河南磷矿类型划分及其分布特征综述
关辉。
摘要：河南省磷矿资源较贫乏，主要分布于豫西、豫南的4个矿集区，8个矿田范围内。已知磷矿其成因类型主要可划分为沉积型磷块岩矿床、沉积变质型磷灰岩矿床、晚期岩浆型磷灰石矿床三种，以沉积磷块岩矿床为主。建议加大河南省低品位磷矿选矿加工利用的实验研究工作，以便使现有资源得到充分利用。
Abstract： The phosphorite resources in Henan Province are relatively poor， mainly distributed in 4 ore—concentrating areas and 8 ore fields in the west and south of Henan. It is known that the genetic types of phosphate deposits can be divided into three types： sedimentary phosphorite deposits， sedimentary metamorphic apatite deposits， and late magmatic apatite deposits， mainly sedimentary phosphorite deposits. It is recommended to increase the experimental research work of beneficiation processing and utilization of low—grade phosphate rock in Henan Province in order to make full use of existing resources.
Key words： distribution characteristics;type;phosphate rock;Henan Province。
中图分类号：TD97 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2020）19—0205—04。
0 引言。
磷是重要的化工原料，在工业上主要用于生产磷系列肥料，也可以用来制造磷酸、黄磷、赤磷、磷化合物及其它磷酸盐类产品。这些产品广泛用于农业生产、医药、食品、轻工、化工等领域，现在磷矿资源在全球已经成为一种战略性资源。我国是磷矿资源大国，但磷矿资源主要分布于鄂、黔、滇、川、湘等5省，北方地区分布较少，造成我国南磷北运的局面。农业大省河南地处华北平原，是我国重要的粮仓之一，但也是北方贫磷地区之一，因此对河南磷矿展开研究具有一定的现实意义。
1 河南省磷矿勘查工作现状。
河南省磷矿勘查工作始于20世纪50年代后期，主要集中于60～70年代（北方找磷），20世纪80年代后期磷矿勘查工作基本停止。根据河南省地质博物馆的资料统计，截止到目前，河南省内经预查—勘探的磷矿产地54处，提交有资源储量的矿区34处，共计提交资源储量133487.93千吨。其中中型矿床6处，小型矿床11处，矿点26处，矿化点11个。其中上表矿产地8处，上表资源储量90300.2千吨。河南省内磷矿总体勘查工作程度较低，在54个已发现的矿产地（矿点、矿化点）中，达到勘探程度的有3处，达到详查程度的有5处，达到普查程度的有29处，其余为预查（矿点检查）。
需要指出的是，河南的磷矿勘查工作年代较早，又是在着力解决北方缺磷的特殊年代，部分矿产地圈定矿体所用的工业指标与现行规范推荐的一般工业指标差距较大，在提交的资源储量中，用现行规范推荐的一般工业指标来衡量，相当一部分资源储量不能圈入矿体。
