化學(xué)沉積型磷礦P2O5與磷灰石含量互算的數(shù)學(xué)模型及礦石自然類型命名新方案

徐少康

中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，北京 100013

磷是農(nóng)作物生長(zhǎng)三要素（氮磷鉀）之一。磷礦資源主要用于制造磷肥。中國(guó)有14億人口，糧食安全是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的頭等大事。加強(qiáng)磷礦找礦和科學(xué)研究工作、提高工作質(zhì)量具有十分重要的意義。

化學(xué)沉積型磷礦是中國(guó)磷礦重要類型，在地質(zhì)勘查工作中，礦體的圈定、礦石品級(jí)劃分依據(jù)為工業(yè)指標(biāo)（化學(xué)分析 P2O5含量）[1]，巖礦石定名依據(jù)為沉積巖分類和命名方案及巖礦鑒定成果[2]。

由于現(xiàn)行沉積巖巖石分類和命名方案中磷礦石自然類型進(jìn)一步命名方案的缺失、礦石底界指標(biāo)與現(xiàn)行磷礦地質(zhì)勘查規(guī)范中磷塊巖礦石底界指標(biāo)不匹配[1-2]，導(dǎo)致實(shí)際工作中常出現(xiàn)不同方法確定的礦石類型和名稱不一致、互相矛盾、礦石名稱不能準(zhǔn)確反映主要礦物組合特征、礦石自然類型與工業(yè)品級(jí)不匹配的現(xiàn)象，影響工作順利進(jìn)行。造成這種現(xiàn)象的主要原因?yàn)槿狈2O5與磷灰石含量互算的數(shù)學(xué)模型及有關(guān)規(guī)范和巖礦石劃分命名方案制定時(shí)代的局限性等。

本文以研究程度較高、具有良好代表性的蓮花山磷礦為研究對(duì)象，用數(shù)學(xué)方法建立了化學(xué)沉積型磷礦P2O5與磷灰石含量互算的數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)模型計(jì)算出了P2O5與磷灰石含量指標(biāo)相互對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，在綜合分析的基礎(chǔ)上，提出了化學(xué)沉積型磷礦石自然類型命名的新方案。數(shù)學(xué)模型還可在相關(guān)的其它工作（如重砂分析、巖礦鑒定等）中使用、快速判斷樣品的工業(yè)價(jià)值。對(duì)本類型礦床的地質(zhì)勘查及科學(xué)研究有重要意義。

1 中國(guó)磷礦床概況

1.1 礦床類型

中國(guó)磷礦床分為5大成因類型[3-4]：化學(xué)沉積型，巖漿型，變質(zhì)型，次生型及鳥糞型。化學(xué)沉積型是主要類型，探明資源量占全國(guó)磷礦資源總量的85%以上，成礦時(shí)代主要為震旦紀(jì)、早中寒武世，大地構(gòu)造位置主要處于揚(yáng)子地臺(tái)邊緣，分布于湖北、四川、貴州、云南及湖南等地。

1.2 典型礦床

湖北荊門與襄陽(yáng)間，為化學(xué)沉積型磷礦聚集區(qū)，簡(jiǎn)稱荊襄磷礦，主要發(fā)育有胡集和朱堡埠兩個(gè)磷礦床。胡集磷礦規(guī)模為大型，南北向延伸27km左右，分為7個(gè)礦段，蓮花山礦區(qū)是其中之一[5]。

蓮花山磷礦，位于湖北省鐘祥市胡集鎮(zhèn)西南方向7.5km處，近年進(jìn)行了地質(zhì)勘探，綜合研究程度較高[5-9]，為化學(xué)沉積型磷礦的典型代表。

礦區(qū)發(fā)育地層及主要巖性組合為：中元古界崆嶺群（Pt2k）片麻巖；下震旦統(tǒng)陡山沱組（Z1d）白云巖、硅質(zhì)白云巖、含磷白云巖及磷塊巖；上震旦統(tǒng)燈影組（Z2dn）白云巖、硅質(zhì)條帶白云巖、花紋狀白云巖、（假）鮞狀白云巖及含磷白云巖；寒武系和奧陶系（∈-O）白云巖、灰?guī)r及泥巖；第四系（Q）砂礫石粘土沉積。陡山沱組和燈影組分布面積廣、厚度大，是礦區(qū)主要地層。

