磷矿是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物原料。用它可以制取磷肥，也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类，以用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、国防等工业部门。磷矿在工业上的应用已有一百多年的历史。

一、矿物原料特点

磷矿石按其成因不同，可分为磷灰石和磷块岩。
       磷灰石是指磷以晶质磷灰石形式出现在岩浆岩和变质岩中的磷矿石。
       磷块岩系指由外生作用形成、由隐晶质或显微隐晶质磷灰石及其他脉石矿物组成的堆积体。
       自然界中已知的含磷矿物大约有120多种，分布广泛。但是按其质和量都能达到可以开采利用的含磷矿物则不过几种。在工业上作为提取磷的主要含磷矿物是磷灰石，其次有硫磷铝锶石、鸟粪石和蓝铁石等。自然界中磷元素约有95%集中在磷灰石中。

(一) 磷灰石类矿物

磷灰石［Ca5(OP4)3 (F,Cl,OH)］的主要化学成分是磷酸钙，其中还含有氟、氯等元素。磷灰石晶体呈六方柱状，集合体呈粒状、致密块状、土状和结核状等。无杂质者为透明，常见的浅绿、黄绿、褐红、浅紫色。玻璃或油脂光泽。比重3.18～3.21 g/cm3。硬度5。加热后发绿光。自然界中最常见的、能够组成矿床的有以下5类：氟磷灰石、氯磷灰石、碳磷灰石、羟磷灰石、碳氟磷灰石。

(二) 其他含磷矿物

磷锶铝石：标准磷锶铝石的理论化学式为SrAl3 (PO4)2(OH)5•H2O，化学成分P2O5 30.77%，SrO 22.45%，Al2O3 33.12%。磷锶铝石相当坚硬，小刀不能刻划。比重3.11。由于P2O5含量高，因此除可作为磷矿利用外，同时含大量的锶和稀土元素，可综合利用。
      四川什邡磷矿中的硫磷铝锶矿层是一种含硫和钙的变种。
      蓝铁矿：属水的磷酸盐，化学式为Fe3(PO4)2•8H2O，主要成分：P2O5 28.30%，FeO 43.0%，H2O 28.7%。通常呈柱状，有时扁平，有时呈圆球状、片状、放射状、纤维状、土状等。比重2.68±0.01。新鲜晶体无色透明，具玻璃光泽，颜色为浅蓝色或浅绿色，强氧化后呈深蓝色、暗绿色或蓝黑色，容易识别。蓝铁矿主要产于含有机质较多的褐煤、泥炭、森林土壤中，也与沼铁矿共生。在含海绿石的砂质磷块岩中也有蓝铁矿。有些蓝铁矿为原生铁铝磷酸盐矿物风化的产物。
      除上述外常见的磷酸盐矿物还有银星石、磷铝石、红磷铁石等。

二、用途与技术经济指标

(一) 磷矿主要用途

磷是生物细胞质的重要组成元素，也是植物生长必不可少的一种元素。世界上84%～90%的磷矿用于生产各种磷肥，3.3%生产饲料添加剂，4%生产洗涤剂，其余用于化工、轻工、国防等工业。中国的磷矿消费结构中磷肥占71%，黄磷占7%，磷酸盐占6%，磷化物占16%。磷肥对农作物的增产起着重要作用。磷肥的种类很多，我国生产的磷肥目前主要为过磷酸钙、钙镁磷肥、脱氧磷肥以及重过磷酸钙、磷酸铵和磷酸二氢钾等高效复合肥料。
       磷矿又是重要的化工矿物原料。部分磷矿用于制取纯磷(黄磷、赤磷)和化工原料，少量用作动物饲料。赤磷用于制造火柴和磷化物。黄磷有剧毒，可制农药，还可以制燃烧弹、曳光弹、信号弹、烟幕弹、发火剂；磷与硼、铟、镓的磷化物用于半导体工业。冶金工业中用于炼制磷青铜、含磷生铁、铸铁等。磷酸锆、磷酸钛、磷酸硅等可作涂料、颜料、粘结剂、离子交换剂、吸附剂等。磷酸钠、磷酸氢二钠用于净化锅炉用水。后者还可制人造丝。六聚偏磷酸钠可作水的软化剂和金属防腐剂，磷酸钙盐用于动物饲料添加剂，磷的衍生物用于医药。磷酸二氢铝胶材料耐火度高、耐冲击性好、耐腐蚀性强、电性能优越，用于尖端技术中。氟磷灰石晶体是最理想的激光发射材料，磷酸盐玻璃激光器已得到应用。

(二) 磷矿一般工业指标

在磷矿找矿阶段，可以参照表4.11.1所提出的工业指标对矿床进行初步评价。

表 4.11.1磷矿一般工业指标参考表

缺磷地区可根据磷块岩、磷灰石矿床的开采方式、选矿难易程度、共伴生矿产(组分)综合利用及与矿肥结合等因素考虑，一般边界品位P2O5≥2%～4%，工业品位P2O5≥6%。在宏观经济效益允许的条件下，工业品位还可适当降低。

(三) 工业加工对磷矿石的质量要求

磷矿石有3种加工方法，即机械、酸法和热法加工。国内外都以酸法加工为主。

1.机械加工

将磷矿石磨成磷矿粉，直接作为酸性土壤肥料使用。矿粉的磨细度一般要求100目多于90%，要求矿石含P2O5 10%～20%，对其他杂质无特殊要求。

2.酸法加工

用各种无机酸分解磷矿粉，所得产品主要是各种水溶性磷肥和磷酸盐。主要产品有：过磷酸钙、萃取磷酸、重过磷酸钙、磷酸铵、硝酸磷肥等。除过磷酸钙外都是高浓度磷肥或复合肥料。
       制造这些磷肥要求磷矿石P2O5≥28%，杂质含量和粒度应符合表4.11.2要求。

表 4.11.2酸法加工磷肥用磷矿技术指标

3.热法加工

用磷矿石和硅石、含镁岩石配成适当比例，在高炉或电炉内经高温熔融后，经水淬制成钙镁磷肥等。
      钙镁磷肥用矿石应符合表4.11.3要求。

表 4.11.3制取钙镁磷肥用磷矿技术指标

此外，化工部门以从磷矿中萃取磷酸最为重要，其中一种方法即为电热法生产元素磷，此类用途对磷矿的要求见表4.11.4。

表 4.11.4制取黄磷用磷矿技术指标

       三、矿业简史

中国最早发现和首先进行开采的磷矿是江苏海州磷矿。清朝同治年间发现海州磷矿(现名锦屏磷矿)，并于1914年对该矿正式开采。本世纪20至30年代地质学家曾对锦屏磷矿作了地质调查，1947年确认该磷矿为沉积变质磷矿床。新中国成立后国家首先对锦屏磷矿进行了勘探和开发。
       1927～1928年两广地质调查所对西沙群岛的鸟粪矿床做过一些地质研究工作。
       1939年地质学家在云南作地质调查时发现了昆阳磷矿。1946年在调查研究淮南煤矿时发现了安徽凤台磷矿。
       1953年在贵州遵义松林发现了晚震旦纪陡山沱期磷块岩。此后陆续发现和相继开展工作的有鄂西宜昌磷矿、黔中开阳磷矿、鄂西荆襄磷矿等。自云南昆阳磷矿问世以来，云南滇池周围陆续发现海口、晋宁、安宁、江川等大型磷矿。在贵州继开阳磷矿发现后不久，又发现了瓮安磷矿。在湖北宜昌、荆襄磷矿找矿成果的启发下，发现了保康神农架和兴山磷矿。
      总之，新中国成立后，中国地质学家对前震旦系变质磷矿、震旦系陡山沱组及灯影组磷矿、下寒武统梅树村组及辛集组磷矿等，做了大量地质普查、勘探评价工作。此外对华北岩浆岩型磷灰石矿床、西沙群岛的鸟粪矿床及湖南、广西等次生磷矿床也做了地质研究工作。
      经过地质普查评价，对锦屏、肥东、宿松等前震旦系沉积变质磷灰岩矿床；开阳、瓮安、宜昌、荆襄、朝阳等震旦系陡山沱组磷块岩；昆阳、海口、雷波、马边和宁强等下寒武统梅树村组磷块岩矿床；中寒武统大茅群磷块岩矿床，以及河北涿鹿岩浆岩型磷灰石矿床等，都做了详细的地质勘探工作，求得了大量工业储量。
       磷矿资源

一、储量与资源

世界上几乎所有的国家都有磷矿床分布，但只有为数不多的国有拥有经济意义较大的磷矿资源。目前世界磷矿石总储量约457.8亿t，主要集中分布在摩洛哥、美国、原苏联、中国、南非等国。中国是世界上主要产磷国之一，磷矿资源相当丰富，资源总量接近500亿t，磷矿储量仅次于摩洛哥，居世界第2位。
       截止1996年底中国共查明磷矿产地412处，保有储量151.98亿t，其中A+B+C级储量69.47亿t，D级储量82.52亿t，P2O5含量大于30%的富矿11.2亿t，P2O5＜12%的贫矿27.43亿t。此外伴生磷矿产地9处，P2O5总储量960万t。

