賀天全

四川省化工地質(zhì)勘查院，四川 成都 611930

四川省什邡式磷礦分布于四川省綿竹市、什邡市、綿陽(yáng)市安州區(qū)，是中國(guó)重要的磷礦類(lèi)型[1]。據(jù)現(xiàn)有資料分析，大寶古陸北緣的大水閘復(fù)背斜“彭灌雜巖”古老基底型斷裂(F1)和北川-映秀深斷裂帶（F2）斷塊范圍內(nèi)，北西翼山高坡陡，交通閉塞，地質(zhì)工作程度較差；南東翼地質(zhì)工作程度相對(duì)較高，磷礦開(kāi)采單位較多，地表礦大部分已經(jīng)查明，但深部有因褶皺、斷裂影響而埋藏的盲礦床，因此，斷塊范圍內(nèi)資源潛力大，是尋找磷塊巖富集地段的遠(yuǎn)景區(qū)[2]。四川省化工地質(zhì)勘查院、中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院等單位在斷塊范圍內(nèi)開(kāi)展了大量勘查工作，前人針對(duì)磷礦床的基本特征、成礦時(shí)代、成因及成礦規(guī)律作了許多研究[3-7]。筆者在前人勘查、研究的基礎(chǔ)上，借鑒和利用區(qū)域研究成果[8]，探討什邡式磷礦區(qū)域成礦模式，為制定合理的礦產(chǎn)勘查工作方案、科學(xué)找礦和提高經(jīng)濟(jì)效益提供地質(zhì)依據(jù)。

1 成礦地質(zhì)背景

四川省什邡式磷礦大地構(gòu)造位置處于上揚(yáng)子陸塊（Ⅱ級(jí)）之下龍門(mén)山基底逆推帶（Ⅲ級(jí)）龍門(mén)后山基底逆推帶構(gòu)造單元，磷礦床沿Ⅱ、Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元上的區(qū)域性斷裂、褶皺構(gòu)造呈帶狀或線狀展布，其展布方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。龍門(mén)后山基底逆推帶基底大片暴露，蓋層分布于東西兩側(cè)，以大水閘復(fù)式背斜為主的基底構(gòu)造和“彭灌雜巖”古老基底型斷裂(F1)、北川-映秀深斷裂帶（F2）控制了龍門(mén)山陷褶斷束不同地質(zhì)歷史時(shí)期的沉積建造、地層厚度和巖相變化及分布[9]，形成了“什邡式”磷礦嚴(yán)格受控于F1、F2斷層之間的構(gòu)造格局（圖1）。

圖1 龍門(mén)山構(gòu)造略圖 Fig 1 Sketch of Longmenshan tectonics

區(qū)內(nèi)除缺失志留系和奧陶系外，自新元古界至新生界地層均有出露?；诪榍罢鸬┫迭S水河群（Pthn）雜巖。本區(qū)以區(qū)域性斷裂F2為界，平行分布著兩套含磷地層：被斷裂圍限的地塊內(nèi)，上震旦統(tǒng)燈影組地層的古巖溶侵蝕面之上分布著上泥盆統(tǒng)沙窩子組含磷地層（“什邡式”磷礦），并被上泥盆統(tǒng)沙窩子組白云巖覆蓋；被斷裂圍限的地塊外圍、燈影組地層之上分布有下寒武統(tǒng)筇竹寺組含磷地層（“清平式”磷礦），并被中泥盆統(tǒng)觀霧山組超覆。

龍門(mén)后山基底逆推帶是印支至喜瑪拉雅旋回使龍門(mén)山隆起后形成的山前凹陷，大水閘復(fù)式背斜幾乎占據(jù)整個(gè)地段，總體構(gòu)造線呈北東-南西向。組成復(fù)式背斜的次級(jí)褶皺多為較緊閉的倒轉(zhuǎn)褶皺，F(xiàn)1及F2為本區(qū)極為重要的斷裂構(gòu)造，分布于大水閘復(fù)式背斜核部“彭灌雜巖”兩側(cè)。F1為古老基底型斷裂，南東盤(pán)相對(duì)抬升，暴露了古老基底，而北西盤(pán)相對(duì)下降，接受古生代及其以后的沉積。F2斷裂兩側(cè)的地層層序、接觸關(guān)系及沉積建造等有顯著差異，對(duì)兩側(cè)沉積相有較大的控制作用。此外，多條次級(jí)斷裂分開(kāi)、斂合與主斷裂構(gòu)成斷裂帶。大水閘復(fù)式背斜和F1、F2斷裂構(gòu)造構(gòu)成龍門(mén)山中段區(qū)域構(gòu)造的基本格架。

