贵州册亨板其磷矿床的发现及其经济地质意义

■ 张贞翔/何 英/程国繁/张德霖/李克斌/刘川勤

(1.贵州省地质矿产勘查开发局105地质大队，贵阳 550018；2.中国黄金集团贵州有限公司，贵阳 550005；3.册亨县国土资源局，贵州 册亨 552200；4.册亨县工业园区管委会，贵州 册亨 552200；5.贵州省地矿局区域地质调查研究院，贵阳 550005)

贵州册亨板其磷矿床的发现及其经济地质意义

■ 张贞翔1/何 英2/程国繁1/张德霖3/李克斌4/刘川勤5

(1.贵州省地质矿产勘查开发局105地质大队，贵阳 550018；2.中国黄金集团贵州有限公司，贵阳 550005；3.册亨县国土资源局，贵州 册亨 552200；4.册亨县工业园区管委会，贵州 册亨 552200；5.贵州省地矿局区域地质调查研究院，贵阳 550005)

贵州册亨板其磷矿床产出于贵州西南部二叠纪台地边缘相礁灰岩分布区的古溶洞中，是贵州境内首次发现的风化淋滤型磷矿床，在矿床成因上类似于美国田纳西州中部奥陶系至泥盆系灰岩中的最具有经济意义的棕色岩磷矿床。对该类型磷矿的形成条件、形成环境和成矿作用进行深入研究具有重要的科学意义。经初步研究，板其磷矿区至少存在两个时期的古岩溶河道，磷矿床的发现为贵州南部的册亨、贞丰、望谟、罗甸等县的二叠纪礁灰岩分布区找矿工作带来了新的机会，提供新的思路和方向。板其磷矿床属于硅质低镁型风化矿床，适用于生产钙镁磷肥和磷酸，其开发为改善缺磷地区土壤结构、促进农业生产发展具有现实经济意义。

板其磷矿床；经济地质意义；册亨县；贵州

从世界范围来看，磷矿资源属于稀有不可再生战略资源，具有地域分布不均、贫矿多富矿少、难选矿多易选矿少等特点[1]。贵州虽属于全国磷矿资源大省，但磷矿床主要分布于开阳、瓮安、福泉、息烽、织金等地，资源分布不均。在矿床成因类型上板其磷矿与开阳磷矿和瓮福磷矿不同，开阳磷矿和瓮福磷矿属于原生沉积型磷块岩矿床，而板其磷矿属于风化型磷矿床。这类矿床在我国南方云南、广西、湖南、湖北等南方省区已有报道[2]，在贵州属首次发现，它的发现在地质找矿、科学研究和促进地方经济发展等方面均具有重要意义。

1 矿床地质特征

贵州册亨板其磷矿床位于纳板穹窿南翼，行政区划属册亨县丫他镇板其村。该矿床由册亨县国土资源局于2011年发现，地质普查工作共圈定5个磷矿体（图1），矿体长76-194m，矿床P2O5的平均含量为23.15%，平均厚度为5.13m，达到小型矿床规模[3]。

1.1 含矿层特征

矿区的吴家坪组（P3wj）可分为两个岩性段，第一段（P3wj1）为灰色厚层块状礁灰岩夹礁角砾灰岩，厚度为100-150m；第二段为灰、深灰色厚层至块状礁灰岩与生物颗粒灰岩互层，底部含燧石结核或条带，厚度大于150m。矿体围岩为吴家坪组第一段的灰色、深灰色厚层至块状礁灰岩，造礁生物主要为海绵、藻类和苔藓类，夹灰色块状至厚层状生物颗粒灰岩、生物屑泥晶灰岩，岩性差异不大。在剖面上（图1）含磷层岩性具有典型的二元结构，下部为砾岩和含砾砂岩，上部为溶塌角砾灰岩，从下至上可分为4个岩性层：