礦區(qū)含磷層位有6個(gè)，簡(jiǎn)稱為Ph1、Ph2、Ph3、Ph4、Ph5及Ph6，Ph1-Ph4屬陡山沱組，Ph5和Ph6屬燈影組。Ph1和Ph3是主要含磷層位，形成了主要工業(yè)礦體和低品位礦體；Ph2僅局部形成小規(guī)模礦體，其它含磷層位僅有礦化。

主要工業(yè)礦體，沿走向延伸 1409～1964m，沿傾向延伸1468～2099m，平均厚度3.82～6.42m，工業(yè)礦體總厚度 25.67m。礦石類型主要為條帶狀磷塊巖和薄層狀磷塊巖，局部見(jiàn)塊狀磷塊巖。查明磷礦石資源量 8723×104t，伴生氟資源量280×104t，礦床規(guī)模屬大型。礦石中磷酸鹽礦物為氟磷灰石（主要以隱晶集合體形式存在），主要脈石礦物為白云石和石英，其它礦物量少[5]。磷主要賦存于氟磷灰石中（電鏡能譜分析，8個(gè)點(diǎn) P2O5平均42.98%），少量賦存于白云石、有機(jī)質(zhì)及粘土礦物中（電鏡能譜分析，P2O50～8.69%）[5]。

2 樣品選取及分析測(cè)試

根據(jù)礦床的特點(diǎn)及本文的主要目的，樣品主要選取不同類型的礦石，圍巖主要選取白云巖。共選取樣品數(shù)量26件（表1），取自代表性礦區(qū)-湖北鐘祥蓮花山磷礦區(qū)鉆孔巖心，樣品新鮮。其中，Ph1礦石 9件（1～9號(hào)樣），Ph3礦石7件（10～16號(hào)樣），Ph2礦石4件（17～20號(hào)樣），其它層位白云巖6件（21～26號(hào)樣）。磷灰石含量1.9%～91.9%。樣品代表性良好。

表1 分析測(cè)試數(shù)據(jù)Table 1 Analysis of test data

樣品全部破碎、縮分，并碎至0.074mm以下（礦物完全分離），碎樣過(guò)程中避免混染。每件樣一分為二，一份用化學(xué)分析方法分析P2O5含量，另一份用X光粉晶衍射方法定量測(cè)試礦物成分[10]。分析測(cè)試嚴(yán)格遵循有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（化學(xué)分析單位：中化地質(zhì)礦山總局中心實(shí)驗(yàn)室；X光粉晶衍射測(cè)試單位：6～7、9、13～14、19號(hào)樣為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），16和23號(hào)樣為中化地質(zhì)礦山總局中心實(shí)驗(yàn)室，其它為中國(guó)石油開發(fā)勘探研究院）。分析測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

續(xù)表1

3 數(shù)學(xué)模型的建立

3.1 散點(diǎn)圖的特征

以表1中P2O5含量為橫座標(biāo)、磷灰石含量為縱座標(biāo)，在平面圖上所投的點(diǎn)呈明顯的線性點(diǎn)群（圖1），說(shuō)明兩個(gè)變量具明顯的相關(guān)性[11-12]。

圖1 化學(xué)沉積型磷礦P2O5與磷灰石含量關(guān)系散點(diǎn)圖Fig.1 Scatter plot of the relationship between P2O5 and apatite content in Chemical deposition phosphorite

3.2 數(shù)學(xué)模型的擬合

用最小二乘法對(duì)圖1中線性點(diǎn)群所擬合的數(shù)學(xué)模型為[11-12]：

式中：x-P2O5含量（%）；y-磷灰石含量（%）

3.3 數(shù)學(xué)模型的檢驗(yàn)物理意義及用途

P2O5與磷灰石含量的相關(guān)系數(shù)為0.94，0.01水平下相關(guān)系數(shù)的臨界值為0.496[12]，相關(guān)系數(shù)的實(shí)際值遠(yuǎn)大于臨界值，所以，（1）式具十分顯著性，即：P2O5與磷灰石含量之間的關(guān)系完全可用(1)式描述。