二、地理分布

中国磷矿广泛分布于26个省(区)，相对集中在云南、贵州、四川、湖北和湖南5省；这几个省合计保有储量117.64亿t，占全国总保有磷矿储量的77%，且P2O5大于30%的富矿几乎全部集中于这5个省。具体地说，中国磷矿主要分布在以下8个区域：云南滇池地区、贵州开阳地区、瓮福地区、四川金河—清平地区、马边地区和湖北宜昌地区、湖集地区、保康地区。图4.11.1示出了中国主要大、中型磷矿床。

图4.11.1中国磷矿分布图

1辽宁建平县簸箕山磷矿；2辽宁建平县勿兰乌苏磷矿；3河北涿鹿县矾山磷矿；4河北承德市罗锅子沟磷矿；5山西灵丘县平型关磷矿；6山西繁峙县朴子沟磷矿；7陕西凤县草凉驿磷矿；8山东莱州市蒋家磷矿区；9山东莱州市彭家磷矿区；10山东栖霞县观里磷矿区；11江苏连云港市锦屏磷矿；12江苏连云港市新浦磷矿；13湖北荆襄磷矿区；14湖北宜昌市樟树坪磷矿区；15湖北宜昌市栗西磷矿区；16湖北宜昌市丁家河磷矿区；17湖北宜昌市桃坪河磷矿区；18湖北保康县白竹磷矿区；19湖北大悟县黄麦岭磷矿；20湖南浏阳县永和磷矿区；21湖南泸溪县洗溪磷矿；22湖南石门县东山峰磷矿；23安徽宿松磷矿；24四川什邡磷矿区；25四川马边县老河坝磷矿；26云南昆明市海口磷矿；27云南昆明市尖山磷矿；28云南安宁县县街磷矿；29云南安宁县草铺磷矿；30云南晋宁县昆阳磷矿；31云南晋宁磷矿；32云南江川县清水沟磷矿；33云南华宁县火特磷矿；34云南澄江县渔户村磷矿；35云南曲靖县沾益德泽磷矿；36云南寻甸县先锋磷矿；37云南会泽县五星磷矿；38贵州开阳磷矿；39贵州瓮安磷矿；40贵州织金县新华磷矿区

就大区而言，首推西南区，不仅矿多量大，而且质量最佳，该区共有磷矿产地121处，保有储量66.77亿t，占全国总储量的44%，其中P2O5大于30%的富矿探明储量为9.7亿t，占全国富矿总储量的86%。其次为中南区，共有磷矿产地159处，保有储量51.49亿t，占全国总储量的33%，P2O5大于30%的富矿保有储量仅为1.3亿t。第三为华北区，其后依次为华东区、西北区、东北区。

表 4.11.5中国主要省区磷矿保有储量统计(×104t)

按各省磷矿储量丰度排列，则湖北居首位。该省磷矿产地102处，保有储量33.55亿t，占全国储量的22%，P2O5大于30%的富矿仅1.3亿t。第二位为云南，磷矿产地35处，保有储量31.95亿t，占全国总储量的21%，该省的磷矿不仅量大且矿石质量较优，而且P2O5大于30%的富矿为3.7亿t，占全国富矿总储量的33%。第三为贵州，保有储量26.22亿t，占全国总储量的17%，P2O5大于30%的富矿保有储量为4.9亿t，占全国富矿保有储量的43%。第四位为湖南，保有储量为17.3亿t，占全国磷矿保有储量的11%，但矿石质量不佳。四川居第五位，保有储量8.6亿t，占全国保有储量的5.3%，其中富矿1亿t。除上述5个省以外，余下的22%的储量分散在山东、陕西、河北、青海、山西等21个省区内。主要省区磷矿保有储量统计见表4.11.5。

  三、资源特点

1.资源丰富，但分布过于集中

磷矿是中国的优势矿产之一，蕴藏量相当丰富。随着地质工作的深入发展，储量还会有新的增长。但中国磷矿资源分布极不平衡，保有储量的78%集中分布于西南的云南、贵州、四川及中南的湖北和湖南。除去四川产磷大部分自给外，全国大部分地区所需磷矿均依赖云、贵、鄂三省供应，从而造成了中国“南磷北运，西磷东调”的局面，给交通运输、磷肥企业的原料供给、成本带来较大的影响。

2.富矿少，贫矿多

中国磷矿富矿少，贫矿多。中国磷矿保有储量中P2O5大于30%的富矿仅为11.2亿t，占探明总储量的7%，矿石P2O5平均品位仅为16.85%，品位低于18%的储量约一半，且品位大于30%的富矿几乎全部集中于云南、贵州、湖北和四川。

3.难选矿多，易选矿少

全国保有储量中磷块岩储量占85%，且大部分为中低品位矿石，除少数富矿可直接作为生产高效磷肥的原料以外，大部分矿石需经选矿才能为工业部门所利用。这类矿石中有害杂质的含量一般较高，矿石颗粒细，嵌布紧密，选别比较困难。

4.较难开采的倾斜至缓倾斜、薄至中厚矿体多，适宜于大规模高强度开采的少

中国磷矿床大部分成矿时代久远，岩化作用强，矿石胶结致密，且约有75%以上的矿层呈倾斜至缓倾斜产出，为薄至中厚层。这种产出特征给无论是露天还是地下开采，带来一系列技术难题，往往造成损失率高、贫化率高和资源回收率低等问题。

磷矿资源地质特征

一、矿床时空分布及成矿规律

1.沉积磷块岩的主要成矿规律

震旦纪—寒武纪是中国海相沉积磷块岩矿床的主要成矿时期。
       震旦纪陡山沱组与灯影组沉积磷块岩分布在扬子地区的贵州、湖北、湖南，即扬子成磷区的湘黔成矿带、陕鄂成矿带、浙桂成矿带。时限为800±50～615±20 Ma。扬子地台区的陡山沱组为中国最大磷酸盐沉积层，其上灯影组磷酸盐化岩层虽在很多地区有所发现，但构成有经济价值的磷酸盐矿床，则主要见于湖北南漳邓家崖。
       中国寒武纪地层发育完整，早寒武世每次海进地层底部都沉积了磷酸盐层，其中梅树村组赋存的大规模磷块岩矿床是继陡山沱组磷块岩沉积之后中国第二大型磷酸盐沉积层。有重大经济价值的磷块岩矿床主要集中于上扬子成磷带的云南、四川与陕西，地理上构成近南北向的带状分布。

2.变质磷矿床成矿规律

丰宁式磷矿床为太古宙矿床，主要分布在中朝地块的太古宙陆核区，即华北陆核、辽宁吉林南部—朝鲜北部陆核、山东陆核等。其中中朝地块北部内蒙古地轴中段与东段构成两个成矿带，山东半岛为一成矿带。鸡西式磷矿床为元古宙早期矿床，主要分布于微型古陆及古板块边缘地槽型建造中。海州式磷矿床为古元古代晚期矿床，主要分布于中朝地块东缘含碳、锰岩系及与镁质碳酸岩型建造中，在吉南—辽东、苏北、皖东北构成3个重要工业意义的成矿带。白家山式磷矿床主要分布于中朝地块内部滹沱—中条古海槽区，在鄂尔多斯与华北陆核之间构成一个成矿区。布龙土式磷矿床主要分布于中朝地块北缘。

3.内生磷灰石矿床主要成矿规律

内生磷灰石矿床主要与幔源岩浆活动密切相关，含矿母岩一般为幔源岩浆岩岩体。如超基性碱性碳酸岩杂岩体、含钒、钛、铁基性杂岩体等。此类岩浆岩体一般磷较高。由于地幔物质的选择性熔融，使磷质在幔源岩浆中富集，尔后地辟上升侵入地壳，这是形成磷灰石矿床的基本条件之一。含磷的幔源岩浆在地台或地盾地区上升到稳定的地壳内，有可能充分地进行岩浆分异作用而形成大型的岩浆杂岩体，这是工业磷灰石矿床产出的重要因素。
        幔源偏碱性超基性杂岩体磷灰石矿床主要产于地台地区两组大型构造交汇处。幔源含钒、钛、铁基性超基性杂岩体磷灰石矿床主要分布于地台或地盾地区的大断裂带上。

4.风化次生磷矿床的成矿规律

中国次生磷矿蕴藏量不大，现已发现矿床(点)近30个，主要分布在四川、广西、湖南、云南、贵州、广东、吉林、陕西、江苏和福建等省(区)。
    次生磷矿床的生成必须具有物源层和温暖潮湿的气候。一般说来构造比较复杂的地区节理、皱褶、断裂较为发育，岩石容易破碎、崩塌，氧化作用易于进行，对磷溶液的渗透起了良好的通道作用。地下水的水化作用是磷质次生富集的重要规律。

二、矿床类型

(一) 沉积磷矿床

1.震旦纪磷矿床

除湖北南漳邓家崖及湖南大庸天门山上震旦统灯影组的磷块岩外，中国已知的震旦系海相沉积矿床都属于陡山沱组。该组含磷地层主要由白云岩、磷块岩、粘土岩及它们之间的过渡岩石组成。磷块岩矿层常位于粘土岩之上和白云岩之下的过渡部位，少数产于白云岩中，呈层状、似层状产出。工业矿层多为倾斜至缓倾斜的中厚矿体，层数多，一般为1～3层，主要赋存于陡山沱组的下部(下矿层)和中上部(上矿层)。
        主要有用矿物是胶磷矿，其次是少量的细晶或微晶质磷灰石。脉石矿物一般为白云石、石英、玉髓、粘土矿物及少量的黄铁矿、碳质物等。
        胶磷矿主要呈隐晶胶状块体及假鲕状、碎屑状产出，颗粒大小一般为0.5～0.6 mm。最常见的矿石结构类型为粒状结构及脉状结构。常见的构造类型有带状、条纹状、互层状、致密状及叠层状等。