2 河南磷矿成矿类型特征。
河南省目前已知磷矿其成因类型主要可划分为沉积型磷块岩矿床、沉积变质型磷灰岩矿床、晚期岩浆型磷灰石矿床三种，以沉积磷块岩矿床为主。
河南省沉积磷块岩矿床主要有四个成矿层位，即华北地层区的中元古界汝阳群云梦山组（五佛山群马鞍山组）、寒武系下统辛集组、秦岭地层区的震旦系上统陡山陀组、寒武系下统水沟口组。
云梦山组磷矿为低变质程度的沉积磷块岩矿床，在全国磷矿类型划分方案中无可对比的层位和矿床式，为河南省独有，典型矿床为伊川石梯磷矿，定为石梯式磷矿。目前发现中型矿床1处、矿点1处。
云梦山组地层主要分布于华北陆块南缘，地层区划属于华北地层区豫西分区渑池—确山地层小区、嵩箕地层小区及山西分区太行山小区，后者未发现含磷。在嵩箕地区称为五佛山群马鞍山组。含磷岩系为一套含磷铁陆源碎屑岩建造，属滨海相潮间带亚相沉积。含磷岩系下部为紫红、紫灰色中厚层状中—粗粒石英砂岩、杂砂岩;中上部为灰白色厚层砾岩、含砾中粗粒石英砂岩夹中粗粒石英砂岩，砾石成分主要为石英，次为石英岩、安山岩、泥岩、硅质岩等，砾石分选性差、磨圆度较好;上部有紫红、肉红色硅质泥岩、硅铁质条带或透镜体;顶部为磷矿层，自下而上分为紫红色砾质磷块岩、紫红、暗紫色铁质磷块岩、灰黑、铁黑色铁锰质磷块岩。矿体呈层状产出，厚度1～5米，规模不等，石梯磷矿控制长度大于3000米。矿石主要矿物成分为磷矿物（磷灰石、胶磷矿），次为赤铁矿、重晶石、石英、方解石、黑云母。磷矿物发生了变晶作用较为普遍，成为细晶磷灰石，胶磷矿以胶结物形式存在，P2O5含量10～26%，TFe含量3～23%，为磷铁共生矿石。矿石类型主要有铁质磷块岩、铁锰质磷块岩、钙（镁）铁质磷块岩、砂砾质磷块岩。根据石梯磷矿放射性测定成果，含磷地层放射性异常明显。
2.1.2 寒武系下统辛集组磷矿。
辛集组地层主要分布于华北陆块南缘，东接安徽凤台磷矿，经固始、确山、舞阳、鲁山、宝丰、汝阳、灵宝，向西北进入山西等，地层区划属于华北地层区豫西分区渑池—确山地层小区。含磷岩系为一套含磷陆源碎屑岩建造，属滨海相潮间带亚相沉积。截止目前已发现中型矿床2处，小型矿床7处，矿点、矿化点12处。由于早寒武世早期海侵由东南向西北发展，因此，含磷岩系厚度和沉积建造由东到西有所差异。
东部固始陈集一带含磷岩系厚300～350米。含磷岩系自下而上分为底砾岩、砂页岩夹薄层砾状磷块岩和磷结核、含磷灰岩夹薄层块状黑色磷块岩、中粒石英砂岩夹砂质灰岩、砂质灰岩，矿体赋存与砂页岩和含磷灰岩中。矿体呈层状、似层状、透镜状，厚度0.2～1.30米，矿体控制长度400～600米，控制斜深100～160米，P2O5含量4～27%。矿石类型有结核状磷块岩、黑色致密块状磷块岩、黑色砾状磷块岩。
中部鲁山—汝阳一带含磷岩系厚度10～40米，最厚68米。鲁山辛集磷矿是辛集组磷矿的典型矿床，经过勘探为中型矿床。含磷岩系自下而上分为五层，饼砾状砂质磷块岩或含磷砾岩、海绿石含磷砂岩、砂质磷块岩、含磷砂岩、含磷铁钙质砂岩，由下而上含磷呈递减趋势。矿体产于寒武系下统辛集组下段，矿体形态为层状，多为单层。矿体地表延伸大于3000米，深部沿走向控制延伸4400米，沿倾向控制延伸1400米。矿体产状与地层产状一致，总体构造形态为单斜，走向近东西，倾向北北西—北北东，倾角25°～30°，深部稍缓，10°～20°，在单斜构造的基础上发育有规模不大的褶曲。矿体厚度一般1～2米，平均1.47米。