2 什邡式磷礦成礦地質(zhì)特征

2.1 什邡式磷礦總體地質(zhì)特征

什邡式磷礦賦存在沙窩子組底部，上下地層接觸關(guān)系清楚；以往工作表明，綿竹、什邡、安州地區(qū)什邡式磷礦床共計(jì)有21處，其中大型1處（為馬家坪礦段），中型13處（岳家山、馬槽灘、河西、蘭家坪、英雄崖、鄧家火地、燕子巖、桃花坪、南天門(mén)、石筍西、黃土坑、三星巖、長(zhǎng)河壩），小型7處（絲瓜架、羅茨梁子、黑溝、芍藥溝、紅綢、楊家溝、石筍梁子）。沙窩子組廣泛分布于龍門(mén)山地區(qū)，為一套淺灰色中層-塊狀白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r夾少量灰?guī)r，但含磷段僅分布于龍門(mén)山地區(qū)的中段，該組地層近于對(duì)稱(chēng)地分布于九頂山小區(qū)南部、大水閘復(fù)背斜的北西翼和南東翼，呈一巨大的馬蹄形（圖2）。

圖2 什邡式磷礦區(qū)域地質(zhì)圖 Fig 2 Geological map of Shifang-Type phosphate mine area

沙窩子組上段（D3s2）為紋層狀白云巖-泥質(zhì)白云巖建造，底部為暗灰色白云巖夾石英砂巖小透鏡體。沙窩子組下段（D3s1）為磷質(zhì)巖-水云母粘土巖-硅質(zhì)巖建造，化石罕見(jiàn)；由下至上巖性分別為黑色角礫狀磷塊巖、灰略帶肉紅色硫磷鋁鍶礦、灰色含磷粘土巖、黑色含磷碳質(zhì)水云母粘土巖。岳家山一帶碳質(zhì)水云母粘土巖中含幾丁蟲(chóng)碎片和孢粉化石；硫磷鋁鍶礦所夾生物碎屑磷塊巖透鏡體中有魚(yú)類(lèi)Bothriolepissp.（溝鱗魚(yú)未定種）；岳家山礫屑磷塊巖中有藻類(lèi)Myxococcoides giganteussp.nov.，Eomycetopsis robusta，Palaeovolvoxsp.等；岳家山磷塊巖礫屑中發(fā)現(xiàn)有早寒武世軟舌螺化石。區(qū)域內(nèi)沙窩子組下段厚度為0～78m，一般0～23m。

2.2 代表性礦床特征

蘭家坪是四川省最近一個(gè)完成詳細(xì)勘探的什邡式磷礦床，最終查明的礦床資源儲(chǔ)量規(guī)模屬中型，與什邡式磷礦以中型為主是一致的，具有代表性。礦段內(nèi)為沉積巖區(qū)，主要出露三疊系、二疊系、泥盆系，震旦系及磷礦層隱藏于地下，蘭家坪礦段屬隱伏磷礦床[10]。

2.2.1 賦礦地層特征

含磷層賦存于上泥盆統(tǒng)沙窩子組下段（D3s1），它以其沉積序列的多樣性和控礦的獨(dú)特性區(qū)別于國(guó)內(nèi)外其它磷塊巖礦床。含磷層假整合于上震旦統(tǒng)燈影組“花斑”狀白云巖古巖溶侵蝕面上，伏于上泥盆統(tǒng)沙窩子組白云巖段（D3s2）之下。礦段未見(jiàn)含磷層露頭，僅在毗鄰的河?xùn)|礦段三道溝兩側(cè)有所出露，長(zhǎng)度分別為：正層礦215m，反層礦280m。含磷層向東延入礦段后，由于F107斷層切割下降而深埋地下，埋藏最高標(biāo)高為1350m。含磷層作為蘭家坪倒轉(zhuǎn)背斜的包絡(luò)面，其形態(tài)、產(chǎn)狀嚴(yán)格受其制約，并隨其變化，與上下圍巖同步。含磷層呈單斜展布。在礦段內(nèi)沿走向延長(zhǎng)超1600m。西段和中段呈北東東（80°左右）向展布，東段向正北方向急劇偏轉(zhuǎn)。沿傾向由于所處標(biāo)高不同，正、反兩翼有所差異：正翼延伸600～1400m，總的傾向北西，傾角15°～30°，局部大于40°，東部由于次級(jí)“鼻狀”隆起，兩側(cè)拗陷，致使形態(tài)復(fù)雜化，東西兩側(cè)分別傾向正東和正西，傾角最大達(dá)73°；反翼沿傾向已控制440～610m，傾向北西，傾角30°～40°，東段局部大于55°（圖3）。

