貴州磷塊巖

貴州磷塊巖

貴州磷塊巖

云南磷塊巖

中國磷礦的主要礦床類型

中國磷礦主要有以下三種類型：沉積磷塊巖礦床；沉積變質(zhì)磷灰?guī)r礦床；晚期巖漿型磷礦床，分別占查明資源儲量的75.5%、5.8%、18.2%。此外尚有少量鳥糞及其他類型礦床，資源儲量占0.5%。中國磷礦以海相沉積磷塊巖礦床最為重要，也是目前開發(fā)利用的主要類型。綜合考慮我國磷礦床的成因類型和工業(yè)類型，將磷礦床劃分為四個礦床類型（表1）。依據(jù)本次資源潛力預(yù)測評價的要求，和我國磷礦資源開發(fā)的現(xiàn)狀，本次不對鳥糞磷礦進行預(yù)測工作。

表1 中國磷礦礦床類型及礦床式簡表

一、沉積型磷礦床

產(chǎn)于貴州、云南、四川、湖南、湖北等省。其中，貴州是產(chǎn)出此類磷礦的大省。

1. 震旦紀磷礦床

除湖北南漳鄧家崖及湖南大庸天門山上震旦統(tǒng)燈影組的磷塊巖外，中國已知的震旦系海相沉積礦床都屬于陡山沱組。該組含磷地層主要由白云巖、磷塊巖、粘土巖及它們之間的過渡巖石組成。磷塊巖礦層常位于粘土巖之上和白云巖之下的過渡部位，少數(shù)產(chǎn)于白云巖中，呈層狀、似層狀產(chǎn)出。工業(yè)礦層多為傾斜至緩傾斜的中厚礦體，層數(shù)多，一般為1～3層，主要賦存于陡山沱組的下部(下礦層)和中上部(上礦層)。
    主要有用礦物是膠磷礦，其次是少量的細晶或微晶質(zhì)磷灰石。脈石礦物一般為白云石、石英、玉髓、粘土礦物及少量的黃鐵礦、碳質(zhì)物等。
    膠磷礦主要呈隱晶膠狀塊體及假鮞狀、碎屑狀產(chǎn)出，顆粒大小一般為0.5～0.6 mm。最常見的礦石結(jié)構(gòu)類型為粒狀結(jié)構(gòu)及脈狀結(jié)構(gòu)。常見的構(gòu)造類型有帶狀、條紋狀、互層狀、致密狀及疊層狀等。