2.寒武纪磷矿床

中国寒武纪海相磷块岩矿床主要分布在地台型沉积地层中。有5个含磷层位，由老至新为下寒武统梅树村阶下部(渔户村组中谊村段)、下寒武统梅树村阶上部(筇竹寺组八道湾段)、下寒武统沧浪铺阶中部(辛集组)、下寒武统沧浪铺阶上部(昌平组)、中寒武统(大茅群)；其中以上扬子区下寒武统梅树村阶下部磷矿工业价值最大，储量占寒武纪磷矿总量的90%左右。
       中国寒武纪磷块岩矿床及含磷层受层位的控制，只要含矿层位相同，矿床类型和岩石组合就基本相似。
       寒武纪最具工业价值的含磷层位是下寒武统梅树村阶渔户村组中谊村段，属硅质岩碳酸盐岩\|磷块岩建造。含磷地层厚40～250 m，一般2～5个磷矿层，矿层累计厚度2～70 m，一般厚度15～20 m。在滇东地区，矿层露头总长达1 283 km，产状平缓，倾角5°～40°，覆盖层薄。根据矿层结构及其在含磷地层中的产出形态，大体分为结构简单仅有一层的矿层和具有上、下两层结构较为复杂的矿层。
       上矿层在区内(滇东)分布面积最广，是厚度稳定、质量较好的工业矿层。厚度1.5～31 m，一般7～10 m。下层矿主要由各类贫磷块岩组成，仅个别矿区(澄江)具有富矿。矿层厚1.5～36 m，一般为5～8 m，其稳定程度不如上矿层，在区内的分布面积只有上矿层的一半。上、下两个矿层之间的夹层多为白云岩，个别为粘土岩，一般厚2～15 m。
       区内矿石自然类型繁多，但主要为致密状磷块岩、条带状磷块岩、白云质磷块岩及生物碎屑磷块岩等。
       含磷矿物主要为胶磷矿，含量40%～98%。此外还有少量碳氟磷灰石，微量磷铁矿、磷铝石和银星石等。胶磷矿在磷块岩中呈颗粒和胶结两种形式存在。脉石矿物主要为方解石、白云石、玉髓、石英、粘土矿物；次为海绿石、黄铁矿及碳质物等。
       区内磷块岩几乎均为颗粒磷块岩，胶磷矿平均含量62.6%，其中以颗粒存在的占53.31%，以胶结物存在的仅9.37%；最常见的矿石构造类型为块状、条带状及条纹状，其他类型较少。
       矿石P2O5以中低含量为主，高品位富矿较少。有害杂质一般是镁高，铁铝较低。
       按矿石所含脉石矿物中硅酸盐、碳酸盐和磷酸盐矿物的数量，划分为磷酸盐富矿、硅型、钙型和硅钙型磷块岩，各型矿石所占比例为富矿6%，硅型矿2%、硅钙型83%。

3.变质磷矿床

中国变质磷矿床主要指早、中前寒武纪(包括太古宙和元古宙)变质岩中的矿床，有两大成因类型，即绿岩带型(太古宙磷矿)和沉积变质型(古元古代磷矿床)。4个磷矿层位分别位于太古宙阜平群、古元古界下部五台群、古元古界上部滹沱群、古元古界顶部榆树砬子组。它们无论是成矿大地构造背景、沉积与变质建造，还是矿床成因、矿床地质特征等都有其独特的特征。
       (1) 太古宙磷矿
       太古宙磷矿床系指2 500 Ma前形成的磷矿，产于绿岩建造内，因而称为绿岩带型矿床。
      这类磷矿主要分布在河北、辽宁、山东、山西等省区。代表性矿床有河北丰宁招兵沟磷矿床，辽宁建平勿兰乌苏磷矿床和山东掖县磷矿床等。该类矿床属于低品位易选磷灰石矿。含磷岩石有碳灰黑云角闪岩、闪辉钛磁铁磷灰岩、角闪黑云片麻岩、斜长角闪岩等。矿石矿物成分主要有磷灰石、黑云母、角闪石、辉石、磁铁矿等。这些矿物占矿石矿物的90%以上。该类矿床的一个重要特点是SiO2含量低，一般小于40%，TiO2与FeO+Fe2O3含量高，前者可达6.57%，后者在15%以上，最高达26%，属于超镁铁质、镁铁质岩石。

       (2) 古元古代早期磷矿床
       古元古代早期磷矿床系指2 500～2 000 Ma即五台期形成的磷矿床。矿床主要分布在黑龙江省的鸡西、林口、余庆等地，一般构成中小型矿床。矿石类型主要有含磷灰透辉石墨斜长片麻岩、磷辉金云大理岩、磷灰透辉岩、含透辉磷灰石英岩、磷灰橄榄大理岩等。

      (3) 古元古代晚期磷矿床
      古元代代晚期磷矿床系指2 000～1 700 Ma，即吕梁期形成的磷矿床，该期磷矿床是前震旦纪最重要的矿床。此类磷矿床广泛分布于中朝地块，含磷地层以滹沱群为代表。含磷岩系沉积特征在中朝地块东缘、北缘与内部有较大差异，其中东缘为被动大陆边缘冒地槽沉积，成矿条件较好，形成若干个重要的工业矿床。目前发现的主要在中朝地块东部吉南、辽东、苏北、皖东、鄂东北，此外在内蒙古中部与山西也有少量分布。
       含磷岩系主要由黑云斜长片麻岩、变粒岩、云英片岩、白云质大理岩和碳质板岩等组成。

4.内生磷矿床

内生磷(灰石)矿床在储量规模和矿床数量上均不如磷块岩矿床，但由于该类矿床具有易选、综合利用价值高等优点，因而仍是磷的重要来源之一，在缺磷地区尤显重要。
       中国的内生磷矿床主要分布于北方的中朝准地台，产出时代多为元古宙至古生代。矿床类型主要有幔源偏碱性超基性杂岩体磷灰石矿床、幔源含钒钛铁基性超基性杂岩体磷灰石矿床和中酸性火成杂岩体磷灰石矿床。
       (1) 幔源偏碱性超基性杂岩体磷灰石矿床
        此类矿床产于地台区两组大型构造交汇处，原始岩浆通过深部分异作用形成多期侵入杂岩体。磷灰石、磁铁矿在岩浆分异过程中形成品位较高、规模较大的磁铁矿矿床。矾山磁铁矿磷灰石矿床是其典型实例，也是中国目前唯一的大型易选、中低品位的碱性岩型磷灰石矿床。
       (2) 幔源含钒、钛、铁基性\|超基性杂岩体磷灰石矿床
        此类矿床主要分布于地台或地盾地区的大断裂带上，岩体形态不规则。岩体中磷灰石富集程度不高，大多是岩体即为矿体，P2O5含量一般在5%以下，大多为2%～4%。局部地区即使由于岩浆分异作用，磷灰石稍有富集，但规模较小，一般为小型，少数可达中型。成矿母岩的显著特点是钒、钛、铁的含量比一般钙碱性岩石高，往往可以达到综合利用的要求。有用矿物有磷灰石、磁铁矿、钛铁矿、钒钛磁铁矿和含钴黄铁矿。已发现的矿床有河北罗锅子沟矿床、马营、黑山磷灰石矿床。
       (3) 消减洋壳源、中酸性火成岩体磷铁矿  其成矿母岩属中\|酸性岩浆侵  入体，磷灰石伴生于磁铁矿矿床中，矿石P2O5含量较低，一般为1%～3%，局部有磷灰石矿物的富集，可形成磷灰石岩。此类矿床大多数为磁铁矿磷灰石矿床，磷灰石可作为综合利用的矿产资源，南京梅山铁矿床是典型实例。

