磷矿水文地质条件怎么写
『壹』 贵州开阳磷矿的详细资料
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,回广泛出露于走向近南北答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 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。
『贰』 磷块岩形成条件
一、地质构造背景
各种成因的磷块岩形成于地台边缘的浅海区,并形成于海侵时期,矿床大多产于海侵岩系的底部或下部。从成矿盆地的构造位置看,多属于冒地槽或陆架盆地之中,而极少形成于构造复杂的地槽区。中国的含磷建造主要有3种类型:①近岸浅海陆源碎屑岩建造,形成于海洋陆缘带;②海相碳酸盐建造,形成于碳酸盐台地;③暗色硅泥岩页岩建造,形成于外陆架盆地。
二、磷的物质来源
地壳的P2O5平均含量为0.23%,磷块岩的P2O5平均含量为10%~35%,即约等于地壳平均含量的100~135倍。
海水中的磷主要来自大陆。据Г.Н.Батурин(1978)的计算,每年带入海洋的各种来源的磷的总量为1.57×108t,其中由河水带来的为1.7×1017g/a(Y.K.Bentor,1980)。不同深度的海水中磷的含量有很大差别,表层海水含量一般小于70×10-9,而海底软泥中的孔隙水含量可至(750~6200)×10-9,比正常海水高出近100倍(叶连俊,1989)。海洋学家都认为,海水中的磷主要采自陆源,即由河水和含磷陆源碎屑物带入,其中从陆源碎屑物中的溶出的磷要比河水带来的溶解状态的磷大约高30倍(叶连俊,1989)。带入海洋中的磷将近一半被生物吸收了,这些含磷生物最后进入海底淤泥,因而使海洋底水磷含量高度浓集,有利于形成磷块岩。由此可见,海相磷块岩的原始物质主要是来自大陆。
此外,火山来源的磷也是不容忽视的。近年来,在鄂西陡山沱期和汉沅下寒武统含磷岩系中都见到火山碎屑物和层凝灰岩的夹层,不少矿床的含磷岩系中富含长石其K2O含量可高达9%~11%,表明含磷岩系与火山作用关系密切。
三、古地理环境
叶连俊等(1989)根据沉积结构、岩性序列和岩类组合特点,将含磷岩系共分为11个不同类型,形成环境分别为潟湖、海湾、外陆架盆地,水下洼地、潮坪、水下浅滩、水下三角洲,岸外砂坝等,所有这些沉积环境,包括外陆架盆地的向陆一侧都属于浅海环境。从含磷岩系中富含有机质暗色建造的特征推测,当时的古大气成分可能是相对缺氧的,因而潟湖、海湾、水下洼地、潮坪洼地和外陆盆地等都是有利于有机质保存和转化的还原环境,从而有利于磷的溶出。
各时代的含磷岩系的岩石组合基本上属于3种(各组分按自上而下岩石序列):①蒸发岩、碳酸岩—磷块岩、砂页岩—砂砾岩组合;②蒸发岩、碳酸岩—磷块岩、碳酸岩—暗色泥质岩、硅质岩组合;③碳酸岩—磷锶铝质岩—磷块岩组合。因此,含磷岩系主体应是一套蒸发岩、白云岩沉积组合。在与磷矿层伴生的白云岩中可以见到零星分散的天青石和石膏假象以及干裂构造等说明,磷块岩矿床主要是在低纬度热带、亚热带干旱炎热的古气候条件之下形成的。在此气候条件下,海水的盐度,特别是浅海陆架地区的海水,其盐度必然相应较高,这会提高其对磷、伴生金属如Fe、Mn、REE、Sr和U等的溶解度,为磷块岩的形成创造条件。
四、成矿时代
从已有的资料看,在地质历史中,磷酸盐堆积规模最大的时期只有3个:即震旦纪—寒武纪、二叠纪和晚白垩—新第三纪,堆积强度具有依次加强的趋势。然而,中国工业磷块岩规模最大的成矿期是震旦纪,其次是寒武纪和泥盆纪,而在二叠纪和白垩—新第三纪两个最大堆积期中国都没有形成具工业价值的矿床。
震旦纪陡山沱组磷块岩是我国最早出现的工业沉积磷块岩层,当时是中国地史上叠层石一个繁茂时期,叠层石礁体的本身往往是品位最高的工业矿层。早寒武世早期的昆阳磷块岩矿层形成时期,恰恰是小壳动物的最早出现及繁茂时期。这些事实有力证明,磷块岩的形成是与生物兴衰更替、生物作用及相应的有机地球化学作用密不可分。
五、磷块岩的成矿作用
叶连俊等(1989)通过对中国磷块岩矿床的研究,提出矿床形成的生物化学成矿作用与物理富集的成矿模型。
(1)磷质吸取阶段
在一定的地质构造背景下,来自陆源的海洋中的各种磷质,为菌藻低等生物所吸收。当其死亡后,通过有机质的腐解,磷被析出,一般都在暗色建造的沉积层中形成富磷的孔隙水。这个阶段,使沉积层中的磷质初步富集。
(2)磷质矿源层形成阶段
富磷孔隙水或是在沉积层中形成星散微细团粒或早期成岩结核或在某些孔隙较好的夹层中形成磷块岩的局部富化或是扩散进入海底,使底水中磷的浓度增高,从而为富磷沉积层的形成创造了条件。这些磷的浓化作用多半出现在海侵初期,在其前缘地带形成的潟湖、海湾等有利于形成磷沉积的封闭、半封闭环境,从而沉积了富磷的沉积层或是磷矿层和结核磷块岩层,形成磷质矿源层。
