磷塊巖的類型及成因

彭飚

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

當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、磷灰巖、磷沉積巖、沉積磷巖、磷巖等。當沉積巖中磷酸鹽礦物的含量在25%～50%之間時，稱為磷質沉積巖或磷質巖。當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準，把P2O5的含量大于18%的沉積巖統稱為磷塊巖，把P2O5的含量小于18%的沉積巖稱為磷質巖或含磷巖。中國磷塊巖主要分布在揚子地臺區域和華北地臺區域，其主要發育在震旦紀、寒武紀。

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）以及各種化學沉淀礦物（碳酸鹽礦物等）。

2 磷塊巖類型

在進一步細分磷塊巖時，中國學者陳其英以反映磷塊巖形成條件和環境的結構構造特征為主要依據，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）質磷塊巖、結核狀磷塊巖、重結晶磷塊巖和交代磷塊巖7 個類型，如表1 所示。其結構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，以表示出磷質顆粒支撐的礦石基質膠結物的成分特點。

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

表1 磷塊巖的基本結構成因類型

3 磷塊巖的成因

磷塊巖成因學說眾多，比如生物成因說、化學成因說、火山成因說、陸源成因說、交代成因說。本次主要針對占主導地位的生物成因說和化學成因說進行簡要介紹。

磷塊巖的形成與生物作用密切相關，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磷進行吸收和吸附，在生物死亡后經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的磷塊巖中生物化石很少的現象，因此，后來提出了化學成因說。

化學成因說起初由KAZAKOV 提出，后由SHELDON和MCKELVEY 進一步發展。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磷進行吸收和吸附，因此表層水中P2O5的含量很少；當生物死亡，生物遺體向下沉降，達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現。

4 結論

磷塊巖的形成與生物作用密切相關，磷塊巖的生物成因說只指生物會對海水中散態磷進行吸收和吸附作用，在生物死亡后經密集堆積而形成磷塊巖。磷塊巖的化學成因說是指深層富含磷的海水向上運移，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。