磷块岩物理富集成矿的商榷①

东野脉兴 胡珞兰 赵忠伟 朱熙槐 李伟东

1 中化地质矿山总局地质研究院，河北 涿州 072754

2 中国地质大学，湖北 武汉 430070

3 湖南省自然资源厅，湖南 长沙 410004

4 中化地质矿山总局湖北地质勘查院，湖北 武汉 430070

磷块岩物理作用成矿理论最先由葛利普于1919年提出，他认为磷块岩沉积普遍与不整合有关，是残余堆积而成；1952～1953年萨尔文和维塞认为磷块岩形成的地点不是现在的位置，而是通过机械搬运堆积至现在的地域，认为磷块岩有一个“生成区”和一个“堆积区”[1]。

中国磷块岩研究始于20世纪50年代，1963年，叶连俊研究磷、铁、锰、铝等沉积矿产，提出“外生矿床陆源汲取成矿论”，认为陆源风化壳受到海侵被海解，成矿物质被溶解富集于海底，当物化条件新旧平衡变革中沉积了磷块岩（及铁、锰、铝等）[2]。20世纪70年代后期至80年代初期我国磷块岩研究达到一个高潮，于1981年召开了全国磷矿学术会议（昆明），1982年在昆明召开了第五届国际磷块岩讨论会。其间，磷块岩物理富集成矿和生物成矿理论同步发展。许多研究者将碳酸盐岩的内碎屑研究成果引入磷块岩研究，发展了萨尔文和维塞磷块岩机械搬运堆积的物理成矿观点，叶连俊等发表了“工业磷块岩物理富集成矿说”[3]和“中国磷块岩”[4]，全面论述了磷块岩物理富集的理论。1980～1985年，东野脉兴等在扬子地块震旦-寒武纪各主要磷块岩矿区的矿石中发现了大量多种磷质微生物（化石），研究磷质微生物及其成矿作用提出磷块岩生物成矿论，发表了“微生物建造的磷块岩[5]”和“磷块岩生物成矿论[6]”，继之，进行了国家自然科学基金资助的项目“滇池磷的现代沉积与环境（项目批准号：49872047）”的研究，通过滇池磷现代沉积的活体微生物成磷实验研究，发现了4个解磷菌属和11个聚磷菌属及其对磷溶解迁移和沉积的事实，为古磷块岩微生物成矿理论提供有力的实验证据[7]。资深院士叶连俊评价本项试验成果认为“是一次成功的微生物成矿实验研究，是世界首次天然条件下活着的微生物对磷作用过程和机理的实验研究，为磷块岩微生物成矿说提供了有力的实验证据，又进一步丰富和发展了生物成矿学说，填补了磷块岩生物成矿没有实验证据的空白，这是一个了不起的贡献，堪称开拓性的研究成果”①叶连俊，2004，对“滇池磷的现代沉积与环境”总结报告的评审意见。。资深院士杨遵仪认为“通过天然湖泊条件下两大类微生物对磷溶解、转化、迁移、富集和沉积作用过程和机理的实验研究，提出现代磷酸盐微生物沉积的观点，‘将今论古’，论述了古磷块岩生物成矿作用，完善、丰富和发展了磷块岩生物成矿理论。此项研究填补了生物成矿领域没有实验证据的空白，是生物成矿研究的先河，独树一帜，率先垂范”②杨遵仪，2004，对“滇池磷的现代沉积与环境”总结报告的评审意见。。其间，叶连俊院士等研究磷等沉积矿产生物成矿，发表了“生物有机质成矿作用和成矿背景”[8]，表明磷块岩生物成矿在理论方面已经有长足进展，逐渐被认可。但目前仍有不少有关文献和磷块岩地质勘查报告凸显磷块岩物理成矿观点，诸如浪基面以上（下）、浅水高能、潮间带、潮上潮下、潮道沉积等，这些沉积环境的论述不可不谓详尽，但成矿规律、成矿预测，特别是找矿实践检验如何，则涉猎很少。任何地质成矿理论都主要是为找矿勘查服务的，并经得找矿实践的检验。鉴于此，本文以笔者多年对磷块岩的研究、地质勘查和选矿实践认为磷块岩物理富集成矿理论值得商榷，特作如下讨论。