(3)物理富集阶段
图14-1 磷块岩的形成过程和模式
(据叶连俊等,1989)
由于海面的升降、进退,在波浪基准面之上,由于风浪海流交织袭击下,已形成的各类磷的沉积物(可视为矿源层)被冲刷、破碎、簸选和再沉积。再沉积有利的停积场所,如台地及水下高地的边缘、岸外砂坝、近海浅滩、水下洼地以及外陆架盆地的向陆一侧等。在这种强烈冲刷、搬运和快速沉积条件下,最后乃形成品位高的、厚度大的、具颗粒结构的工业磷块岩矿床(图14-1)。
『叁』 矿山地质环境问题的成因分析
矿业开发或多或少会对地质环境造成影响破坏,有些矿山地质环境问题的产生具有必然性,有些矿山地质环境问题的产生则与矿业行为的规范程度关系密切,总而言之,导致湖南省矿山地质环境问题产生的因素主要有采矿行为、采选冶及治理技术以及自然因素。
一、采矿行为因素
矿业开发活动过程中,地下开采掘进及主动放顶、矿山地面工程建设、露天采场开挖及表土剥离等采矿行为,很难避免采空地面变形、地下水位下降、土地资源占用破坏等矿山地质环境问题的发生,这是矿业活动的基本属性所致。但规范的矿业活动或矿业活动过程中事先主动采取有效的矿山地质环境防护措施,将大大减少或消除采矿活动对矿山地质环境的破坏程度,即使产生破坏,其恢复治理也较容易。综合分析,目前湖南省因采矿行为不恰当而导致大量环境问题发生的主要方面有:
1.过度开采、掠夺式开采
受“大矿大开,小矿放开,有水快流,大力鼓励民营经济发展”思想的影响,矿业发展无序,高峰时期,湖南省各类矿山近两万处。据不完全统计,1998年,湖南省各类大小矿山达12417座,且还有不少非法开采、民采矿硐。一些矿山企业或私人团伙见矿就采,盲目乱采滥挖,越层越界,不留设甚至偷采保安矿墙(柱)等现象十分严重,导致全省矿山地质环境问题急剧爆发,为早期矿山地质环境问题恶化的主要原因。
2.环保意识薄弱,过度追求经济效益
为了追求经济效益最大化,历史上,不顾环境和他人利益,开采过程中不重视环境的保护及预防。主要表现为:废渣随意堆放而不惜占用农田、水库、河谷;废水肆意排放而不采取任何净化措施;居民区、重要设施区及基本农田下方开采而不留设保安矿柱,形成超深、超宽的采空区;不合法采矿权人或非法个人盗采保安矿柱等。
3.矿山地质环境保护方面技术人员匮乏
现有的众多小矿山,或无环境保护方面的技术员,或已有的技术人员水工环专业知识欠缺,对矿床水文地质条件、工程地质条件及其复杂性等开采技术条件不了解或认识不足,对可能引发的地质环境问题不会科学合理采取相应的预防措施,不自觉造成了对矿山地质环境的破坏,这是造成湖南省矿山地质环境问题的一个重要因素。
4.地方保护主义思想过重
在一些地方,矿产资源开发成为当地的主要经济支柱,是地方财政的最大来源。历史时期,部分地方政府和部门片面理解“发展才是硬道理”,存在“先发展起来,再改善生态和保护环境”的错误认识,对矿产资源管理秩序整顿、关停小矿山、保护矿山地质环境的要求执行不力,加重了矿山地质环境的破坏。
二、技术因素
1.矿山采、选技术落后,加剧了矿山地质环境问题的发生
受矿产资源禀赋条件限制,矿山开采技术落后,采用落后的“崩塌法”、“放大炮”等开采技术,造成了地面塌陷、崩塌、滑坡等地质灾害。部分井下开采矿山的探水技术落后,对老窑、老采空区、岩溶管道探测不完全而发生突水突泥事故,从而造成地面塌陷的发生。选矿工艺简单落后,如省内曾存在大量土法采选金矿、土法炼汞、炼砷、炼硫、炼矾、炼铅锌、氰化选矿的矿山,对矿山地质环境造成了污染。全省很多矿产资源,特别是有色金属资源,共(伴)生矿多、贫矿多,由于选矿技术落后,资源综合利用水平低,总回收率仅40%左右,综合利用水平低,不仅浪费资源,增加固体废弃物排放量,而且增加了尾砂中重金属的排放,加重了环境影响的程度。
2.废渣、废水综合利用程度低,矿山地质环境恢复治理技术落后
矿业活动过程中有大量废渣、废水排放,对其综合利用,不仅能变废为宝,节约资源,而且能有效保护矿山地质环境。湖南省矿山废渣、废水的综合治理率不高,矿山废渣综合利用率为26.83%,废水综合利用率为11.89%。同时,目前全省矿业废渣、废水综合治理利用的技术水平较低,方法工艺较落后。矿山地质环境恢复治理是一项专业性和技术性很强的工作,但当前矿山地质灾害防治和矿区土地复垦技术研究还很薄弱。如地面变形监测可有效预防地面塌陷、采空地面变形对地面设施的破坏,但目前地面变形监测尚处于探索研究阶段,而没有一套完整经济适用的监测技术体系及早掌控地面形变。就土地复垦而言,采矿废水、废渣造成的以重金属污染为代表的水土污染治理难度大,目前没有形成一套普适性的治理技术来恢复治理已污染破坏的土地,致使已破坏土地的恢复治理进度十分缓慢。