本文建立的數(shù)學(xué)模型（指（1）式，為了表述方便，后面敘述中簡(jiǎn)稱為數(shù)學(xué)模型），是兩個(gè)變量間形式上的關(guān)系，其物理意義為：礦石及圍巖中的磷主要以磷灰石形式存在。

用此數(shù)學(xué)模型，可對(duì)P2O5與磷灰石含量進(jìn)行互算：將 P2O5含量數(shù)據(jù)代入x，計(jì)算出的y值即對(duì)應(yīng)的磷灰石含量；將磷灰石含量數(shù)據(jù)代入y，計(jì)算出的x值即對(duì)應(yīng)的P2O5含量。

3.4 變量特殊數(shù)值的實(shí)際意義及有關(guān)問(wèn)題的說(shuō)明

當(dāng)x=0（即P2O5含量為 0）時(shí)，用（1）式計(jì)算的y值為2.29（即磷灰石含量為 2.29%），從表面上看似存在矛盾，其實(shí)不然，原因?yàn)椋骸癙2O5含量為0”指的是礦區(qū)實(shí)際樣品中P2O5含量為0（當(dāng)然，也不含磷灰石），計(jì)算出的“磷灰石含量2.29%”的數(shù)據(jù)實(shí)質(zhì)為X光粉晶衍射測(cè)試標(biāo)樣中磷灰石的含量，2.29稱為y的初始值（“y的初始值代表X光粉晶衍射測(cè)試標(biāo)樣中磷灰石的含量”，由X光粉晶衍射測(cè)試原理及數(shù)學(xué)模型的物理意義分析得出。根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，當(dāng)建模所用樣品數(shù)量變化時(shí)，y的初始值可能有所變化，但變化幅度不會(huì)大，應(yīng)在精確值附近波動(dòng)）。

當(dāng)y值為0（即樣品中不含磷灰石）時(shí)，用（1）式計(jì)算的x值為-0.98，0.98%代表脈石礦物中P2O5的平均含量。0.98稱為x的初始值。

當(dāng)y值為100（即樣品純由磷灰石組成）時(shí)，用（1）式計(jì)算的x值為 41.62（即P2O5含量為41.62%），41.62%代表磷灰石中 P2O5的平均含量。磷灰石中 P2O5平均含量的計(jì)算值 41.62%與實(shí)測(cè)值的平均值42.98%（見(jiàn)前述）的誤差很小，說(shuō)明數(shù)學(xué)模型符合實(shí)際情況。

根據(jù)上述對(duì)特征數(shù)據(jù)的分析，同時(shí)，為了避免實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生誤解，現(xiàn)規(guī)定數(shù)學(xué)模型中變量的取值范圍為：0＜x≤41.62，0＜y≤100。

3.5 數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證

數(shù)學(xué)模型反映了理想狀況下兩個(gè)變量間的數(shù)學(xué)關(guān)系。理想狀況是指：兩個(gè)變量的數(shù)值完全由特定的系統(tǒng)因素控制，未受隨機(jī)因素的影響。實(shí)際中，變量的實(shí)測(cè)值除受特定的系統(tǒng)因素控制外，還受不可避免的多種隨機(jī)因素的影響。

如果不受隨機(jī)因素的影響，散點(diǎn)圖上的點(diǎn)則完全位于一條直線上（圖1中的直線a稱為數(shù)學(xué)模型的圖像，也稱為趨勢(shì)線）。由于受隨機(jī)因素的影響，實(shí)測(cè)值在理論值（根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算的數(shù)值）附近波動(dòng)，散點(diǎn)圖上的點(diǎn)在趨勢(shì)線a兩側(cè)附近波動(dòng)。