1层：黄褐、浅绿色假块状磷质砾岩。砾石成分主要为浅绿色粉砂岩，次圆状到圆状为主，少数为次棱角砾状，砾径2-30cm，具一定的定向排布，砾石具球状风化。风化强烈处见有孔洞及皮壳状结构。从下到上砾石含量逐渐减少，顶底砾石含量为5%-8%，从砾岩变为含砾粗砂岩。厚8.98m。

2层：黄褐、灰黑、浅黄绿等灰杂色块状磷质砂砾岩夹中厚层状磷质含砾粗砂岩，砾石直径一般为5-8cm，大者15-30cm，小者0.5-3cm。次棱角到次圆状。下部砾石含量大于50%，上部砾石含量约30%，砾石含量从下到上呈递减趋势。下部具有交错层理和正粒序层理，上部纹层状和皮壳状构造发育。厚5.44m。

3层：浅灰色块状含磷生物礁灰岩角砾岩，生物主要有珊瑚、腹足、藻类等。厚3.12m。

4层：灰黄色假块状含磷礁灰岩角砾岩，角砾由生物礁灰岩组成，次棱角状或棱角状。风化后呈假块状，发育近水平的层状、皮壳状构造，生物屑结构清楚，有时生物屑已变成 方解石。为溶洞崩塌堆积，磷质为胶结物，呈皮壳状或纹层状沿角砾之间分布。厚9.97m。

1.2 矿体特征

矿区内存在5个磷矿体，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体为溶洞堆积砂砾岩矿体，矿体长76-194m，平均厚度为5.13m，矿石中P2O5的平均含量为23.15%；Ⅳ、Ⅴ矿体为残坡积磷矿体。

Ⅰ号矿体：矿体走向为80°，走向长为194m。倾向为北西或北东，倾角7-58°，平均倾角10-15°。矿体厚3.4-12.6m，平均厚度7.22m。矿石品位11.44%-33.43%，平均品位22.89%（P2O5）。在TC1探槽中（图1）Ⅰ号矿体可由5个含磷岩层组成：

(1)黄褐、灰白、浅绿色块状含铁锰泥质硅质磷矿石，见有较多溶蚀孔洞和砾状、砂状结构。砾石呈椭圆到浑圆状，大小混杂。

(2)黑褐色、黄褐色含砾铁、锰、泥砂质磷矿石，块状构造。风化后有较多溶蚀孔洞。砾石大者10-15cm，小者0.2-1cm。

图1 册亨板其磷矿床地质略图

(3)黄褐、灰白、浅绿色块状含铁锰质泥质硅质磷矿石，属次生淋滤型成因，见有较多溶蚀孔洞和砾状、砂状结构。砾石形态呈椭圆、浑圆状，成分为砂岩。

(4)残留半风化黄绿色砂粒状含磷岩石，厚1.9m。

(5)褐黑色、黄褐色薄层状含磷砂岩，新鲜面呈灰紫色，具砂砾状结构，砾径1-3mm。见有明显水平层理和交错层理，产状340＜8°。

Ⅱ号矿体：矿体走向为78°，走向长为96m。倾向为北西或北东，倾角6-7°。矿体厚2.77-4.54m，平均厚度3.66m。矿石品位12.70%-28.62%，平均品位20.10%（P2O5）。含磷岩石为溶塌角砾岩。

Ⅲ号矿体：矿体走向为325°，走向延伸118m。倾向为北东，倾角8°。矿体厚4.50m。矿石品位30.33%-33.13%，平均品位31.86%（P2O5）。含磷岩性和Ⅰ号矿体相似，并具有明显的二元结构，但砾径略小，皮壳构造较发育。

Ⅳ号矿体，由浅绿色、黑褐色（蜂窝状）、灰白色（皮壳状）次棱角状到棱角状的磷质岩转块、生物礁灰岩转块以及砂砾粘土组成，砾径悬殊，一般为10-200cm不等。含磷岩块分布率约为20%，残坡积层厚度为1-2m，为第四纪残坡积物。

