邓克勇, 吴 波, 罗明学, 罗 春, 龙建喜

(贵州省地质调查院,贵州贵阳 550005)



贵州开阳双山坪陡山沱组磷块岩地球化学特征及成因意义

邓克勇, 吴 波, 罗明学, 罗 春, 龙建喜

(贵州省地质调查院,贵州贵阳 550005)

本文对贵州双山坪磷块岩的常量、微量和稀土元素地球化学特征进行分析研究，并探讨区内陡山沱组磷块岩的成磷环境和成磷物质来源。研究表明，磷块岩由内碎屑、陆源碎屑和填隙物等组成，以富含CaO、P2O5和SiO2为特点。磷块岩中Ba含量高达4290×10-6，Sr含量高达984×10-6，表明磷块岩的形成与生物作用密切相关。磷块岩Sr/Ba=0.21～3.12，反映出沉积和热液混合成因的复杂成矿作用，U/Th=1.76～16.62，均大于1，反映出热水沉积物的特征。δU=1.68～1.96，均大于1，表明磷块岩形成于缺氧沉积环境。磷块岩稀土总量较高，经北美页岩标准化的稀土配分模式曲线接近水平，具有显著的轻稀土富集、重稀土亏损特征，LREE/HREE=3.21～6.55，显示轻重稀土分异程度较高。δEu=1.01～1.40，均大于1，呈明显的正异常。Ce anom=-0.097～0.045，均大于-0.1，进一步表明磷块岩形成于缺氧环境。La/Ce=0.44～0.53，均小于1，反映磷块岩形成过程中受到热水沉积作用的影响。综合分析认为，磷块岩形成过程中有生物作用的参与，磷块岩形成于潮坪-泻湖相的缺氧沉积环境，成磷物质主要来源于富磷海水的上升洋流以及海底喷发热水中的大量含磷物质。

陡山沱组 磷块岩 地球化学特征 成因意义 开阳双山坪

Deng Ke-yong,Wu Bo, Luo Ming-xue, Luo Chun, Long Jian-xi. Phosphate rock geochemistry of the Doushantuo Formation in Shuangshanping, Kaiyang of Guizhou Province and its genetic significance[J].Geology and Exploxation, 2015, 51(1):0123-0132.

1 引言

贵州省磷矿主要形成于新元古代末陡山沱期和早寒武世梅树村期两大成矿期，分属中国重要的两个成磷时期(张杰等，2004)。贵州开阳磷矿形成于新元古代末陡山沱期，该时期上扬子区广泛发育碳酸盐岩和磷质岩沉积，磷质岩在黔中、鄂西等地构成了超大型的磷块岩矿床，代表了地球历史中最早出现的重要成磷事件(吴凯等，2006)。陡山沱期含磷岩系为一套海侵序列陆缘碎屑和碳酸盐岩沉积，矿床成因类型为沉积磷块岩矿床(吴波等，2013)。作为黔中陡山沱期富磷块岩分布区，开阳磷矿具有矿石品位高、矿层厚度大、矿石质量好的特点①。在成因研究方面，周茂基等认为磷块岩具有反映生成环境的“凝胶-颗粒”结构，提出海相磷块岩的“海源胶体化学聚沉-盆内颗粒再沉积”成因机制的观点(周茂基等，1982)。另有学者认为，开阳恰处陆缘海湾浅水环境，由深海沿陆坡上翻的富磷海水进入沉积盆地不易扩散，在大量某种喜磷原始藻类生物的参与和适宜的化学条件下，形成质优量大的磷块岩矿床②。在成磷物质来源方面，密文天等通过对瓮安陡山沱组磷块岩微量元素比值的研究，认为磷块岩的形成要有强大的磷源，唯一的来源即是上升洋流(密文天等，2013)。密文天等对宜昌白果园陡山沱组磷块岩作稀土元素研究，显示磷块岩稀土元素配分模式与典型的生物成因的磷块岩稀土元素配分模式较为接近，整个含磷岩系的稀土配分型式支持磷质的古陆风化剥蚀来源(密文天等，2011)。由上可知，区内磷块岩成磷物质来源的观点多，争议较大。本文以开阳双山坪磷矿为例，运用镜下鉴定、常量、微量和稀土元素等地球化学研究方法，对陡山沱组磷块岩的成磷环境和成磷物质来源进行探讨，进一步深化对开阳地区陡山沱组磷矿成因的认识。