1 磷块岩物理富集成矿理论的研究概况与基本点

1.1 磷块岩物理富集成矿理论的研究概况

磷块岩形成的物理作用，最早由葛利普提出，他认为磷酸盐岩的沉积普遍与不整合有关，是残余堆积而成，1952～1953年萨尔文和维塞研究北非晚白垩世到始新世磷块岩认为，磷块岩形成的地点不是现在的位置，而是通过机械搬运堆积到现在的地域，认为磷块岩有一个“生成区”和一个“堆积区”。1986年，叶连俊、陈其英等完善和发展了这一理论，认为世界工业磷块岩矿床无一不是物理富集的直接产物，创立了“工业磷块岩物理富集成矿说”[3]。

20世纪80年代中前期，碳酸盐岩的内碎屑概念被引入中国磷块岩研究，使磷块岩物理富集成矿研究达到鼎盛时期，近年来随着磷块岩生物成矿论的进展，物理富集成矿观点有所淡化，但至今接受者仍不在少数。

1.2 磷块岩物理富集成矿理论的基本点

磷块岩物理富集成矿论者认为磷块岩有一个“生成区”和一个“堆积区”，认为几乎所有的工业磷块岩都主要由不同形态、不同结晶程度的碳氟磷灰石内碎屑组成，这些内碎屑都来源于不同的矿胎或矿源层，颗粒磷块岩的形成、搬运和沉积，主要是潮汐海流和间歇性的风暴潮的产物[3]。提出“中国的工业磷块岩矿床均主要为具内碎屑结构的层状磷块岩，它们是各种类型的矿源层经破碎、搬运、再沉积，多次冲刷簸选物理富集的产物”[3-4]。

2 讨论

2.1 碳酸盐岩的碎屑不全部是物理作用的产物

碳酸盐岩的砾屑、砂屑、粉屑、泥屑术语最早由葛利普（Grabau）提出，主要部分是来自沉积盆地的碳酸盐岩碎屑，福克（Folk）将其称为内碎屑，另一部分是来自盆地以外的岩屑，即陆源碎屑。

现代碳酸盐岩沉积的典型地区是巴塔巴诺海湾和大巴哈马滩。现代海洋中的碳酸盐岩沉积物是由机械作用、生物作用、化学作用和无机作用生成的，塔夫脱（W.H.Taft）指出，除了最深的海洋以外，几乎所有的沉积环境中，都可能有现代碳酸盐岩沉积物，绝大部分的现代海洋碳酸盐岩都是生物成因的[9]。

由雪莲、孙枢等在塔里木盆地西北部寒武系中发现了微生物白云岩，显微镜下见密集叠置的叠层结构，单个纹层可进一步分为暗层和亮层，而暗层中除自形程度较高的菱形白云石晶体外，还发育哑铃状白云石，其包含更小直径的球形白云石，直径为纳米级别，相互集中成链状排列的球形白云石。微生物培养实验表明，细菌沉淀会形成哑铃状白云石，细胞体的细胞壁和胞外聚合物(EPS)上暴露的羧基和磷酰如羧酸(R-COOH)、羟基(R-OH)、氨基酸(R-NH2)、硫酸盐(R-OSO3H)、磺酸(R-SO3H)和氢硫基(-SH)等功能团，它们可为Si、Al、Fe、Ca、K和Mg等多种金属和非金属元素的化学吸附提供电荷点，而这些元素直接沉淀在EPS和细胞壁表面。对白云石沉淀来说，胞外聚合物(EPS)易于结合镁、钙等不同的元素，并有利于白云石在有机质底物中成核，并外延结晶[10]。

