贵州织金县李家寨稀土矿床地质特征

刘　娇

（贵州地质矿产勘查开发局117地质队，贵州贵阳550018）

贵州织金县李家寨稀土矿床地质特征

刘娇*

（贵州地质矿产勘查开发局117地质队，贵州贵阳550018）

贵州早寒武世底部含磷岩系普遍分布有大量的稀土元素，稀土矿床的控矿因素较多，从矿床地质特征角度来讨论其矿床成矿条件。

织金县；稀土矿床；地质特征

震旦—早寒武系转换期，贵州分布有大量典型海相沉积磷矿床，主要有陡山沱期瓮安磷矿床和开阳磷矿床、寒武纪织金磷矿床等，而且这些含磷岩系富集大量的稀土元素，局部地段已形成稀土矿床。这些稀土矿床的形成可能与发生在贵州前寒武纪晚期特殊的地质特征、沉积条件、地球化学和生物化学环境、构造古地理背景和盆地演化等因素有关［1-2］。从地质特征角度来讨论织金县李家寨稀土矿床成矿条件。

1　区域地质

李家寨稀土矿床大地构造位置位于扬子陆块西南缘，次级构造单元属贵阳复杂构造变形区褶皱带。区内出露地层（老到新）主要有震旦系、寒武系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系及第四系；其中二叠系、三叠系及石炭系分布最广，发育最好。尚有二叠系玄武岩分布，岩性自下而上为灰绿、暗灰褐、褐黄色块状玄武岩、拉斑玄武岩、角砾状含杏仁体玄武拉斑玄武岩及火山玻屑凝灰岩等，间夹少量火山角砾质粘土岩、硅质岩。

2　矿区地质

2.1地层

区内出露地层有震旦系上统灯影组（Z2d）；寒武系下统戈仲伍组（∈1g），明心寺组（∈1m）及金顶山组（∈1j）；石炭系下统九架炉组（C1j）及摆佐组（C1b）；二叠系中统梁山组（P2l）栖霞组（P2q）及茅口组（P2m），上统峨眉山玄武岩组（P3β）龙潭组（P3l）长兴组—大隆组（P3c+d）；三叠系下统夜郎组（T1y）及永宁镇组（T1yn）及第四系（Q）；另外，在普查区北东缘及普查区西部之外尚有辉绿岩体（βμ）。现就赋矿及其近矿地层描述如下（表1）。

2.1.1震旦系上统灯影组

据岩性分为二段，二者之间为连续沉积；第一段：灰白色中厚层层纹状白云岩、中至厚层状泥质细晶白云岩。细晶白云岩中普遍含砂屑，由下往上，砂屑逐渐增多。第二段：下部岩性以浅灰色、灰白色中厚—厚层状泥至细晶白云岩为主；中上部以层纹状白云岩、藻凝块白云岩为主，具鸟眼及晶洞构造，该层岩石中普遍含砂屑，砂屑由下往上逐渐增多。顶部含深灰、灰黑色硅质条带或团块。

2.1.2寒武系下统戈仲伍组

为一套潮坪相沉积岩，由下往上岩性为灰色薄至中层白云质生物屑、砂屑磷块岩、含磷白云岩—灰、深灰、紫红色饼砾状生物屑、粉砂屑磷块岩—灰、紫红色条带状生物砂屑磷块岩，生物屑砂屑含磷白云岩—黑色薄层含炭泥质磷块岩、含磷白云岩。岩石中含星点状黄铁矿，发育斜层理、波状层理及水平层理。在该组地层中常产一至数层磷矿及稀土矿。

2.1.3寒武系下统明心寺组

为海相碎屑岩及碳酸盐岩。据岩性不同将其分为3个段，段间为连续沉积。第一段：灰、深灰、黄绿色含灰岩条带状粉砂岩、粉砂质粘土岩—粘土质粉砂岩。底部（相当于区域上牛蹄塘组）为黑色薄层炭质页岩及灰绿色薄层含云母砂质页岩，时夹0.1～0.3m厚的黑色炭质、铁质粘土岩层。第二段：灰色薄—厚层瘤状灰岩、藻灰岩、粉晶白云岩、砂屑灰岩。岩石中局部含较多粉砂质及泥质。第三段：灰绿、紫红色薄至中层状细砂岩、粉砂岩为主，夹泥质粉砂岩、粉砂质粘土岩、粘土岩。粉砂岩中粒逆序特征较明显，水平层理发育。