2 地质背景及矿床地质特征

2.1 地质背景

研究区位于上扬子地台西南部的鄂渝黔褶皱断裂带之中新元古代黔中相对隆起区—黔中隆起正北向的潮坪-泻湖-礁滩相和初始浅海台地相的过渡地带(图1)。

图1 贵州早震旦世陡山沱期古地理格局②Fig.1 Paleogeographic pattern of the Doushantuo epoch, early Sinian in Guizhou Province②

早震旦世陡山沱期，贵州正处于上扬子古陆东南被动边缘向前陆充填的活动期，晋宁运动后黔中地区隆升成古陆，为物源供给区；周缘为沉降盆地接受陆表海沉积，溶解磷酸盐的富磷上翻洋流由湖南西部自东向西进入贵州，在适宜的环境和生物化学条件下形成了含磷岩系②。

研究区出露地层由老到新依次有青白口系清水江组粉砂质粘土岩、南华系南沱组冰碛砾岩、震旦系下统陡山沱组含磷岩系、上统灯影组白云岩及寒武系白云岩-碎屑岩等地层，岩性为一套陆缘碳酸盐建造的岩石组合。研究区褶皱及断裂都十分发育，构造线方向主要呈北东向和近南北向，长条状脊状褶皱与走向逆冲断层伴生，组成本区构造的基本格架，其中影响较大的褶皱构造主要有洋水背斜、高云-冯三向斜及翁昭背斜等(图2)。

2.2 矿床地质

双山坪磷矿是位于翁昭背斜北西翼的中型磷块岩矿床。青白口系清水江组粉砂质粘土岩分布于背斜的核部，北西翼依次出露南华系南沱组、震旦系下统陡山沱组、上统灯影组、寒武系下-上统及第四系等。矿区断裂构造发育，主要为呈南北向主断裂及呈东西向伴生的次级断裂，对磷矿层起不同程度的破坏作用。区内陡山沱组含磷岩系沉积在南沱组冰碛砾岩或清水江组粉砂质粘土岩之上，为陡山沱期古海洋的海侵沉积所导致，上覆地层为灯影组白云岩。磷块岩产于陡山沱组地层中下部，矿层产状与地层产状一致，倾向287°～310°，倾角23°～37°，矿层沿走向和倾向产出稳定，属原生磷酸盐沉积形成的单一层磷块岩。陡山沱组含磷岩系自上而下依次为：① 上覆地层灯影组灰色薄层状细晶白云岩；② 灰白色、乳白色薄层状硅质岩、含磷硅质岩，厚1.73 m；③ 棕黄色、灰黑色薄层状条纹状砂屑磷块岩，厚0.74 m；④ 灰黑色、浅黄色薄层至中层状砂砾屑白云质磷块岩，厚1.78 m；⑤ 灰黑色薄层状致密块状砂屑磷块岩，厚4.59m；⑥ 下伏地层清水江组灰绿色、紫红色薄层状粉砂质粘土岩或南华系南沱组冰碛砾岩(图3)。

3 样品采集及分析方法

为了有针对性地研究陡山沱组含磷岩系的地球化学特征，选择矿区陡山沱组含磷岩系完整、矿石类型界线清楚的ZK0803见矿钻孔进行研究。该钻孔含磷岩系产出完整，条纹状磷块岩、砂砾屑状磷块岩及致密块状磷块岩等区内常见的三类磷块岩矿石类型均完整出现，是矿区内较为理想的代表性见矿钻孔。含磷岩系顶板为灯影组白云岩，由于南沱组冰碛砾岩缺失，底板为清水江组粉砂质粘土岩，取样自上而下分别采集含磷硅质岩1件(H-12)，条纹状磷块岩1件(H-02)，砂砾屑状磷块岩1件(H-03)，致密块状磷块岩3件(H-06、H-07、H-08)共6件代表性的岩(矿)心样作测试分析，分别代表了以上3种矿石类型。采样方法为1/2劈心法。另外分别采集条纹状磷块岩、砂砾屑磷块岩及致密块状磷块岩等3类磷块岩矿石磨片作镜下鉴定。

