非洲磷矿资源格局与开发现状

王靓靓，于 瑞，陈喜峰，吴 亮

(1.中国地质调查局发展研究中心，北京 100037；2.西安星雅电子信息技术有限公司，陕西西安 710061)

0 引言

磷作为非金属家族成员，是生命不可或缺的元素之一，同时具有重要的经济价值。除广泛应用于农业、化工、养殖业等传统行业外，伴随科技的进步应用领域更加多元，磷在生物、国防、环保等方面也崭露头角。鉴于磷在粮食安全、生命安全等多领域应用，及其不可再生、缺乏替代性等特质，已相继被德、日、英、中国纳入关键战略性矿产清单，磷对于经济可持续发展与国家资源安全的意义已被广泛认同(陈甲斌等，2020)。虽然我国2020年磷矿储量为32亿t①，位列全球第2位，但仅占全球储量的4.51%，且呈现贫矿多、富矿少之态势；同时，在确保本国磷矿资源消费的同时还肩负着出口重任，2019年出口达39.39万t，位列78个主要出口国的第11位③。中国磷矿储采比，相较其他资源大国近年下降明显。在本国消费与对外供应的双驱下，中国磷矿资源消耗加剧，后续资源形势紧张，充分利用国际资源成为有效途径，因此对非洲磷矿资源进行研究具有重要意义(陈正国等，2021)。

1 资源分布格局

非洲是全球磷矿资源最为丰富的大洲，磷矿石储量约565.80亿t，占全球探明储量的80%，磷矿资源主要分布于非洲的北部和西部。摩洛哥及西撒哈拉地区是非洲、全球磷矿资源最为丰富的地区，磷储量在2010年之后的大幅提升也直接带动了全球总储量的飞跃。2009年该地区的磷矿储量仅为57亿t，随着勘查的深入，2010年达到500亿t且稳居高点。据美国地质调查局数据，2020年其磷矿石储量为500亿t，占非洲磷矿石储量的88%，占全球磷矿石储量的70%。此外，阿尔及利亚、南非、埃及、突尼斯、塞内加尔、多哥等国家也有一定磷矿资源(图1～3)。

图1 2009～2020年非洲主要磷矿资源国及全球总储量变化趋势①

图2 非洲主要磷矿资源国及全球总储量占比

图3 非洲主要磷矿床分布简图

非洲磷矿资源具有3个显著特征：①矿床规模大、品质高。据不完全统计②，非洲90%以上的磷矿石资源量集中于大型及以上规模矿床中，矿石品质较好，多数矿床的矿石品位(P2O5)可达30%以上，属优质矿，且具有易于开采、运输方便、分布集中等优势；②世界级磷矿床数量占比较高。在全球12个矿石总量达亿吨级以上的世界级磷矿床中，有4个分布在非洲，占33.33%。其中，摩洛哥的胡里卜盖(Khouribga)磷矿是全球规模最大的磷矿床，其磷矿石总量达268亿t；此外，南非的福斯科尔(Foskor Mining Division)、摩洛哥的尤素菲亚(Youssoufia)、纳米比亚的圣帝皮坡尔(Sandpiper)等在全球12个世界磷矿床中，分别居第3位、第7位和第4位；③部分矿床伴生有经济价值的有用元素。非洲部分磷矿床中伴有铌、铀、钾、镧系元素等具有经济价值的矿物，可综合利用，如南非的格来诺弗尔(Glenover)磷矿床，伴生铌、镧系元素等经济矿物(Zhang,2014)。

2 磷矿床地质特征

2.1 主要磷矿床类型

关于磷矿床类型划分的研究大致始于20世纪初，许多学者对磷矿床的成因类型进行了深入研究，根据形成环境、形成条件、形成阶段、矿体产状、矿石特征、成因类型、成矿母岩、成矿作用等不同依据形成了多种划分方案(何起祥，1978；东野，1980；Батурио，1985；刘魁梧，1985；叶连俊等，1989；夏学惠和郝尔宏，2012；李复勇，2017；东野脉兴等，2018)。目前，国内外学者将磷矿划分为与海相沉积作用有关的沉积型磷块岩矿、与岩浆岩有关的岩浆岩型磷灰石矿、与沉积变质作用有关的沉积变质型磷矿及与表生作用有关的次生型磷矿四大类型，并根据形成环境、赋矿岩石类型等进一步划分亚类。本文参考上述前人的研究成果，根据成因类型及成矿作用，倾向于将非洲磷矿床类型划分为沉积型、岩浆型和鸟粪型三大类，从探明磷矿石总量看，以沉积型为主，非洲大多数大型及以上规模磷矿床类型属沉积型(表1)。