2.1.4寒武系下统金顶山组

表1　区内地层简表

为滨海相碎屑岩沉积。下部为灰绿色薄—厚层粉砂岩、粉砂质粘土岩；上部为灰绿色、黄褐色薄层状粉砂质粘土岩，含钙质结核及灰岩透镜体。

2.2构造

矿床位于黔西弧形褶皱带东翼，主要分布有佃塘背斜、铁厂坝向斜，小国江背斜和北东向断裂带（F1断层）北东东向断裂带（F2断层）北东向正平移断层F3。现分述如下。

2.2.1褶皱

工作区褶皱为北东向展布，一般表现为轴向南东倾斜或直立，翼间角变化大，两翼不对称的基本特征，总体表现为背斜紧密，向斜宽缓的隔档式褶皱。

（1）佃塘背斜：为一残破背斜，呈半背斜形态，普查区内背斜轴线大致沿三岔沟—尖山—白干梁子—老屋基等地带分布，总体呈北东—南西向展布，全长大于9km，核部出露地层为灯影组、明心寺组、摆佐组、梁山组。翼部出露地层有灯影组、明心寺组、摆佐组、梁山组、栖霞组等。背斜北西翼陡，倾角40°～70°，轴部及北西翼地层大多被同向的F1断裂带破坏，局部倒转而残缺不全；南东翼地层相对稳定，发育少量同向断层，倾角15°～30°。

（2）铁厂坝向斜：为一开阔向斜，转折端圆滑。从普查区中部通过，自北东向南西，轴线大致沿大竹林—杨家湾—石门坎—铁厂坝—龙背—陡青山等地带分布，总体呈北东—南西向展布，全长大于9km，往北东延伸出普查区，往南西被F2所切，总体轴向45°，普查区内延长约7km。核部出露地层为栖霞组、梁山组，翼部出露地层有摆佐组、九架炉组、金顶山组、明心寺组等。北西翼倾角10°～46°，一般20°左右；南东翼倾角10°～30°。普查区位于该向斜南西段。

（3）小国江背斜：为一残破背斜，呈半背斜形态，普查区内背斜轴线大致沿大屋基—小国江一带分布，总体呈北东—南西向展布，全长约3km，核部出露地层为灯影组及明心寺组，翼部出露地层明心寺组、摆佐组、梁山组及夜郎组等。背斜北西翼陡，倾角，30°～55°，轴部及南东翼地层大多被同向的F2断裂带破坏，北西翼地层相对稳定，发育少量同向断层，倾角25°～45°。

2.2.2断裂

工作区位于F1、F2、F3断裂带所夹持地带，F1、F2、F3断裂带近似于工作区范围的北西、南及南西边界，含矿层及矿体分布在断裂带附近时受其影响。

（1）北东向断裂带（榜坝—白洞口逆冲褶断带）：主干断裂为F1，出露于普查区西缘，平面上呈北东—南西向舒缓波状展布，长大于9km，往南西交汇于F2断裂束上而消失。由一系列走向近北东，倾角20°～60°的逆冲断层叠覆组成束状断裂带。构造发育部位，剖面上常成叠瓦扇，在向构造带前缘推移的生成顺序中，断层呈由陡变缓的变化特征；叠瓦逆冲构造在平面上常组成串珠状构造透镜体，局部归并成单一低角度逆断层。西面边界大致以小路坡—杨家屋基—新寨—杉树寨为界，东面边界大致以三家苗—老虎箐—尖山—桦梏林一带为界，带宽0.5～2.0km，一般宽约1.5km，带内断夹块由明心寺组、摆佐组、梁山组、栖霞组及茅口组等地层单元的部份地层组成。主干断裂F1破碎带宽5～10m，由碎裂岩—角砾岩组成角砾岩带，一般宽约2～5m，角砾呈棱角至次棱角状，大小不一，一般2～6cm，最大30～100cm，其间见（1cm×5cm）～（3cm×7cm）不等的构造透镜体，排列方向与断层一致，碎裂带宽4～6m，由细小角砾（0.5～1cm）组成，带内发育密集型劈理（产状：倾向130°～160°，倾角60°～70°），与主断裂呈锐角相交。主干断裂之断层面呈舒缓波状，在垂直走向上多被密集型化劈理代替。南东盘由灯影组白云岩、明心寺组碎屑岩、摆佐组白云岩、梁山组石英砂岩及栖霞组灰岩等组成；北西盘为摆佐组白云岩、龙潭组碎屑岩、峨眉山玄武岩、茅口组灰岩等。北西盘下降，南东盘上升，断距不清，断层性质为压扭性的低角度逆冲断裂。