将上述6件岩(矿)心样品于2014年6月5日送澳实分析检测(广州)有限公司作测试分析。选取H-12、H-2、H-03、H-07共4件岩(矿)心样作常量元素测试分析，测试仪器为X荧光光谱仪(XRF)，测试精度为0.01×10-2，测试方法为X荧光光谱仪熔融法(ME-XRF24)。具体操作步骤为：

图2 开阳地区地质矿产简图Fig.2 Sketch showing geology and mineral resources in the Kaiyang area 1-青白口系；2-南沱组；3-陡山沱组；4-震旦-寒武系；5-寒武系；6-石炭系；7-二叠系；8-三叠系；9-向斜；10-背斜；11-断 层；12-地质界线；13-磷块岩矿床；14-采样位置1-Qingbaikou system;2-Nantuo Formation;3-Doushantuo Formation;4-Sinian to Cambrian; 5-Cambrian; 6-Carboniferous;7-Permi an;8-Triassic;9-syncline;10-anticline;11-fault;12-geological boundary;13-phosphate rock deposits;14-sampling position

将样品破碎后缩分出300 g，然后研磨至75 μm(200目)，将试样加入四硼酸锂-偏硼酸锂混合助熔剂，充分混合后，高温熔融。熔融物倒入铂金模子形成扁平玻璃片后，再用X荧光光谱仪分析。选取除H-12外其余5件矿心样作微量和稀土元素测试分析，测试仪器为电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)，测试精度为0.01-6～10×10-6，测试方法为硼酸锂熔融+等离子体质谱仪分析法(ME-MS81)。具体操作步骤为：将样品破碎后缩分出300g，然后研磨至200目，将试样加入到偏硼酸锂/四硼酸锂熔剂中，混合均匀，在1025°C以上的熔炉中熔化，熔液冷却后，用硝酸、盐酸和氢氟酸定容，再用等离子体质谱仪分析。

图3 陡山沱组含磷岩系柱状图Fig.3 Column diagram of the Doushantuo Formation phosphoric strata 1-白云岩；2-硅质岩；3-条纹状磷块岩；4-砂砾屑状磷块岩；5 -致密块状磷块岩；6-粉砂质粘土岩1-dolomite; 2-siliceous rocks; 3-striped phosphate rock; 4-gravel crumb phosphate rock; 5-compact massive phosphate rock; 6- silty clay rock

4 磷块岩矿石镜下特征

研究区磷块岩按矿石颜色、结构、构造和有用组分可划分为层纹-条纹状砂屑磷块岩、砂砾屑白云质磷块岩和致密块状砂屑磷块岩三类。镜下特征分述如下：

(1)层纹-条纹状砂屑磷块岩

该类岩(矿)石产于矿层上部，具棕黄色及灰黑色条带，P2O5含量一般4.13%～19.78%。经镜下鉴定，磷块岩物质组成主要为磷灰石(57%)，其次为陆源碎屑(30%)和粘土矿物(10%)，另外含有少量硅质(1%)、白云石(1%)、黄铁矿(<1%)和铁质(<1%)。矿石基本上由内碎屑、陆源碎屑和填隙物等组分组成，内碎屑约占55%，为不均匀偏集呈层分布；粒度<6.00～0.06 mm，属砾砂屑级内碎屑，呈次圆状、圆状，磨圆度和分选性均良好；成份为隐晶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。陆源碎屑约占30%，为不均匀偏集呈层分布，以粒度<0.25～0.06 mm细砂级陆源碎屑常见，成分为石英矿物屑(15%)、岩屑(14%)及矿物屑(<1%)。填隙物约占14%，成分为粘土矿物、磷灰石、硅质等，对内碎屑、陆源碎屑起胶结作用。矿石具不等晶砾砂屑结构和层纹-条纹状构造。