5.次生磷矿床

次生磷矿床是指原有的含磷层经物理化学风化淋滤作用后，所含磷质就地残积、异地迁移或再沉积等富集形成的磷矿床。
      中国次生磷矿蕴藏量不大，现已发现矿床(点)近30个，主要在四川、广西、湖南、云南、贵州、广东、吉林、陕西、江苏和福建，除1处为大型，6处为中型规模外，其余皆为小型矿床或矿点。该类磷矿床大致可分为两种类型。
      (1) 风化淋滤-残积型磷矿床
      原含磷层经风化后，其可溶性物质淋滤流失，所含磷质残留富集。含磷品位比原来可提高2～6倍，风化淋滤残积深度受地下水面控制，可达40～50 m。
      吉林古元古代珍珠门组含磷铁质角砾状白云石大理岩、含磷铁质白云石角砾岩及含磷白云石大理岩，原岩含P2O5一般为1%～13%，经风化淋滤后P2O5可达10%～20%，形成小型磷矿(通化干沟磷矿)。湖南湘潭、长沙上震旦统白云岩和硅质岩，原岩含P2O5 0.2%～4.79%，高者可达10%，经风化淋滤后，P2O5可达19.92%～30%，形成中型(黄荆坪)、小型(麻田)磷矿。广西中、上泥盆统灰岩、白云岩及硅质岩，均含磷质(条纹和条带)，原岩含P2O5约0.5%～4%，风化淋滤后，Ⅰ矿层含P2O5 7.12%～15.7%，Ⅱ矿层3%～9%，部分高达7%～10%。局部大于10%～12%的形成中型矿床4处，其余为小型矿床或矿点。
       以上各风化前的含磷层以上震旦统—下寒武统、中泥盆统为主。风化淋滤后，形成有规模较大、品位较高的中型矿床多处。广西下侏罗统的石英安山岩和安山质凝灰岩风化形成的粘土状磷块岩，因沿走向、倾向变化较大、品位低，工业价值不大。矿体形态一般多呈似层状、透镜状和不规则状。
       磷矿石矿物主要为胶磷矿、碳磷灰石，次为银星石、磷铝石及氟磷灰石。脉石矿物主要有石英、绢云母、高岭石、方解石、白云石、碳质、铁质、锰质、硅质、岩屑；极少长石、褐铁矿和海绿石等。磷矿石类型有泥质型、硅质型和碳酸盐型3大类型：粘土质磷块岩、硅质磷块岩和白云质磷块岩。磷矿石结构有胶状、砂状、砂砾状、交代镶边、残余、压碎和生物碎屑等。构造有块状、角砾状、板状、片状、环带状、皮壳状及条纹、条带状等。
       (2) 风化-再沉积型磷矿床
       暴露于地表的磷矿或含磷层，经风化作用，遭受海侵，经海解作用而形成再沉积的磷矿床，该类矿床具有风化与沉积矿床的双重特点，但沉积特征更明显。该类型矿床有重要工业价值，主要分布在四川、云南等省。四川什邡磷矿床为其典型代表。

6.鸟粪磷矿床

鸟粪磷矿床是鸟粪堆积以及淋滤作用磷质胶结珊瑚砂所形成的磷矿床。根据其形成时的气候条件不同，可分为可溶性与淋滤两类。可溶性鸟粪磷矿床形成于干燥气候条件下，鸟粪磷矿床中有大量的磷酸盐，还含有较高的硝酸钾。有的鸟粪磷矿床中含P2O5 27.1%、NO2 10%～9%、K2O 2%～3%，矿石可作为良好的氮、磷、钾综合性肥料；淋滤鸟粪磷矿床形成于热湿气候条件下，鸟粪矿中的可溶性盐类被溶滤到矿层之下，并交代下伏珊瑚石灰岩形成磷酸钙沉淀。矿层中缺乏易溶的硝酸盐，鸟粪磷矿呈棕色土状或粒状，含腐殖质时呈黑色，矿层厚度各地不一，由几十厘米到5 m以上。一般含P2O5 20%～25%，NO2 27.34%～23.54%。

三、矿床实例

1.贵州开阳磷矿

该矿位于贵州开阳县境内。磷块岩矿层产于震旦系上统陡山沱组的上部，广泛出露于走向近南北向的洋水短轴背斜的两翼。矿区包括6个矿段，总面积近50 km2。矿层厚度及品位稳定，矿床规模大，矿石质量好，是国内外少见的优质磷矿床(图4.11.2)。
        区内出露地层主要为震旦系与寒武系。含磷岩系陡山沱组的下部为陆源碎屑沉积，岩性主要为细粗粒粘土质石英砂岩及粘土质粉砂岩；上部主要由致密状磷块岩(或叠层状石藻磷块岩)及页岩、含锰硅质白云岩等组成。
       矿层结构简单，呈单一层状产出，一般无夹层，但有时见薄层页岩夹层，矿层上部偶见有白云岩透镜体。矿层一般厚4～7 m，最厚达15 m，向深部有变薄的趋势。
       矿石具粒状、假鲕状、凝胶状结构，粒径0.1～1 mm。主要呈致密块状结构，其中叠层石构造极为发育，常见有柱状、锥状及管状藻体。矿石矿物以胶磷矿为主，少量纤维状磷灰石。脉石矿物有水云母、石英、白云石、方解石、黄铁矿等，时见海绿石、绿泥石。

2.贵州瓮福磷矿

瓮福磷矿位于贵州瓮安县与福泉县境内，是贵州中部又一特大型磷矿床，其特点是陡山沱组剖面完整，磷矿石类型齐全，富含碘。
       陡山沱组及其磷矿层，沿斜列相衔接的白岩、高坪两个背斜翼部出露，在两个背斜区分别称白岩矿区与高坪矿区(图4.11.3)。
       白岩矿区有A、B两层矿。A层矿产于陡山沱组下段，夹于白云岩中，主要为黑色纹层状、互层状泥基砂屑磷块岩，仅近顶、底板白云岩处为少数条带状、条纹状白云质凝胶磷块岩。矿层厚0～29.12 m，一般厚12～19 m，含P2O5 9.86%～27.81%，一般含25%左右，多属泥质磷块岩。脉石矿物以粘土矿物为主，含碳质较高。B层矿产于陡山沱组上段，自上而下按矿石类型分为4个分层：B1——中厚层状泥基砂屑磷块岩及厚层状砂屑磷块岩，品位较高，一般P2O5皆高于或等于30%；B2——云基球粒磷块岩及凝块状白云质凝胶磷块岩，此层磷质凝块、磷质球粒与白云质基质的配比变化较大，故P2O5含量不稳定，一般属中等品位；B3——硅质岩、白云岩与各种类型的白云质磷块岩混杂组成，厚度、品位变化极大，多数不够可采品位，属B层矿的非磷夹层；B4——条纹状、条带状白云质凝胶磷块岩，系泥晶白云岩条带与凝胶磷质条带交互组成，含磷量视二者配比而异，一般为中低品位。B矿层总厚10.60～33.09 m，一般厚15～20 m，含P2O5 16.42%～29.91%，一般为22%～27%。

图 4.11.2贵州开阳磷矿地质图

图 4.11.3瓮福磷矿床示意地质图①

1.寒武系；2.上震旦统灯影组；3.上震旦统陡山沱组；4.下震旦统南沱组及前震旦系板溪群；5.磷矿层；6.背斜轴；7.断层；①据贵州地质矿产局资料

高坪矿区也有两层矿，即A、B两矿层。产于陡山沱组下段的A层矿为透镜状、薄层状泥基砂屑磷块岩及饼砾状砂砾屑磷块岩，层薄且很不稳定，为非工业磷矿层。产于陡山沱上段的B矿层为砂砾屑磷块岩等，层厚1.05～24.88 m，一般厚8～14 m。含P2O5 24%～38%，地表风化带常含P2O5达35%以上，深部一般只含25%，其中英坪矿段平均含碘0.007%。区内磷矿层产状平缓，多与坡向一致，受风化较强，富矿较多，露采比较大。

3.湖北荆襄磷矿

位于湖北宜昌市、钟祥县境内，呈北北西-南南东带状延伸，长达60 km，面积240 km2。产于震旦系上统陡山沱组，其特点是矿层厚、层数多、规模大，质量佳，为中国重要的磷块岩矿床之一，全区划分成朱堡埠与胡集两个矿区，胡集矿区又被分成7个矿段。
   区内出露有前震旦系、震旦系上统、古生界及三叠系等地层。构造上胡集矿区较为简单，为一向西倾斜层，倾角一般20°左右。朱堡埠矿区构造较为复杂，褶曲、断裂较多，致使磷矿层被分割成多个矿体，矿层发生重复、缺失或产状多变(图4.11.4)。

图 4.11.4湖北荆襄磷矿地质图

该磷矿赋存于震旦系上统陡山沱组的中、下部。含磷岩系共有4个含磷层位，3个工业矿层。其中一矿层(Ph1)、三矿层(Ph3)为本区主要矿层，二矿层(Ph2)仅局部地段可采，储量占总储量的1%。
       Ph1
       产于含磷岩系底部，在含锰白云岩和页岩之上，含磷白云岩之下。工业矿层一般厚3～5 m，最厚12 m，断续延长约60 km。矿石质量较好。P2O5
含量平均24%，矿物成分比较简单，有用矿物主要为胶磷矿，次为少量晶质磷灰石；碳酸盐矿物以白云石为主，方解石较少；硅酸盐矿物有绢云母及粘土矿；硅质矿物为石英与玉髓。矿石工业类型：泥质条带状矿石为硅质型，白云质条带状矿石为钙质型，全层为硅钙质型。
       Ph3
       矿层产于陡山沱组的中上部深灰色含磷白云岩中间，由砂岩状及互层状磷块岩组成。工业矿层仅见于胡集矿区，一般厚4～10 m，最厚达20 m，延续长20余 km，已控制斜深在3 km以上。矿石几乎均为贫矿，平均P2O5含量17.7%。砂岩状磷块岩为Ph3矿层的基本类型，胶磷矿是主要有用矿物，晶质磷矿物少量。它们在矿石中主要呈假鲕粒状，粒径一般为0.1～0.3 mm。充填胶结鲕粒状的脉石矿物主要为白云石、石英和玉髓等，多为基底胶结。互层状磷块岩系指砂岩状矿石薄层与含磷白云岩薄层相互成层的一种矿石，是互层状构造。矿石工业类型主要为硅钙质混合型，少量地表风化矿石属硅质型。