P2O5含量一般8～13%，平均11.48%。矿石呈黑灰色，由砂质磷块岩组成。矿石矿物为磷酸盐（胶磷矿）;脉石矿物主要为石英，次有少量的长石、海绿石、黄铁矿;微量矿物有绢云母、白云母、锆石、电气石、菱铁矿、燧石等。磷酸盐矿物呈黄褐及黄棕色，总含量约占20～35%，其中皮壳状微晶磷酸盐占磷酸盐成分的90%，粒状胶磷矿和胶结物状胶磷矿约占9%，细小结晶状磷酸盐仅占1%。矿石结构为结核状结构和细粒砂状结构，矿石构造为致密块状构造和条纹（带）状构造。根据矿石结构构造，矿石类型划分为三种，即结核状砂质磷块岩、致密块状磷块岩和条纹（带）状磷块岩。根据矿区剖面、钻孔放射性顺便检查结果，磷矿层放射性异常明显。
西部灵宝一带辛集组地层厚度51～78米，下部含磷岩段厚4～8米。含磷岩段下部为灰、灰褐、灰黄色砂质砾屑磷块岩、砾屑磷块岩，局部为砾状砂岩，中上部为砂质页岩夹含磷石英砂岩。矿体呈层状、似层状，总体构造形态为单斜，走向北西，倾向北东，倾角5°～25°。矿体走向长度70～450米，厚度0.44～0.75米，平均品位P2O5 18.03%。矿石类型为砾屑磷块岩和砂质砾屑磷块岩，砾状、砂砾状结构，块状构造，矿石矿物为胶磷矿（40～65%），脉石矿物有石英、绢云母、铁质及少量的方解石。
2.1.3 震旦系上统陡山陀组磷矿。
震旦系地层分布于秦岭地层区南秦岭分区淅川小区。分布范围西起西峡荆紫关经淅川马头山至内乡方山寨一带，呈北西—南东向展布，长约80余公里。由于相变原因，东段发育含磷岩系，目前仅发现矿点2处。
含磷地层为震旦系上统陡山陀组，地层厚度150～250米，为一套含磷陆源碎屑岩—碳酸盐岩建造，属浅海相沉积。含磷岩系下部为千枚岩、片岩、石英岩夹少量大理岩;上部为大理岩、硅质灰岩与片岩互层。矿体赋存与硅质角砾状灰岩与片岩之间，呈层状、似层状、透镜状，总体构造形态为单斜，矿体长100～700米，厚度0.1～0.5米，品位P2O5 4.07～25.48%。矿石类型为胶质磷块岩、含磷砂质灰岩、铁锰质含磷砂质灰岩，矿石矿物为胶磷矿、细晶磷灰石，脉石矿物为石英、方解石、铁质。
2.1.4 寒武系下统水沟口组磷矿。
寒武系下统水沟口组地层分布于秦岭地层区南秦岭分區淅川小区。分布范围与震旦系上统陡山陀组地层基本一致。磷矿发育于水沟口组地层分布范围的西段，目前发现小型矿床和矿点各一处。
寒武系下统水沟口组地层厚度65～75米，为一套含钒、磷硅质—碳酸盐岩建造，属浅海相沉积。含磷岩系由下到上分为四层，灰黑色中厚层—薄层状硅质岩（燧石层）、杂色页岩（钒矿层）、紫红色页岩顶部含磷鲕状灰岩、泥质条带灰岩，钒矿赋存于杂色页岩中，磷矿赋存于紫红色页岩顶部含磷鲕状灰岩中。矿体呈层状、似层状，总体构造形态为小而紧密的褶皱，且两翼倾角较陡。矿体长度65～450米，厚度0.25～0.74米，P2O5含量9.28～19.12%。矿石类型有鲕状灰质磷块岩、小结核状灰质磷块岩。矿石矿物为胶磷矿，脉石矿物有方解石、石英、粘土矿物、铁质、碳质。矿石结构构造为鲕状结构、胶状结构、结核状结构、细粒结构;块状构造。
2.2 沉积变质型磷灰岩矿床。
河南省沉积变质磷灰岩矿床有四个层位，即古元古界嵩山群，古元古界秦岭群大河组（郭庄岩组）、中元古界毛集群（宽坪群）左老庄组（广东坪组）、中—新元古界商城群石门冲组（龟山岩组）。
古元古界嵩山群地层分布于华北地层区豫西分区嵩箕地层小区。嵩山群由下至上分为罗汉洞组、五指岭组、庙坡山组、花峪组，其中五指岭组和花峪组为含磷层位，目前发现磷矿产地10处，均为矿点或矿化点。