(2) 砂砾屑状白云质磷块岩

该类矿石产于矿层中部，具灰黑色、浅黄色砾屑，P2O5含量一般20%～30%。经镜下鉴定，磷块岩物质组成主要为白云石(53%)和磷灰石(45%)，其次为石英(<1%)、黄铁矿(<1%)、铁质及有机质(<1%)。矿石主要由内碎屑、陆源碎屑和填隙物等组分组成。内碎屑约占50%，分布不均匀，粒度以<20.00～2.00mm的砾屑级内碎屑为主，呈次棱角状、次圆状，磨圆度较好而分选性较差。成分为弱固结砂屑磷质岩。陆源碎屑含量<1%，属细砂-粉砂级陆源碎屑，呈次圆状、圆状；磨圆度和分选性均良好。碎屑成分基本上为石英矿物屑。填隙物约占48%，成分为晶粒白云石，呈自形-半自形粒状晶体，对内碎屑、陆源碎屑起胶结作用。矿石具砂砾屑结构和砾屑状构造。

(3) 致密块状砂屑磷块岩

该类矿石产于矿层下部，呈黑色致密块状，P2O5含量30.00%～34.42%。经镜下鉴定，磷块岩物质组成主要为磷灰石(93%)，其次为白云石(2%)、硅质(1%)及粘土矿物(1%)，另含少量陆缘碎屑(<1%)、黄铁矿(<1%)及铁质(1%)。矿石主要由内碎屑、陆源碎屑和填隙物等组分组成。内碎屑约占90%，均匀分布。粒度<1.00～0.06mm，属砂屑级内碎屑，呈次圆状、圆状，磨圆度和分选性均良好。成分为隐晶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。陆源碎屑含量<1%，粒度<0.25～0.004mm，属细砂-粉砂级陆源碎屑，呈次圆状、圆状，磨圆度和分选性均良好，碎屑成分基本上为石英矿物屑。填隙物约占9%，成分为白云石(3%)、磷灰石(3%)、硅质(2%)及粘土矿物(1%)，对内碎屑和陆源碎屑起胶结作用。矿石具不等晶砂屑结构和致密块状构造。

5 陡山沱组磷块岩地球化学特征

5.1 常量元素

常量元素测试表明磷块岩主要以CaO、P2O5及SiO2组成的磷酸盐矿物为主体。磷块岩样品中ω(CaO)=2.68%～48.90%，ω(SiO2)=5.54%～89.90%，ω(P2O5)=0.21%～33.70%(见表1)。其中以致密块状砂屑磷块岩含磷最高，条纹状砂屑磷块岩含磷最低。由于磷块岩有碳酸盐化的现象，且含有大量白云质，例如H-03样品中ω(MgO)=6.65%，说明碳酸盐矿物也相对占有较大的比例。此外，磷块岩中ω(SiO2)远远高出现代洋底(SiO2含量为3.1%)的水平，含量较高的SiO2构成粘土及硅质矿物，硅化作用十分明显。SiO2的沉积需要具备低温、低压、中酸性和富含阳离子Si饱和溶液等因素(戴永定，1994)，推测磷块岩中的硅质与当时出现的低温上升洋流带来富含水溶性SiO2的因素有关(唐烽等，2011)。

表1 岩(矿)石常量元素分析结果(10-2)

5.2 微量元素

从表2可知，双山坪磷块岩中Ba的丰度变化大，为202×10-6～4290×10-6，其中致密块状磷块岩样品中Ba的丰度最高。磷块岩中Ba的平均丰度值为1376.2×10-6，Ba最高含量达4290×10-6，远远高于正常海水中Ba的平均值(Ba=0.02×10-6)。有学者通过藻类等生物对Ba的富集系数总结发现，褐藻和各种浮游生物对Ba的富集系数都大于100，海水中Ba的丰度一般在20×10-6以内，陡山沱组磷块岩Ba的较高丰度值可能是由于多种浮游藻类富集，显示磷块岩形成过程中生物的参与作用。双山坪磷块岩Sr的丰度值较高，为255×10-6～984×10-6，研究表明海洋浮游生物对Sr等元素有较强的吸收能力，而生物体死亡后有机质被降解，释放出此类元素也能进入磷质沉积物(密文天等，2013)。因此，磷块岩中Sr的较高丰度值可能与生物富集作用有关。元素Sr/Ba比值广泛运用于判别岩石的成因，有学者研究发现Sr/Ba<1一般在热液成因的岩石中出现，Sr/Ba>1常在沉积成因的岩石中出现(施春华，2005)。双山坪磷块岩Sr/Ba=0.21～3.12，反映出正常沉积和热液的混合