碳酸盐岩颗粒是多种作用形成的，不全部是内碎屑，许多现代碳酸盐岩多为生物碎屑堆积成因的，颗粒细小的质点（小于10μm）有生物沉淀的CaCO3，也有非生物沉淀的CaCO3（主要呈文石出现），由于这些质点的富集作用，才形成砂粒大小的颗粒[9]，亦即碳酸盐岩内碎屑不全部是未固结或半固结亦或是成岩的碳酸盐岩经水流、波浪物理作用的产物。

2.2 扬子地块震旦-寒武纪磷块岩的高品位富矿中的颗粒不是或大部分不是内碎屑

磷块岩物理富集成矿论者认为磷块岩颗粒全部或大部是潮汐及风暴流反复冲刷形成的内碎屑，但没有现代磷酸盐岩研究资料的证据。同碳酸盐岩一样，磷酸盐岩颗粒大部不是内碎屑颗粒。中国上扬子地区晚震旦世陡山沱期和早寒武世梅树村期磷块岩中几公分到几米厚的高品位优质矿层磷酸盐岩颗粒全部或大部是菌藻类微生物建造的颗粒[5]。尤其是陡山沱组发育的厚层高品位叠层石磷块岩是菌藻类生物直接堆积的产物。

2.3 磷块岩矿层水平层理十分发育而且稳定，较强水动力标志的沉积构造不普遍存在

磷块岩矿层最发育的是水平层理，扬子地块东南缘鄂、湘、黔晚震旦世陡山沱期和西缘川、滇早寒武世梅树村期两大成磷期含磷岩系中均有全区稳定分布的上、下两个主要工业矿层，每个矿层自下而上由泥质条带状磷块岩-泥质条纹状磷块岩-白云质条带状磷块岩-块状磷块岩四大构造类型组成，每个工业矿层均有2个以上这样的韵律，不同地区（矿区）沉积韵律发育程度不同，大多数矿区发育较全，有的地区发育不全，缺失1～2个韵律单元[11]。

磷矿层中条带状与条纹状磷块岩占主导地位，所谓条带、条纹状磷块岩，主要是白云质与磷质或泥质与磷质条带（或条纹）的互层，构成十分稳定的水平层理构造，这是磷块岩层最为发育的原生沉积构造。条带状磷块岩条带单层厚度一般1～6cm，1m厚的矿层一般有20～80个条带，单层厚小于1cm者为条纹，贵州瓮安磷矿大塘矿段，每米（厚度）条纹数达261条（层），滇东海口-鸣矣河磷矿层每米厚有纹层732条（层）[12]，水平层理发育程度可见一斑。

中国湘鄂交界处的东山峰超大型磷块岩矿床的勘查者赵忠伟教授研究认为，该矿之所以品位低（P2O515%～18%），是由于上升洋流抵达大陆边缘受障壁作用影响，抑制了磷的补给，造成沉积盆地中磷质来源先天性不足，形成大规模条带状磷块岩，其原因是由于海水震荡与间歇期频繁交替，簸选作用不可能充分进行，造成不同组分不同粒级沉积物的混合沉积，这不仅造成矿层中磷的贫化，也造成磷的分散[13]。磷块岩生物成矿论者认为，携带磷、氮、钙、镁等营养物质的上升洋流抵达陆缘坻，由于陆缘坻的复杂地形特点，洋流所携带的营养物质滞留于陆缘坻，磷质生物大量繁殖，磷酸盐从海水析出和沉积成矿后，海水磷浓度明显下降，此时磷酸盐生物组织为碳酸盐岩所替代，形成碳酸盐岩沉积，Mg2+离子含量高抑制磷的沉积，而白云石沉淀，海水磷再补给，上述循环沉积，便形成磷酸盐岩与碳酸盐岩的互层。毫米级纹层状构造可能是由于季节变化导致的结果，或者由于海水中磷循环频繁、循环速度快造成的。Г.H.Бaтypин 认为溶解的磷含量越低及水中浮游植物和细菌的种群越多，则循环完成得越快，例如在某些有生物大量繁衍的湖泊中，溶解的无机磷周转一次的时间只需几分钟，而在有生物大量繁衍的近岸大洋水中则需 1.5d，根据Дaцкo的计算，在亚速海的海水中，全部的磷在一年中可以“周转”8次，表明泥质条纹条带、白云质条纹条带、磷质条纹条带这种磷与非磷组分交替是环境交替变化中生物作用的结果[11]。陈友明、王秀兰等的实验表明，在Ca2+-HPO42--HCO2--F--H2O体系中，Ca2+首先满足形成碳氟磷灰石的需要，而后如果有剩余，只要实验体系达到适宜的pH值，就会出现碳酸盐岩的沉积[14]。表明磷酸盐岩与碳酸盐岩由于组分含量和沉积条件的不同而分别沉积。