图 4.11.5云南昆阳、海口磷矿地质略图

4.云南昆阳磷矿床

昆阳磷矿床是中国早寒武世最大的磷块岩矿床之一，位于昆明市西南的滇池西岸。
    矿床为一近东西向的单斜构造。地层倾向为160°～190°，倾角为10°～25°，产状平缓。磷矿层倾向与地形坡度一致，上覆岩层较薄。
    磷矿层产于早寒武纪梅树村阶渔户村组中谊村段(图4.11.5)，主要由白云岩和磷块岩组成，厚20.16 m，其中磷块岩厚10.06 m，占45%。磷矿分上、下两层，其间为厚约1.6 m的灰白色含磷水云母层相隔，矿层东西延长8 km，矿区面积为20.86 km2。上矿层厚1.97～14.85 m，平均厚5.77 m，比较稳定；下矿层厚0～6.87 m，平均厚3.5 m，变化较大，不稳定。全区P2O5平均含量为26.24%，地表露头部分氧化矿石品位较富，含P2O5 30%以上，有害杂质含量较少；深部原生矿石P2O5含量显著降低(为20%～25%)，而Ca、Mg含量增高。矿石类型主要为蓝灰色的富磷块岩和浅灰的白云质磷块岩。矿石矿物主要为胶磷矿和少量白云石、方解石、玉髓、海绿石。矿石以颗粒结构为主，磷块岩层理以水平层理、波状层理和序粒状层理为主，其次是交错层理。

5.江苏海州磷矿床

江苏海州磷矿床是产于前寒武纪古元古代晚期变质岩系中的沉积变质磷灰岩矿床，位于江苏连云港市西南6 km的锦屏山。大地构造位置处于中朝地块东部台隆南缘。区域地层主要为海州群及其下伏朐山变质岩系。
    含磷岩组为海州群锦屏组。海州群厚7 400 m，分上、下两个岩组。下为锦屏组，1 700 m，由云母石英片岩、石墨云英片岩、白云质大理岩、磷灰岩、白云斜长片麻岩和变粒岩等组成。原岩为一套砂泥质、碳酸盐与磷酸盐沉积；上为云台组，厚5 700 m，由白云斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、变粒岩、浅粒岩和石英岩等组成，原岩为一套中酸性火山\|沉积岩。上述地层与钾质花岗岩(混合花岗岩)呈混合交代接触，构成了一个半完整的穹隆构造(图4.11.6)，含磷岩系或直接与钾质花岗岩接触，或与混合片麻岩接触。

图 4.11.6海州磷矿床地质图①

1.钾长花岗岩(混合花岗岩)；2.细粒钾质花岗岩(混合片麻岩)；3.眼球状片麻岩；4.含磷岩系；5.白云母片麻岩；①据张秋生

        含磷岩系由上、下两层含磷变质白云岩和上、下两层白云质云母岩组成。二者交替出现。整个岩系基本上由白云石、石英和白云母按不同比例组成一系列岩石类型。磷灰石与这些岩石间的关系表明，虽然在以白云石石英白云母为主要矿物的含磷岩系各种岩石中，磷灰石均有分布，但有以下特点：磷灰石的富集大部分发生在白云石集中区。即在白云石大理岩中磷灰石含量最高。相反，在白云母极为富集的石英岩、云母片岩中，磷灰石并不富集；在白云母白云石、白云母石英两种矿物的比例相近时，磷灰石明显聚集；在上述三矿物含量几乎相等的一些岩石类型中，磷灰石也发生聚集；白云质云母片岩位于两个含磷岩层之间，其中也有少量磷矿体，但多产在云母石英片岩中。
    磷矿石化学成分见表4.11.6。
    主要矿石类型为细粒磷灰石岩，次为云母磷灰石岩及锰磷岩。含磷矿物主要为氟磷灰石，常伴有方解石、黄铁矿、金红石、白云母、碳质等。

表 4.11.6海州磷矿床磷矿石的化学成分

含矿带延伸20余km，宽100～150 m，最宽700 m，分上、下两个含矿层，下矿层有18个矿体，单矿体长一般百余至千余米，最长2 000余m。上矿层有6个矿体，单矿体长300～400 m、厚2～6 m，最厚达30余m，矿体呈层状、似层状。

6.河北矾山磁铁矿磷灰石矿床

位于河北涿鹿矾山镇附近的矾山磁铁矿磷灰石矿床是一个大型的幔源偏碱性超基性杂岩体磷灰石矿床。
    杂岩体侵入震旦亚界地层，为一隐伏中心型侵入岩体。岩体长5～6 km，宽4～5 km。
    杂岩体在平面上呈环状，岩性由外向内依次为榴辉正长岩、辉石正长岩、正长辉石岩、辉石岩、磷铁矿体、似粗面状辉石正长岩，以及正长岩墙(图4.11.7)。
    具有工业意义的矿体均产于杂岩体内的层状辉岩带中，东西长1 718 m，南北宽1 480 m。矿体均向中心倾斜，倾角25°～40°。
    已探明矿体6个，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体规模较大，为本矿的主要勘探对象；Ⅱ、Ⅲ号矿体是目前开发设计的主要对象。Ⅰ号矿体赋存在上层中细粒黑云母辉石岩中，Ⅱ号矿体及部分Ⅲ号矿体(上部)赋存在下层中粗粒黑云母辉石岩中，Ⅲ号下部矿体产于正长黑云母辉石岩的顶部。主矿体长度2 200～2 700 m，平均厚度21～35 m，平均延深410～640 m，最大延深865 m。
    矿石类型主要三种：黑云母磷灰石矿石、磁铁矿磷灰石矿石及辉石黑云母磷灰石矿石。
    组成矿石的矿物主要为次透辉石、黑云母、正长石、磷灰石、磁铁矿，尚含少量钛榴石、钛铁矿、榍石、黄铁矿等。磷灰石(氟磷灰石)是辉石岩的副矿物，亦为矿床的主要工业矿物。磁铁矿为伴生次要工业矿物，仅在磁铁磷灰石岩中富集。磷灰石岩具镶嵌结构。磁铁磷灰岩具海绵陨铁结构。矿石有致密状、浸染状、片状、条带状、间杂状构造等。
    矿石化学成分：P2O5 11.87%，TFe 13.0%。

7.四川什邡磷矿

位于川中什邡、绵竹县境内，呈东西向带状延伸，长约50 km，形成风化再沉积型磷矿床。该矿由下部的磷块岩与上部的硫磷铝锶矿组成(图4.11.8)。
    磷矿岩矿层：主要由角砾状矿石组成。厚度变化较大，一般厚7～10 m。矿石矿物以胶磷矿为主，脉石矿物有水云母、黄铁矿、有机质等。矿石主要化学组分(%)：P2O5 28.01、SiO2 5.46、CaO 38.53、MgO 0.70、CO2 21.81、Fe2O3 3.04、Al2O3 4.63、F 2.54、SrO 1.85、全硫 2.56、碘 0.0124、有机质 0.05～1.40。其含量特点是高铁、铝，低硅、镁；含碘较高，已达到综合利用要求。
    硫磷铝锶矿层：直接产于磷块岩之上，呈透镜状产出，主要发育于王家坪至英雄崖矿区，长约9 km，平均厚5.4 m，其余矿段零星分布。矿石具致密状、豆状、块状构造。矿石矿物为硫磷铝锶矿及少量的细晶磷灰石；脉石矿物为粘土、黄铁矿等。矿石化学组分含量(%)：平均酸溶P2O5 11.95、Al2O3 11.97；碱溶P2O5 19.74、Al2O3 27.19、SiO2 7.61、CaO 7.23、MgO 0.33、CO2 0.31、Fe2O3 5.44、F 0.45、SrO 6.61、全硫5.30、碘0.000 9、有机质0.07～1.25。稀土总量为0.277，具有综合利用价值。

图4.11.7 河北矾山磷铁矿区纵剖面图

1黄土；2砂砾层；3含砾亚粘土层；4辉石岩；5黑云母辉石岩；6矿体及编号；7磁铁矿磷灰石岩；8矿体；9斑杂状正长黑云母辉石岩(似伟晶状)；10似粗面状正长辉石岩；11云斑状正长辉石岩；据冶金516队、北京大学地质系，1980图4.12.1中国金刚石矿分布图

图 4.11.8 四川什邡-清平磷矿地质图

      磷矿资源开发阶段

一、地质勘查

(一) 磷矿地质勘查阶段的划分

根据勘查性质、任务和目的，我国对磷矿的勘查工作基本上分为普查找矿、地质勘探和矿区勘探三个阶段。

1.普查找矿

在较大范围内进行区域地质调查，收集研究区域内与成矿有关的地质资料，对区域磷矿远景作出初步评价；阐明区域内其他矿产及其工业意义。在1/20万区域地质调查的基础上，对重要的远景地段开展1/1万～1/2.5万地质调查研究。提交普查报告，为进行地质勘探设计提供依据。