根據(jù)圖1中點(diǎn)的分布特征，確定的允許誤差范圍為：直線b1和b2之間的區(qū)域。直線b1和b2與趨勢(shì)線a平行且距離相等，直線b1通過(guò)偏離趨勢(shì)線a最遠(yuǎn)的一個(gè)點(diǎn)。根據(jù)直線b1和b2的位置計(jì)算，磷灰石、P2O5含量的最大允許誤差分別為0.20和0.09（誤差指實(shí)測(cè)值與理論值之差的絕對(duì)值）。

檢驗(yàn)數(shù)學(xué)模型的關(guān)鍵為選取正確的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。正確實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為：①數(shù)據(jù)樣品產(chǎn)自同類型礦床；②磷灰石、P2O5含量的測(cè)試分析方法正確；③測(cè)試分析磷灰石、P2O5含量的樣品為同一樣品（或相當(dāng)于同一樣品）。據(jù)此，筆者在有關(guān)文獻(xiàn)及以往工作成果中收集選取了化學(xué)沉積型磷礦 40組數(shù)據(jù)（分布于湖北、貴州、云南的 12個(gè)礦區(qū)）[13-17]，經(jīng)計(jì)算，誤差均不超限（計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2，考慮到本文篇幅，表2僅列出6組數(shù)據(jù)），說(shuō)明數(shù)學(xué)模型是成立的、在同類型的其它礦床中均可使用。

表2 數(shù)學(xué)模型檢驗(yàn)計(jì)算表Table 2 Mathematical Model Test Calculation Table

3.6 數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用條件及范圍

根據(jù)建立數(shù)學(xué)模型所用樣品及分析測(cè)試數(shù)據(jù)特征，可知其應(yīng)用條件為：礦石及圍巖中的磷酸鹽礦物為磷灰石，其它礦物主要為白云石、石英、粘土礦物、方解石、長(zhǎng)石，化學(xué)沉積型磷礦即屬此類型。

磷灰石，根據(jù)次要化學(xué)成分，分為氟磷灰石（Ca5[PO4]3F）、氯磷灰石（Ca5[PO4]3Cl）及氫氧磷灰石（Ca5[PO4]3OH），三者晶體結(jié)構(gòu)相同、X光粉晶衍射特征一致[18,10]，次要成分對(duì)礦物密度無(wú)明顯影響，所以，本文建立的數(shù)學(xué)模型不限磷灰石種類。

數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用主要為建立化學(xué)沉積型磷礦石自然類型、含磷巖石更科學(xué)合理的命名方案，次為在有關(guān)的地質(zhì)工作（如巖礦鑒定、重砂分析等）中對(duì)磷灰石和P2O5含量進(jìn)行互算以提高工作效率，由于篇幅所限，本文僅論述礦石自然類型命名的新方案。

4 化學(xué)沉積型磷礦石自然類型命名新方案

4.1 現(xiàn)行化學(xué)沉積型磷礦石命名方案

現(xiàn)行與化學(xué)沉積型磷礦石命名方案有關(guān)的規(guī)范性文獻(xiàn)包括：沉積巖巖石分類和命名方案（GB/T 17412.2-1998）[2]和磷礦地質(zhì)勘查規(guī)范（DZ/T 0209-2002）[1]。為了表述方便，前者簡(jiǎn)稱為“命名方案”，后者簡(jiǎn)稱為“勘查規(guī)范”。

“命名方案”中關(guān)于磷礦石及含磷巖石的命名方案見(jiàn)表3（其中，右數(shù)第1列內(nèi)容為本文作者添加），其中的“××質(zhì)磷質(zhì)巖”即磷礦石。該方案為目前巖礦鑒定工作中磷礦石的命名依據(jù)。

表3 現(xiàn)行磷礦石及含磷巖石命名方案Table 3 Current Nomenclature Scheme for Phosphate Ore and Phosphorus-bearing Rock

“勘查規(guī)范”，明確指出了礦石的邊界品位、最低工業(yè)品位、不同品級(jí)礦石的品位指標(biāo)（P2O5含量），其中，最低工業(yè)品位指標(biāo)有兩個(gè)供選用（表4）。該表所列指標(biāo)為目前地質(zhì)勘查工作中確定礦石及礦石品級(jí)的依據(jù)。