圖3 綿竹市馬槽灘磷礦區(qū)蘭家坪礦段地質(zhì)圖 Fig 3 Geological map of LanJiaping mine part of Machaotan phosphorus mine area, Mianzhu city

含磷層厚0.02～36.78m，平均8.2m。厚度小于1m的薄化點(diǎn)兩處，薄化區(qū)三處（最大者在反翼，長(zhǎng)350m，寬120～140m）。含磷層具有明顯的分層性和分層的多樣性，自下而上為磷塊巖、硫磷鋁鍶礦、含磷粘土巖、含磷炭質(zhì)水云母粘土巖、含磷石英砂巖，構(gòu)成了一個(gè)較為完整的含磷巖礦系列，加之局部出現(xiàn)的硅質(zhì)巖-硅質(zhì)磷塊巖系列，完全具備“什邡式”磷礦的典型特征。由于受古巖溶侵蝕面起伏的制約，厚度變化大，常出現(xiàn)巖性分層不全或部分分層缺失現(xiàn)象，但各分層層位固定，沉積序列正常，與區(qū)域上“什邡式”磷礦對(duì)比完全具有同一性。

2.2.2 礦體特征

磷礦層總體呈單斜層狀分布，其中磷塊巖為層狀-似層狀；硫磷鋁鍶為似層狀-透鏡狀。形態(tài)受控于蘭家坪倒轉(zhuǎn)背斜，產(chǎn)狀嚴(yán)格受其制約并隨其變化，與上下圍巖同步。礦層總體傾向北西。正層礦部和西部?jī)A角平緩，一般15°～30°。東部出現(xiàn)的次級(jí)“鼻狀”隆起，呈南北向延伸，沿傾向延長(zhǎng)達(dá)1320m，隆起兩側(cè)拗陷，西側(cè)高差100～340m，傾向南西西或正西，傾角40°～50°，東側(cè)高差200～420m，傾向北東東或正東，傾角50°～73°?！氨菭睢甭∑饦屑~起伏，形成南段傾向北北西，北段傾向南南西的“正鞍”格架，使正層礦形態(tài)更趨復(fù)雜。反層礦傾向從西向東，由北北西漸變?yōu)楸蔽魑?，具西緩東陡的變化，即由西段的30°～40°向東漸變?yōu)?5°。

磷塊巖工業(yè)礦層平均厚度6.14m，其中正層礦6.07m，反層礦6.28m。厚度變化系數(shù)為82.75%，其中正層礦為87.42%，反層礦為73.05%，表明磷塊巖厚度變化較大，屬不穩(wěn)定型。磷塊巖層屬微間斷型，厚度變化較大，具有厚薄相間、尖滅再現(xiàn)、厚中有薄、薄中有厚的變化規(guī)律。特厚點(diǎn)的出現(xiàn)預(yù)示周?chē)赡艹霈F(xiàn)薄化-尖滅點(diǎn)，或厚度在一定范圍內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定。

2.2.3 礦石特征

（1）礦石礦物組分

磷塊巖主要磷礦物為碳氟磷灰石，含量25%～95%，膠磷礦含量10%～90%，顯微晶質(zhì)碳氟磷灰石含量10%～85%，細(xì)晶碳氟磷灰石較少，一般5%～10%。膠磷礦常呈均質(zhì)集合體，顯微隱晶結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、角礫狀結(jié)構(gòu)，礦物顆粒極細(xì)，成巖晚期及成巖后，膠磷礦不斷重結(jié)晶，部分為晶質(zhì)碳氟磷灰石替代。晶質(zhì)碳氟磷灰石呈柱狀自形晶，微-細(xì)晶，常沿膠磷礦礫屑表面及邊緣或裂隙呈星點(diǎn)狀、環(huán)帶狀、放射狀、似菊花狀、梳狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出。主要脈石礦物有高嶺石、水云母、黃鐵礦、白云石、有機(jī)質(zhì)。