Ⅴ号矿体，由浅绿色、黑褐色（蜂窝状）、灰白色（皮壳状）次棱角状到棱角状的磷质岩转块、生物礁灰岩转块和砂砾粘土组成。含磷岩块分布率约为15%，残坡积层厚度为1-1.5m，为第四纪残坡积物。

1.3 矿石特征

1.3.1 矿石矿物组成

矿石矿物成分单一，主要为胶磷矿，胶磷矿分布不甚均匀，局部偏集。粒度小于0.004mm，显微粒柱状晶体，略显光性特征，占矿石中矿物总量的8%-42%。脉石矿物主要有石英、粘土矿物、方解石、褐铁矿等，另含有陆源碎屑。

1.3.2 矿石结构构造

矿石结构主要有胶状结构、砾状结构、砂质砾状结构和微-泥晶（渗流鲕豆粒）结构。 矿石构造主要有皮壳状、条带状、蜂窝状和块状构造。

1.3.3 矿石类型

矿石可分为三种自然矿石类型：砂质磷质砾岩，皮壳状磷质岩和磷质灰岩角砾岩。

1.3.4 矿石化学成分

24件矿石样品化学分析结果表明，由于矿石类型不同，矿石化学组分有一定差异(表1)。从表1中可以看出：

(1)皮壳状磷矿中P2O5含量相对较高，说明风化淋滤程度越高，矿石中磷的含量也越高。

(2)矿石中P2O5平均含量为23.15%。根据《磷矿地质勘查规范》（DZ／T 0209-2002），矿石品级介于合格品到一等品之间。

(3)MgO的含量均小于1%，矿石属于低镁型磷矿石，制酸过程中不易产生MgSO4结晶致使管道堵塞，有利于磷矿石的开发利用。

2 矿床类型及成因初步研究

李铁生等对中国南方风化型磷矿进行了研究[4]，认为中国南方风化磷矿自然类型具有多样性，按矿层（体）空间位置和产状将风化磷矿床分为两大类型七种型式（表2）。根据李铁生的划分方案，板其磷矿床的产出状态、含矿岩性和结构构造特征，其矿床类型属于移位砂砾磷矿床，包含喀斯特溶洞中砂砾磷矿体（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体）和残坡积砂砾磷矿体（Ⅳ、Ⅴ矿体）。

贵州的磷矿资源储量在全国排第2位[5]，属于磷矿资源大省，省内磷矿磷块岩主要分布于扬子地台西部，以早震旦世陡山沱时期和早寒武世梅树村阶早期为主要成矿阶段，其中陡山沱时期的磷块岩主要分布于瓮福、开阳、遵义松林等地区，以开阳和瓮福磷矿床为代表；早寒武世的磷块岩主要分布于织金地区。梅树村阶和陡山沱期的磷块岩储量占全国磷矿储量的85%，梅树村阶和陡山沱期的地层是我国最主要的含磷层位[6]。

通过将陡山沱期和梅树村阶的沉积磷块岩矿床与板其磷矿床进行对比，二者的主要区别表现在以下几个方面：

(1)沉积磷矿床有特定的含矿层位，开阳磷矿、瓮福磷矿含矿岩系为晚元古代陡山沱组，织金一带的磷矿层位为早寒武世梅树村阶的戈仲伍组；而板其磷矿床的含矿岩石为第四系溶洞堆积砂砾岩，更确切地说应为岩溶古河道堆积的砂砾岩。

(2)产出和分布状态不同。开阳等沉积型磷矿床呈层状或似层状产出，矿体形态简单，矿层厚度较稳定；而板其磷矿则是呈透镜状或囊状产出，矿体展布受古岩溶河道的控制，厚度和形态变化较复杂。