2.4 较强水动力标志的沉积构造见于中低品位矿层

磷块岩物理富集成矿论者将较强水动力标志的沉积构造（斜层理等）作为物理富集的证据之一。

包括磷矿层在内的含磷岩系是浅海沉积的地层，自然打上相应的原生沉积构造的烙印，例如斜层理、波状层理、冲刷构造等，但它们主要见于砂质岩、白云岩、含磷白云岩层中和白云质条带状磷块岩层中。含磷岩系地层中普遍存在的P2O5＞30%的从几厘米到几米厚的富矿层，水平层理十分发育，为弱动力或相对静水沉积标志，不大可能是物理富集的产物，而是未经过改造的微生物建造的富矿。在含磷岩系地层剖面中最多见的具有较强水动力作用标志主要是白云质与磷质两种颗粒构成的混积岩，即含磷白云岩(磷质颗粒＜50%)和白云质磷块岩（磷质颗粒＞50%），构不成富矿。磷块岩沉积，从原生地搬到异地堆积的距离不会很远，难得淘洗干净，不像其他砂矿，搬运距离很远，结构与成分成熟度都很高，形成物理富集的砂矿。

条带状磷块岩按规模在各大聚磷区的大多数矿床中占据主要地位，最为发育的是稳定的水平层理，有时见有较强水动力作用的标志，但全部为低-中品位矿，这只能说是物理作用的标志，原地富矿被打碎搬运再沉积过程中有白云质颗粒或非磷质组分的带入（即掺合作用）而贫化。在川中-滇东陆缘坻北部的荥经-汉源聚磷区，该聚磷区离康滇古陆（岛）较近，矿层中含有相当数量的陆源碎屑物质，称“含钾磷块岩”，几乎全部为中低品位矿，矿石中主要有磷质颗粒、白云质颗粒和陆屑颗粒及泥质，依据物理富集观点，磷质、白云质颗粒应当与陆屑颗粒很容易分异形成物理富集，但实际上汉源地区各矿床的矿层为上述颗粒组分的混积岩，是物理掺合的结果。

碳酸盐型磷矿属于“难选型”矿，而硅酸盐型磷矿，例如华北地台南部早寒武世辛集期砂质磷块岩、含磷砂岩等，其矿物组成主要是长英质与磷质两大组分构成，两类组分性质差异较大，选矿容易将二者分离，称易选型磷矿，该类矿为低品位矿，原矿品位P2O5一般在10%左右，选矿精矿品位可达30%以上，这种原矿品位10%左右的矿层，主要是碎屑岩和磷酸盐两种组分的混积岩，也常见到较强水动力标志的原生沉积构造，水流、波浪也没有簸选、淘洗使磷质富集。

