世界磷资源供应的充足度和稳定性关系到世界粮食供应安全。近代人类开发利用的磷资源主要来源于磷矿,自然界中含磷矿物很多,具有开发利用价值的主要是磷酸盐岩和含铝磷酸盐岩。这些磷矿对黄磷,白磷,红磷,次磷酸钠,磷酸钠钾盐等的发展产生了推动。磷酸盐岩主要是海相沉积磷灰石,大型沉积矿床主要分布在非洲北部,中国、中东和美国。火成磷酸盐岩矿床主要发现于巴西、加拿大、俄罗斯和南非。世界上*早的磷矿大约是在18亿年(中元古代)以后形成的,而且*先发现的是在中国江苏。现就目前已知的几个大型至特大型含磷盆地简介如下。
1.中国黔中盆地
位于贵州中部的开阳一瓮安一带,是陡山沱期扬子海盆中的一个水下高地--黔中台地北东缘的套喷凹地。其分布面积2万多平方公里。该含磷盆地自1953年发现以来,已知探明成矿的磷矿产地40余个,储量12亿吨有余。其中开阳、瓮安两个特大型磷矿床就占该盆地储量的95%以上,且素以富矿多、品位高而*。富矿储量占该盆地总储量的34%。陡山陀组含磷岩系,主要为碳酸盐岩、磷块岩和不等量的黏土岩。普遍具有碎屑结构,多含磷质叠层石,富磷沙砾屑磷块岩及叠层石磷块岩极为发育,构成了中国南方晚震旦世陡山沱期的富矿聚磷区,即黔中聚磷盆地。
2.蒙古库苏泊盆地
1964年发现,位于蒙俄边境,分布面积达2.5万平方公里,为一陷盆地。已发现三十多个矿床。整个盆地的地质储量达50亿吨,而库苏勒矿床是盆地中*大的,地质储量达14亿吨。P2O:含量10%~28%,平均为22%。形成时代尚有争议,一般认为下含磷层(即主矿层)属前寒武纪文德期,上含磷层属早寒武世。1980年6月在蒙古召开的第三届国际磷块岩讨论会上,有人认为下含磷层可能是寒武纪早期的。含磷岩层由白云质或硅质磷块岩、硅质岩、白云岩及沙砾岩等组成。磷块岩有五层,各层厚1~12m。总厚70m,占含磷岩系总厚的二分之一。
3.卡拉套盆地
卡拉套盆地于1936年发现,位于中哈萨克斯坦东南,再向东与天山山脉相连。工业磷块岩分布在长达120公里、宽25公里的3000平方公里的范围内。其中已发现45个矿床(点),全区共有工业储量10亿吨,含P0:21%~26%,少部分储量的品位可达到28%以上。整个盆地以深度200~250m估算的远景储量可达30亿吨(P0量7亿吨)。其中库拉客套、阿克塞、扎纳塔斯、科克扎恩、科克苏等五个矿床可占总储量的75%。这五大矿床还有大量的含P0:18%6~20%的表外磷块者。矿层厚6~20m,呈缓倾斜-急倾斜产出。矿层主要产于文德-寒武纪含磷岩系中的寒武系底部,由硅质碳酸盐层、锰铁磷酸盐层、磷块岩层及硅质层组成。整个含磷岩系厚可达50~100m。该盆地是仅次于科拉半岛的第二个磷酸盐生产基地。
4.我国滇东盆地
中国滇东盆地是早寒武世梅树村期扬子海盆的次一级拗陷盆地,它是被若干群岛、古陆、水下隆起所环抱的而封闭条件较好的海湾泻湖成磷盆地。1939年首先发现盆地内含有工业意义的磷块岩。它位于云南省的东部,北自昭通南至华宁,长约400公里,东西宽50~150公里,面积近4万平方公里。已知大型磷矿产地41个、中型17个、小型14个,合计72个。构成三个主要含磷区,11个磷矿带。含磷岩系主要由硅质岩、磷块岩、白云岩、灰岩及粉砂岩组成。现已探明储量为87亿吨,总资源量可望达200亿吨。矿石P2O5含磷15%~33%,平均为21%,其中滇池含磷区,已探明储量占该成磷盆地总储量的一半,磷矿石产量占98%。*的矿山有昆阳、海口、晋宁等磷矿,是目前中国磷矿的重要产地之一。
5.澳大利亚乔治纳盆地
澳大利亚乔治纳盆地于1966年发现,位于澳北昆士兰西部,盆地面积约50万平方公里。盆地中央发现了15个磷矿床,位于北部的达切斯矿床储量就达11亿吨,整个盆地的储量被确定有20亿吨。PO:平均含量18%左右。含磷岩系为硅质岩、粉砂岩、磷质灰岩、灰岩及磷块岩等。
6.美国二迭纪磷块岩盆地
这是迄今世界上*的二迭纪时形成的巨型磷块岩盆地,简称落基山矿区或美国西部矿区。主要地区为爱达荷、蒙大拿、内华达、犹他及怀俄明等州,含磷地层出露面积34.9万平方公里,含磷层*厚可达450m,有炭质页岩、燧石岩、磷质页岩、泥质岩及名种生物灰岩组成。总储量在54.5亿吨以上;其富矿储量可达30亿吨。磷矿层的P2O5含磷大多为22%~26%,部分可高达31%~32%。