表4 現(xiàn)行磷礦勘查規(guī)范工業(yè)指標(biāo)及邊界品位指標(biāo)Table 4 Industrial Index and Boundary Grade Index of Current Phosphate Exploration Standard

4.2 現(xiàn)行化學(xué)沉積型磷礦石命名方案存在的不足之處

“命名方案”僅提出了礦石的底界指標(biāo)（磷灰石含量 40%），未提出礦石自然類型進(jìn)一步的劃分命名方案?！啊痢临|(zhì)磷質(zhì)巖”的定名指標(biāo)為磷酸鹽礦物含量≥40%、其它礦物含量＜60%。如果一樣品磷酸鹽礦物含量為95%、白云石含量為5%，按照此指標(biāo)，可定名為白云質(zhì)磷質(zhì)巖，定名顯然不妥。

“勘查規(guī)范”，列出的邊界品位（P2O5含量12%）指標(biāo)實(shí)質(zhì)為礦石的底界指標(biāo)，不同的“品級(jí)”實(shí)質(zhì)是對(duì)礦石工業(yè)利用價(jià)值的評(píng)判，并非自然類型命名。

根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算，磷灰石含量40%對(duì)應(yīng)的P2O5含量為16.06%，P2O512%對(duì)應(yīng)的磷灰石含量為30.5%。顯然，“命名方案”提出的礦石底界指標(biāo)與現(xiàn)行“勘查規(guī)范”提出的礦石底界指標(biāo)不匹配。造成此現(xiàn)象的主要原因?yàn)椤懊桨浮碧岢龅臅r(shí)間較早。

所以，有必要進(jìn)一步研究并提出更科學(xué)合理的礦石自然類型命名方案。

4.3 化學(xué)沉積型磷礦石自然類型劃分命名的基本原則

（1）基本方案：修飾詞+基本名稱。

基本名稱：化學(xué)沉積型磷礦，磷灰石粒度極細(xì)，礦石習(xí)慣稱為磷塊巖，為了與其它類型的礦床區(qū)別，基本名稱仍用磷塊巖。

修飾詞：共生的脈石礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造三者中的一種或數(shù)種。共生的脈石礦物對(duì)礦床成因研究及礦石加工有重要意義，建議首選。

礦石名稱字?jǐn)?shù)不宜過(guò)多，盡可能簡(jiǎn)練。

（2）遵循多學(xué)科兼顧的原則：礦石命名方案屬巖石學(xué)范疇，但又是礦床學(xué)及勘查學(xué)有關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)。為了利于礦床的深入研究和勘查工作的順利進(jìn)行，命名方案應(yīng)兼顧到礦床學(xué)及勘查學(xué)，重點(diǎn)兼顧勘查學(xué)，所以，命名方案所用指標(biāo)應(yīng)與勘查規(guī)范的工業(yè)品級(jí)、邊界品位指標(biāo)一一對(duì)應(yīng)。為了利于深入研究和工業(yè)利用，高純度礦石應(yīng)單獨(dú)劃出。

（3）遵循指標(biāo)準(zhǔn)確合適的原則

現(xiàn)行“命名方案”中，磷礦石的劃分指標(biāo)為單指標(biāo)（即磷灰石含量）。為了使劃分結(jié)果更準(zhǔn)確、且便于與地質(zhì)勘查工作對(duì)接，命名新方案采用雙指標(biāo)（即磷灰石含量及其對(duì)應(yīng)的P2O5含量），對(duì)應(yīng)含量數(shù)據(jù)用本文建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算得出。

參加命名的脈石礦物，應(yīng)反映影響成礦和礦石加工的主要因素，因此指標(biāo)不宜過(guò)低，如果過(guò)低，符合條件的礦物多，導(dǎo)致重要的脈石礦物表達(dá)不清、礦石名稱過(guò)長(zhǎng)，如果進(jìn)行取舍，則往往帶有主觀隨意性。最低含量指標(biāo)，不用一般沉積巖命名方案中的“5%”[2]，根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，采用“10%”。針對(duì)具體礦石類型，參加命名的脈石礦物含量指標(biāo)范圍，需根據(jù)磷灰石的指標(biāo)確定。