2.5 没有证据证明磷块岩“生成区”或“矿胎、矿源层”规模足够大、品位低

萨尔文和维塞认为磷块岩有一个“生成区”和一个“堆积区”，叶连俊和陈其英认为磷块岩主要由磷质内碎屑构成，这些内碎屑都来源于不同的矿源层或矿胎，是潮汐或风暴流对矿源层反复冲刷的内碎屑搬运沉积的产物。这种观点的实质是磷块岩是再造（再沉积）的，如果真是这样，必须满足两个条件：一是“生成区”或“矿源层”规模足够大，起码不小于再造矿层规模；二是矿源层或生成区的原生矿必是贫矿。其一，“生成区”或“矿源层”（即原生矿）必须分布广、规模大于再造矿床的规模，否则磷质来源不足，就不可能形成扬子地块几百亿吨的大规模矿床；其二是“生成区”或“矿源层”应当是贫矿，否则就不称其为富集。“生成区”、“矿源层”的规模和品位至今未被论证。

2.6 现代沉积的磷块岩颗粒主要不是内碎屑而是陆源碎屑

美国佛罗里达半岛晚第三纪-现代磷块岩是典型沉积再造磷块岩，但不是沉积盆地内碎屑磷块岩，而是陆源碎屑磷块岩。原生磷块岩产于中新统霍索恩组和博恩谷组，再造磷块岩产于上新统后霍索恩组。晚中新世时，佛罗里达地台（欧卡拉地块）抬升，原生磷酸盐岩的沉积停止，此后，即上新世-现代，原生磷块岩经风化、冲刷、搬运形成再造磷块岩，碎屑磷块岩的富集同离开原生磷块岩沉积地的距离和海底地形起伏程度有关。

2.7 磷块岩选矿实验研究和选矿生产实践不支持磷块岩物理富集成矿

2.7.1 分选磷酸盐矿物与碳酸盐矿物是磷块岩选矿研究的主攻方向

中国磷矿资源中大多为需选矿加工的中低品位矿，这也是世界各国磷矿的共同特点。我国磷资源中80%是难选型磷块岩类，这类矿石的矿物组成主要是碳酸盐矿物（白云石、方解石）和磷酸盐矿物（碳氟磷灰石或胶磷矿）两大类，这两类矿物的密度及颗粒表面性质相近，可浮性相近，成为选矿的难题，这也可能是两类矿物密切相伴形成二者混积岩（白云质磷块岩、含磷白云岩）的原因之一，选矿的主要问题是使两类矿物分离。研究表明，采用常规的捕收剂浮选时，难以使二者分离。经几十年实验研究和工业生产实践，通过以下三种选矿方法才能使磷矿物与脉石矿物（白云石、方解石）分离：①使用水玻璃和淀粉等抑制碳酸盐等脉石矿物，用脂肪酸作捕收剂浮出磷矿物；②加六偏磷酸钠抑制磷矿物，用脂肪酸反浮选浮岀碳酸盐脉石矿物；③用有选择性的烃基硫酸酯作捕收剂，先浮岀碳酸盐矿物，再用油酸浮磷矿物[15]。无论是哪种方法，都要经过正、反浮选及几次粗选和精选才能使磷精矿品位（P2O5）达到30%以上，回收率达到90%，也就是说，通过精心研制的化学制剂（浮选剂、抑制剂、调整剂等）反复试验，最后只能使磷质相对富集，精矿品位即使达到30%，但回收率低，产率低，尾矿品位高。例如，目前国内实验室与生产中对原矿品位P2O5≈20%的矿石选矿结果，精矿品位达到30%时，尾矿品位3%～6%，对原矿品位较低的矿（P2O510%～18%）选矿结果，精矿品位达到30%难度加大，尾矿品位更高。那么在海洋天然水体中仅靠水动力条件“簸选”、“淘洗”使两种组分分离，使磷富集到P2O5＞30%的富矿是不可想象的。