五指岭组由石英（砂）岩、绢云石英片岩、绢云片岩和不稳定的白云岩组成，原岩建造为含磷陆源碎屑岩建造，岩层中波痕及交错层理发育，属于滨海—浅海相沉积。地层厚度600余米，根据其岩性特征，由下到上分为三个岩性段，矿体赋存于第三段上部，第一段也有含磷显示，但仅为矿化。
花峪组由磷角砾绢云母千枚岩—变质粉砂岩—白云岩—石英岩变质建造组成，原岩建造为含磷陆源碎屑岩建造，岩层中保留有清晰的交错层理、斜层理、泥裂、波痕等层面构造，属于滨海—浅海相沉积。地层厚度50～300米，一般130米，由上到下共分五段，其中一、三、五段为千枚岩类，是含磷层位，矿体赋存于第一段下部，三、五段仅为矿化。
在发现的矿（化）点中，由于构造或剥蚀等原因，一般只出露五指岭组或花峪组，未见两者同时出现在一个矿（化）点中。含磷地层分布较稳定，走向延长一般数百米至数千米，但矿体规模较小，呈透镜状产出，长50～500米，一般100～200米，矿体厚度1～2米，P2O5含量0.3～29%。矿石类型主要为含细晶磷灰石的各类千枚岩（含角砾），粒状变晶结构，变余砂状结构，块状构造、千枚状构造，矿石矿物为细晶磷灰石，脉石矿物为石英、绢云母、铁质。
大河组（郭庄岩组）磷矿分布于桐柏山北坡，地层区划属于秦岭地层区北秦岭分区蛇尾地层小区。目前发现小型矿床和矿点各一处。
大河组（郭庄岩组）为一套片麻岩—大理岩变质建造，由下到上分为三段。含磷地层为大河组第三段，下部为大理岩与石墨条带大理岩互层，上部为大理岩夹磷灰石大理岩、钾长透辉石岩、白云质大理岩夹碳质大理岩，矿体赋存于第三段上部磷灰石大理岩中。矿体呈层状、似层状、透镜状，长140～1900米，厚度1～5米，P2O52～8%，一般3～4%。矿石类型为磷灰石大理岩，矿石矿物为磷灰石，脉石矿物为方解石、石英、云母、透辉石，矿石为粒状变晶结构、块状构造。
2.2.3 中元古界毛集群（宽坪群）左老庄组（广东坪岩组）磷矿。
毛集群（宽坪群）分布于桐柏北部到泌阳一带和南召、方城一带，地层区划属于秦岭地层区北秦岭分区南召地层小区。目前发现中型矿床一处、矿点一处、矿化点两处，南召、方城一带未见含磷报道。
左老庄组（广东坪岩组）为一套片麻岩—石英岩—片岩变质建造，分为上下两段。下段为云母斜长片麻岩、石英岩，原巖为陆源碎屑岩建造。上段为含磷层位，含磷地层厚度60～90米，岩性主要为云母斜长片（麻）岩与斜长角闪片岩互层，原岩为碎屑岩—火山岩建造。矿体呈层状、似层状、透镜状，长40～1200米，厚度1～26米，P2O5 2～4%。矿石类型主要为含磷灰石的各类片岩，矿石矿物为微晶—细晶磷灰石，脉石矿物主要有斜长石、角闪石、石英、云母、方解石，矿石结构有粒状变晶结构、鳞片粒状变晶结构，矿石构造为块状构造、片状构造、条带状构造。
商城群石门冲组（龟山岩组）分布于大别山北坡，在河南省境内仅出露于商城县石门冲—歪庙一带，近东西向展布，长度约15公里，向东被商城岩体吞噬和石炭纪、侏罗纪地层覆盖。地层区划属于秦岭地层区中秦岭分区西峡—信阳地层小区。目前发现中型矿床、小型矿床和矿化点各一处。
石门冲组（龟山岩组）为一套中—浅区域变质岩，地层厚度约1500米，根据其岩性分为上下两段。磷矿赋存于石门冲组（龟山岩组）下段，在石门冲矿区矿体呈层状、似层状、透镜状，走向长度170～1360米，控制斜深60～420米，矿体平均厚度3～6米，平均品位P2O5 6～14%。马鬃岭矿区矿体形态复杂，规模小。矿石类型有角砾状磷块岩、条纹条带状磷块岩、致密块状磷块岩。主要矿石矿物有胶磷矿、细晶磷灰石，脉石矿物为石英、绢云母、铁质。矿石结构为角砾状结构、砂状结构、胶状结构、粒状变晶结构，矿石构造为块状构造、条带状构造。