（2）化學(xué)組分

礦石化學(xué)組分主要為P2O5、CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2、MgO、CO2、F、S，其總量在90%以上。工業(yè)礦層P2O5含量加權(quán)平均為29.37%（組合分析P2O5為28.84%），品位變化系數(shù)為17.87%，其中正層礦29.34%，變化系數(shù)19.65%，反層礦29.43%，變化系數(shù)為14.01%，屬含量均勻的組分。磷塊巖中有害組分有Fe2O3、A12O3、MgO、CO2等，F(xiàn)e2O3含量0.24%～7.15%，平均2.79%，變化系數(shù)77.42%，屬不均勻組分。A12O3含量1.52%～11.96%，平均5.53%，變化系數(shù)41.05%，屬較均勻組分。MgO含量0.06%～4.10%，平均0.70%，變化系數(shù)122.80%，為很不均勻組分。CO2含量0.62%～8.08%，平均2.40%，變化系數(shù)67.50%，屬不均勻組分。本礦段磷塊巖主要伴生有益組分為碘、氟，均具有綜合利用價(jià)值。

（3）礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

磷塊巖的結(jié)構(gòu)主要為角礫狀結(jié)構(gòu)、砂屑礫屑結(jié)構(gòu)、顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、磷塊巖的后生結(jié)構(gòu)。磷塊巖層理不明顯，主要為塊狀構(gòu)造、角礫-團(tuán)塊狀構(gòu)造，偶見(jiàn)顯微層狀構(gòu)造。

（4）礦石類(lèi)型

礦石類(lèi)型主要為角礫狀磷塊巖、致密狀磷塊巖。礦石工業(yè)類(lèi)型為磷塊巖礦類(lèi)鈣硅質(zhì)磷礦亞類(lèi)或混合型亞類(lèi)。

3 成礦條件分析

3.1 控制成礦的古構(gòu)造條件

什邡式磷礦位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)龍門(mén)山-大巴臺(tái)緣拗陷龍門(mén)山陷褶斷束九頂山臺(tái)穹北緣，大水閘復(fù)背斜南東翼邊緣斷陷帶的南東段。區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史表明，晉寧及澄江運(yùn)動(dòng)形成了統(tǒng)一的揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)基底。晚震旦世遭受海侵，接受了上震旦統(tǒng)淺海碳酸鹽沉積（局部有磷塊巖礦點(diǎn)）。早寒武世初，由于加里東運(yùn)動(dòng)的影響，F(xiàn)2斷裂東西兩側(cè)斷塊形成明顯的差異上升：東部斷塊上升幅度不大，仍處于海平面以下，形成了生物化學(xué)型磷塊巖，末期，海水退去，遭受風(fēng)化侵蝕，直到中泥盆世晚期再次海侵時(shí)才有觀霧山組的超覆；西部大幅度上升成為大寶古陸，遭受長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕和溶蝕作用，形成了古喀斯特地貌景觀，直到晚泥盆世早期，受海西運(yùn)動(dòng)影響，開(kāi)始沉降，大寶古陸成為半島，海水由西向東侵入，淹沒(méi)半島北東段大水閘一帶，經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕和溶蝕形成臺(tái)地，半島構(gòu)成蝕源區(qū)，提供豐富的陸源物質(zhì)，沉積于有利聚磷的古構(gòu)造場(chǎng)所。

3.2 巖相古地理

巖相古地理因素決定含礦巖系縱向上形成自下而上的磷塊巖、硫磷鋁鍶礦、含磷高嶺石粘土巖、含磷碳質(zhì)水云母粘土巖、含磷石英砂巖5個(gè)獨(dú)立的巖相及其組合。橫向上，巖溶洼地與古地貌等沉積環(huán)境因素決定了磷塊巖、硫磷鋁鍶礦的厚度變化、無(wú)礦天窗的出現(xiàn)、礦體硅化交代后變貧乃至相變?yōu)楣栀|(zhì)巖。由于龍門(mén)山晚泥盆世海侵范圍擴(kuò)大，沙窩子組白云巖段沉積在含磷段之上，使礦床定位、保存于沙窩子組底部。