三、资金因素
历史上,由于采矿权人追求经济效益最大化,往往不主动对矿山地质环境破坏的风险进行及时防控。即使问题已经产生,但并不投入足够的资金进行治理恢复,从而导致大量的环境问题遗留。虽然近十年国家及地方政府和采矿权人对矿山地质环境问题已投入了大量的治理资金进行治理,但历史欠账多,治理面积有限。
四、自然因素
矿业活动破坏了矿山地质环境平衡条件是造成矿山地质环境问题的根本原因,但湖南省矿山地质环境条件脆弱是矿业活动容易导致矿山地质环境问题加剧的另一因素。
(一)气象与水文
湖南省降水量丰富,但年分布不均,全省多年平均降水量为1426.6mm,最大可达3089mm。由于大气降水丰沛,雨量集中,常出现暴雨,日最大降雨量达423.1mm。降雨是湖南矿山产生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及水土流失的一个重要因素。气候条件十分有利于岩石的风化作用,许多矿区岩石风化强烈,降低了岩体的完整性和稳定性;同时,强烈的风化作用也降低了废石堆的稳定性,容易产生矿山地质灾害。湖南季风变化大,夏、秋季干燥风大,是尾矿库产生扬尘污染的原因之一。地表水系发育,河网密布,许多矿区地表水与地下水之间具有水力联系,地表水往往成为矿井充水、突水的主要来源。尤其是极端天气的出现,如久旱逢暴雨,随之产生大量的矿山地质环境问题。
(二)地形地貌
地形强烈切割的深沟大川是崩塌、滑坡最有利的发生地段;各级阶地和剥夷面间的斜坡地带,崩塌、滑坡也十分发育;上下陡、中间缓的折线山坡,当山坡上部成马蹄形环状地形且汇水面积大时,易产生沿基岩面滑动的土层滑坡。湖南有色金属矿床多产于崇山峻岭之中,复杂的地形条件易发生崩塌、滑坡、泥石流地质灾害。
(三)矿床地质环境条件
湖南省能源矿产赋矿层主要为二叠系龙潭煤系、石炭系测水煤系,其次为二叠系吴家坪煤系、二叠系黔阳煤系、上三叠统、下侏罗统含煤岩系等。各含煤岩系岩性主要为粉砂岩、页岩、泥岩夹砂岩或互层,页岩、泥岩力学强度低,矿井工程地质条件大多为中等至差;而龙潭煤系北型、吴家坪煤系、黔阳煤系顶板、底板或顶底板为岩溶发育且富含岩溶地下水的碳酸岩盐,断裂构造发育且导水性强,水文地质条件及矿区构造大多复杂。建筑材料矿山的石膏矿产主要赋存层位有下石炭统梓门桥组、白垩系、古近—新近系,其中梓门桥组含膏岩系直接顶板为岩溶发育中等至强烈的梓门桥组上段灰岩,间接顶板为岩溶强发育的壶天群,水文地质条件大多为复杂至中等,白垩系及古近—新近系含膏岩系岩性多为泥岩、粉砂岩,岩石固结程度较低,岩体力学强度低,矿床工程地质条件大多较差。湖南省柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山、水口山铅锌矿、七宝山金银黄铁矿等主要有色金属矿床均为接触交代型矿床,其容矿层位均为岩溶发育的碳酸岩盐,水文地质条件复杂,花垣铅锌矿赋矿层位亦为寒武系下统清虚洞组灰岩,地下河等岩溶极发育。当开采上述矿产资源时,由于工程地质条件差,易引发采空区地面变形矿等矿山地质灾害;水文地质条件复杂,则易产生岩溶地面塌陷,并导致含水层结构破坏。这也是湖南省采空区地面变形灾害主要与测水煤系煤矿山、龙潭煤系(南型)煤矿山、石膏矿山有关及岩溶塌陷、含水层结构破坏主要与龙潭煤系(北型)、吴家坪煤系、黔阳煤系煤矿山、柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山铅锌矿、七宝山多金属矿等有色金属矿山有关的重要因素。
湖南省露天开采矿山绝大多数为砂石黏土矿山,花岗岩、石灰岩、石英岩等采石场,风化程度高,当节理、裂隙发育,开采形成较陡峻的临空面时,易发生崩塌;采砂场、砖瓦厂、高岭土矿、红土型金矿、淋积型锰矿开采对象为第四系土(砂)体,土体力学强度低,遇水易软化,采场边坡易发生崩滑现象;此外,石煤矿大多露天开采,部分沉积型铁矿、磷矿也有露天开采矿山,赋矿层位主要为震旦系至寒武系的江口组、陡山沱组、小烟溪组,岩性多为板岩、炭质板岩、砂质板岩,除层理外,板理、劈理均较发育,浅部风化节理十分发育,采场边坡易发生滑坡与崩塌。同时,采场剥离废石及采矿废石量较大,往往成为泥石流的物质来源。
有色金属及石煤矿山的废渣、废水中含大量重金属元素及放射性元素,化工盐类矿山废渣、废水中含卤族元素,中高硫煤矿山及硫铁矿山废渣、废水中含大量黄铁矿,均是矿山水土污染的污染物来源。
『肆』 南京市泰山磷矿()
矿区位于南京市西南15公里,宁(南京)—芜(芜湖)公路和铁路的专用支线直达矿区,秦淮河流经矿区北侧,交通方便。