2. 寒武紀磷礦床

中國寒武紀海相磷塊巖礦床主要分布在地臺型沉積地層中。有5個含磷層位，由老至新為下寒武統(tǒng)梅樹村階下部(漁戶村組中誼村段)、下寒武統(tǒng)梅樹村階上部(筇竹寺組八道灣段)、下寒武統(tǒng)滄浪鋪階中部(辛集組)、下寒武統(tǒng)滄浪鋪階上部(昌平組)、中寒武統(tǒng)(大茅群)；其中以上揚子區(qū)下寒武統(tǒng)梅樹村階下部磷礦工業(yè)價值最大，儲量占寒武紀磷礦總量的90%左右。
    中國寒武紀磷塊巖礦床及含磷層受層位的控制，只要含礦層位相同，礦床類型和巖石組合就基本相似。
    寒武紀最具工業(yè)價值的含磷層位是下寒武統(tǒng)梅樹村階漁戶村組中誼村段，屬硅質(zhì)巖-碳酸鹽巖-磷塊巖建造。含磷地層厚40～250 m，一般2～5個磷礦層，礦層累計厚度2～70 m，一般厚度15～20 m。在滇東地區(qū)，礦層露頭總長達1 283 km，產(chǎn)狀平緩，傾角5°～40°，覆蓋層薄。根據(jù)礦層結(jié)構(gòu)及其在含磷地層中的產(chǎn)出形態(tài)，大體分為結(jié)構(gòu)簡單僅有一層的礦層和具有上、下兩層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的礦層。
    上礦層在區(qū)內(nèi)(滇東)分布面積最廣，是厚度穩(wěn)定、質(zhì)量較好的工業(yè)礦層。厚度1.5～31 m，一般7～10 m。下層礦主要由各類貧磷塊巖組成，僅個別礦區(qū)(澄江)具有富礦。礦層厚1.5～36 m，一般為5～8 m，其穩(wěn)定程度不如上礦層，在區(qū)內(nèi)的分布面積只有上礦層的一半。上、下兩個礦層之間的夾層多為白云巖，個別為粘土巖，一般厚2～15 m。
    區(qū)內(nèi)礦石自然類型繁多，但主要為致密狀磷塊巖、條帶狀磷塊巖、白云質(zhì)磷塊巖及生物碎屑磷塊巖等。
    含磷礦物主要為膠磷礦，含量40%～98%。此外還有少量碳氟磷灰石，微量磷鐵礦、磷鋁石和銀星石等。膠磷礦在磷塊巖中呈顆粒和膠結(jié)兩種形式存在。脈石礦物主要為方解石、白云石、玉髓、石英、粘土礦物；次為海綠石、黃鐵礦及碳質(zhì)物等。
    區(qū)內(nèi)磷塊巖幾乎均為顆粒磷塊巖，膠磷礦平均含量62.6%，其中以顆粒存在的占53.31%，以膠結(jié)物存在的僅9.37%；最常見的礦石構(gòu)造類型為塊狀、條帶狀及條紋狀，其他類型較少。
    礦石P2O5以中低含量為主，高品位富礦較少。有害雜質(zhì)一般是鎂高，鐵鋁較低。
    按礦石所含脈石礦物中硅酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽礦物的數(shù)量，劃分為磷酸鹽富礦、硅型、鈣型和硅鈣型磷塊巖，各型礦石所占比例為富礦6%，硅型礦2%、硅鈣型83%。

3.次生磷礦床

次生磷礦床是指原有的含磷層經(jīng)物理化學(xué)風(fēng)化淋濾作用后，所含磷質(zhì)就地殘積、異地遷移或再沉積等富集形成的磷礦床。
    中國次生磷礦蘊藏量不大，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)礦床(點)近30個，主要在四川、廣西、湖南、云南、貴州、廣東、吉林、陜西、江蘇和福建，除1處為大型，6處為中型規(guī)模外，其余皆為小型礦床或礦點。該類磷礦床大致可分為兩種類型。
    (1) 風(fēng)化淋濾-殘積型磷礦床  原含磷層經(jīng)風(fēng)化后，其可溶性物質(zhì)淋濾流失，所含磷質(zhì)殘留富集。含磷品位比原來可提高2～6倍，風(fēng)化淋濾殘積深度受地下水面控制，可達40～50 m。
    吉林古元古代珍珠門組含磷鐵質(zhì)角礫狀白云石大理巖、含磷鐵質(zhì)白云石角礫巖及含磷白云石大理巖，原巖含P2O5一般為1%～13%，經(jīng)風(fēng)化淋濾后P2O5可達10%～20%，形成小型磷礦(通化干溝磷礦)。湖南湘潭、長沙上震旦統(tǒng)白云巖和硅質(zhì)巖，原巖含P2O5 0.2%～4.79%，高者可達10%，經(jīng)風(fēng)化淋濾后，P2O5可達19.92%～30%，形成中型(黃荊坪)、小型(麻田)磷礦。廣西中、上泥盆統(tǒng)灰?guī)r、白云巖及硅質(zhì)巖，均含磷質(zhì)(條紋和條帶)，原巖含P2O5約0.5%～4%，風(fēng)化淋濾后，Ⅰ礦層含P2O5 7.12%～15.7%，Ⅱ礦層3%～9%，部分高達7%～10%。局部大于10%～12%的形成中型礦床4處，其余為小型礦床或礦點。
    以上各風(fēng)化前的含磷層以上震旦統(tǒng)—下寒武統(tǒng)、中泥盆統(tǒng)為主。風(fēng)化淋濾后，形成有規(guī)模較大、品位較高的中型礦床多處。廣西下侏羅統(tǒng)的石英安山巖和安山質(zhì)凝灰?guī)r風(fēng)化形成的粘土狀磷塊巖，因沿走向、傾向變化較大、品位低，工業(yè)價值不大。礦體形態(tài)一般多呈似層狀、透鏡狀和不規(guī)則狀。
    磷礦石礦物主要為膠磷礦、碳磷灰石，次為銀星石、磷鋁石及氟磷灰石。脈石礦物主要有石英、絹云母、高嶺石、方解石、白云石、碳質(zhì)、鐵質(zhì)、錳質(zhì)、硅質(zhì)、巖屑；極少長石、褐鐵礦和海綠石等。磷礦石類型有泥質(zhì)型、硅質(zhì)型和碳酸鹽型3大類型：粘土質(zhì)磷塊巖、硅質(zhì)磷塊巖和白云質(zhì)磷塊巖。磷礦石結(jié)構(gòu)有膠狀、砂狀、砂礫狀、交代鑲邊、殘余、壓碎和生物碎屑等。構(gòu)造有塊狀、角礫狀、板狀、片狀、環(huán)帶狀、皮殼狀及條紋、條帶狀等。
    (2) 風(fēng)化-再沉積型磷礦床  暴露于地表的磷礦或含磷層，經(jīng)風(fēng)化作用，遭受海侵，經(jīng)海解作用而形成再沉積的磷礦床，該類礦床具有風(fēng)化與沉積礦床的雙重特點，但沉積特征更明顯。該類型礦床有重要工業(yè)價值，主要分布在四川、云南等省。四川什邡磷礦床為其典型代表。