表1 矿石样品化学分析结果

表2 中国南方风化磷矿自然类型划分表

(3)矿石矿物成分不同，前者矿物成分主要磷灰石，硅质含量较低，钙、镁质含量较高；后者主要为胶磷矿，硅质含量较高，钙、镁质含量较低。

(4)矿石结构构造不同。据殷科华等对福泉磷矿床磨坊矿段磷块岩特征研究[7]，矿石结构主要有凝胶结构、砂屑结构、砾屑结构和藻灰结构四种。矿石主要构造为致密状、团块状、砂砾状和条带状。板其磷矿床的主要结构类型为胶状结构、砾状结构、砂质砾状结构和微-泥晶（渗流鲕豆粒）结构。矿石构造主要为皮壳状、条带状、蜂窝状，次为块状构造。

(5)成矿作用不同。关于陡山沱时期磷块岩的形成，大多数学者的观点认为是生物化学成因的磷块岩[4]。继南沱冰期之后，陡山沱时期强烈的海侵作用引发上升洋流，携带富磷海水涌入浅水区，在海平面的间歇性波动为磷块岩的形成提供了物质和动力条件[8]。而板其磷矿床为风化淋滤残积矿床，它的形成与第四纪的地形地貌和气候水文条件关系密切。

虽然成矿类型上板其磷矿床与云南滇池一带的风化型磷矿床均属于风化型矿床，但二者仍存在本质区别：滇池一带的风化型磷矿床有原生沉积磷块岩作为母岩，风化型磷矿体是“母磷块岩”遭受风化作用后，磷的品位在原地进一步富集的结果。而板其磷矿床周围没有可作为风化母岩的沉积磷块岩，主矿体产出于古喀斯特溶洞中，矿体的展布受到古岩溶通道的控制，磷质砂砾岩具有典型的二元结构，发育交错层理和正粒序层理，表明为古河道沉积环境，主矿体（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体）属于风化淋滤型磷矿床。主矿体经过进一步风化剥蚀后在岩溶洼地中堆积从而形成残坡积磷矿体（Ⅳ、Ⅴ号矿体）。在矿体上覆的吴家坪组第二段含燧石结核的生物颗粒灰岩中采集了5件样品进行化学分析，岩石中P2O5的含量为1%-2.52%，表明磷质可能来源于上二叠统围岩。

在矿床成因上，板其磷矿床类似于美国田纳西州中部奥陶系至泥盆系灰岩中的磷矿床，其代表性矿床为棕色岩矿床（Brown-rock deposits）、蓝色岩矿床和白色岩矿床[9]，它是由酸性地下水对含磷酸盐的生物礁灰岩进行淋滤后，形成富含磷酸盐的溶液，溶液沿岩石中的裂隙向下和侧向流动，最后沉淀和流填在古岩溶河道的砂砾岩和溶塌灰岩角砾岩中形成磷矿石。目前，田纳西州最具有经济意义的矿床是棕色岩磷矿床，在成因上，板其磷矿床与棕色岩磷矿床更为类似，均是由含磷灰岩直接风化淋滤形成的，而不是由原生磷块岩风化形成的。

3 科学研究与经济地质意义

第一，经初步研究，板其磷矿区至少存在两个时期的古岩溶河道。板其磷矿床的发现为新区磷矿找矿工作带来了新的机会，特别是在贵州南部的册亨、贞丰、望谟、罗甸等县的二叠纪礁灰岩分布区，加强风化淋滤型磷矿的找矿工作，有望发现类似的矿床，从而为新区磷矿找矿工作提供新的思路和方向。

第二，板其磷矿床包含风化淋积溶洞砂砾岩型和残坡积型两种矿体，矿床类型与沉积型磷矿床、原位风化型磷矿床有本质上的不同，因此，对该类型磷矿的形成条件、形成环境和成矿作用进行深入研究具有重要的科学意义。

第三，磷是动植物生长必须的生命元素之一，磷矿开采是获得磷的最佳经济途径。板其磷矿床属于硅质低镁型风化矿床，有害杂质成分含量较低，适用于生产钙镁磷肥和磷酸，因此，板其磷床的开发为改善缺磷地区土壤结构、促进农业生产发展具有现实经济意义。

初步研究表明，板其磷矿床的发现和进一步深入研究不仅具有重要的地质找矿和科学意义，而且对促进地方经济发展具有客观现实意义。

[1]田升平.中国磷矿基本特征及分布规律[J].化工矿产地质,2000(1)：11-16.