2.7.2 磷块岩矿石品级

中国与世界磷块岩的共同特点：①碳酸盐型磷矿资源量大，分布广，占磷矿总量的80%以上，是最主要开发利用的类型；②沉积型磷矿富矿（P2O5≥30%）少，中低品位矿多，富矿仅占沉积型磷矿资源量的10%左右；③沉积型磷矿的矿床地质特点相近；④矿石结构构造、矿物与化学成分相近，选矿加工条件大同小异；⑤矿石矿物以胶磷矿为主，粒级范围在0.3mm～0.5μm之间，小于30μm的胶磷矿占1/3以上，嵌布粒度十分的细。脉石矿物中80%以上是碳酸盐矿物，其与胶磷矿表面物理性质等有很多的相似性特点，选矿可浮性相近，因而属于难选型磷矿。

磷块岩矿石品级划分以下三个等级[16]：Ⅰ级品P2O5＞30%（不需选矿）；Ⅱ级品P2O5≥25%～30%（不需选矿或简单洗选富集）；Ⅲ级品P2O5≥12%～25%（需选矿）。

国内外磷块岩以Ⅱ、Ⅲ级品为主，约占磷块岩资源量的90%左右，因此，难选型磷矿的选矿一直是国内外选矿界研究的重点课题。以下列举中国不同地区，不同时代具代表性矿床多年选矿试验研究和生产实践与较为成熟的选矿加工技术条件和选矿流程的选矿结果[17-24]（并包括美国佛罗里达磷矿，以便进行国外对比）。

美国佛罗里达pebble磷矿是原矿中粒度较粗（+20目）的部分，矿中镁质分数较高，矿物嵌布粒度较细，磨矿后泥化严重，浮选较困难，目前尚未开发利用。为利用该矿，自20世纪90年代起，美国佛罗里达工业与磷酸盐研究所同中国中蓝连海设计研究院合作，对该矿流程开发、捕收剂研制、调整剂使用等进行多方面研究。

佛罗里达磷矿矿石有些独特，是第三纪晚期海洋化学与生物沉积作用形成的，成岩作用较弱，矿石多是砂状集合体[25]。

佛罗里达pebble磷矿的主要矿石矿物是磷矿物约占 55%，主要脉石矿物是白云石、硅质矿物等约占 45%。磷矿物有三种嵌布形式：①生物碎屑，为纯净的磷灰石，呈束状或放射状结构，具明显的生物组织特征；②以块状磷块岩和团粒状磷块岩隐晶质块体产出，其中夹杂少量石英碎屑，细粒白云石粒径小于0.02mm的颗粒浸染状散布于胶磷矿中，或以碳酸盐外壳的形式包裹在胶磷矿团粒的外面；③砂质磷块岩，胶磷矿作为石英、长石碎屑胶结物形式存在，为基底式胶结。白云石矿物有三种嵌布形式：①分布在泥岩状白云石中，呈微细粒状彼此镶嵌；②作为石英碎屑和胶磷矿团粒的胶结物出现；③以细粒浸染状分布于胶磷矿内部。硅质矿物主要为石英，少量长石，电气石等，以碎屑形式和以0.02mm左右的细粒分布于胶磷矿或白云石基质中[25]。

2.7.3 磷块岩矿物与化学成分特点

各地各时代的磷块岩，矿石矿物与化学成分大同小异。

矿石矿物以胶磷矿为主，有少量磷灰石，脉石矿物以白云石为主，另有方解石、石英、玉髓、粘土矿物，亦有的矿床还有极少量海绿石、黄铁矿、炭质及云母、电气石等陆屑矿物。矿石最主要的组分是胶磷矿、白云石、玉髓、粘土矿物等四大类矿物，其中前两者占主导地位。因此矿石化学成分亦大同小异（表1）。

