磷塊巖的類型及成因

彭飚

（陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安710075；自然資源部退化及未利用土地整治重點(diǎn)實驗室，陜西 西安710075；陜西省土地整治工程技術(shù)研究中心，陜西 西安710021；陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安710021）

當(dāng)沉積巖中磷塊酸鹽礦物含量大于50%時，稱為沉積磷酸鹽巖，也可稱為磷塊巖、磷酸鹽巖、磷灰?guī)r、磷沉積巖、沉積磷巖、磷巖等。當(dāng)沉積巖中磷酸鹽礦物的含量在25%～50%之間時，稱為磷質(zhì)沉積巖或磷質(zhì)巖。當(dāng)沉積巖中磷酸鹽礦物的含量小于25%時，稱為含磷沉積巖或含磷巖。SLANKY 也把P2O5的含量作為劃分磷塊巖的標(biāo)準(zhǔn)，把P2O5的含量大于18%的沉積巖統(tǒng)稱為磷塊巖，把P2O5的含量小于18%的沉積巖稱為磷質(zhì)巖或含磷巖。中國磷塊巖主要分布在揚(yáng)子地臺區(qū)域和華北地臺區(qū)域，其主要發(fā)育在震旦紀(jì)、寒武紀(jì)。

1 磷塊巖礦物組成

磷塊巖主要由磷灰石這種磷酸鹽礦物組成。常見的磷灰石有氟磷灰石Ca5（PO4）3F、氯磷灰石Ca5（PO4）3Cl、氫氧磷灰石Ca5（PO4）3OH。其伴生礦物主要是黏土礦物、各種陸源碎屑礦物（石英等）以及各種化學(xué)沉淀礦物（碳酸鹽礦物等）。

2 磷塊巖類型

在進(jìn)一步細(xì)分磷塊巖時，中國學(xué)者陳其英以反映磷塊巖形成條件和環(huán)境的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征為主要依據(jù)，將磷塊巖劃分為異化顆粒磷塊巖、泥晶磷塊巖、生物磷塊巖、砂（礫）質(zhì)磷塊巖、結(jié)核狀磷塊巖、重結(jié)晶磷塊巖和交代磷塊巖7 個類型，如表1 所示。其結(jié)構(gòu)類型與碳酸鹽巖相似，其分類可仿照碳酸鹽巖分類。由于磷塊巖中總是含有數(shù)量不等的陸源碎屑礦物、黏土礦物、碳酸鹽礦物等，在具體命名時，可以在顆粒磷塊巖前面加上“某某基”字樣，以表示出磷質(zhì)顆粒支撐的礦石基質(zhì)膠結(jié)物的成分特點(diǎn)。

磷塊巖的分類還可以按照其生成環(huán)境劃分，比如海洋磷酸鹽巖、大陸磷酸鹽巖等；按生成機(jī)理進(jìn)行劃分，比如原生磷酸鹽巖、次生交代磷酸鹽巖等；按大地構(gòu)造劃分，比如地臺型磷酸鹽巖、地槽型磷酸鹽巖等。

表1 磷塊巖的基本結(jié)構(gòu)成因類型

3 磷塊巖的成因

磷塊巖成因?qū)W說眾多，比如生物成因說、化學(xué)成因說、火山成因說、陸源成因說、交代成因說。本次主要針對占主導(dǎo)地位的生物成因說和化學(xué)成因說進(jìn)行簡要介紹。

磷塊巖的形成與生物作用密切相關(guān)，磷是生物生存和繁衍的必需元素之一。生物會對海水中散態(tài)磷進(jìn)行吸收和吸附，在生物死亡后經(jīng)密集堆積而形成磷塊巖，比如介殼磷塊巖。但此理論無法解釋大量出現(xiàn)的磷塊巖中生物化石很少的現(xiàn)象，因此，后來提出了化學(xué)成因說。

化學(xué)成因說起初由KAZAKOV 提出，后由SHELDON和MCKELVEY 進(jìn)一步發(fā)展。海水中P2O5的含量因深度變化而變化。在表層水生物繁盛，浮游生物對水中的散態(tài)磷進(jìn)行吸收和吸附，因此表層水中P2O5的含量很少；當(dāng)生物死亡，生物遺體向下沉降，達(dá)到一定深度生物遺體分解，生物遺體中所含的磷分解出來，使其深層海水中富含磷。此外，由于上升流的存在，深層富含磷的海水向上運(yùn)移，其溫度升高、壓力變小，CO2逸出，海水對磷的溶解度大大降低，因此形成了磷酸鹽沉積。60 年以來，通過此理論，世界上大型磷礦相繼被發(fā)現(xiàn)。

4 結(jié)論

磷塊巖的形成與生物作用密切相關(guān)，磷塊巖的生物成因說只指生物會對海水中散態(tài)磷進(jìn)行吸收和吸附作用，在生物死亡后經(jīng)密集堆積而形成磷塊巖。磷塊巖的化學(xué)成因說是指深層富含磷的海水向上運(yùn)移，其溫度升高、壓力變小，CO2逸出，海水對磷的溶解度大大降低，因此形成了磷酸鹽沉積。