表2 矿石微量元素分析结果(10-6)

成因作用。Rona认为，热水沉积岩中U/Th>1，而非热水沉积岩中U/Th<1(Rona，1987)，双山坪磷块岩中U/Th=1.76～16.62，均大于1，反映出明显的热水沉积物特征。此外，δU值表示氧化还原指标，δU=U/0.5×(U+Th/3)。若δU>1，为缺氧环境，若δU<1，则为正常的海水环境(吴朝东等，1999)。双山坪磷块岩中δU=1.68～1.96，均大于1，显示出明显的缺氧沉积环境。

5.3 稀土元素

从表3可知，双山坪磷块岩稀土元素总量较高，为77.39×10-6～252.33×10-6，平均含量151.81×10-6，与湖北宜昌白果园陡山沱组磷块岩的稀土总量(207.75×10-6)较为接近(密文天等，2011)。由于磷块岩含有较多粘土矿物，而粘土矿物在成岩过程中易于吸附稀土元素(Germanetal., 1990)，可能导致磷块岩稀土总量较高。LREE/HREE比值大小能反映REE的分异程度，比值越大表明LREE越富集。从图4可知，双山坪磷块岩经过北美页岩标准化的稀土配分模式曲线接近水平，具有显著的轻稀土富集、重稀土亏损的特征，且轻重稀土分异程度较高，LREE/HREE=3.21～6.55，平均为4.96，略小于北美页岩(LREE/HREE=7.5，陈德潜等，1996)。元素Ce和Eu的异常反映在δCe、δEu 值的变化上，δEu为Eu的异常系数，既可灵敏地反映体系内的地球化学状态，又是鉴别物质来源和判定构造环境的重要参数。有学者认为活动大陆边缘的沉积物富集重稀土，无Eu亏损；被动大陆边缘的沉积物相对富集轻稀土，为Eu负异常(赵振华，1993)。对现代洋脊热水系统喷口流体稀土元素组成的研究表明，显著的Eu正异常、较强的LREE/HREE分异是高温(>250℃)流体的普遍特征(Michardetal.,1983；Millsetal.,1995；Klinkhammeretal.,1994；丁振举等，2000)。在温度大于250℃，Eu以二价形态存在，即使有大量的络合作用，三价Eu在温度不断升高的条件下也不能稳定存在(别风雷等，2000)。因此，Eu以Eu2+形式出现会导致热流体正Eu异常，反之则可出现Eu负异常。双山坪磷块岩稀土总量高，δEu=1.01～1.40，Eu呈明显的正异常，且轻重稀土分异程度较高，表明磷块岩形成于被动大陆边缘的热水沉积作用。Ce异常值常被用来解释古海洋氧化还原条件(涂光炽，1998)。当古海洋处于缺氧环境时，Ce被活化并以Ce3+形式释放到水体中，导致海水由Ce负异常向Ce正异常转化，而沉积物中Ce就会由Ce正异常转化为亏损，呈现负异常(De Baaretetal.,1985；杨兴莲等，2000)。双山坪磷块岩δCe值为0.80～1.11，δCe平均值为0.98，从略大于1到明显小于1，表现为不明显的正异常向明显的负异常转化，表明磷块岩形成于缺氧的沉积环境。通常磷块岩Ce anom<-0.1表示氧化条件，Ce anom>-0.1表示还原条件(Wrightetal.,1987)。双山坪磷块岩Ce anom=-0.097～0.045，均大于-0.1，进一步表明磷块岩形成于明显的缺氧沉积环境。有学者对海相沉积物中La-Ce之间关系进行研究后认为，Ce在不同的沉积环境及氧化还原条件下富集程度不同，在Fe-Mn热水成因的沉积物中，具有低的La/Ce比值，一般为0.25左右，Ce表现出相对于La的富集，因此海相沉积物中低的La/Ce比值(通常<1)能够反映其沉积过程受到热水作用的影响(Hogdahl，1968)。双山坪磷块岩La/Ce=0.44～0.53，均小于1，反映陡山沱组磷块岩形成过程中受到热水沉积作用的影响。