2.地质勘探阶段

(1) 初步勘探
       在普查找矿的基础上，对已找到矿床采用槽探、钻探、坑探手段，对矿体进行全面勘探，其主要任务是大致查明矿床的分布范围、矿床的产状、形状以及地质构造和矿石质量、技术加工特性，大致确定矿床开采的技术条件及矿区经济条件。通常采用矿区大比例尺地质测量、槽井探并配合物、化探，对矿床进行地表地质研究，揭露、追索和圈定矿体，同时用少量钻探或坑探，大致了解矿体深部变化情况，计算远景储量。初步勘探所获得的资料，可以作为确定详细勘探地段的依据。
       (2) 详细勘探
       详细勘探是为矿山建设设计提供地质依据，其勘探研究程度必须达到下列各项基本要求。
       1) 在研究矿床成矿地质条件(如含矿层位、火成作用、矿化特征、矿区构造及成矿规律等)的基础上，确定矿层(体)的分布范围。
       2) 研究矿层(体)的形状、产状、厚度及空间位置。对矿体的膨缩、分叉、相变、尖灭以及因构造或剥蚀原因而出现的变异地段进行详细研究。
       3) 研究矿床的地质构造特征和火成岩体对矿层(体)的破坏情况。研究的主要对象是控制与改变矿体空间位置和影响开拓工程布置的成矿后断裂与褶皱构造。构造控制的重点应放在矿床的首采区以及影响矿床开采总体设计的关键性构造上。
       4) 研究并查明各类型矿石磷酸盐矿物及非磷酸盐矿物的物质组成和含量变化及其粒度、胶结形式、结构、构造，必要时进行单矿物种类的研究。
       5) 试验研究矿石的选矿加工技术性能
       对不同矿石类型或不同品级的矿石要分别采样，必要时还须采取各类型矿石的混合矿样进行实验室规模可选性试验，并研究矿石中伴生有益组分的富集规律和综合回收途径。
       6) 在勘探磷矿床的同时，对勘探范围内一切具有工业价值的共生矿产和伴生组分，均应根据国家建设需要和一孔多用的原则进行综合勘探。对与磷矿伴生的有益元素和矿产，如氟、碘、稀土元素、放射性元素及锰矿、含钒钛磁铁矿、钛铁矿、石墨、蛭石等，研究其赋存状态、分布规律、含量和综合利用的条件，做出综合评价。
        7) 地形地质测量、勘探矿区(段)地形地质测量比例尺一般为1∶2 000；对于延伸很长，地质条件简单或地形条件复杂的大型沉积矿床可测制1∶5 000的矿带地形地质图。对某些地质构造和矿体形态复杂的内生矿床可测制1∶1 000～1∶5 000的地形地质图。

3.矿区勘探阶段

在详细勘探的基础上，更详细地研究矿体地质特征，按照全国矿产储量委员会下达的规范要求，以及矿山开采部门确定的工业指标，正确圈定工业磷矿体。详细查明磷矿石质量、数量和空间分布，研究磷矿床的开采利用技术条件，进行矿床地质技术经济论证，以提供更详细、更准确的地质资料，保证基建和生产的顺利进行。

(二)磷矿地质勘查的技术和方法

1.磷矿地质勘探类型我国磷矿床划分为4个勘探类型：
    第一勘探类型：矿层稳定，构造简单，矿体延伸规模大的沉积磷块岩矿床，如湖北荆襄磷矿王集矿段、贵州开阳磷矿马路坪(下盘)矿段。
    第二勘探类型：矿体较稳定，构造中等，矿体延展规模为大—中等的磷块岩和沉积变质磷灰岩矿床，如湖北朱堡埠Ⅰ号矿北段。
    第三勘探类型：矿体不稳定、构造中等或矿体较稳定、构造或矿体内部结构复杂、矿体延伸规模小—中等的各种成因类型矿床，如四川金河磷矿马槽滩矿段、江苏锦屏西山矿段。
    第四勘探类型：矿体很不稳定或形态复杂，或矿体由延展规模很小而又不规则的矿体群组成的内生磷灰石矿床或变质磷灰石矿床，如河北承德磷矿马营矿段。

2.勘探工程间距
       根据中国磷矿勘探及矿山生产实践，结合磷矿的勘探类型总结出各勘探类型相应的勘探工程间距表(表4.11.7)。

表 4.11.7勘探类型及工程间距表(m)

二、磷矿开采

磷矿通常采用地下开采和露天开采。中国磷矿床多数位于山区，埋藏较深，地下开采约占原矿总产量的60%。常用空场法和崩落法，其中又以房柱法和分段崩落法为主。磷矿地下开采主要采矿方法见表4.11.8。
    我国露天开采采出矿石的比重约占磷矿产量的40%。中国先后建成了昆阳、海口、浏阳、黄麦岭、瓮福、大峪口等一批大、中型露天矿。这些露天矿多为山坡露天矿，单一的汽车公路开拓运输系统占绝大多数。

表 4.11.8中国磷矿山主要采矿方法

穿孔设备：大中型矿山以潜孔钻机为多，个别使用45R牙轮钻机；地方小矿以轻型凿岩机为主，少数矿山还在使用钢绳冲击钻。
      采装设备：1～4.6 m3
柴油铲、电铲以及少量的液压铲和索斗铲。
      运输设备：3.5～32 t自卸汽车，以及多种吨位的辅助生产用车。
      辅助设备：80～320马力推土机，以及前装机和压路机等。

三、选矿与加工

中国磷矿选矿研究起始于本世纪50年代末，并于1958年建成并投产第一座年处理原矿120万t的大型沉积变质磷灰岩浮选厂——江苏锦屏磷矿选矿厂。此后于1976年在河北马营磷矿建成并投产一座年处理原矿30万t的中型岩浆岩型磷灰石浮选厂。这两座选厂的建成标志着中国已经掌握了易选磷矿的选矿技术。目前，直接浮选、反浮选、擦洗脱泥、重介质分选已应用于工业生产。

1.浮选法

中国磷矿普遍含MgO较高，磷矿物和脉石矿物共生紧密，嵌布粒度细，只有采用浮选法才能获得较好的分离效果，因此浮选法是中国磷矿选矿用得最多的一种方法。
       浮选法包括直接浮选、反浮选、反—正(正—反)浮选和双反浮选等工艺。生产实践中用得较多的是直接浮选工艺和反浮选工艺。
       (1) 直接浮选工艺
       采用有效的抑制剂抑制磷矿石中的脉石矿物，用捕收剂将磷矿物富集于浮选泡沫中。该工艺已成功地应用于岩浆岩型磷灰石和沉积变质型磷灰岩矿石的选矿工业生产中，江苏锦屏磷矿选矿厂是较为典型的例子。
       沉积型硅钙(钙硅)质磷块岩是世界公认的难选磷矿石。自“S”系列抑制剂的直接浮选工艺开发后，这类磷块岩矿石的选矿技术取得了突破性进展。
       (2) 反浮选工艺
       反浮选工艺主要用于磷矿物和白云石的分离，以无机酸作为矿浆pH值调整剂，在弱酸性介质中用脂肪酸捕收剂浮出白云石，将磷矿物富集于槽产品内。其最大优点是实现了常温浮选，槽产品粒度较粗有利于产品后处理。该工艺已成功地用于瓮福磷矿沉积磷块岩的选矿工业生产。

2.擦洗脱泥工艺

60年代中期中国就开始对湖南浏阳磷矿进行擦洗脱泥研究，并取得一定效果。80年代初又对云南海口磷矿进行研究，继而扩大到滇池地区的低镁风化矿。目前该技术已开发成功并应用于滇池地区磷矿生产中。
      该工艺原理简单，纯属物理选矿，即将风化磷矿石置于水中擦洗或磨剥，去除表面泥质物，使磷矿物富集。该工艺富集比一般不大，只能使P2O5
品位提高3～5个百分点。其中较典型而效果又较好的是海口磷矿风化矿。1995年晋宁磷矿擦洗厂已建成投产。

3.重介质分选技术

矿物之间的比重差异是重介质分选的关键。中国于80年代中期开始研究，发现其技术关键在于能否将分离比重严格控制在2.8～2.9之间。1992年采用此技术的湖北宜昌花果树磷矿重介质选厂建成投产。重介质分选技术因其分选效率高、环境污染小等优点，具有广阔的发展前景。从长远看，这种技术可望作为一种预选作业，从低品位磷矿中预先排除大部分脉石，从而提高后续分选作业的效果。

4.焙烧消化工艺

这是一种化学选矿法，主要用于含硅酸盐矿物很少的碳酸盐型磷矿石。利用碳酸盐矿物在高温下热分解放出CO2，然后加水使CaO、MgO水化成为细粒Ca(OH)2 和Mg(OH)2，采用分级技术脱除钙镁氢氧化物后，使磷矿物富集。
       该工艺在选别陕西何家岩、贵州瓮福、大塘等磷矿中均获得较好的结果，并已完成扩大试验。但由于能耗高、脱出的石灰乳处理困难，加上生产控制难度较大等原因，尚未推广应用。

5.化学选矿

此法主要用于排除碳酸盐矿物，特别是MgO，使精矿中MgO含量降低到0.5%以下。由于加工费用较高，只有在其他选矿工艺所得精矿质量满足不了后续加工要求时，才可以考虑用此技术处理精矿。
        在磷矿化学选矿中，用作碳酸盐矿物的萃取剂主要有氯化铵、硫酸和二氧化硫等，其中硫酸应用最广。

6.光电拣选技术

光电选矿是利用矿石和脉石之间的色差进行选别，以代替人工手选；在磷矿生产中极少使用。中国曾对开阳磷矿进行过光电拣选研究，主要用于拣除开采中混入的顶板白云岩，获得一定效果。

四、环境保护

磷矿生产过程中，产生大量的废石、废水、尾矿、废气、粉尘及噪音等，使矿山周围的水体、大气、土壤遭到污染，若不采取相应的治理措施，会使生态平衡破坏，影响当地的生产和生活。因此，磷矿企业除了必须执行《中华人民共和国环境保护法》及有关法规外，还必须根据企业自身的特点和具体条件制定有关的环境保护规章制度。

