贵州省福泉市道坪镇小坝磷矿山地质分析与磷矿勘探

李忠文

（贵州煤田黔中地质咨询有限公司，贵州贵阳 550009）

贵州省福泉市道坪镇小坝磷矿山矿区位于福泉市西北部340°方位，距福泉市城区约50km，小坝磷矿山区内有公路通行，矿区位于省道S205的东侧，距道新高速S35 约16km，距在建铁路马场坪～瓮安线约16km。矿区至牛场镇16km，牛场镇至福泉市区27km，福泉市区至马场坪10km；其中马场坪位于国道G210、兰海高速G75 和湘黔铁路（株六复线）交汇处，马场坪火车站是湘黔铁路（株六复线）中心站之一，西距贵阳铁路里程114km，东距湖南株洲铁路里程902km。矿区交通极为方便。

1 地质分析

本区主要磷块岩矿床赋存于震旦系下统陡山沱组（Pt33d）之中。震旦系下统陡山沱组是一套成因上有联系的海进式含磷岩组，由磷块岩、白云岩、硅质岩等组成[1]。含工业磷矿层一层（b 层矿），赋存于陡山沱组顶部。含磷岩组在矿区内相对稳定，在纵横向上岩相变化有规律可循。依其岩矿组合特征及其层序，由上至下分述于下：

Pt33b∈1dy1：为直接顶板，为灰色中厚层硅质团块白云岩，含磷质碎屑、团块、条带等，一般与下伏矿层易于划分[2]。

Pt33d4：b层矿赋矿层位，白云质团块磷块岩、砂屑白云质磷块岩组成。矿区北部的矿层顶部形成磷块岩、白云岩、硅质岩相互穿插。厚度0.95～25.95m，平均为11.60m，P2O5含量（单工程）15.00～39.22%，平均为25.94%。

Pt33d3：为b 层矿的底板，上部为含磷块岩团块硅质岩，下部为含硅质岩团块白云岩。本段顶部普遍有厚约0～2m 含磷块岩富集岩段，P2O5含量5～10%，厚度5.38～21.72m，平均为12.33m。

Pt33d1-2：浅灰色微带红色中厚层状泥晶白云岩，底部含下伏地层岩石的砾块。从本层底部出现矿化，向上逐渐强化，富集成砂屑磷块岩，磷酸盐化在此层极不均匀，走向上变化大，构不成工业矿体。与白岩矿区稳定的a矿层位大致相当，但两者间存在显著的岩相变化。矿区内Pt33d1～Pt33d2划分困难，以Pt33d1-2表示。

本区陡山沱后期海进形成的磷块岩规模巨大，下部磷酸盐化强烈，向上逐渐减弱，某些微相岩带的上部形成稳定的凝胶磷块岩（英坪矿段），多数地区为白云质条带磷块岩（白岩矿区）、白云质团块磷块岩（小坝矿段）。上述总的规律决定了本矿段磷矿沉积特征：（1）Pt33d1-4顶部磷酸盐化强度减低，形成磷块岩、白云岩、硅质岩相互穿插，P2O5平均含量8.84%，用工程圈出面积为0.33km（2向北延至新桥矿段）。（2）矿段南段出现Pt33d1-4全部相变为含磷硅质岩带，不具工业价值，

矿层直接顶板：矿段南部（2 勘探线以南）为Pt33d1-2硅质团块白云岩，含磷质碎屑、团块、条带等，一般与下伏矿层易于划分，局部见相变关系；北部为上述Pt33d1-4顶部磷块岩，白云岩、硅质岩相变带。

如前述，Pt33d1-4磷酸盐化由下而上逐渐减弱，而整个陡山沱组磷酸盐化强度在走向、倾向上均变化不大。沿走向上变化区间为32.17～59.22%，平均为44.40%，沿倾向为25.05～58.94%，平均为41.63%[3]。

2 磷矿勘探

2.1 矿物成分

①矿石矿物：小坝矿段磷块岩的矿石矿物经红外光谱、X衍射分析、单矿物全分析判定，主要属碳氟磷灰石类质同像系列，少量为氟磷灰石。矿石矿物在矿石中含量一般为60～80%。