矿区处于宁芜中生代火山岩断陷盆地北段,为一倾向北西的单斜构造,局部见小背斜。地层为上侏罗统龙王山组及大王山组。侵入岩为辉石闪长玢岩。矿体赋存在辉石闪长玢岩中,受北西和北东向两组断裂控制,有南北两个矿段,以北矿段为主,磷灰石与磁铁矿共生,磁铁矿富集于矿体上部或磷矿体中,铁矿体规模很小。矿段内有数条雁行排列的磷矿体,呈透镜状、扁豆状和纺锤状。主矿体有二条,长287—600米,最大延深270—310米,平均厚度为14.36—17.17米。矿石类型有磷灰石矿石、铁磷矿矿石。磷灰石矿石矿物成分主要为磷灰石,次为方解石、透辉石;铁磷矿矿石主要矿物成分为磁铁矿、半假像赤铁矿、赤铁矿、磷灰石等。矿石呈粒状结构,块状、浸染状构造。磷矿石品位:块状磷矿含P2O5 15%—24%,团块浸染状和细脉浸染状磷矿含P2O5 5%—17%,平均含P2O5 13.63%,属Ⅲ级品。共生矿产有铁,铁矿体呈脉状和囊状,铁矿石矿物成分主要为磁铁矿、半假像赤铁矿,次为赤铁矿。矿石呈块状、浸染状,块状磁铁矿含全铁平均为59.7%,浸染状磁铁矿含全铁为17.4%—27.78%。矿石中含磷量与含铁量的关系成反相关关系。伴生矿产有钒、钇、铈、镧。钒含量与磁铁矿关系密切,成正消长关系,V2O5含量一般为0.1%—0.2%,最高为0.531%,可综合利用;钇、铈、镧主要赋存在磷灰石中,氧化物总量为0.0265%。矿床成因类型属火山热液矿床。
1958年,冶金工业部地质局华东分局八〇七队在勘探梅山铁矿时,对泰山地区曾进行1∶2000地质测量,发现了泰山铁矿点。1959年,为了扩大梅山铁矿床的远景,江苏省冶金工业局地质勘探总队物探队一分队在泰山开展1∶2000和1∶1000的磁法详查和精查工作。1970年12月,江苏省冶金地质勘探公司八〇七队成立了由孙永理为组长的泰山铁矿普查组,采用钻探和槽探手段对磁异常进行验证,找到了磁铁矿床,并发现铁矿体内及其周围磷的含量较高。由于当时江苏省磷矿资源不足,工农业对磷矿资源需求迫切,该队于1971年转入铁磷矿的综合找矿、综合评价工作,重新细致地研究铁磷矿赋存规律,布置槽探圈定南北两个矿带,用钻探进行深部控制,完成钻探工作量8569米,槽探1055立方米,基本查明了矿床的地质特征,圈定了磷铁矿体,并进行可选性试验等工作。同时为配合八〇七队对磷矿的地质评价,江苏省地质勘探公司八一四队进行了1平方公里的磷分散晕化探工作。八〇七队于1973年6月提交了《江苏省南京市泰山铁磷矿床地质评价报告书》,探明磷矿石储量1078万吨,其中可供利用的储量186万吨;共生铁矿可供利用的储量20万吨。1988年11月,经中国有色金属工业总公司华东地质勘探公司审查通过,可作进一步勘探和地方小规模开采的依据。
泰山磷矿品位虽低,但是矿石可选性良好,能取得合格的磷精矿和高品位铁精矿,磷精矿P2O5品位为28.4%,回收率74.14%,铁精矿全铁品位63.55%,回收率高达98.81%,各项技术指标也较理想,铁矿可综合利用。目前尚未开采。
泰山磷矿的发现,增加了新的磷矿类型,为今后在火山岩地区中偏基性辉石闪长玢岩中寻找磷矿,扩大磷矿资源量开辟了新的途径。同时为研究我国中生代火山岩型成矿系列和矿床组分提供了新的内容。
『伍』 联系一个地区的综合地质因素来选择找矿靶区
一个矿床或一个地区的成矿地质条件是包括多方面内容的,如地层、构造、岩浆岩、岩石矿物、地球物理与地球化学特征、围岩蚀变情况,以及矿化情况等。一个矿床的形成往往与相互联系着的多种地质因素有关,而不是仅与某一个因素有关。即矿床的形成,往往是综合地质作用的结果。所以,分析研究与评价判断一个地区的找矿前景,一个矿床的远景如何,价值大小,就不能根据某一个地质因素来作结论,而应把各种成矿地质条件联系起来加以综合分析,这样就可以得出正确的结论。
例如,江西东北部地区,自20世纪50年代开始,60年代、70年代几次作为铜矿地质工作会战的重点地区,不仅因为已知有一批铜矿点等找矿标志的存在,而且区域地质条件比较有利。一是有赣东北深断裂带和钱塘江深断裂斜贯其中;二是该区分布较广的元古宇板溪群和石炭系区域含铜背景值较高;三是这个地区有许多中酸性小侵入体产出。这里进一步分析一下中国最大的铜矿———德兴铜矿形成的区域地质背景和成矿控制条件(表27)来说明这个问题。
表27 德兴斑岩铜矿成矿控制条件表
(引自朱训等,1983)
