川西南雷波小沟早寒武世磷矿床磷酸盐富集沉降机制探讨.pdfVIP

第70卷第2期Vol.70No.2

地质论评GEOLOGIREVIEW

2024年3月March,2024

川西南雷波小沟早寒武世磷矿床

磷酸盐富集沉降机制探讨

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王畅1.2），程文斌），张3），杨豫川4），金灿海3），董树义1）/georev

张君4),赵伟4),李承泽1,5)

1)成都理工大学地球科学学院，成都，610059；

2)中化地质矿山总局地质研究院，北京，100101；

3)中国地质调查局成都地质调查中心，成都，610081；

4)四川省地质矿产勘查开发局二零七地质队，四川乐山，614000；

5）四川省地质工程勘察院集团有限公司，成都，610072

内容提要：为了解我国扬子地区早寒武世磷块岩矿床磷酸盐的富集沉降机制，本文以川西南雷波县小沟大型磷

矿床为解剖对象，采用共焦激光拉曼和激光剥蚀等离子体质谱分析（LA-ICP-MS）技术，从岩相学和地球化学的角度

对其进行了初步探讨。结果显示：小沟矿床磷块岩主要由胶磷矿、碳酸盐矿物、有机质、硅质及少量黄铁矿组成；矿

石中微生物发育，鉴定其可能为Eoentophysalis和Obruchevella;胶磷矿LA-ICP-MS原位REE分析表明，所有点位均具

明显的负Ce异常，指示沉积成矿过程中氧化一次氧化的底层水与孔隙水条件。综合上述研究认为，成矿与有机质

沉降及胞外聚合物（EPS）关系密切：①氧化一次氧化底层水条件下，生物有机质沉降，并在埋藏过程中迅速分解导

致孔隙水中溶解磷酸盐达到过饱和是磷富集沉淀的主因。②胞外聚合物（EPS）粘附细胞和有机碎屑，加速了生物

有机质的聚集沉降，埋藏过程中，胞外聚合物为磷质聚集提供大量成核位点，促进了胶磷矿的快速析出与沉淀

关键词：川西南；雷波县小沟磷矿；富集沉降；激光拉曼分析

新元古代大氧化事件期间，在我国扬子地区震程中释放进人缺氧孔隙水，经反复循环使孔隙水中

且纪和寒武纪的海相地层中沉积了一系列大型一超的磷酸盐达到过饱和而析出（肖朝益等，2018；张亚

大型磷块岩矿床（Shields-ZhouandOch，2011），其冠等,2020）。后者则认为，在氧化一次氧化的底层

成矿机理研究备受地学界的关注。由于海水中的溶水环境中，生物有机质沉降进入沉积物，在沉积物一

解磷酸盐需要高度富集才能最终沉淀，而正常海洋水界面之下次氧化环境中，经一系列微生物参与的

化学条件下，即使在上升洋流所携带的富磷水体中，生物化学反应，有机质迅速分解释放磷，引起孔隙水

溶解磷酸盐依然难以达到饱和析出的浓度（Arning中磷酸盐的浓度急剧提升达到饱和，进而沉淀成矿

etal.，2009），因此，在大型磷矿研究中，磷的富集(GaoYunpeietal.,2018;ZhangYaguanetal.,

沉降机制至关重要。2019）。此外,SheZhenbing等（2013,2014）通过扫

对磷酸盐富集沉降机制的解释，普遍认可的是描电镜、激光拉曼光谱和纳米离子探针（Nano-

“铁氧化还原泵作用”和“生物有机质沉降作用”SIMS)技术,系统分析了湖北宜昌陡山沱组磷块岩

（PufahlandGroat，2017;张亚冠等,2019）。前者认的微观结构,提出了胞外聚合物（EPS）诱导磷酸盐

为，当沉积物一水界面位于次氧化一缺氧界面附近富集沉淀的观点，认为微生物产生过量胞外聚合物

时，水体中有机质氧化分解所释放的磷在次氧化条吸附磷质为胶磷矿的形成提供了成核位点，并外延

件下被水合氧化铁（FeOOH）吸附沉淀，并在埋藏过结晶