表3 矿石稀土元素分析结果(10-6)

图4 磷块岩不同矿石类型及镜下特征Fig.4 Phosphate rock of different ore types and microscopic characteristics a-条纹状砂屑磷块岩；b-砂砾屑白云质磷块岩；c-致密块状砂屑磷块岩；d-条纹状砂屑磷块岩镜下特征(薄片，正交偏光， 5×10)；e-砂砾屑白云质磷块岩镜下特征(薄片，单偏光，2.5×10)；f-致密块状砂屑磷块岩镜下特征(薄片，正交偏光，5×10)a-striped psammitic phosphorite; b-gritty dolomitic phosphorite; c-compact massive psammitic phosphorite; d-striped psammitic phosphorite microscopic features (sheet, polarizing,5×10); e-gritty dolomitic phosphorite microscopic features (thin, single polarization,2.5× 10); f-compact massive psammitic phosphorite microscopic features (sheet, polarizing,5×10)

图5 双山坪磷块岩稀土元素北美页岩标准化模式Fig.5 Shuang Shanping phosphate rock REE NASC normalized pattern

6 成因意义

南沱冰期以后，气候由寒冷转为温暖，生物进入全面的复苏阶段，藻类和各种浮游生物大量繁殖，并大量吸附海水中的含磷物质，导致海水中的含磷偏高。同时，生物大量繁殖改变了海水中的氧化还原条件，造成海水的缺氧，表现为一定的还原条件。造成这种缺氧的环境原因可能是由较为封闭的沉积环境造成，也可能是大量生物活动导致水体的Eh值下降。冰期以后的温暖条件使大陆物理风化及化学风化加剧，从而导致海洋的沉积速率提高，生物体死亡后有机质被降解，释放出此类元素进入磷质沉积物。同时，生物活体和死亡残骸可能会吸收及摄取富集稀土元素，导致磷质沉积物稀土总量较高。

早震旦世陡山沱期，海平面持续上升，晋宁运动后黔中地区隆升成古陆，为物源供给区，同时也提供了黔中开阳地区海水不深的成磷条件，沉降盆地则接受陆表海沉积。随着海侵的逐步深入，来自陆源碎屑和海洋内碎屑大量沉积，溶解磷酸盐的富磷上翻洋流由湖南西部自东向西进入贵州，受到黔中古陆天然屏障的阻挡，海水洋流动力减弱，在适宜的潮坪-泻湖环境和生物化学条件下经磷酸盐的胶结沉积形成初始磷矿层。随着海底热点活动的加剧，大量深部热水沿深大断裂喷发，热水中带来大量含磷物质，对磷矿层进行了改造，加剧了含磷物质的进一步富集，形成黔中开阳地区质优量大的富磷块岩沉积矿床。

7 结论

(1) 双山坪磷块岩矿石由内碎屑、陆源碎屑和填隙物等组分组成，以富含CaO、P2O5和SiO2为特点。磷块岩中ω(SiO2)远远高出现代洋底的水平，含量较高的SiO2构成粘土及硅质矿物，硅化作用十分明显，推测含磷层位中的硅质与当时出现的低温上升洋流因素有关。

(2) 双山坪磷块岩中Ba的丰度远远高于正常海水中Ba的平均值，显示磷块岩形成过程中生物的参与作用，磷块岩中Sr的较高丰度值可能与生物富集作用有关。磷块岩Sr/Ba=0.21～3.12，反映出正常沉积和热液混合参与的成因作用。磷块岩中U/Th=1.76～16.62，均大于1，反映出明显的热水沉积物特征。δU=1.68～1.96，均大于1，显示出明显的缺氧沉积环境。