（2）北东东向断裂带（仓边压扭—张扭性正平移断层伴生次级正断层褶断带）：主干断裂为F2，出露于普查区南—南东缘，呈北东东向展布，长大于10km，西端延伸出图区，东端斜交于F3正平移断层上。主干断裂由东至西沿后坝—小江龙—杉木冲—岔补路—穿洞脚—旁坝一带出露，在其旁侧发育有数条规模较小的断裂呈斜列式交汇其上，带宽10～120m，一般宽约20～50m，带内断夹块由明心寺组、摆佐组、梁山组、栖霞组、茅口组及龙潭组等地层单元的部份地层组成。主干断裂F2破碎带宽5～10m，以角砾岩及劈理化带为主，一般宽约5～10m，角砾呈棱角至次棱角状，大小不一，一般10～20cm，最大50～200cm。南东盘由明心寺组碎屑岩、茅口组灰岩、栖霞灰岩、峨眉山玄武岩、龙潭组碎屑岩、长兴大隆组灰岩、夜郎组灰岩及粘土岩等组成；北西盘为灯影组白云岩及明心寺组碎屑岩等组成。北西盘上升，南东盘下降，断距大于500m，断裂倾向南南东，倾角57°，为一压扭—张扭性正平移断裂。

（3）北东向正平移断层F3：出露于普查区南东缘，断面起伏，走向呈北东，倾向南东，倾角35°～45°，破碎带宽约5m，劈理发育，由北西至南东沿吊水岩—元宝寨—青杠坡一带出露，具拖曵现象。长大于7km，北东及南西延伸出图区，矿区内出露长约2.20km，北西盘由明心寺组、金顶山组、九架炉组碎屑岩、栖霞组、茅口组灰岩、峨眉山玄武岩、夜郎组灰岩及粘土岩等组成；南东盘为关岭组白云岩、夜郎组灰岩及粘土岩等组成。北西盘下降，南东盘上升，断距大于500m，为一正平移断层。

3　矿床地质特征

织金县李家寨稀土矿床含矿层位为下寒武统梅树村阶戈仲伍组，主要由一套灰、深灰黑色薄至中厚层白云质生物屑、砂屑磷块岩，含磷质白云岩及含炭泥质条带生物屑磷块岩组成，稀土分布于含磷岩系中。

3.1矿体特征

矿层（体）底板围岩多为含硅质条带及磷质团块白云岩，顶板为含炭泥质粉砂岩及粘土岩，偶夹有厚0.50～2.00m的含磷质硅质白云岩，底板冲刷面凹凸不平，起伏较大，矿体与围岩界线明显。矿体呈近北北东向，南北则分别以F1和F2断层为界，矿体总体受铁厂坝向斜控制，矿体产状与围岩产状基本一致，矿体长约3km，矿体厚7.18m。矿石品位（∑RE2O3）0.0657%，估算（333）矿石资源量5919t。

3.2矿石特征

3.2.1矿石结构构造

矿石结构构造主要有砂屑中—细晶结构、砂屑微—隐晶结构、砂屑结构、砾屑结构和层状构造、层纹—条纹—条带状构造、缝合线构造等。

（1）矿石结构。砂屑中—细晶结构：主要由白云石基底和内碎屑二组分组成，白云石基底约占组分总量56%。以结晶粒度小于0.25～0.06mm细晶白云石主见，结晶粒度小于0.50～0.25mm中晶白云石次见，自形—半自形，粒状晶体；内碎屑约占总量42%。偏集呈层分布，粒度小于2～0.006mm，呈次圆、圆状、极圆状，磨圆度和分选性良好。

砂屑微—隐晶结构：主要由碳氟磷灰石基底和内碎屑二组分组成，碳氟磷灰石基底约占总量的35%。呈层偏集分布。粒度小于0.25～0.03mm，属粉砂级内碎屑。成分为非晶质碳氟磷灰石质灰泥在塑性—半塑性条件下经盆内打碎、盆内沉积而成。呈次圆、圆状、磨圆度分选性均良好。镜下见柱、粒状碳氟磷灰石零星分布于样品中。粒度小于0.50～0.03 mm，中—细—粉晶级，柱粒状晶体。

粉—细晶结构：主要由白云石基底和内碎屑二组分组成。白云石基底约占组分总量90%。以细晶粒度小于0.25～0.06mm细晶级白云石主见，结晶粒度小于0.06～0.03mm粉晶级白云石次见；自形—半自形，粒状晶体。内碎屑约占组分总量6%。呈层偏集分布。粒度小于0.25～0.03mm，属粉砂级内碎屑。成分为非晶质碳氟磷灰石质灰泥在塑性—半塑性条件下经盆内打碎、盆内沉积而成。呈次圆、圆状、磨圆度分选性良好。镜下见柱、粒状碳氟磷灰石零星分布于样品中。粒度小于0.50～0.03mm，中—细—粉晶级，柱粒状晶体。

角砾状结构：主要由碎块和填隙物组成。碎块约占组分总量92%。成分为粘土质碎块。粒度小于3.00～2.00mm（手标本测量），棱角状、次棱角状、次圆状；边缘不整齐，具一定程度的圆化现象。大小不一，杂乱排列。相互之间具“短”距离位移。展布不显方向性。填隙物约占组分总量8%。

