貴州省福泉市道坪鎮(zhèn)小壩磷礦山地質(zhì)分析與磷礦勘探

李忠文

（貴州煤田黔中地質(zhì)咨詢有限公司，貴州貴陽 550009）

貴州省福泉市道坪鎮(zhèn)小壩磷礦山礦區(qū)位于福泉市西北部340°方位，距福泉市城區(qū)約50km，小壩磷礦山區(qū)內(nèi)有公路通行，礦區(qū)位于省道S205的東側(cè)，距道新高速S35 約16km，距在建鐵路馬場坪～甕安線約16km。礦區(qū)至牛場鎮(zhèn)16km，牛場鎮(zhèn)至福泉市區(qū)27km，福泉市區(qū)至馬場坪10km；其中馬場坪位于國道G210、蘭海高速G75 和湘黔鐵路（株六復(fù)線）交匯處，馬場坪火車站是湘黔鐵路（株六復(fù)線）中心站之一，西距貴陽鐵路里程114km，東距湖南株洲鐵路里程902km。礦區(qū)交通極為方便。

1 地質(zhì)分析

本區(qū)主要磷塊巖礦床賦存于震旦系下統(tǒng)陡山沱組（Pt33d）之中。震旦系下統(tǒng)陡山沱組是一套成因上有聯(lián)系的海進(jìn)式含磷巖組，由磷塊巖、白云巖、硅質(zhì)巖等組成[1]。含工業(yè)磷礦層一層（b 層礦），賦存于陡山沱組頂部。含磷巖組在礦區(qū)內(nèi)相對穩(wěn)定，在縱橫向上巖相變化有規(guī)律可循。依其巖礦組合特征及其層序，由上至下分述于下：

Pt33b∈1dy1：為直接頂板，為灰色中厚層硅質(zhì)團(tuán)塊白云巖，含磷質(zhì)碎屑、團(tuán)塊、條帶等，一般與下伏礦層易于劃分[2]。

Pt33d4：b層礦賦礦層位，白云質(zhì)團(tuán)塊磷塊巖、砂屑白云質(zhì)磷塊巖組成。礦區(qū)北部的礦層頂部形成磷塊巖、白云巖、硅質(zhì)巖相互穿插。厚度0.95～25.95m，平均為11.60m，P2O5含量（單工程）15.00～39.22%，平均為25.94%。

Pt33d3：為b 層礦的底板，上部為含磷塊巖團(tuán)塊硅質(zhì)巖，下部為含硅質(zhì)巖團(tuán)塊白云巖。本段頂部普遍有厚約0～2m 含磷塊巖富集巖段，P2O5含量5～10%，厚度5.38～21.72m，平均為12.33m。

Pt33d1-2：淺灰色微帶紅色中厚層狀泥晶白云巖，底部含下伏地層巖石的礫塊。從本層底部出現(xiàn)礦化，向上逐漸強(qiáng)化，富集成砂屑磷塊巖，磷酸鹽化在此層極不均勻，走向上變化大，構(gòu)不成工業(yè)礦體。與白巖礦區(qū)穩(wěn)定的a礦層位大致相當(dāng)，但兩者間存在顯著的巖相變化。礦區(qū)內(nèi)Pt33d1～Pt33d2劃分困難，以Pt33d1-2表示。

本區(qū)陡山沱后期海進(jìn)形成的磷塊巖規(guī)模巨大，下部磷酸鹽化強(qiáng)烈，向上逐漸減弱，某些微相巖帶的上部形成穩(wěn)定的凝膠磷塊巖（英坪礦段），多數(shù)地區(qū)為白云質(zhì)條帶磷塊巖（白巖礦區(qū)）、白云質(zhì)團(tuán)塊磷塊巖（小壩礦段）。上述總的規(guī)律決定了本礦段磷礦沉積特征：（1）Pt33d1-4頂部磷酸鹽化強(qiáng)度減低，形成磷塊巖、白云巖、硅質(zhì)巖相互穿插，P2O5平均含量8.84%，用工程圈出面積為0.33km（2向北延至新橋礦段）。（2）礦段南段出現(xiàn)Pt33d1-4全部相變?yōu)楹坠栀|(zhì)巖帶，不具工業(yè)價(jià)值，

礦層直接頂板：礦段南部（2 勘探線以南）為Pt33d1-2硅質(zhì)團(tuán)塊白云巖，含磷質(zhì)碎屑、團(tuán)塊、條帶等，一般與下伏礦層易于劃分，局部見相變關(guān)系；北部為上述Pt33d1-4頂部磷塊巖，白云巖、硅質(zhì)巖相變帶。

如前述，Pt33d1-4磷酸鹽化由下而上逐漸減弱，而整個(gè)陡山沱組磷酸鹽化強(qiáng)度在走向、傾向上均變化不大。沿走向上變化區(qū)間為32.17～59.22%，平均為44.40%，沿傾向?yàn)?5.05～58.94%，平均為41.63%[3]。

2 磷礦勘探

2.1 礦物成分

①礦石礦物：小壩礦段磷塊巖的礦石礦物經(jīng)紅外光譜、X衍射分析、單礦物全分析判定，主要屬碳氟磷灰石類質(zhì)同像系列，少量為氟磷灰石。礦石礦物在礦石中含量一般為60～80%。

