩为主，次为炭泥质磷块岩、致密状磷块岩。具微晶～胶状结构、泥质结构、细晶～砂屑结构，有块状、层状和条带状三种构造。其中，微晶～胶状结构是磷酸盐在相对低能环境中，直接从介质中析出，在胶体聚沉、藻类粘结作用下形成。
　　(2)磷块岩富P2O5、CaO，两者成正相关关系，证明碳酸盐岩台地是磷质聚集的前提，Ca/Ca+Fe值与P2O5含量总体呈正相关关系，高盐度的海洋环境更利于磷质沉积。SiO2、 K2O、TiO2及Al2O3构成粘土矿物，与P2O5呈负相关关系，反映粘土物质以胶结物形式胶结于颗粒间孔隙中，阻碍磷质的胶结;较高的SiO2含量，反映成岩期经历了较强的硅化作用;出现轻微的δ Ce负异常，且Ceanom值与Nd含量参数散点投图，反映磷酸盐以较高的沉积速率在氧化一还原的过渡性环境下形成，且上旋回磷矿层的沉积环境较下旋回磷矿层有较强的氧化性。
　　(3)海底火山喷发大量磷质，被上升洋流带至浅表，由东向西漫向碳酸盐台地，浅海充氧环境下，藻类生物聚磷，缺氧，死亡，转移聚沉海底，磷质初次富集成矿。其后，发生大规模海侵、海退旋回，波浪对磷块岩进行机械簸选，导致磷质颗粒化及物理机械富集，能量减弱，在浅滩、海湾等有利场所沉积下来，成高品位工业磷块岩，且成岩后期发生较强的硅化作用。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．2．3 存在问题

1．3 研究内容及研究思路

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究思路

1．4 实物工作量

第2章 区域地质概况

2．1 地层

2．1．1 岩性特征

2．2 构造

2．2．1 褶皱

2．2．2 断层

2．3 岩相古地理特征

第3章 瓮安磷矿地质特征

3．1 陡山沱组含矿系剖面特征

3．1．1 翁招坝海湾

3．1．2 大湾海湾

3．2 矿层结构特征

3．3 矿石特征

3．3．1 矿石成分

3．3．2 矿石结构

3．3．3 矿石构造

3．4 矿石类型

3．4．1 内碎屑磷块岩

3．4．2 炭泥质磷块岩

3．4．3 致密状白云质磷块岩

第4章 瓮安磷矿地球化学特征

4．1 样品处理与分析方法

4．2 常量元素地球化学特征

4．2．1 常量元素

4．2．2 常量元素的相关性分析

4．2．3 常量元素的聚类分析

4．3 微量元素地球化学特征

4．4 稀土元素地球化学特征

第5章 磷块岩形成机制探讨

5．1 成矿地质条件

5．1．1 成矿地层条件

5．1．2 古构造条件

5．1．3 岩相古地理条件

5．1．4 古气候条件

5．2 沉积环境分析

5．2．1 岩相与沉积环境

5．2．2 元素地球化学与沉积环境

5．3 磷质来源

5．3．1 化学蚀变指数(CIA)分析

5．3．2 磷质长期积蓄和储备

5．3．3 海底热水

5．3．4 磷的富集

5．4 成矿机制

5．4．1 下旋回磷矿层

5．4．2 上旋回磷矿层

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

附录