磷塊巖相：深灰-灰黑色，以角礫狀、砂狀、礫屑狀結(jié)構(gòu)為主，塊狀構(gòu)造，見(jiàn)底礫巖。角礫及礫屑磨圓度差，大小混雜、無(wú)粒序、排列無(wú)方向，角礫相互重疊，互為鑲嵌，互相包容，顆粒支撐，磷質(zhì)膠結(jié)。反映了剝蝕區(qū)與堆積區(qū)相距不遠(yuǎn)，二者呈陡坎或呈臺(tái)地海岸接觸，以重力流堆積為主的特征。

硫磷鋁鍶礦相：灰色、紫紅色，以豆?fàn)?、團(tuán)絮狀、粉屑砂屑狀、礫屑狀結(jié)構(gòu)為主，顆粒排列具一定方向性，基底式膠結(jié)，塊狀-微層狀構(gòu)造。砂屑以硫磷鋁鍶礦和膠磷礦為主，其次為粘土礦物，陸源碎屑少，磨圓度好，為瀉湖至潮坪相的產(chǎn)物。

含磷高嶺石粘土巖相：灰色，粉砂-泥狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。含少量硫磷鋁鍶礦和膠磷礦砂屑、礫屑及陸源碎屑。礫石磨圓度好，大小較均勻，排列有方向，顯示了淺海潮上帶的巖相特征。

含磷炭質(zhì)水云母粘土巖相：黑色，鱗片狀結(jié)構(gòu)，頁(yè)狀構(gòu)造。含微量陸源碎屑，偶夾含磷高嶺石粘土巖小透鏡體或硫磷鋁鍶礦、磷塊巖礫屑。為海水進(jìn)一步變淺的瀉湖-沼澤相產(chǎn)物。

含磷石英砂巖相：深灰色，粉砂-細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)，透鏡狀構(gòu)造。以石英碎屑為主，膠結(jié)物為泥質(zhì)及均質(zhì)碳氟磷灰石，孔隙式膠結(jié)。它是海灘相的產(chǎn)物，雖然本區(qū)不發(fā)育，但在剖面上表現(xiàn)為海退層序，代表了整個(gè)含磷建造到此宣告結(jié)束。

以上表明龍門(mén)山中段晚泥盆世早期，由于邊緣深大斷裂活動(dòng)，在大寶山半島北部（什邡與綿竹間）形成一個(gè)不大的海灣。由于F2斷裂的活動(dòng)，海灣東西兩側(cè)古地理環(huán)境各異：東部海灣基本上屬正常淺海；西部與大水閘斷陷邊界（F1斷裂）呈陡坎或臺(tái)地接觸，成為F1與F2所夾的帶狀斷陷湖盆，構(gòu)成了瀉湖-沼澤-海灘的古地理環(huán)境。

3.3 沉積環(huán)境

磷塊巖礫屑主要由膠磷礦組成，含藻類(lèi)及軟舌螺化石，是磷塊巖早期成礦的生物化學(xué)沉積證據(jù)[11]。

磷塊巖角礫、砂屑、礫屑巖相的廣泛存在以及礫屑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、特殊性反映了后期再造成礦經(jīng)歷風(fēng)化破碎、淋濾、搬運(yùn)、再堆積多次反復(fù)的沉積環(huán)境變化過(guò)程。磷塊巖相中混入的陸源礦物碎屑反映了陸源區(qū)與成礦區(qū)相距不遠(yuǎn)，而陸源碎屑較少且無(wú)碳酸鹽礦物及巖石碎屑存在，表明碳酸鹽巖層容易被風(fēng)化淋濾、溶蝕，進(jìn)入海盆的部分也被海解，來(lái)不及和磷塊巖礫屑混合堆積成礦。

大水閘斷陷湖盆屬半封閉至全封閉的淡化瀉湖沼澤盆地，由于水動(dòng)力微弱，水介質(zhì)為弱酸性至弱堿性還原環(huán)境，由酸性變?yōu)閴A性，由氧化變?yōu)檫€原的環(huán)境。磷塊巖就是在由弱酸性變?yōu)槿鯄A性的還原環(huán)境下，經(jīng)過(guò)化學(xué)分異形成的。此外，斷陷湖盆與廣海處于隔絕或半隔絕狀態(tài)，致使水動(dòng)力不強(qiáng)，構(gòu)成了比較安靜的沉積環(huán)境，保護(hù)了沉積物免被水動(dòng)力破壞。