1.废水

磷矿工程的废水主要来源于矿井和露天采场的外排水，选矿厂选矿废水、机修及汽修用水、生活水等。矿山应根据废水来源及性质采取不同的措施加以治理。可采用自然沉降\|生化处理工艺、二次混凝沉降处理工艺等治理选矿厂废水，使其达到排放标准。

2.粉尘

磷矿在开采过程中，穿爆、采装、运输等工序以及在选矿过程中，破碎、筛分、运输等工序均有粉尘产生，严重污染工作和大气环境。因此必须采取有效的防尘措施如洒水、喷雾、除尘系统等，尽量使作业点的粉尘浓度降至规定数值。

3.噪声

采矿场、通风机房、空压机房、选矿厂的破碎、筛分、除尘、磨矿系统等在生产过程中均能产生噪声，致使环境遭到污染。首先要制定噪声法规和噪声标准，进行法制管理。其次是控制和治理噪声源的传播和散发，采取治理振动、吸音、隔音、消声等措施。
       此外，磷矿还应加强绿化和土地复垦，以达到综合治理环境的目的。

磷矿资源供需形势

一、生产现状

截止1996年底，全国形成磷矿生产能力1 804万t(标矿，下同)。1996年全国磷矿产量为2 190.47万t，其中国有大中型磷矿产量为1 199.63万t，占全国磷矿总产量的54.8%，形成了以国有矿山为主体、乡镇矿山为补充的开发格局。
       中国磷矿储量的78.47%集中在云、贵、川、鄂、湘5省，P2O5＞30%的富矿又集中在云、贵、川、鄂4省，因而形成了磷矿产量相对集中的现状。1996年五省磷矿产量为1 899.3万t，占全国总产量的97.95%。1996年各省磷矿生产、运出量完成情况见表4.11.9；重点磷矿生产、运出量完成情况见表4.11.10。

表 4.11.9 1996年全国各省磷矿①生产、运出量完成情况

表 4.11.10 1996年重点磷矿①生产、运出量完成情况

矿石产量为1.43亿t，其中美国4 374万t，摩洛哥2 045万t，原苏联1 179万t。我国产量低于美国，高于摩洛哥，居世界第2位。

二、生产布局

1996年云、贵、川、湘、鄂5省的磷矿产量为1 899.3万t，约占全国总产量的97.95%，其他产磷省如江苏、河北、宁夏的磷矿产量约占全国总产量的2.05%。由此可见，中国磷矿生产布局极不平衡。中国大中型磷矿生产企业见表4.11.11。

表 4.11.11中国磷矿大中型生产企业

中国重点磷矿生产企业主要有云南磷化工(集团)公司、贵州开阳磷矿、贵州瓮福磷矿、四川金河磷矿、湖北荆襄磷化工集团公司、湖北大悟黄麦岭磷矿、河北矾山磷矿等。

(一) 云南磷化工(集团)公司

云南磷化工(集团)公司的磷矿部分包括昆阳磷矿、海口磷矿和晋宁磷矿。

1.昆阳磷矿

昆阳磷矿位于昆明市南西72 km。该矿为单一原矿生产矿山(规模160万t/a)，已生产近30年。全矿共有5个采区，一采区露头已采完，二采区露头已开采。作为矿山接替的三采区，于1992年建成，规模为年产原矿90万t。四采区为备用接替区。五采区为初勘区。

2.海口磷矿

按地质构造特点分为四个采区，其矿体赋存特点、矿石自然类型、矿物组成和结构、构造等基本一致，只是因风化程度不同致使化学组分发生相应变化。
        1966年化学工业部化工矿山设计研究院对Ⅲ采区作了年产40万t的设计，并投入生产。1973年沈阳煤炭设计院对Ⅰ、Ⅱ采区进行了年产150万t原矿的初步设计，后因故缓建。
        1987年化学工业部化工矿山设计研究院为海口磷矿进行了60万t/a采矿及擦洗脱泥厂设计，该工程建成投产后，提供了优质擦洗磷精矿。以1996年为例，海口磷矿生产擦洗原矿20.85万t，P2O5含量为27.83%。擦洗厂除处理这部分原矿外，还从各集体、私营小矿山收进原矿14.24万t，P2O5含量为29.33%，共生产磷精矿25.57万t，P2O5含量为30.85%。

3.晋宁磷矿

晋宁磷矿位于昆明市南75 km，属晋宁县上蒜乡范围。1972年首次开采，1973年组建“上蒜磷矿”，先后在Ⅰ、Ⅱ矿段内开采。后来又在Ⅲ、Ⅳ矿段内进行大规模开采。晋宁磷矿扩建工程于1995年建成。年采选能力为100万t，可年产精矿90万t。由于云南铁路外运能力不足，因此该矿现在尚不能满负荷生产。

(二) 贵州开阳磷矿

开阳磷矿位于贵州省中部。矿区共包括七个矿段，总面积近50 km2。该矿于60年代初在用沙坝矿段进行小型露采。1964年马路坪矿段根据规模150万t/a的设计(地下开采)要求，开始矿山建设。1971年建成投产，生产能力为年产矿石100万t。作为接替的用沙坝矿段，设计规模为60万t/a，现正在开采。马路坪100万t/a扩建工程仍在进行之中。
    开阳磷矿七个矿段中当前正在开采的矿段有马路坪下盘矿区、马路坪上盘矿区、用沙坝矿区、沙坝土矿区、极乐南矿区、极乐北矿区。

(三) 贵州瓮福磷矿

位于贵州瓮安、福泉两县境内，是一特大型优质海相化学沉积磷块岩矿床。南北长17.5 km，东西宽2.5～4 km。全区共划分为两个矿区8个矿段，白岩矿区面积30 km2，高坪矿区28 km2。
       1987年开始对瓮福磷矿进行开发利用研究工作。首采英坪矿段露采储量3 842.33万t，平均出矿品位P2O5 30.78%，接替矿段磨坊矿段露采储量1 744万t，平均出矿品位P2O5 28.72%，年采选原矿250万t。选矿厂1990年11月开工建设，1995年建成并投料负荷试车一次成功。

(四) 四川金河磷矿

位于四川盆地西北边缘龙门山中段，石亭江上游，距什邡县城45 km，为年采矿设计生产能力100万t的大型矿山。
       该矿目前有马槽滩分矿、岳家山分矿、英雄岩分矿和兰家坪分矿。马槽滩分矿的设计规模为50万t/a，生产能力为30万t/a，正在兰家坪矿区建设50万t/a的接替矿区。岳家山分矿的设计规模也为50万t/a，目前生产能力为20万t/a。英雄岩分矿，1980年第一期工程投产后，由于品位、成本和售价等原因，停产一段时间。1986年陆续恢复生产和建设，目前生产规模在5万t/a左右。兰家坪矿段正在建设中。
       金河磷矿采出的矿石由于品位较高，P2O5平均在30%左右，不需要选矿即可直接用于制造磷肥。

(五) 湖北荆襄磷化集团公司

该公司始建成于1958年，位于湖北省钟祥市境内，是集采矿、选矿、制酸、制肥、发电、机修、运输工程设计及建筑安装于一体的大型联合企业。公司拥有大峪口矿肥结合项目投资在内的总资产43.69亿元，其中新建成的大峪口矿肥结合项目投资36.69亿元。该工程1995年底矿山部分完成采选联动负荷试车，化工厂的重钙装置以及配套的硫酸、磷酸、氟化铝装置也已相继投产。目前生产规模已达到原矿250万t/a、磷酸20万t/a、磷精矿130万t/a、复混肥41万t/a、普钙35万t/a、硫酸56万t/a、重钙56万t/a、饲料级磷酸氢钙5.2万t/a。
       公司的矿山部分主要由鹰嘴子矿段、王集矿段、大峪口矿段等组成，并拥有王集和大峪口两个选矿厂。

(六) 湖北大悟黄麦岭磷矿

位于湖北大悟县城南13km。建于1973年，已成为采选配套、矿肥结合的大型现代化磷化工企业。该矿生产能力为年采选30万t、硫酸4万t、普钙12万t、碳铵10万t、三元素复混肥8万t、氟硅酸钠500 t。黄麦岭矿肥结合工程1995年建成投产。新建成项目的生产能力为年采选100万t、硫酸26万t、磷酸9.3万t、合成氨3.5万t、磷铵18万t、氟硅酸钠6 000 t。

(七) 河北矾山磷矿

位于河北涿鹿县矾山镇附近。采选设计能力为120万t/a，服务年限36年，是中国北方唯一的一座大型磷矿生产基地。
    矾山磷矿选矿厂1996年试生产。当原矿品位为P2O5 12.56%时，磷精矿P2O5达到34.51%。回收率94.67%。目前该矿已配套建成硫酸厂和磷肥厂。