二、沉積變質(zhì)磷礦床

中國變質(zhì)磷礦床主要指早、中前寒武紀(包括太古宙和元古宙)變質(zhì)巖中的礦床，有兩大成因類型，即綠巖帶型(太古宙磷礦)和沉積變質(zhì)型(古元古代磷礦床)。4個磷礦層位分別位于太古宙阜平群、古元古界下部五臺群、古元古界上部滹沱群、古元古界頂部榆樹砬子組。它們無論是成礦大地構(gòu)造背景、沉積與變質(zhì)建造，還是礦床成因、礦床地質(zhì)特征等都有其獨特的特征。
    (1) 太古宙磷礦  太古宙磷礦床系指2 500 Ma前形成的磷礦，產(chǎn)于綠巖建造內(nèi)，因而稱為綠巖帶型礦床。
    這類磷礦主要分布在河北、遼寧、山東、山西等省區(qū)。代表性礦床有河北豐寧招兵溝磷礦床，遼寧建平勿蘭烏蘇磷礦床和山東掖縣磷礦床等。該類礦床屬于低品位易選磷灰石礦。含磷巖石有碳灰黑云角閃巖、閃輝鈦磁鐵磷灰?guī)r、角閃黑云片麻巖、斜長角閃巖等。礦石礦物成分主要有磷灰石、黑云母、角閃石、輝石、磁鐵礦等。這些礦物占礦石礦物的90%以上。該類礦床的一個重要特點是SiO2含量低，一般小于40%，TiO2與FeO+Fe2O3含量高，前者可達6.57%，后者在15%以上，最高達26%，屬于超鎂鐵質(zhì)、鎂鐵質(zhì)巖石。
    (2) 古元古代早期磷礦床  古元古代早期磷礦床系指2 500～2 000 Ma即五臺期形成的磷礦床。礦床主要分布在黑龍江省的雞西、林口、余慶等地，一般構(gòu)成中小型礦床。礦石類型主要有含磷灰透輝石墨斜長片麻巖、磷輝金云大理巖、磷灰透輝巖、含透輝磷灰石英巖、磷灰橄欖大理巖等。
    (3) 古元古代晚期磷礦床  古元代代晚期磷礦床系指2 000～1 700 Ma，即呂梁期形成的磷礦床，該期磷礦床是前震旦紀最重要的礦床。此類磷礦床廣泛分布于中朝地塊，含磷地層以滹沱群為代表。含磷巖系沉積特征在中朝地塊東緣、北緣與內(nèi)部有較大差異，其中東緣為被動大陸邊緣冒地槽沉積，成礦條件較好，形成若干個重要的工業(yè)礦床。目前發(fā)現(xiàn)的主要在中朝地塊東部吉南、遼東、蘇北、皖東、鄂東北，此外在內(nèi)蒙古中部與山西也有少量分布。
    含磷巖系主要由黑云斜長片麻巖、變粒巖、云英片巖、白云質(zhì)大理巖和碳質(zhì)板巖等組成。