碳氟磷灰石分為非晶質(zhì)、隱晶質(zhì)、層纖狀、柱粒狀磷灰石四種。

非晶質(zhì)磷灰石：呈膠狀集合體，正交偏光下呈非晶質(zhì)，據(jù)透射電子鏡觀察為1～9μ 的放射狀、肺狀、球狀等各種凝膠團(tuán)塊的集聚體。膠團(tuán)內(nèi)部可見膠核，由黏土等懸浮碎屑組成。它們的膠狀集合體，組成團(tuán)塊狀、致密狀凝膠磷塊巖，或?yàn)轭w粒磷塊巖之磷質(zhì)顆粒（球狀、內(nèi)碎屑）的主要成分，或?yàn)轭w粒磷塊巖基質(zhì)組分之一，或?yàn)樵孱愇⑸锘闹饕煞帧７蔷з|(zhì)磷灰石是沉積時(shí)期磷塊巖在生物作用膠體聚沉的產(chǎn)物。經(jīng)成巖作用可晶化成各種結(jié)晶形態(tài)的磷灰石超微晶體。

隱晶質(zhì)磷灰石：顯微鏡下呈輪廓不清、邊界模糊，略顯光性的隱晶～微晶集合體，電子鏡觀察為0.001～6μ 的粒狀、針狀、柱狀等各種形態(tài)的磷灰石晶體。

層纖狀磷灰石：呈纖維集晶狀，環(huán)繞磷質(zhì)顆粒邊緣緊密集結(jié)成厚0.01～0.003mm 纖維集晶環(huán)殼，顯微層次清晰，表面潔凈，常為碎屑狀磷塊巖的膠結(jié)物。為成巖階段磷質(zhì)孔隙溶液緩慢結(jié)晶產(chǎn)物。

②脈石礦物：磷塊巖的脈石礦物分為自生礦物、外屑礦物兩種。自生礦物為沉積及沉積后期形成的礦物，以白云石、石英、玉髓為主，其次有粘土、有機(jī)質(zhì)、褐鐵礦。外屑礦物為沉積盆地以外來的外屑礦物，主要有石英、硅質(zhì)巖屑、重礦物巖屑。

白云石：呈粒度不等的晶粒狀，粒度0.001～1mm。粒度＜0.01mm的泥晶白云石常呈包裹體含于磷酸鹽礦物中，少數(shù)組成白云砂屑內(nèi)碎屑。粒度＞0.01mm微晶～粗晶白云石常為砂屑磷塊巖的基質(zhì)組分或膠結(jié)物，局部常富集為團(tuán)塊狀。白云石為礦石的主要脈石礦物，含量5～60%。

石英、玉髓：呈隱晶～微晶集合體，一般常呈自形柱狀晶體（粒度0.01～0.03mm）包含于磷酸鹽礦物中，呈包裹體產(chǎn)出。部分呈纖狀、粒狀集合體充填于砂屑磷塊巖間粒孔隙中，呈膠結(jié)物產(chǎn)出，少數(shù)呈脈狀充填。石英、玉髓在礦石中含量變化不穩(wěn)定，為微量至15%左右。

粘土礦物：主要為水云母及泥質(zhì)，呈鱗片狀及污染狀，含量甚微（0～3%）。

有機(jī)質(zhì)：污染狀，富含于磷酸鹽礦物中，含量小于1%。

褐鐵礦：呈黃鐵礦假象，由黃鐵礦氧化而成，粒度0.01～0.1mm，含量0～3%。

碎屑石英：呈砂礦碎屑（粒度0.01～0.25mm），棱角至次棱角狀，含量0～3%。

2.2 化學(xué)成分

按全礦層及不同自然類型礦石分別計(jì)算其主要化學(xué)組分和比值。礦石中P2O5含量15.00～39.22%，平均25.94%；Ⅰ：0.001～0.013%，平均0.005%；MgO：6.44～9.67%，平均8.30%；Fe2O3：0.27～0.44%，平均0.31%；Al2O3：0.16～0.29%，平均0.25%；R2O3：0.43～0.73%，平均 0.56%；CO2：14.13～21.28%，平均18.17%；F：0.48～3.80%，平均2.39%；酸不溶物：1.21～8.84%，平均 4.74%；CaO：41.28～45.31%，平均43.06%；SiO2：2.77～5.56%，平均4.38%；枸溶性P2O5：3.54～4.96%，平均4.10%。

各主要組分的賦存形式與礦物成分的關(guān)系如下：

P2O5：磷酸鹽礦物的主要組分，礦石單樣最大者40.30%。

CaO：主要為磷酸鹽，其次為白云石的組成組分。

MgO：白云石屑。

CO2：主要為白云石的碳酸根，部分為磷酸鹽礦物及有機(jī)質(zhì)組分。

SiO2：主要為自生的石英、巖屑石英、玉髓、硅質(zhì)巖屑、次生粘土礦物屑。

Al2O3：主要為水云母等粘土礦物組分。

Fe2O3：含鐵礦物及其他重礦物的組分。

F：磷酸鹽礦物的組分。

I：密切與P2O5相關(guān)，是磷酸鹽礦的伴生組分。

3 結(jié)束語

針對磷而言，其本身是世界上十分重要的非金屬礦產(chǎn)資源，在工業(yè)實(shí)踐中具備十分關(guān)鍵的應(yīng)用價(jià)值，被普遍應(yīng)用在食品、國防等各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，在全球范圍內(nèi)其逐漸成為了戰(zhàn)略資源，因此發(fā)掘出磷礦資源、把控磷礦資源將是我國未來發(fā)展的核心之重。