4 成礦要素與成礦模式分析

4.1 成礦要素

什邡式磷礦成礦過(guò)程較長(zhǎng)，按2004年公布的國(guó)際地層表，早寒武世末至晚泥盆世初，時(shí)間跨度達(dá)128Ma。從成礦作用分析，此類(lèi)礦床形成是以漸進(jìn)、漸變形式，類(lèi)似穩(wěn)定大陸邊緣的沉積砂礦和炎熱潮濕氣候下的風(fēng)化殼礦床，是在比較穩(wěn)定的環(huán)境和漫長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)生成的。含磷段沉積后，受海侵沉積蓋層白云巖，使磷礦層得以保存。什邡式磷礦根據(jù)磷礦床含礦層位、沉積環(huán)境、礦床特征、構(gòu)造背景等確定的成礦要素參見(jiàn)表1，并歸納如下。

表1 什邡式磷礦成礦要素一覽表 Table 1 List of mineral-forming essential factor of Shifang-type phosphate mine

必要的成礦條件：含礦地層沙窩子組，其下部為磷質(zhì)巖與水云母粘土巖和硅質(zhì)巖建造；沙窩子組含磷段沉積相特征屬殘積亞相-瀉湖亞相的組合；燈影組白云巖之上存在古巖溶侵蝕面（古風(fēng)化殼）；磷礦石具有膠磷礦、硫磷鋁鍶礦、高嶺石、水云母、黃鐵礦、白云石等礦物組合特征。

重要的成礦條件：構(gòu)造背景為處于上揚(yáng)子龍門(mén)山古陸大寶山半島北東側(cè)F1、F2斷陷盆地內(nèi)；層位巖性組合為磷塊巖、硫磷鋁鍶礦、含磷粘土巖、含磷碳質(zhì)水云母粘土巖，有較好磷塊巖礦體產(chǎn)出；成礦時(shí)代為晚泥盆世（D3），成礦作用主要發(fā)生在沉積間斷的風(fēng)化剝蝕期長(zhǎng)期遭受風(fēng)化剝蝕的含磷古陸邊緣的沉積巖相帶。

4.2 區(qū)域成礦模式

什邡式磷塊巖成礦過(guò)程較為復(fù)雜，成礦過(guò)程經(jīng)歷了早期成礦階段、大陸成礦作用（風(fēng)化剝蝕、淋濾）階段和海進(jìn)沉積再造成礦三個(gè)階段[2]，具有多期成礦、疊加成礦特征。風(fēng)化淋濾-沉積再造礦床成因模式可以較好地解釋本類(lèi)磷礦礦石質(zhì)量?jī)?yōu)、硫磷鋁鍶礦形成、礦石高鐵鋁低硅鎂等特征。

早期成礦階段：區(qū)域地質(zhì)背景表明，本區(qū)在晚震旦世和早寒武世發(fā)生海侵活動(dòng)，依次沉積了上震旦統(tǒng)列古六組碎屑巖建造；觀音崖組碎屑巖、含磷硅質(zhì)巖、磷塊巖建造；燈影組藻白云巖建造；筇竹寺組含磷硅質(zhì)灰?guī)r，含磷灰?guī)r、磷塊巖碎屑巖建造（圖4）。

圖4 早期成礦階段 Fig 4 Early mineralization stage

大陸成礦作用（風(fēng)化剝蝕、淋濾）階段：早寒武世，由于古構(gòu)造控制以及加里東和海西運(yùn)動(dòng)的影響，引起F2斷裂兩側(cè)差異上升，斷裂以東上升不大，連續(xù)沉積筇竹寺組清平式磷礦，斷裂以西上升隆起使大寶山半島及其大水閘一帶經(jīng)歷了中寒武世-中泥盆世的長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕，使早期形成的磷塊巖遭受機(jī)械和化學(xué)作用的破壞，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期破碎、風(fēng)化淋濾、膠結(jié)，達(dá)到一定的富集程度，并就近搬運(yùn)堆積于已巖溶化臺(tái)地的巖溶洼地、溶洞、溶溝、溶隙中，形成繞半島環(huán)形分布的什邡式磷礦底部陸相礫屑磷塊巖層。在巖溶洼地中由于磷酸鹽溶液遷移、交代和富集，形成泥晶（膠）磷塊巖賦存于礫屑磷塊巖層中，為再造成礦提供了豐富的礦源（圖5）。