表1 磷块岩矿石化学成分（%）[26]Table 1 Chemical composition of ores in phosphorite

2.7.4 磷块岩选矿实验与选矿生产实践不支持物理富集成矿论

浮选是磷块岩选矿的主要方法，常用的选矿流程包括正浮选、反浮选、正反浮选和双反浮选等。选矿流程的选择，主要根据矿石矿物中胶磷矿与白云石、方解石、石英等脉石矿物的质量分数而定。由于各矿床磷块岩的矿物组成结构构造、化学成分等大同小异，选矿方法、选矿药剂、磨矿细度、选矿流程及选矿效果等亦大同小异，列举几十年选矿试验研究与选矿生产实践具代表性的磷矿，例如湖北王集磷矿、大峪口磷矿、宜昌磷矿、湖南浏阳磷矿、贵州瓮安磷矿（以上为晚震旦世磷矿）、四川马边磷矿（早寒武世）、美国佛罗里达pebble磷矿（晚第三纪）等七个具代表性磷矿，采用正浮选和反浮选两种方法，选矿流程为1～2次粗选，1～3次精选，1次扫选，中矿再选的流程，所用选矿化学药剂都有捕收剂、抑制剂、酸碱度（矿浆pH值）调整剂。三种药剂约10余种，在选矿试验中反复调整各种药剂用量，调整矿浆浓度、pH值、温度等，选择最佳选矿流程，最终达到工业要求的精矿品位（P2O5）、回收率等指标（表2）。

表2 选矿流程及选矿试验指标[26]Table 2 Beneficiation process and test index of phosphorite

1952年至今半个多世纪里，特别近30多年以来磷块岩选矿试验研究有长足进展，选矿方法、选矿流程、选矿药剂的研制等日臻成熟，已多年应用于生产实践。

从沉积学的角度看，磷块岩选矿试验实质是磷块岩物理富集成矿说的成矿实验研究[26]。选矿试验的第一步是磨矿及磨矿细度的确定，即通过岩矿破碎机、研磨机对矿石（矿床的矿层）进行磨碎并达到组成矿石的各种矿物单体分离（磨矿细度），这个过程相当于物理成矿说的水流、波浪对“矿源层或矿胎”的打碎，构成所谓的内碎屑；选矿试验的第二步是选矿流程的确定，即根据组成矿石的胶磷矿、白云石、方解石、石英、泥质等，选择正浮选、反浮选等方法，选择捕收剂、抑制剂、调整剂等化学药剂，经反复试验，调整各种药剂的用量、矿浆浓度、温度、pH值等，确定最佳磨矿细度、选矿方法、选矿流程、各种药剂用量，方能使磷质富集，获得符合工业要求的磷精矿，这相当于物理富集成矿说的水流、波浪对内碎屑的簸选、淘洗，使磷质富集。但选矿介质不是天然海水，而是人工化学试剂等严苛条件下的介质。

几十年来，磷块岩选矿试验研究的结果表明，组成磷块岩的最主要组分碳酸盐矿物和磷酸盐矿物，二者可浮性相近，采用正浮选和反浮选，1～2次粗选，1～3次精选，1次扫选，在各种化学药剂及其用量比例、pH值、浮选温度等适宜的条件下，确实能够使磷富集达到工业要求（P2O530%±），但必须采用相应的选矿方法、选矿流程、磨矿细度、各种化学药剂联合作用，才能使磷富集，而在天然水介质条件下（无论是淡水还是海水），物理作用不可能使磷富集。

3 结语

磷块岩的磷质颗粒不全部是或大部分不是内碎屑，特别是磷矿层中几毫米至几厘米、几米厚的高品位富矿（P2O5≥33%）大部分是菌藻类生物岩，是原生（原地）磷块岩，不是潮汐或风暴海流物理富集的产物。磷块岩几十年选矿实验研究与生产实践表明，需选矿才能被工业利用的Ⅱ、Ⅲ级品矿石，主要是白云质磷块岩、白云质条纹条带状磷块岩，其主要组分是碳酸盐岩与磷酸盐岩矿物，二者可浮性相近，只有通过化学药剂和最佳选矿流程才能使磷质富集，在天然水介质条件下选矿不可能使磷富集，即磷块岩选矿试验研究相当于磷块岩物理成矿论的成矿实验，成矿实验不支持磷块岩物理富集成矿。磷块岩物理富集成矿值得商榷。