德兴斑岩铜矿位于太平洋成矿带外带的江西东北部德兴县境内。大地构造位置处于扬子准地台内江南台隆东段的南缘。区域构造上受位于江南台隆和钱塘拗陷之间的赣东北深断裂带的控制,居深断裂上盘。铜矿田赋存于年龄为14.01亿年的九都组之中。该地层岩石含铜量平均达65×10-6,高出该区区域地层含铜平均值一倍以上。铜矿田中燕山早期(距今172百万年)形成的花岗闪长斑岩,是该区内含铜量最高的岩浆岩,含铜平均达230×10-6,为区域地层含铜量的7.7倍。这两者为铜矿形成提供了相当数量的铜质来源。加上沿深断裂带上升的幔源成矿流体带来的铜,以致造成铜的聚集(图18)。从构造条件看,赣东北深断裂带控制着区域有色金属矿带的延展,在导岩、导矿方面起着明显的作用;深断裂带北西侧区域性北西—北北西断裂控制着矿田的展布;元古宇地层褶皱轴部与断裂交叉转折点的复合处控制着铜厂、富家坞、朱砂红3个矿床的定位;斑岩体内外接触带控制主要矿体;裂隙发育程度控制矿化强度。
图18 江西德兴铜矿矿田外围铜的环状负异常分布图(引自朱训等,1983)
在选择勘查靶区时,特别是在进入详细普查或勘探工作阶段时,除了对成矿地质条件进行综合分析外,还应考虑矿床开发时的水文地质条件及工程地质条件。因为有的具有工业价值的可以开发利用的矿床,水文地质条件及工程地质条件比较简单,或虽较复杂,但不妨碍该矿床的开发利用。而有的矿床,从矿石质量、数量来看均可考虑开发利用,但由于水文地质条件或工程地质条件复杂而不能开采。所以在选择与评价勘查工作靶区时,在相应的工作阶段还应对其水文地质条件和工程地质条件进行调查与研究。例如江西乐平花亭锰矿,为一以氧化锰矿为主的大型锰矿,含锰约24%,矿石选冶性能良好。但由于锰矿体产于中石炭统黄龙灰岩底部与元古宇板溪群变质岩不整合面上,矿区水文地质条件极为复杂,矿体顶底板岩层稳固性差,给开采带来很大困难,故矿床至今尚未开发利用(图19)。
图19 江西乐平花亭锰矿区3线剖面图(据江西省地质矿产局,1990)
矿石的可选性能也是诸种地质因素中的重要一环。在选择与评价勘查靶区时,除如上述对成矿地质条件及水文工程地质条件进行分析外,还应对矿石可选性能作必要的研究。因为有些矿床规模很大,矿石中有用元素含量也符合工业标准,但往往由于矿石的选矿性能不好,或是主要有益组分回收率太低,或是有益组分与有害组分难以分离,而影响矿床的开发利用。这一方面例子很多。如我国磷矿中有相当数量的胶磷矿,长时期因选矿问题未获圆满解决而未充分开发利用。近年来,通过试验攻关有些进展。又如内蒙古黄岗铁锡铜矿,由于多种元素共生在一起,给选冶分离带来了困难。还有陕西秦岭地区一稀有金属矿,规模很大,也因多种元素共生,分离困难而未开发利用。
『陆』 磷矿是怎么形成的
很多情况是原有的磷酸盐分散矿被雨水等冲刷进入河道,然后在水流缓慢的地方沉积,经过地质作用形成,也有一些是生物因素,最主要是鸟粪
『柒』 磷矿床地质
一、成矿地质条件
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。
我国磷矿床按其产出地质条件有外生-沉积磷块岩矿、内生-磷灰石矿、变质-磷灰岩矿。
外生-沉积磷块岩矿床主要产出在古生代及新元古代的浅海相—滨海沉积层内,规模大—特大,含矿带沿走向延续几十至几百千米,具有富矿少、贫矿多、易选矿少、难选矿多的特点。在缓倾斜的碳酸盐型磷块岩矿床中,有时形成规模很大的风化带,是获得高质量富矿石的重要矿源。按矿床形成条件又可分为生物化学沉积和风化淋滤残积两个亚类,其地质特征见表14-8。
内生-磷灰石矿床主要为岩浆分异或贯入作用形成,按成矿母岩岩石类型的不同可分为基性—超基性和偏碱性-超基性岩两个亚类。此类矿床中磷灰石颗粒粗大,大多与(钒、钛)磁铁矿共生,矿石易选,综合利用价值较高,其矿床地质特征见表14-9。此类矿床中还有少数岩浆期后接触交代,热液充填和伟晶岩型矿床,但它们规模很小,品位变化大,一般不具工业意义。此外属岩浆分异作用形成的碳酸岩型磷灰石矿床.在我国有一定线索,是今后值得注意寻找的内生磷灰石矿床。
变质-磷灰岩矿床主要产于元古宙和太古宙的变质岩层内,规模较大,与内生磷灰石矿床相比,磷灰石含量较高,颗粒偏细。磷灰岩矿石中的有害杂质是碳酸镁(钙),经选矿后易进入精矿中,不利生产高效肥料。该类矿床前景广阔,按成因可分为沉积变质与变质交代两个亚类,其矿床地质特征见表14-10。
二、矿床主要成因类型及矿床实例
1.沉积磷矿床
沉积磷矿主要产于震旦纪和寒武纪。
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、炭质物等。
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。
表14-8 外生—沉积磷块岩矿床特征表
表14-9 内生磷灰石矿床特征表
表14-10 变质磷灰石矿床特征表
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14-1)。
图14-1 贵州开阳磷矿地质图