[2]王江龙.中国南方风化型磷矿床地质特征及地球化学特征研究[D].北京：中国地质大学(北京), 2011：1-5.

[3]贵州省地矿局区域地质调查研究院.贵州省册亨县板其磷矿普查地质报告[R].贵阳：贵州省地矿局区域地质调查研究院,2013.

[4]李铁生,文素秋,田平,等.中国南方风化磷块岩研究[J].化工矿产地质,1996(3)：53-57.

[5]贵州省地质矿产局.贵州省区域矿产志[R].贵阳：贵州省地质矿产局,1986.

[6]施春华,胡瑞忠.贵州织金含稀土磷矿床的Sm-Nd同位素年龄及其地质意义[J].地球科学(中国地质大学学报),2008(2)：205-209.

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[8]密文天,林丽,马叶情,等.贵州瓮安陡山沱组含磷岩系沉积序列及磷块岩的形成[J].沉积与特提斯地质,2010(3)：46-52.

[9]A.J.G.Notholt,R.P.Sheldon,D.F.Davidson.In Phosphate Deposits of the World：Volume 2,Phosphate Rock Resources[M].England：Cambridge University Press,1989：6-12.

Discussion on the Discovery of Baiqi Phosphorus Mineral Deposit in Ceheng County of Guizhou Province and Its Economic Geological Signifcance

ZHANG Zhengxiang1, HE Ying2, CHENG Guofan1, ZHANG Delin3, LI Kebin4, LIU Chuanqin5
(1.Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province, Guiyang 550018,China; 2.China National Gold Group Corporation Guizhou Co. Ltd, Guiyang 550005; 3.Land and Resources Department of Ceheng County, Ceheng, Guizhou 552200,China; 4.Ceheng Industrial Park Service, Ceheng, Guizhou 552200,China; 5.Regional Geological Survey Institute, Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province, Guiyang 550005,China)

Baiqi phosphorus mineral deposit, located in paleocave of platform margins reef limestone area in the Permian in south western part of Guizhou, is weathering-leached phosphorus mineral deposit frst discovered in Guizhou, which is similar to brown rock phosphorus deposit located in central Tennessee of the U. S., and this brown rock phosphorus deposit is of decisive signifcance in the limestone of Ordovician to Devonian System. This paper points out that making an intensive study of the formation conditions, the environment and mineralization of this type of phosphate rock has important scientifc signifcance. According to the preliminary studies, there is the ancient karst river of at least two stages in Banqi phosphorus deposit area; and its discovery opens a new set of opportunities for the prospecting work in the Permian reef limestone area, which is located in the counties such as Ceheng, Zhengfeng, Wangmo and Luodian in southern Guizhou. This paper goes on to look at that Baiqi phosphorus mineral deposit belongs to siliceous and low magnesium weathering ore deposit, and is applicable to the production of calcium-magnesia phosphate and phosphoric acid; and its exploitation has real economic signifcance for improving the soil structure of phosphorus defciency area, and promoting the development of agricultural production.

Baiqi phosphorus mineral deposit; economic geological signifcance; Ceheng County, Guizhou

F407.1；F062.1

C

1672-6995（2014）05-0041-04

2014-04-28；

2014-05-18

张贞翔（1965-），女，贵州省平坝县人，贵州省地质矿产勘查开发局105地质大队地质工程师，大学本科，主要从事地质矿产勘查与研究工作。