2.3.1 榴辉（闪）岩型磷矿。
河南省榴辉（闪）岩主要分布于豫鄂交界的新县田铺、泗店、长州河、周河一带。榴辉（闪）岩呈岩滴、小岩株状产出，为基性侵入岩经区域变质作用而成，侵入地层为古元古界浒湾岩组。目前仅发现磷和金红石共生矿床一处，即新县杨冲磷、金红石矿，其中磷矿为中型，金红石为大型。
新县杨冲磷矿区位于尖怀寨—黄风垭—桐柏—商城断裂（桐—商断裂）以南2公里，区内有三个较大的榴闪岩体，其中杨冲岩体含矿性较好。岩体为透镜状，呈北东东向展布，长约1000米，最宽处450米，两端尖灭，岩体倾向北，倾角40°～60°。磷灰石和金红石主矿体叠生在一起，产于杨冲岩体南侧底部，产状与岩体产状一致。矿体东西长980米，磷灰石矿体最大厚度190米，金红石矿体最大厚度215米。矿石品位P2O5平均1.85%，物相（金红石）TiO2平均1.68%，两者呈正相关关系。矿石结构为纤状变晶结构、花岗变晶结构、鳞片变晶结构，片麻状构造、条带状构造。矿石矿物为磷灰石、金红石，脉石矿物为石榴石、角闪石、斜长石，含少量的磁铁矿、钛铁矿等。
2.3.2 云煌岩脉型磷矿。
云煌岩脉型磷矿河南省内仅发现矿点一处，位于鲁山县背孜乡八角沟—碾道场一带。云煌岩脉侵入地层为新太古宇太华岩群荡泽河组，岩脉展布方向为北西—南东，与区域构造线方向一致，沿走向方向多处被北北东向断层切割错动，使岩脉呈似雁行状排列。岩脉长度约13千米，厚度0.40～5.76米，平均3.74米。矿石品位P2O5 2～4.68%，平均2.97%。矿石具显微花岗结构、斑状结构，块状构造。矿石主要矿物成分为钾长石、钾微斜长石（45～55%），黑云母（25～45%），磷灰石（5～10%），次要矿物有斜长石、角闪石、辉石、绿泥石、绿帘石、金红石。
3.1 沉积型磷矿。
河南省沉积磷矿床主要有四个成矿层位，即华北地层区的中元古界汝阳群云梦山组、寒武系下统辛集组、扬子地层区的震旦系上统陡山陀组、寒武系下统水井陀组。具体分布范围叙述如下。
云梦山组地层主要分布于华北陆块南缘、嵩淇地区和渑池济源一带黄河南岸，目前发现中型矿床1处、矿点1处。伊川石梯磷矿为中型矿床，含磷地层分布于嵩县酒后—伊川县葛寨—汝阳小店一带，分布范围坐标为东经112°00′00″～112°37′00″，北纬34°07′00″～34°30′00″;汝阳以东和济源地区云蒙山组地层未见含磷。在嵩箕地区与云梦泰山组同层位的五佛山群马鞍山组，地层分布较广，但仅在巩义天井坑发现矿点一处，为铁磷共生，长不足百米。
辛集组地层主要分布于华北陆块南缘，东接安徽凤台磷矿，经固始、确山、舞阳、鲁山、宝丰、汝阳、灵宝，向西进入山西。在确山以东至固始陈集，含磷地层被第四系所覆盖，仅有零星出露。嵩箕地区局部有辛集组地层零星分布，但不含磷矿（层位偏上）。预测范围有三个。汝阳—平顶山一带，呈北西—南东向不规则长条状，分布范围坐标为东经112°28′00″～113°25′00″，北纬33°40′00″～34°10′00″;方城保安—確山一带，呈北西—南东向不规则长条状，分布范围坐标为东经113°22′00″～114°00′00″，北纬32°40′00″～33°20′00″;邵原—济源一带，分布区为不规则四边形，分布区范围坐标为东经112°02′00″～112°52′30″，北纬35°05′00″～35°16′30″。息县—固始陈集一带辛集组地层零星出露，多为覆盖区，仅发现矿点一处。西部灵宝一带辛集组地层出露零星，仅发现灵宝朱阳磷矿一处，含磷岩系和矿体厚度小，矿体厚度最大0.75米，小于最低可采厚度。