三、供需形势

中国是一个磷矿生产大国，又是一个磷矿消费大国。消费量和生产量在世界上仅次于美国位居第二。
       中国在世界磷矿贸易总量中所占份额很小。进口磷矿较少，主要进口磷铵和磷酸(国内高浓度磷复合肥料不能满足农业的需求，每年需进口折纯P2O5 190万t左右)。中国磷矿出口呈增长趋势：1994年出口磷矿石72.75万t，1995年95.8万t，1996年达117.2万t。
       据预计，2000年中国化肥产量将达3 100万t(折纯，下同)，其中氮肥2 360万t，磷肥690万t，高浓度磷肥占磷肥总量40%；钾肥50万t。氮、磷、钾肥比为1∶0.36∶0.20。按此设想，2000年磷肥生产需用磷矿2 600多万t(其中优质磷矿1 080万t)，黄磷及其他磷制品用矿300万t，合计需求磷矿2 900多万t。
       预计到2000年，中国生产和在建矿山及规划利用的矿山将有148座，全国国有磷矿生产能力将达2 534万t/a，其中优质磷矿1 370万t/a，全国磷矿产量可望达到3 000万t，基本上可满足上述对磷矿石的需求。
        2000年后适合农作物生长需要的氮磷钾比例拟定为1∶(0.36～0.40)∶0.25，则2000年后各时期需要的磷标量见表4.11.12。
       根据我国已探明的矿产储量，考虑到矿石品位、矿山开采技术经济条件及其他外部建设条件，预计到2010年磷矿基本可以保证，到2020年磷矿产资源则难以为继。

表 4.11.12中国磷矿需求预测

四、展望

中国的磷矿工业的崛起对化肥工业的发展起到了巨大作用，为农业生产作出了重要贡献。为了使中国的磷矿业在今后的更长一段时间内能更好地为磷肥工业和磷化工业服务，应该做到：

(一) 将大型磷矿生产基地建成大型磷化工基地，

生产高效肥料及其他磷产品

中国磷矿资源丰富，与国外磷矿相比，开采成本和售价均较低，只因富矿较少，又受交通条件制约，矿石外运有限，致使国内磷肥工业发展缓慢。虽然南昆铁路的建成对缓解云贵磷矿的外运压力有一定的作用，但从长远发展考虑，云贵两省已有一定的磷化工基础，能源、水能、煤炭、天然气及硫矿资源也比较丰富，适合走矿肥矿化结合的道路，尽快建设大型磷化工基地，从而变矿石外运为化工产品外运，提高运输效率，也有利于全国磷矿与化肥工业布局更趋合理。这是充分利用国内磷矿资源，提高国内化肥供应能力，增加磷矿企业经济效益的一条重要途径。
      据报道，有关部门已决定将云南建成中国最大的磷化工基地，到2000年该省磷化工产值达70～90亿元，磷矿产量1 000万t，磷肥产量100万t，精细化工产量10～15万t；到2010年，磷化工产值将达200亿元左右，磷矿产量1 400万t，磷肥产量180万t，精细化工产量30万t。
      中南地区的湖北省是另一个重要磷矿生产基地，地理位置适中，交通便利，资源丰富，以磷矿基地为依托的荆襄磷化公司、黄麦岭磷化公司都是“八五”期间建成的大型矿肥结合、矿化结合工程。以荆襄为例，目前已初步形成三大化工区：大峪口高新技术化工区(主要产品有高浓度磷肥、复肥、饲钙、磷酸盐系列、湿法磷酸、硫酸盐系列等)，王集矿化、矿肥化工区(主要产品有黄磷、复肥、过磷酸钙、钙镁磷肥、磷精矿等)，刘冲精细化工区(主要产品有三聚磷酸钠、过磷酸钙、氟硅酸钠、乳化粘性粒状炸药等)。
      除了云、贵、川、鄂地区的大型磷矿正在向矿肥矿化结合方向发展外，其他地区的磷矿也正逐步向此方向发展。

(二) 继续在成矿远景好的地区寻找富矿，加强采选技术研究，充分利用中低品位磷矿中国优质磷矿石的供应缺口较大。预计2000年优质磷矿缺口将达280万t，而且这种优质磷矿产量难以满足高浓度磷复肥生产需求的态势还将延续下去。一方面，云贵磷矿生产受铁路运输制约和国内外磷矿价差驱动，优质磷矿出口东南亚市场的数量将继续呈上升趋势，另一方面中小型磷肥厂通过技术改造和产品结构调整，对优势磷矿需求将增长。为确保高浓度磷复肥的发展，除了国家应尽快安排建设湖北宜昌磷矿、保康一期、晋宁二期采选(擦洗)工程和开阳极乐矿段增产优质磷矿350万t(其中擦洗精矿139万t)以弥补优质磷矿缺口外，还应合理布置地质工作，在成矿远景好的地区寻找富矿。如在滇池周围继续寻找露天风化矿，在瓮福、开阳外围及湖北兴(山)—神(农架)—保(康)成矿带继续寻找富矿。对可利用矿区中未达到勘探程度的矿区加紧勘探，尽快提供可靠的建矿依据。对北方缺磷的地区要继续开展基性碱性岩磷灰石矿床的地质研究和普查找矿工作，继续寻找矾山式磷矿。
    与此同时，还应加强采选技术研究，充分利用中低品位磷矿。在采矿方面，对倾斜到缓倾斜的中厚层矿体的开采还存在贫化率高、损失率高、资源浪费严重的现象。“七五”期间，曾在开阳磷进行了锚杆护顶分段空场采矿法试验，在昆阳磷矿进行了长臂式采矿法试验，均取得了成功，解决了回采率低、贫化损失率高的难题，为露天及地下缓倾斜中厚层矿体采用新采矿方法提供了实践经验。中低品位的胶磷矿选矿工艺也取得了很大进展。如70年代研制的S808为抑制剂的胶磷矿直接浮选工艺，使难选沉积硅钙质磷块岩选矿技术方面取得突破，并处于世界领先水平。宜昌重介选矿的试验成功，大量中低品位磷矿得以利用。擦洗脱泥法也在云南风化矿得到了应用。虽然如此还是有必要对中低品位的磷矿采选加强研究和探索，以便改善采矿法，简化选矿工艺，降低成本，生产出成本和适合高浓度磷复肥生产需要的优质磷精矿。

(三) 磷矿价格放开，实行随行就市

长期以来磷矿价格偏低，税收过重，磷矿企业盈利微薄甚至亏损，磷矿山建设资金短缺，投资渠道不畅严重影响了磷矿的生产建设。希望国家对磷矿产品价格适当放开，允许企业根据市场情况合理定价。政策上使磷矿企业能够享受优惠政策和支农产品的待遇，减免资源税和增值税，增加资金投入，降低贷款利率，扩大投资渠道，利用市场经济的杠杆作用，刺激生产的投入，加快磷矿的建设。

(四) 加强对磷资源综合利用的研究

中国磷矿有1/3以上伴生和共生有铀、碘、铁、钛、稀土等十几种有益元素。而中国磷资源以难选磷块岩矿床为主，除了部分富矿、风化低镁矿经擦洗筛分可作湿法磷肥的原料，经济效益较好外，一般磷矿品位中低，含杂质高，选别流程复杂，生产成本高，经济效益低。为了提高经济效益，减少尾矿对环境的污染，化害为益，必须加强回收有益元素的研究，重视综合利用。
       磷矿及其产品生产过程中产生的大量废渣、磷石膏和硫铁矿烧渣的综合利用问题亟待解决。磷石膏联产水泥、硫酸装置已在山东鲁北化工厂投入生产，磷石膏制硫酸钾工程也已在青岛东方化工集团股份有限公司开工建设，投产后可年产硫酸钾1万t，副产氯化钙8 000 t。硫铁矿烧渣虽然已可以用来制铁黄、铁红、净水剂等。但这只能消耗极小一部分烧渣。大量堆存的烧渣的处理方法是各种选矿方法除杂降硫后，作为炼铁原料。需加强研究大吨位烧渣的利用。

(五) 重视矿山环境保护工作，实施可持续发展战略

为了做好磷矿环境工作，使磷矿企业健康稳定持续发展，应着眼于以下几个方面。

1.加强贯彻《矿产资源法》，扶持和管好地方小矿

1996年统计结果表明，中国磷矿生产量的45.2%由非国有小型磷矿生产。这些小型磷矿具有投资省、见效快，成本低的优点，但也存在乱采乱挖、采富弃贫、同国营大矿争资源、浪费资源等弊病。因此，应加强对地方小矿的管理，并为小矿集中的地区建立相应规模的选矿厂，以便保护并利用不可再生的中低品位磷矿资源。

2.加强磷矿环境保护的立法工作，强化国家对磷矿环境的监督和管理

实践证明，在当前中国经济发展水平较低、环境治理投入有限的情况下，加强矿山法制建设，加大执法力度，依法强化管理是控制生态破坏和环境污染的一项有效手段。还应建立合理有效的矿山环境保护管理制度。加强国家对矿山环境保护管理机构的职能作用，运用行政、经济、法律、科学技术、宣传教育等多种手段和措施，对影响矿山环境的活动进行规划、调整与监督，以防在磷矿开采过程中造成对环境的污染与破坏。

3.实行科学开采，实现磷矿持续发展

应制定兼顾发展、环境、矿产资源利用的总体和长远规划。对引发环境污染或生态资源破坏的磷矿企业，必须规定恰当的企业规模标准，使其具有一定技术和经济能力，让污染和环境灾害控制在允许范围之内。将乡镇磷矿企业纳入国家的整体规划，根据地域的生态持续能力，限定污染严重的乡镇磷矿的发展，避免只顾眼前利益的短期行为。

 

(关键字：磷矿资源)