7.摩洛哥盆地
1922年以前就已发现,位于该国西南部的梅塞塔境内。有三个主要磷矿区,分布在大约 350公里的带状晚白垩世与始新世沉积层内,走向北东一南西,总资源量在400亿吨以上。*矿山有乌拉德阿卜敦高原的胡里卜盖、甘图尔高原的优素菲亚及梅斯卡拉磷矿区。矿石质量高,如胡里卜盖矿区总资源量210亿吨,其富矿(PO:26%~34%)储量就达10亿吨。矿床产于上白垩统马斯特里赫特阶到下第三系伊普阶。含磷岩系为磷块岩与泥灰岩、灰岩及燧石层互层。共有六个含磷层位,矿体呈层状和透镜状,产状平缓至陡,倾角5°~50°,具开采价值的是O、I、Ⅱ三个矿层。伴生组分U3O8含量高达0.08%~0.1%。8.西撒哈拉盆地1947年首次发现北西部的阿尤恩盆地内含磷,产出东欧岑和为上白垩统马斯特里赫特阶和古新统,岩性为黏土与泥质板岩、硅质岩,内夹磷矿岩层。工业矿层集中在盆地北部的布克拉矿区;面积2000平方公里,被证实该矿区高品位的矿石储量超过16亿吨,其中P2O5品位高于33%的有4.16亿吨;高于31%~33%的有4.96亿吨,低于31%的有6.88亿吨,是世界上罕见的储量较大、质量*好的磷矿床之一。
9.美国佛罗里达盆地
世界*磷矿产地之一。它是一个大的成磷区,其中包括南、中、北三个磷块岩产地。磷块岩大都产于中新统和上新统,含磷地层主要由石英砂、黏土、白云岩砂及磷块岩颗粒组成。矿石分原生磷块岩和再造磷块岩,其特点是矿石松散、混杂,富含陆源磷屑品位低(一般11%~16%),但极易分级和选别富集。据1978年详细勘察核对的储量按P2O5含量为29.31%~35.72%计算可达116亿吨。此外,尚有中国的鄂西晚震旦世陡山沱期磷块岩盆地、前苏联晚侏罗纪一早白垩纪维亚特卡一卡马河磷块岩盆地、阿尔及利亚一突尼斯的古新世及始新世的磷块岩盆地、哥伦比亚的晚白垩世的磷块岩盆地及非多哥的伊波里几亚晚白垩一早第三纪磷块岩盆地等,也是比较重要的含磷盆地。
已知全世界有35个国家和地区有磷矿资源的分布,但具有工业开采和商业开发价值经济意义较高的优质磷矿床80%以上集中在中国、摩洛哥(西撒哈拉)、南非、美国等4个国家,世界磷矿资源分布不均衡,非洲磷矿资源富集度相对高,估计占世界总量的一半以上。摩洛哥和西撒哈拉是世界磷矿资源*丰富的地区,约占世界的一半,摩洛哥磷矿资源主要分布在乌拉德、阿布顿高原和干图尔高原及梅斯卡拉,总资源量超过400亿吨[4]西撒哈拉*的布克拉磷酸盐岩矿床储量达17亿吨。非洲其他*磷矿床:突尼斯的加夫萨,塞内加尔的泰巴和帕洛,多哥的哈霍托-阿库马佩,埃及红海区域的萨法加和库塞尔,南非的帕拉博拉矿床。欧洲磷矿资源主要分布在俄罗斯和哈萨克,科拉半岛(Kola)的特大型磷酸盐岩矿床,是磷酸盐岩与霞石正长岩复合矿体,资源量估计32亿吨。
亚洲和太平洋地区磷矿资源比较丰富,沙特阿拉伯东北部磷酸盐岩远景资源达17亿吨,Sirhan-Turaf 磷酸盐岩矿只是大型磷酸盐岩沉积区域的一部分,该磷酸盐岩沉积矿带延伸至约旦、伊拉克。以色列的内格夫沙漠是重要的含磷盆地,知名矿山有奥隆矿和纳哈尔金磷酸盐岩矿。澳大利亚*大的浅海相磷酸盐岩矿床位于乔治纳盆地,磷酸盐岩资源量约20亿吨,*大的磷酸盐岩矿床在西北磷酸盐岩丘陵,证实储量2350万吨,P2O524.2%,概略储量6560万吨,P2O5 24.1%。美洲磷矿资源主要分布在美国、巴西和秘鲁。美国磷酸盐岩资源量90亿吨多,佛罗里达州占45%,北卡罗来纳州、爱达荷州和犹他州等占55%。
巴西已发现大型矿床有塔皮拉、阿拉萨和雅库皮兰卡。秘鲁*的塞丘拉矿床,磷酸盐岩资源达100亿吨,贝奥瓦(Bayovar)矿床磷酸盐岩储量8.16亿吨,在太平洋和大西洋海底蕴藏大量磷酸盐岩资源,已知五个成矿带为:加利福尼亚浅海磷矿带,秘鲁-智利浅海磷矿带,美国东南部大陆架磷酸盐岩矿带,摩洛哥-加纳陆棚磷酸盐岩矿带,纳米比亚-南非浅海磷矿带,但是当前技术还不能进行经济地开采回收。