（4）脈石礦物參加命名遵循高含量單礦物和全部礦物兼顧的原則

高含量脈石單礦物，對(duì)于礦床成因和礦石加工方法研究有重要意義，所以應(yīng)參加命名?？紤]到礦石名稱不能過(guò)長(zhǎng)，參加命名的礦物一般選取含量最高的一種，最多兩種。

礦石品級(jí)（即：礦石品位級(jí)別），對(duì)于礦床成因和礦石加工方法研究也有重要意義，所以，礦石名稱應(yīng)體現(xiàn)礦石的品級(jí)。有些情況，高含量脈石單礦物參加命名不能體現(xiàn)礦石的品級(jí)（詳述見(jiàn)后）。任何情況下，全部脈石礦物參加命名均能體現(xiàn)礦石的品級(jí)。所以，全部脈石礦物應(yīng)參加命名。

由于礦石的名稱不能太長(zhǎng)，所以，上述兩種方法不能用在同一個(gè)名稱中，即：同一件礦石樣品應(yīng)同時(shí)命名兩個(gè)名稱。

4.4 化學(xué)沉積型磷礦石自然類型劃分指標(biāo)的確定

根據(jù)上述原則，本文確定了化學(xué)沉積型磷礦基本自然類型劃分的指標(biāo)，見(jiàn)表5（左數(shù)第2、3列）。其中：磷灰石含量“90%”由筆者提出，對(duì)應(yīng)的P2O5含量“37.36%”由本文建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算；P2O5含量“30%、24%、12%”引自“勘查規(guī)范”礦石品級(jí)劃分及邊界品位指標(biāo)[1]，對(duì)應(yīng)的磷灰石含量“72.7%、58.6%、30.5%”由本文建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算。b%為具體礦區(qū)實(shí)際采用的最低工業(yè)品位（P2O5含量）；a%為對(duì)應(yīng)的磷灰石含量，由本文建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算得出，計(jì)算公式為：a=2.35×b+2.29；c%為脈石礦物含量，c=100-a。

需說(shuō)明的是：現(xiàn)行“勘查規(guī)范”提出的最低工業(yè)品位，不是一個(gè)具體的數(shù)，而是一個(gè)區(qū)間（P2O5含量15%～18%）。具體礦區(qū)的最低工業(yè)品位，需根據(jù)實(shí)際情況在15%～18%之間選取。因此，表5中的a、b、c需根據(jù)具體情況確定。為了方便讀者，表6列出了幾個(gè)常用的最低工業(yè)品位指標(biāo)（b%），并計(jì)算出了對(duì)應(yīng)的磷灰石含量（a%）和脈石礦物含量（c%）。

表6 常用的最低工業(yè)品位指標(biāo)及對(duì)應(yīng)的有關(guān)參數(shù)Table 6 Common minimum industrial grade index and related parameters

參加命名的脈石礦物含量指標(biāo)見(jiàn)表5左數(shù)第4列（脈石礦物含量=100%-磷灰石含量）。脈石礦物含量，指的是單礦物含量或所有脈石礦物的總量。

表5 本文建議的化學(xué)沉積型磷礦石自然類型界限指標(biāo)Table 5 Boundary index of natural type of chemical deposition phosphate rock proposed in this paper

4.5 化學(xué)沉積型磷礦石自然類型命名的新方案

根據(jù)前述“化學(xué)沉積型磷礦礦石自然類型劃分命名原則”和表5中的指標(biāo)，本文提出了化學(xué)沉積型磷礦石自然類型命名方案（表7）。

首先，根據(jù)磷灰石和P2O5含量，將礦石自然類型劃分為5大基本類型。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)脈石礦物的含量，進(jìn)一步命名。

脈石礦物參加命名的方案有兩種：①含量最高的脈石單礦物（一般1種，最多2種）參加命名；②所有的脈石礦物參加命名。5大基本類型，每一基本類型脈石礦物參加命名的指標(biāo)不同。

