织金含稀土白云质磷块岩物质组成及稀土元素特征

王建蕊，张 杰,2

（1.贵州大学，贵州 贵阳 550003；2.贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵州 贵阳 550003）

织金含稀土白云质磷块岩物质组成及稀土元素特征

王建蕊1，张 杰1,2

（1.贵州大学，贵州 贵阳 550003；2.贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵州 贵阳 550003）

选择贵州织金新华戈仲伍地区含稀土白云质磷块岩为研究对象，研究其矿物组成、化学成分、微量元素、稀土元素等特征。矿石主要矿物为白云石、氟磷灰石、石英等。矿石P2O5平均含量20.18%，主要稀土为钇(Y2O3)、镧(La2O3)、钕(Nd2O3)、铈(CeO2)，占稀土总量的84.51%～85.50%。矿石中P2O5和稀土元素含量均随风化程度加深而增加。本研究为该矿的综合开发利用提供基础资料。

白云质磷块岩；物质组成；稀土元素；织金

1 引言

贵州省织金地区具有丰富的磷块岩资源，矿石质量优良，埋藏浅，开采条件较好，是贵州省的一大资源优势。织金新华含稀土磷矿床是我国西部地区稀土资源蕴藏量最大的磷矿床，稀土储量达百万吨以上。该磷矿是一个超大型磷、稀土综合矿(P2O5品位平均17%，稀土品位0.05%～0.10%)，已探明磷矿储量13.24亿t，占贵州省磷矿储量一半，稀土氧化物储量144.6万t，其中重稀土钇占31.62%[1]。

新华含稀土磷矿矿层由下而上划分为条带状白云质磷块岩、层状硅质磷块岩、结核状硅质磷块岩，其中以条带状白云质磷块岩层占磷矿石总储量的94.6%，其次是层状硅质磷块岩层，占磷矿石总储量的5.4%[2]。而结核状硅质磷块岩，厚度薄，含矿率低，工业价值不高。因此条带状白云质磷块岩在新华磷矿的开发利用方面起着主导作用[3]。含稀土白云质磷块岩为早寒武纪沉积矿床，产于下寒武系底部的上震旦统矽化白云岩的古喀斯特侵蚀面上，稀土是该矿床的伴生矿产[4]。

本次研究选择织金新华典型含稀土白云质磷块岩剖面进行取样，该剖面从上至下发育黑色页岩、风化磷块岩及原生(未风化)磷块岩。从风化磷块岩至下部的含磷碳质页岩取8个矿样，编号为ZJ-01～ZJ-08，进行岩矿鉴定、化学分析、微量元素分析等测试，研究该矿床磷矿石的物质组成、稀土元素特征，对该矿的综合开发利用提供基础资料。

2 矿石结构构造

对采集的8个矿样，每个矿样均制作了2个光片和2个薄片，进行显微镜下观察。

2.1 矿石结构

(1) 粒屑结构。

矿石中的胶磷矿主要由细晶的氟磷灰石胶结而成，另外还有少量的氟碳磷灰石等[5]。粒屑主要由白云石、胶磷矿和石英组成，如图1。胶磷矿主要呈椭球状、肾状、鲕状、不规则状均匀嵌布于白云石中，粒径一般0.05～0.30 mm。

(2) 泥晶结构。

由粒径＜0.05 mm泥晶磷灰石构成，胶结物主要为白云石，其次为方解石及粘土矿物，胶结形式为基底—孔隙式胶结、基底式胶结或孔隙式胶结，如图2。

2.2 矿石构造

矿石显微构造主要是条带状、条纹状构造，由灰黑、黑色胶磷矿与浅色白云岩相间组成。颜色较深条带含磷高，浅色条带含磷较低，如图3。

3 矿石矿物组成及特征

通过X-射线衍射分析，矿石中主要矿物组成(%)：白云石49.35，氟磷灰石28.20，石英13.24，方解石4.38，粘土矿物4.84。矿石的X-射线衍射图谱见图4。

通过镜下观察，矿石中主要矿物特征如下：

氟磷灰石：为深浅不同的褐色、棕黄色、灰黄色、黑棕色、灰棕色等。颜色深浅一般与铁质、有机质含量有关。多呈集合体形态，球状、豆状、棒状、骨针状及不规则状等嵌布于白云石基质中。显微镜下为非均质、隐晶质及超显微状微晶，均匀嵌布。

白云石：主要为白色、灰色及浅灰色等，但因含杂质等原因，有些微带黄色、褐色、棕褐色等。形状有自形、半自形晶形及他形集合体形状，构成基质。白云石中常见磷质、有机质包体。