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
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~l 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。
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1283 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、黄铁矿及炭质物等。
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%。
矿床实例2: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14-2),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P2O530%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。
图14-2 云南昆阳磷矿海口矿区地质略图
2.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会处,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,大多含量为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。
矿床实例3: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(图14-3)。
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1718 m,南北宽1480m。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2 200~2700m.平均厚度21~35 m,平均延深410~640 m,最大延深865 m。
矿石类型主要有三种: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。
图14-3 河北矾山磷铁矿区纵剖面图
(据冶金516队等,1980)
1—黄土;2—砂砾层;3—含砾亚粘土;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(似伟晶岩);10—似粗面状正长辉石岩;11—云斑状正长辉石岩
矿石化学成分:w(P2O5)11.87%,w(TFe)13.0%。
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2500 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。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。含磷岩石有碳质黑云角闪岩、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2500~2000 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
古元古代晚期磷矿床系指2000~1700 M a,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、白云质大理岩和炭质板岩等组成。
矿床实例: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7400 m,分上、下两个岩组。下为锦屏组,厚1700 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5700 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窿构造(图14-4),含磷岩系或直接与钾质花岗岩接触,或与混合片麻岩接触。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14-11。
表14-11 海州磷矿床磷矿石的化学成分
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、炭质等。
含矿带延伸20余千米,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2000余米。上矿层有6个矿体,单矿体长300~400 m、厚2~6m,最厚达30余米,矿体呈层状、似层状。
图14-4 海州磷矿床地质图
(据张秋生等,1983)
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
三、资源分布及成矿规律
1.磷矿分布
中国磷矿广泛分布,相对集中在云南、贵州、四川、湖北和湖南5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14-5示出了中国主要大、中型磷矿床。
2.成矿规律
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)Ma~(615 ±20)M。a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。
图14-5 中国磷矿分布图
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盐岩型建造中,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。
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,尔后底辟上升侵入地壳,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会处。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。
『捌』 成矿地质条件主要包括哪些
zhyzhy2007的回答,是高度概括的。但太笼统,且不全面。可以稍微具体地回答如下:版
一、内生成矿条件权
1、岩浆岩条件--岩性(超基性、基性、中性、酸性、碱性)具有成矿的专属性,不同的岩性,往往有自己独特的成矿系统。考察成矿条件时,往往较多地先考察岩浆岩条件。
2、构造条件--在不同的大地构造区,有自己独有的成矿特性。如在造山带,是以内生的有色金属、贵金属、稀有稀土金属成矿为主的。而金刚石矿在稳定的板内成矿区边缘成矿。
3、变质条件--是对变质矿床有主要控制作用的。如石墨矿床、一些玉石矿床(缅甸玉、岫玉等)是变质作用矿床。接触变质作用成矿,是极其重要的变质条件。据不完全统计,在接触带形成的矿床中,涉及的矿种是自然界元素的80%以上。
二、外生成矿条件
1、地层、岩相、古地理条件--沉积矿床形成的条件。如宁乡式铁矿是典型的稳定区浅海相的矿床。煤矿是海(湖)陆交互相潮湿气候条件下的沉积矿床。
2、风化矿床--在风化作用条件下能形成很多种外生矿床,如砂锡、砂金、南方的铝土矿床、红土型金矿、峰丛洼地中的锰矿床等。
3、化学、生物矿床,如钾盐矿床、鸟粪磷矿床等。
『玖』 评价希宾磷矿资源的开发条件
水能资源丰歉的评价:(1)河流落差的大小,落差大的河段水能丰富;(2)河流径回流量的大小,径流量大的河流答水能丰富。以上两个条件要综合以前评价。
水能开发条件评价:水能是否丰富;坝址的条件(例如地质条件);淹没范围和移民数量;附近的交通条件;电力市场大小;除发电以为其他的效益(灌溉、航运、养殖等)。
『拾』 磷矿资源稀缺吗
磷矿是指在经济上可利用的磷酸盐类矿物的总称,在工业上主要用于生产磷系肥料,也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类产品。这些产品广泛应用于农业生产、医药、食品、轻工、化工、国防等工业部门。磷矿石具有不可再生的特点。磷矿资源成因年代久远,成矿条件极其复杂,因而磷矿的再生性几乎不可能。磷矿资源一经开发利用,磷素随着各下游加工产品的消费领域分散到自然界中,不可再循环利用,许多国家已经将磷矿资源列为战略资源。磷在地壳中的含量很高,但具备工业开采价值的磷资源在全世界非常有限,据美国地质调查局统计,世界磷酸盐岩经济储量180亿吨,基础储量500亿吨(经济储量是指开采成本低于 35美元/吨的磷矿,基础储量是指开采成本低于100美元/吨的磷矿),其中80%以上集中分布在摩洛哥、美国、南非、约旦和中国。按基础储量摩洛哥位居第一位,中国居第二位,美国居第三位。主要生产国有美国、摩洛哥、中国和俄罗斯,四国的产量约为总产量的67.6%。因此从全世界磷资源的地理分布、人口集中度、经济发展的程度及对磷资源的需求情况看,磷资源具有一定的稀缺性。磷矿为资源类产品,出于保护本国资源的需要,各国都出台相关政策限制初始产品磷矿石出口。磷化工产业对磷矿的需求较大,未来国际磷矿石的供需趋紧。