4.6 命名的一般過(guò)程

一件礦石樣品的具體命名過(guò)程，分為4個(gè)步驟，依次為：確定礦石基本類型→高含量脈石單礦物參加命名→全部脈石礦物參加命名→注明礦石品級(jí)。

4.6.1 確定礦石基本類型

根據(jù)磷灰石和 P2O5含量確定礦石的基本類型。一件具體樣品，磷灰石和P2O5含量數(shù)據(jù)存在三種情況：僅有磷灰石含量數(shù)據(jù)，僅有P2O5含量數(shù)據(jù)，二者均有。對(duì)于前兩種情況，分別根據(jù)磷灰石、P2O5含量數(shù)據(jù)確定礦石的基本類型；對(duì)于第三種情況，則根據(jù)磷灰石和P2O5含量數(shù)據(jù)綜合確定礦石的基本類型，一般情況下，兩種數(shù)據(jù)確定的礦石基本類型是一致的。

4.6.2 高含量脈石單礦物參加命名

由于礦石的名稱不宜過(guò)長(zhǎng)，一般情況下選取含量最高的一種脈石礦物，特殊情況下，最多選含量最高的兩種脈石礦物。再根據(jù)脈石礦物的含量，決定其命名方式：當(dāng)其含量與礦石的大類屬同一級(jí)別時(shí)，則按同級(jí)命名方式參加命名；當(dāng)其含量低于礦石的大類、而符合上一級(jí)礦石大類時(shí)，則按照上一級(jí)礦石大類進(jìn)行命名。舉例如下：

某礦區(qū)1號(hào)樣品：磷灰石含量為61%，屬第3類（表7）；含量最高的脈石礦物為白云石，含量為29.5%，符合第3類標(biāo)準(zhǔn)；礦石命名為：含白云石磷塊巖。

某礦區(qū)2號(hào)樣品：磷灰石含量為63%，屬第3類（表7）；含量最高的脈石礦物為白云石，含量為25.5%，不符合第3類標(biāo)準(zhǔn)，符合第2類標(biāo)準(zhǔn)；礦石命名為：含少量白云石磷塊巖。

對(duì)于第2～5類礦石，如果所有的脈石礦物含量均低于10%，則所有的脈石礦物均不參加命名，但是，礦石不能命名為“磷塊巖”（因?yàn)椤傲讐K巖”特指脈石總量不超過(guò)10%的高品位礦石），此時(shí)，按全部脈石礦物參加命名的方式進(jìn)行命名。舉例如下：

某礦區(qū)3號(hào)樣品：磷灰石含量為76.8%，屬第2類（表7）；所有的脈石礦物含量均不超過(guò)10%，脈石礦物總量為 23.2%，礦石命名為：含少量雜質(zhì)磷塊巖。

表7 本文建議的化學(xué)沉積型磷礦石自然類型命名方案Table 7 Nomenclature scheme for natural types of chemical deposition phosphate rock proposed in this paper

4.6.3 全部脈石礦物參加命名

由于礦石的名稱不宜過(guò)長(zhǎng)，所以，全部脈石礦物參加命名時(shí)不用具體的礦物名稱，而用“雜質(zhì)”一詞表示所有的脈石礦物。

4.6.4 標(biāo)注礦石品級(jí)

根據(jù)“全部脈石礦物”所定的礦石名稱，確定并注明礦石的品級(jí)。

4.6.5 命名過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）礦物含量數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確：使用不同的方法（X光粉晶衍射、偏光顯微鏡等）鑒定的礦物含量數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確，應(yīng)精確到一位小數(shù)。

（2）化學(xué)分析 P2O5含量數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確，應(yīng)精確到兩位小數(shù)。