(3) 双山坪磷块岩稀土元素总量较高，经北美页岩标准化的稀土配分模式曲线接近水平，LREE/HREE=3.21～6.55，具有显著的轻稀土富集，重稀土亏损的特征。δEu=1.01～1.40，Eu呈明显的正异常，且轻重稀土分异程度较高，表明磷块岩形成于被动大陆边缘的热水沉积作用。δCe值为0.80～1.11，Ce anom=-0.097～0.045，均大于-0.1，表明磷块岩形成于明显的缺氧的沉积环境。La/Ce=0.44～0.53，均小于1，反映陡山沱组磷块岩形成过程中受到热水沉积作用影响。

(4) 综合分析认为，区内磷块岩形成过程中有生物作用的参与，磷块岩形成于潮坪-泻湖相的缺氧沉积环境。黔中古陆为区内磷块岩的形成提供了良好的天然屏障和成磷条件，成磷物质主要来源于富磷海水的上升洋流以及海底喷发热水中的大量含磷物质，磷矿层经过改造和富集后，形成质优量大的富磷块岩沉积矿床。

致谢 本文写作过程中得到贵州省地矿局一0五地质大队刘建中研究员和贵州省地质调查院陶平研究员的热情指导，并提出了宝贵的修改建议。此外，贵州省地质调查院岩矿鉴定测试中心对磷块岩镜下作了薄片鉴定，澳实分析检测(广州)有限公司对磷块岩作了常量、微量及稀土元素测试。对以上单位和个人的热情帮助表示衷心感谢！

[注释]

① 贵州省地质调查院.2012.贵州省磷(稀土)矿资源利用现状调查成果汇总报告[R]:24-26.

② 贵州省地质调查院.2010.贵州省磷(稀土)矿资源潜力评价报告[R]:137-140.

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Phosphate Rock Geochemistry of the Doushantuo Formation in Shuangshanping, Kaiyang of Guizhou Province and its Genetic Significance

DENG Ke-yong,WU Bo,LUO Ming-xue,LUO Chun,Long Jian-xi

(GuizhouAcademyofGeologicSurvey,Guizhou,Guiyang550005)

We analyzed the rock constant, trace elements and REE geochemical characteristics of the Shuangshanping phosphate and discuss the environment and source for phosphorite generattion in the Doushantuo Fromation. Research shows that phosphorite is composed of terrigenous clastic and fillings rich in CaO, P2O5and SiO2. Phosphate rock has Ba content as high as 4290×10-6, high Sr content 984×10-6, showing that the phosphate rock is closely related to the formation and the biological effect. Phosphate rock contains Sr/Ba 0.21 ～ 3.12, reflecting the deposition and hydrothermal fluid mixing in complex mineralization. The ratio U/Th is 1.76～16.62, much more than 1.0, reflecting the characteristics of hot water sediment. The value δ U is 1.68～1.96, also greater than 1, implying that the phosphate rock was formed in the anoxic sedimentary environment. Phosphate rock REE is relatively high, the REE NASC normalized pattern curve is close to the level, with marked LREE enrichment, free loss characteristics, LREE/HREE 3.21～6.55, showing a higher degree of REE fractionation. The δEu ranges 1.1～1.40, slightly greater than 1, indicative of a significant positive anomaly. The vale Ce anom is -0.097 ～ 0.045, much less than -0.1, further showing that the phosphate rock was formed in the anoxic environment. The value La/Ce is 0.44 ～ 0.53, less than 1, reflecting the phosphorite formation was affected by a hot water deposition process. Comprehensive analysis suggests that the phosphate rock formed with the biological role of participation in the process of formation, related to the lagoon facies anoxic sedimentary environment. The phosphorus-generation material primarily stemmed from upwelling sea water rich in phosphorus and hot water erupted from sea floor containing much phosphorus-bearing substance.

Doushantuo Formation, phosphate rock, geochemical characteristics, genetic significance, Shuangshanping, Kaiyang, Guizhou

2014-09-01；

2014-11-29；[责任编辑]郝情情。

中国地质调查局计划项目“贵州开阳富磷矿整装勘查区关键基础地质研究(编号：科[2014]04-025-055)”资助。

邓克勇(1965年-)，男，2006年毕业于中国地质大学(武汉)，获硕士学位，高级工程师，现主要从事地质找矿勘查与评价工作。E-mail:dengkeyong113@vip.sina.com。

P618

A

0495-5331(2015)01-0123-10