石英：主要呈不规则状，颗粒间隙被粘土矿物充填胶结，粒径一般0.02～0.40 mm。多为他形、半自形等不规则分布于白云石基质中。其次是以粒状包体的形式嵌布于胶磷矿中，这部分石英的嵌布粒度较细, 一般为0.002～0.300 mm，与胶磷矿嵌布关系紧密。

粘土矿物：主要呈松散状嵌布于石英颗粒间隙中，另外有部分粘土矿物呈微细包体的形式嵌布于胶磷矿中，粒径一般0.002～0.030 mm。以伊利石为主，微量蒙脱石、高岭石、绢云母等。

4 矿石化学组成

4.1 化学成分分析

8个矿样化学成分分析结果见表1。从表1可以看出，除ZJ-07、ZJ-08矿样外，ZJ-01～ZJ-06矿样的化学成分变化总的趋势是P2O5含量逐渐降低，MgO、SiO2含量逐渐增加。ZJ-01～ZJ-06平均化学成分(%)为：P2O520.18，CaO 44.16，MgO 6.57，SiO27.23。随风化程度加深，矿样中P2O3含量增加。

表1 矿样化学成分(%)

4.2 微量元素分析

用等离子质谱仪(ICP-MS)对8个矿样进行微量元素分析，结果见表2。从表2中可看出，矿样中Pb、Zn、Sr、Ba含量较高，Cu、Co、Ni含量较低，Co/ Ni比值均小于1。

4.3 稀土元素分析

采用电感藕合等离子体质谱仪对8个矿样进行稀土元素分析，结果见表3。

表2 矿样微量元素含量(×10-6)

表3 矿样稀土元素含量(×10-6)

由表3可见，稀土元素含量与磷含量成正相关关系。矿样中的稀土以钇(Y2O3)、镧(La2O3)、钕(Nd2O3)、铈(CeO2)为主，占稀土总量的84.51%～85.50%；轻稀土占稀土总量的56.97%～61.78%，重稀土占稀土总量的38.22%～43.03%。除ZJ-07矿样中稀土含量最低外，ZJ-01～ZJ-08矿样中的稀土含量随风化程度加深呈逐渐增加的趋势。

5 结论

(1) 织金含稀土白云质磷块岩矿石主要矿物为白云岩、氟磷灰石、石英、方解石和粘土矿物。矿石以条带状、条纹状构造和粒屑结构、泥晶结构为主。
(2) 化学分析结果表明，除ZJ-07、ZJ-08矿样为含磷碳质页岩外，ZJ-01～ZJ-06矿样平均化学成分(%)：P2O520.18，CaO 44.16，MgO 6.57，SiO27.23。随风化程度加深，矿样中P2O5含量增加。(3) 微量元素和稀土元素分析结果表明，矿样中Pb、Zn、Sr、Ba含量较高，Cu、Co、Ni含量较低，Co/Ni比值均小于1。矿样中稀土以钇、镧、钕、铈为主，占稀土总量的84.51%～85.50%。稀土含量与P2O5含量呈正相关关系，也随风化程度的加深而增加。

[1]张覃,张杰,陈肖虎,等.贵州织金含稀土磷矿石选别工艺的选择[J].金属矿山,2003,(3):23-25.

[2]刘家仁.试谈织金磷矿的综合利用问题[J].贵州地质,1999,16 (3):253-258.

[3]张杰,陈代良.贵州织金新华含稀土磷矿床扫描电镜研究[J].矿物岩石,2000,20(3):59-64.

[4]张杰,张覃,龚美菱,等.贵州寒武纪早期磷块岩稀土元素特征[M].冶金工业出版社,2008:5-6.

[5]高慧,杨瑞东.早寒武世早期贵州织金含磷岩系地球化学特征与成磷作用[J].地球与环境,2005,33(1):33-42.

Study on Characteristics of Material Composition and Ore REE of Zhijin Dolomitic Phosphorite

WANG Jian-rui1, ZHANG Jie1,2
(1.Mining College of Guizhou University, Guiyang 550003, China; 2.Guizhou Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Non-metallic Mineral Resources, Guiyang 550003, China)

Zhijin phosphorite deposit is one of important phosphor and REE enrichment zone of Western Guizhou. The mineraLand chemical composition, REE, etc were researched in the paper. The results showed that P2O5average levels of 20.18%, the main minerals were dolomite, fluorapatite and quartz etc. The main REE were yttrium (Y2O3), lanthanum (La2O3), neodymium (Nd2O3), and cerium (CeO2) which accounting for 84.51%~85.50% of total REE. The research provided basic information for comprehensive deveopment of this type of phosphate rock.

dolomitic phosphorite; material composition; rare earth elements; Zhijin

book=25,ebook=1

P619.213;P 618.7

A

1007-9386(2011)01-0025-03

2010-11-04

国家自然科学基金资助项目(50164001);贵阳市科学技术计划项目研究生创新基金(700838108)。