（3）礦物成分鑒定與化學(xué)分析所用樣品應(yīng)匹配，具體情況有兩種：(1)當(dāng)?shù)V物成分用 X光粉晶衍射分析時(shí)，所用樣品與化學(xué)分析所用樣品應(yīng)為同一樣品，即：碎好的樣品一分為二，分別用于 X光粉晶衍射分析和化學(xué)分析；(2)當(dāng)?shù)V物成分用偏光顯微鏡薄片鑒定時(shí)，應(yīng)保證薄片鑒定成果可代表化學(xué)分析樣品的礦物成分，即：薄片鑒定所代表的樣品相當(dāng)于化學(xué)分析所用的樣品。

（4）實(shí)際工作中，如果僅有礦物含量數(shù)據(jù)，按照前述“確定礦石基本類型→高含量脈石單礦物參加命名→全部脈石礦物參加命名→標(biāo)注礦石品級(jí)”程序，可完成全部命名。

（5）實(shí)際工作中，如果僅有P2O5含量數(shù)據(jù)，可按“確定礦石基本類型→據(jù)本文建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出磷灰石含量→計(jì)算出全部脈石礦物的總量→全部脈石礦物命名→標(biāo)注礦石品級(jí)”程序，完成命名。此種情況，無(wú)法進(jìn)行“高含量脈石單礦物參加命名”。

（6）實(shí)際工作中，如果既有礦物含量數(shù)據(jù)又有 P2O5含量數(shù)據(jù)，且據(jù)磷灰石含量和P2O5含量確定的基本類型一致時(shí)，可按照上述第4條的程序完成全部命名。

（7）實(shí)際工作中，如果既有礦物含量數(shù)據(jù)又有P2O5含量數(shù)據(jù)，但是，根據(jù)磷灰石含量和P2O5含量確定的基本類型不一致，并且磷灰石含量和P2O5含量數(shù)據(jù)均在基本類型界線值（表5）兩側(cè)附近。此種情形由隨機(jī)因素引起，仍可進(jìn)行命名，命名程序如下：根據(jù)P2O5含量數(shù)據(jù)和本文建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出磷灰石含量→據(jù)計(jì)算出的磷灰石含量對(duì)已知的各脈石礦含量數(shù)據(jù)按比例進(jìn)行調(diào)整→據(jù)計(jì)算出的磷灰石含量和調(diào)整后脈石礦含量數(shù)據(jù)進(jìn)行命名。

（8）實(shí)際工作中，如果既有礦物含量數(shù)據(jù)又有 P2O5含量數(shù)據(jù)，但是根據(jù)磷灰石含量和 P2O5含量確定的基本類型不一致，并且磷灰石含量和P2O5含量數(shù)據(jù)偏離基本類型界線值（表5）較遠(yuǎn)。此種情況說(shuō)明巖礦鑒定樣品與 P2O5化學(xué)分析樣品不匹配（見(jiàn)前述第3條）。此時(shí)，礦物含量數(shù)據(jù)和P2O5含量數(shù)據(jù)應(yīng)作為兩件樣品分別定名。

5 結(jié)論

（1）本文用數(shù)學(xué)方法建立了化學(xué)沉積型磷礦P2O5與磷灰石含量互算的數(shù)學(xué)模型：y=2.35x+2.29（x%為P2O5含量；y%為磷灰石含量；其中 0＜x≤41.62，0＜y≤100）。其應(yīng)用條件為：礦石及圍巖中的磷酸鹽礦物為磷灰石（不限種類），其它礦物主要為白云石、石英、粘土礦物、方解石、長(zhǎng)石。

（2）在數(shù)學(xué)模型計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合分析，提出了化學(xué)沉積型磷礦石自然類型劃分的界限指標(biāo)（表5）和命名新方案（表7）。

（3）如果以后磷礦地質(zhì)勘查工業(yè)指標(biāo)變化，利用本文建立的數(shù)學(xué)模型可對(duì)有關(guān)參數(shù)重新計(jì)算，對(duì)礦石自然類型劃分指標(biāo)和命名方案進(jìn)行調(diào)整。本文建立的數(shù)學(xué)模型具有長(zhǎng)期時(shí)效性。

（4）在其它相關(guān)工作中，用本文建立的數(shù)學(xué)模型，可對(duì)P2O5和磷灰石含量進(jìn)行互算，提高工作效率。