碳氟磷灰石分为非晶质、隐晶质、层纤状、柱粒状磷灰石四种。

非晶质磷灰石：呈胶状集合体，正交偏光下呈非晶质，据透射电子镜观察为1～9μ 的放射状、肺状、球状等各种凝胶团块的集聚体。胶团内部可见胶核，由黏土等悬浮碎屑组成。它们的胶状集合体，组成团块状、致密状凝胶磷块岩，或为颗粒磷块岩之磷质颗粒（球状、内碎屑）的主要成分，或为颗粒磷块岩基质组分之一，或为藻类微生物化石的主要成分。非晶质磷灰石是沉积时期磷块岩在生物作用胶体聚沉的产物。经成岩作用可晶化成各种结晶形态的磷灰石超微晶体。

隐晶质磷灰石：显微镜下呈轮廓不清、边界模糊，略显光性的隐晶～微晶集合体，电子镜观察为0.001～6μ 的粒状、针状、柱状等各种形态的磷灰石晶体。

层纤状磷灰石：呈纤维集晶状，环绕磷质颗粒边缘紧密集结成厚0.01～0.003mm 纤维集晶环壳，显微层次清晰，表面洁净，常为碎屑状磷块岩的胶结物。为成岩阶段磷质孔隙溶液缓慢结晶产物。

②脉石矿物：磷块岩的脉石矿物分为自生矿物、外屑矿物两种。自生矿物为沉积及沉积后期形成的矿物，以白云石、石英、玉髓为主，其次有粘土、有机质、褐铁矿。外屑矿物为沉积盆地以外来的外屑矿物，主要有石英、硅质岩屑、重矿物岩屑。

白云石：呈粒度不等的晶粒状，粒度0.001～1mm。粒度＜0.01mm的泥晶白云石常呈包裹体含于磷酸盐矿物中，少数组成白云砂屑内碎屑。粒度＞0.01mm微晶～粗晶白云石常为砂屑磷块岩的基质组分或胶结物，局部常富集为团块状。白云石为矿石的主要脉石矿物，含量5～60%。

石英、玉髓：呈隐晶～微晶集合体，一般常呈自形柱状晶体（粒度0.01～0.03mm）包含于磷酸盐矿物中，呈包裹体产出。部分呈纤状、粒状集合体充填于砂屑磷块岩间粒孔隙中，呈胶结物产出，少数呈脉状充填。石英、玉髓在矿石中含量变化不稳定，为微量至15%左右。

粘土矿物：主要为水云母及泥质，呈鳞片状及污染状，含量甚微（0～3%）。

有机质：污染状，富含于磷酸盐矿物中，含量小于1%。

褐铁矿：呈黄铁矿假象，由黄铁矿氧化而成，粒度0.01～0.1mm，含量0～3%。

碎屑石英：呈砂矿碎屑（粒度0.01～0.25mm），棱角至次棱角状，含量0～3%。

2.2 化学成分

按全矿层及不同自然类型矿石分别计算其主要化学组分和比值。矿石中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%。

各主要组分的赋存形式与矿物成分的关系如下：

P2O5：磷酸盐矿物的主要组分，矿石单样最大者40.30%。

CaO：主要为磷酸盐，其次为白云石的组成组分。

MgO：白云石屑。

CO2：主要为白云石的碳酸根，部分为磷酸盐矿物及有机质组分。

SiO2：主要为自生的石英、岩屑石英、玉髓、硅质岩屑、次生粘土矿物屑。

Al2O3：主要为水云母等粘土矿物组分。

Fe2O3：含铁矿物及其他重矿物的组分。

F：磷酸盐矿物的组分。

I：密切与P2O5相关，是磷酸盐矿的伴生组分。

3 结束语

针对磷而言，其本身是世界上十分重要的非金属矿产资源，在工业实践中具备十分关键的应用价值，被普遍应用在食品、国防等各个领域当中，在全球范围内其逐渐成为了战略资源，因此发掘出磷矿资源、把控磷矿资源将是我国未来发展的核心之重。