不等晶结构：主要由白云石基底和内碎屑二组分组成。白云石基底约占组分总量91%。以细晶粒度小于0.25～0.03mm细晶级白云石主见，结晶粒度小于0.03～0.004mm微晶级白云石次见；自形—半自形，粒状晶体。内碎屑约占组分总量5%。呈层偏集分布。以粒度小于0.25～0.06mm细砂级内碎屑主见，粒度小于0.06～0.03mm粗粉砂级内碎屑次见。成分为非晶质碳氟磷灰石质灰泥在塑性—半塑性条件下经盆内打碎、盆内沉积而成。呈次圆、圆状、磨圆度分选性良好。镜下见柱、粒状碳氟磷灰石零星分布于样品中。粒度小于0.50～0.03mm，中—细—粉晶级，柱粒状晶体。

（2）矿石构造。层纹—条纹状构造：主要由不同组分各自顺层偏集呈富“内碎屑”质层纹—条纹、富“白云石”质层纹—条纹、富“陆源碎屑”层纹—条纹质、富“铁”质层纹—条纹、富“碳氟磷灰石”质层纹—条纹间隔性产出。

层纹—条纹—条带状构造：主要由不同组分各自顺层偏集呈富“内碎屑”质层纹—条纹—条带、富“白云石”质层纹—条纹—条带、富“陆源碎屑”层纹—条纹质、富“铁”质层纹—条纹—条带、富“碳氟磷灰石”质层纹—条纹—条带间隔性产出。

团块状构造：由不规则的硅质岩团块、磷块岩砾状碎屑组合成的团块构成。层状构造：由不同组分各自呈层状构成。

3.2.2矿石矿物成份

矿物：白云石、碳氟磷灰石及少量石英，黄铁矿、铁质及炭泥质等。

白云石：主要矿物成分。呈样品基底基本矿物构成形式产出。

碳氟磷灰石：呈内碎屑（基本）及样品少量矿构成形式产出。

石英：结晶粒度小于0.30mm，细—粉—微—隐晶级，半自形—他形，粒状晶体。不均匀分布。

泥质：由结晶粒度小于0.004mm粘土质点组成。黄铁矿：自生，由结晶粒度小于0.03mm，微—隐晶级。

3.2.3矿石化学成份

矿石化学成分：La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、∑RE2O3及Y2O3。矿石单件样品∑RE2O3含量46.4%～54.5%，Y2O3含量53.0%～88.5%，稀土矿以重稀土（Y2O3）为主。

3.3矿石类型

矿石自然类型。据矿石结构构造特征分：层纹—条纹状、层纹—条纹—条带状、角砾状及层状磷块岩稀土矿4种类型。

（1）层纹—条纹状磷块岩稀土：深灰色或灰白色具砂砾状结构、块状构造。砂砾0.5～2mm，少数粗砾10～12mm。呈椭圆形、次圆形和球形，砂砾屑成份为胶磷灰石、碳磷灰石、石英及玉髓。

（2）层纹—条纹—条带状磷块岩稀土：灰白、灰蓝、白色，具凝胶结构和砂屑状结构、块状构造。主要由非晶质胶磷矿组成的凝胶结合体。其次为碳磷灰石、细晶磷灰石、石英、方解石、褐铁矿及绢云母。

（3）角砾状磷块岩稀土：灰白、灰蓝、白色，具凝胶结构和砂屑状结构、块状构造。主要由非晶质胶磷矿组成的凝胶结合体。其次为碳磷灰石、细晶磷灰石、石英、方解石、褐铁矿及绢云母。

（4）层状磷块岩稀土：灰白、灰蓝、白色，具凝胶结构和砂屑状结构、块状构造。主要由非晶质胶磷矿组成的凝胶结合体。其次为碳磷灰石、细晶磷灰石、石英、方解石、褐铁矿及绢云母。

4　矿床成因及找矿标志

该区域在早寒武世为一陆缘海，在上升洋流及季风的综合作用下，主要由陆源剥蚀带来的Si、Al、REE、 P以及生物碎屑等，分类沉积于海底。其中稀土主要与磷结合被带至海中较深远处在热卤水参与下共同沉淀。其后经固结成岩、生物石化、稀土赋存在胶磷矿中，最终形成一类海相沉积型稀土—磷矿床。即戈仲伍组的分布区域为该类稀土矿床的找矿方向。

［1］陈兰.湘黔地区早寒武世黑色岩系沉积学及地球化学研究［D］.中国科学院，2006.

［2］杨剑，易发成，刘涛，等.黔北黑色岩系稀土元素地球化学特征及成因意义［J］.地质科学，2005，40（1）：84-94.

P61

A

1004-5716（2016）05-0082-05

2016-01-11

2016-01-14

刘娇（1967-），女（汉族），贵州开阳人，工程师，现从事地质及资料汇交工作。