圖5 大陸成礦作用階段 Fig 5 Continental mineralization stage

海進(jìn)沉積再造成礦階段：晚泥盆世早期海水由西向東入侵，大寶山半島轉(zhuǎn)入瀉湖盆地環(huán)境，巖溶化合物淹沒(méi)于水下，為磷塊巖的再造提供了有利的古地理環(huán)境和場(chǎng)所。早期經(jīng)過(guò)風(fēng)化淋濾、剝蝕的磷質(zhì)以碎屑形式，一部分被海解，一部分繼續(xù)堆積。由于水動(dòng)力微弱，水介質(zhì)為弱酸性至弱堿性還原環(huán)境，形成粘土質(zhì)磷塊巖、微層狀磷塊巖和含磷灰石角礫的硫磷鍶礦。經(jīng)過(guò)多次的破碎、風(fēng)化淋濾、篩選，加上含礦地下水溶液的迭加，使非磷酸鹽基質(zhì)淋失，殘存的磷塊巖富集形成高品位的礦石，堆積于水下臺(tái)地的巖溶洼地、溶洞、溶溝、溶隙中，形成復(fù)雜的襄狀、透鏡狀礦體。由于海西運(yùn)動(dòng)，在海水東侵的同時(shí)，臺(tái)緣斷裂F1、F2再次活動(dòng)，大水閘斷陷盆地下沉，海水侵入，磷塊巖轉(zhuǎn)入沉積再造階段[12]。此時(shí)，一方面大寶古巖溶化臺(tái)地上堆積的磷塊巖、粘土質(zhì)及陸源碎屑在重力作用下沿著水下斜坡或陡坎以滾動(dòng)、滑動(dòng)等重力方式向大水閘斷陷盆地快速搬運(yùn)堆積成礦，同時(shí)也帶來(lái)磷酸鹽、Fe、Al、氫氧化物、Sr、SiO2的膠體和溶液。另一方面斷陷盆地內(nèi)本身已經(jīng)形成的礦體繼續(xù)接受以重力方式搬運(yùn)來(lái)的礦源，同時(shí)又不斷地從海水中攝取成礦元素，并在淡化瀉湖弱堿性還原條件下，產(chǎn)生以化學(xué)沉積為主的沉積作用，并對(duì)大陸成礦階段形成的角礫狀磷塊巖進(jìn)一步成巖分異和改造。由此產(chǎn)生兩種效應(yīng)，疊加磷質(zhì)為主則發(fā)生礦體富化的正效應(yīng)，進(jìn)一步提高磷塊巖礦石質(zhì)量；疊加二氧化硅溶液的交代作用，則發(fā)生磷塊巖礦石貧化的負(fù)效應(yīng)，形成硅化磷塊巖礦石或含磷硅質(zhì)巖。含磷段沉積后，受海侵沉積蓋層白云巖，使磷礦層得以保存，最后成為磷塊巖礦床（圖6）。

圖6 海進(jìn)沉積再造成礦階段 Fig 6 re-sedimentation stage in marine transgression

5 結(jié)論

什邡式磷礦的形成，是在特定的大地構(gòu)造單元內(nèi)，特定的古構(gòu)造格局控制下，經(jīng)歷了較長(zhǎng)的地質(zhì)發(fā)展歷史，在有利的古地理?xiàng)l件和沉積環(huán)境中形成的。晚震旦世及早寒武世形成的含磷地層，經(jīng)長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕，為該類(lèi)磷礦的形成，提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源。而長(zhǎng)時(shí)間剝蝕、淋濾所形成的古巖溶地貌，創(chuàng)造了礦質(zhì)富集和儲(chǔ)存的有利環(huán)境，為磷質(zhì)的再次富集提供了必備條件。晚泥盆世早期，古陸邊緣斷裂（F1）的活動(dòng)，使古陸兩側(cè)F1與F2間的斷陷盆地淪為半封閉-全封閉的淡化瀉湖盆地，為磷質(zhì)的搬運(yùn)、堆積和再造成礦提供了良好的場(chǎng)所，最終形成了什邡式磷礦。