三、晚期巖漿型磷礦床

內(nèi)生磷(灰石)礦床在儲量規(guī)模和礦床數(shù)量上均不如磷塊巖礦床，但由于該類礦床具有易選、綜合利用價值高等優(yōu)點，因而仍是磷的重要來源之一，在缺磷地區(qū)尤顯重要。
    中國的內(nèi)生磷礦床主要分布于北方的中朝準地臺，產(chǎn)出時代多為元古宙至古生代。礦床類型主要有幔源偏堿性超基性雜巖體磷灰石礦床、幔源含釩鈦鐵基性-超基性雜巖體磷灰石礦床和中酸性火成雜巖體磷灰石礦床。
    (1) 幔源偏堿性超基性雜巖體磷灰石礦床  此類礦床產(chǎn)于地臺區(qū)兩組大型構(gòu)造交匯處，原始巖漿通過深部分異作用形成多期侵入雜巖體。磷灰石、磁鐵礦在巖漿分異過程中形成品位較高、規(guī)模較大的磁鐵礦礦床。礬山磁鐵礦磷灰石礦床是其典型實例，也是中國目前唯一的大型易選、中低品位的堿性巖型磷灰石礦床。
    (2) 幔源含釩、鈦、鐵基性、超基性雜巖體磷灰石礦床  此類礦床主要分布于地臺或地盾地區(qū)的大斷裂帶上，巖體形態(tài)不規(guī)則。巖體中磷灰石富集程度不高，大多是巖體即為礦體，P2O5含量一般在5%以下，大多為2%～4%。局部地區(qū)即使由于巖漿分異作用，磷灰石稍有富集，但規(guī)模較小，一般為小型，少數(shù)可達中型。成礦母巖的顯著特點是釩、鈦、鐵的含量比一般鈣堿性巖石高，往往可以達到綜合利用的要求。有用礦物有磷灰石、磁鐵礦、鈦鐵礦、釩鈦磁鐵礦和含鈷黃鐵礦。已發(fā)現(xiàn)的礦床有河北羅鍋子溝礦床、馬營、黑山磷灰石礦床。
    (3) 消減洋殼源、中酸性火成巖體磷鐵礦  其成礦母巖屬中\(zhòng)|酸性巖漿侵入體，磷灰石伴生于磁鐵礦礦床中，礦石P2O5含量較低，一般為1%～3%，局部有磷灰石礦物的富集，可形成磷灰石巖。此類礦床大多數(shù)為磁鐵礦磷灰石礦床，磷灰石可作為綜合利用的礦產(chǎn)資源，南京梅山鐵礦床是典型實例。

四、鳥糞磷礦床

鳥糞磷礦床是鳥糞堆積以及淋濾作用磷質(zhì)膠結(jié)珊瑚砂所形成的磷礦床。根據(jù)其形成時的氣候條件不同，可分為可溶性與淋濾兩類?？扇苄曾B糞磷礦床形成于干燥氣候條件下，鳥糞磷礦床中有大量的磷酸鹽，還含有較高的硝酸鉀。有的鳥糞磷礦床中含P2O5 27.1%、NO2 10%～9%、K2O 2%～3%，礦石可作為良好的氮、磷、鉀綜合性肥料；淋濾鳥糞磷礦床形成于熱濕氣候條件下，鳥糞礦中的可溶性鹽類被溶濾到礦層之下，并交代下伏珊瑚石灰?guī)r形成磷酸鈣沉淀。礦層中缺乏易溶的硝酸鹽，鳥糞磷礦呈棕色土狀或粒狀，含腐殖質(zhì)時呈黑色，礦層厚度各地不一，由幾十厘米到5 m以上。一般含P2O5 20%～25%，NO227.34%～23.54%。