震旦系地层分布于荆紫关—师岗复向斜北翼，分布范围西起西峡荆紫关经淅川马头山至内乡方山寨一带，呈北西—南东向展布，长约80余公里，目前仅发现矿点2处。在发现的矿产地中，矿体最大厚度0.5米，平均品位P2O5 8.25%，属于矿化层。
寒武系下统水沟口组地层分布于荆紫关—师岗复向斜北翼，寒武系地层假整合于震旦系地层之上，分布范围与震旦系上统陡山陀组地层基本一致。磷矿发育于水沟口组地层分布范围的西段，目前发现小型矿床和矿点各一处。在发现的矿产地中，矿体厚度0.25～0.74米，小于最小可采厚度。
3.2 沉积变质型磷矿。
河南省沉积变质磷灰岩矿床有四个层位，即古元古界嵩山群，古元古界秦岭群大河组、中元古界毛集群左老庄组、新元古界商城群石门冲组。具体分布范围如下：
古元古界嵩山群地层分布范围有嵩箕地区、禹州荟萃山—新郑风后岭。嵩山群由下至上分为罗汉洞组、五指岭组、庙坡山组、花峪组，其中五指岭组和花峪组为含磷层位，目前发现磷矿产地10处，均为矿点或矿化点。分布范围坐标为东经112°45′00″～113°40′00″，北纬34°14′00″～34°40′00″。
大河组（郭庄岩组）磷矿分布于桐柏山北坡，目前发现小型矿床和矿点各一处。在发现的矿产地中，矿石品位低，P2O5一般3～4%，达不到最低边界品位，圈不出工业矿体，属于矿化层。
3.2.3 中元古界毛集群（宽坪群）左老庄组（广东坪岩组）磷矿。
毛集群（宽坪群）分布于桐柏北部到泌阳一带，目前发现中型矿床一处、矿点一处、矿化点两处。在发现的矿产地中，矿石品位低，P2O5 2～4%，达不到最低边界品位，圈不出工业矿体，属于矿化层。
商城群石门冲组（龟山岩组）分布于大别山北坡，在河南省境内仅出露于商城县石门冲—歪庙一带，近东西向展布，长度约15公里，向东被商城岩体吞噬和石炭纪、侏罗纪地层覆盖。目前发现中型矿床、小型矿床和矿化点各一处。由于石门冲组地层分布范围小，为一向下尖灭的楔形构造岩片，加之前人工作程度高，主要矿体深部已经控制到边，发现新矿体的可能性不大。
3.3 晚期岩浆型。
晚期岩浆型磷矿省内发现产地两处。新县杨冲磷矿为榴闪岩型，位于新县千斤乡，属于伴生磷矿，虽然达到中型规模，但矿石品位低，P2O5平均1.85%;鲁山背孜磷矿为云煌岩脉型，位于鲁山县背孜乡八角沟—碾道场一带，矿石品位P2O5 2～4.68%，平均2.97%，属于矿化体。
4 成矿区带划分。
河南省横跨滨太平洋成矿域、秦祁昆成矿域，以《中国成矿区带划分方案》（徐志刚等，2008）Ⅲ级成矿区带为基础，根据构造单元和矿产分布规律，可将河南省磷矿矿产进一步划分为4个矿集区（Ⅳ级成矿区带），8个矿田（Ⅴ级成矿区带），详见表1。
5 结论。
综上，有一定资源利用前景的河南磷矿类型主要为早寒武纪海相沉积型辛集式磷块岩矿床、中元古界云梦山组海相沉积型石梯式磷块岩矿床、古元古界嵩山群花裕组变质型海州式磷灰岩矿床等三种。分别产于寒武纪辛集组下段、中元古界云梦山组一段、古元古界嵩山群五指岭组和花裕组，预测有一定资源前景。
河南省是缺磷地区，所用磷矿石基本全由外省调运，省内查明的资源储量基本没有得到利用，主要原因是品位低，选矿成本高。近年来我国磷矿选矿技术不断提高，工艺流程日渐成熟，低品位磷矿的利用在技术上是可行的，随着磷矿产品价格的高，为河南省低品位磷矿的利用创造了新的契机。建议加大河南省低品位磷矿选矿加工利用的实验研究工作，以便使现有资源得到充分利用。
参考文献：
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