全球每年约新增人口7500 万,这部分人口主要在发展中国家,人口增长必然带来对粮食食品的需求增长,尤其是随着中国,印度这两个最大的发展中人口大国的兴起,国民对食品的消费比重不断提高,食品中蔬菜和水果的比例提升明显,以中、印为代表的发展中国家的消费水平提升,必然带动上游化肥的需求。磷肥作为农作物生长所需的三大肥料之一,必将随着化肥需求增长而增长。由于农作物的三大肥的施用存在合理的比例,因此随着整个化肥的增长将促进磷肥的增长。 2010 年,欧洲大陆遭受历史少见的炎热天气,干旱导致俄罗斯,乌克兰等东欧国家与欧盟多国出现农产区产量下降,减产幅度预计将达到30%,其中以俄罗斯最为严重,俄罗斯已经宣布暂停粮食出口。国际谷物理事会 8 月发布报告,因东欧和中亚地区小麦受灾减产,2010/2011 年度全球谷物预期产量为17.53 亿吨,供应缺口上升至2100 万吨。灾害导致全球农产品产量下降必将刺激化肥投入。我国今年自然灾害频发,灾害袭击多个粮食主产区,中央政府已经要求落实专项资金补助农资供应,重点是加大化肥的补助力度,实现对农作物的增肥促早熟防病虫目标。2010三季度国际磷肥价格上涨直接带来国内磷化工行业盈利整体提高。国内磷肥淡季出口大增,减缓了国内供给压力;国内热法磷酸优势体现,黄磷价格持续上涨,食品级磷酸出口增加。预计2011-2013 年全球磷肥行业仍将保持较高开工率,国内磷化工行业景气将持续。
磷矿资源上市公司一览:
1 澄星股份(600078):公司是中国最大的精细磷化工产品生产和出口企业。虽然在云南宣威、弥勒两地拥有磷矿可采储量1.3亿吨,澄星股份并未尽全力开采,合计自给率仅30%,但是并未影响公司生产稳定性和相关产品毛利率。
2 兴发集团(600141):公司作为国内最大的磷化工企业之一,目前拥有1.3亿吨磷矿石储量,磷矿石年产能为150万吨,公司磷矿自给率不足50%。10万千瓦发电能力,公司供电自给率达到50%,充足的磷矿资源和磷电矿一体化是公司长期发展的最大竞争优势。
3 ST马龙(600792):2000万吨磷矿资源。
4 六国化工(600470):目前拥有可开采磷矿石超过2000万吨。
5 湖北宜化(000422):公司拥有约1 亿吨磷矿石资源储量,能满足磷肥生产需要。
6 云天化(600096):云天化集团是拥有稀缺资源最丰富的化工公司,其已取得采矿权证的磷矿资源为5-6 亿吨,长期储量超过15 亿吨;下属子公司中寮矿业在老挝拥有8.5 亿吨钾盐资源;集团及上市公司拥有9 亿吨煤矿资源。
磷矿资源上市公司龙头股:
六国化工(600470):
公司主要从事高浓度磷复肥的生产销售,主要产品为磷酸二铵,高浓度复合肥,是国内规模较大的磷肥生产企业,目前公司总计拥有112万吨磷肥产能。公司采取"驻点直销"营销模式,基本覆盖了全部国内市场。公司正大力推进一体化战略,力求实现产业升级和产品结构调整,提升盈利能力。向上游拓展矿产资源,建设合成氨装置解决原料瓶颈;向下游延伸产业链,规划实施湿法净化磷酸和精细磷酸盐项目。目前公司产业链延伸将步入收获期,宿松磷矿达产后年产32%品味磷精矿(P2O5)38.25 万吨,5万吨/年工业级湿法磷酸净化和3万吨/年工业磷酸一铵项目预计年内建成;28万吨合成氨项目2012 年将建成;与四川大学共同建立电池级磷酸盐生产技术研发中心,磷酸铁锂项目处中试验阶段。公司以化肥产业为基础,做大做强磷化工等下游产业为目标;将逐步实现三大原材料(磷矿、硫酸、合成氨)完全自给,化肥业务盈利能力达到同行业较高水平;向下游延伸产业链将给公司带来广阔的成长空间,预计 2010---2012年净利润复合增长率在10%左右,对应市盈率在32倍左右。六国化工与四川大学签署了《磷酸铁、磷酸铁锂技术研究与生产应用开发合同》。四川大学负责研究开发磷酸铁、磷酸铁锂产品生产工艺,为六国化工解决利用此工艺实施工业化中遇到的技术难题,实现工艺技术在生产装置中的连续、稳定、达标生产,并提供产品工艺技术方案和生产线的设计方案。双方计划共同建立电池级磷酸盐生产技术研发中心。六国化工提供360万元项目研究经费,四川大学接受委托完成。双方此次拟订的初步合作履约时间为2年。
六国化工此次与四川大学的合作项目,技术带头人正是国内磷化工领域的泰斗级人物--长期研究磷酸、磷复肥、磷化工及环境工程的钟本和教授。近年来,由钟本和领军的四川大学科研团队在湿法磷酸净化路线取得了长足的进展。目前国内生产正极材料的企业比较多,但以钴酸锂、锰酸锂居多,磷酸铁锂价格低廉,安全性和稳定性较高,循环功能优越,是新一代锂电池的理想材料,未来将成为我国正极材料的主导产品,在动力电池和备用电源领域具有广阔的应用前景。在锂电池产业链中,市场容量最大、附加值最高的是正极材料,磷酸铁锂能占到锂电池成本40%以上。