表1 非洲磷矿主要矿床类型

沉积型磷矿：主要指海相沉积磷块岩矿床，由富含磷酸盐矿物的沉积岩、磷块岩构成的矿床，主要分布在非洲的西北部，该类矿床一般赋存在浅海相碎屑岩、碳酸盐岩建造中(Jackson，2009)。矿体呈层状、似层状、透镜状，多层产出，厚几米至几十米，常呈区域性带状或面状分布，磷矿带断续延伸可达上千米、面积可达数万至数十万平方千米。矿石构造以块状、条带状、结核状为主(Baioumy and Tada，2005)。矿石P2O5的含量相差较大，高者达30%以上。矿床规模不等，有中-小型，也可达到大型规模。典型矿床主要有摩洛哥的乌拉德-阿卜墩、甘图尔、梅斯卡拉及西撒哈拉的布克拉、突尼斯的加夫萨矿等磷矿床，且它们的矿床规模均为超大型。

岩浆型磷矿：磷灰石是岩浆岩中普遍存在的副矿物，富集到一定规模时，就可能成为有经济价值的磷灰石矿床(宋叔和等，1994；常苏娟，2011)。岩浆型磷矿是由岩浆作用形成的由磷灰石构成的磷矿床，主要与幔源岩浆活动密切相关，含矿母岩一般是来自幔源的碱性超基性杂岩体(夏学惠和郝尔宏，2012)、伟晶岩和碳酸岩(东野脉兴等，2018)。全球岩浆型磷灰石矿中最重要的矿床是与超基性-碱性-碳酸岩杂岩体有关的磷灰石矿床，该类型磷矿分布广、品位较高、规模较大(东野脉兴等，2018)。非洲是超基性-碱性-碳酸岩杂岩体最发育的地区之一(东野脉兴，1992)，典型矿床是位于卡普瓦尔克拉通东北缘的南非的福斯科尔磷矿床。

2.2 成矿规律

2.2.1 空间分布规律

沉积型磷矿：主要产出于非洲西部的沉积型磷矿床主要沿西非克拉通东缘和西缘的显生宙造山带分布，在塞内加尔-毛里塔尼亚海岸盆地、多哥海岸盆地、沃尔特盆地和陶德尼盆地中也有发育。大多数矿床形成于低纬度地区(北纬9°～20°)。许多磷酸盐矿床分布在北纬6°左右的多哥海岸盆地内(张继纯等，2019)。如西撒哈拉的布克拉磷矿床发育在显生宙沉积盆地内，摩洛哥的乌拉德-阿卜墩、甘图尔、梅斯卡拉及突尼斯的加夫萨等磷矿床发育在显生宙造山带内(裴荣富和梅艳雄，2009)。

岩浆型磷矿：主要产出于非洲南部，特别是克拉通边缘以及与褶皱区的接触带，克拉通内部的活动带、裂谷带也是有利的成矿部位(Christmann，2014)。区域性深大断裂对岩浆型磷矿有控制作用，主要表现在其控制了含磷杂岩体的产出，形成具有成矿远景的构造-岩浆岩带，含矿杂岩和磷矿体多沿主干断裂带或断裂交汇处产出。此外，环形构造、与深大断裂有关的线状构造以及受封闭爆发作用控制的管状和漏斗状构造等都与岩浆型磷矿有密切的时空成因联系(东野脉兴，1996；吴发富等，2021)，典型矿床为南非的福斯科尔磷矿床。

2.2.2 成矿时代

非洲沉积型磷矿形成的时代跨度大，从前寒武纪至新生代均有成矿作用发生。总体看，大部分具有经济价值的沉积型磷矿形成于白垩纪与始新世(Notholt，1991)(表2)。

表2 非洲主要磷矿床成矿时代统计表(据Notholt，1991)

沉积型磷矿：非洲沉积型磷矿主要有新元古代-寒武纪和晚白垩世-始新世两个成矿期，以晚白垩世-始新世为主。新元古代-寒武纪时期形成的磷矿床主要分布在西非克拉通的陶德尼盆地内、博韦盆地及其边缘的沃尔特盆地内，矿体具有厚度普遍较大(约30～40 m)、但侧向延伸范围有限，典型矿床如多哥巴萨(Bassar)磷矿床。晚白垩世-始新世是非洲磷矿床的重要成矿期，形成的磷矿床主要分布在摩洛哥的西部、西撒哈拉的西北部、突尼斯的北部、阿尔及利亚的西北部、埃及的东部及西非克拉通的东南缘，矿体主要赋存在中新生代沉积地层内，可能形成于海侵阶段的浅海环境(Prian，2014)。相比较而言，非洲西部的磷矿床形成于始新世，比非洲北部形成的磷矿床要晚一些。典型矿床如摩洛哥的胡里卜盖磷矿床、马里的塔马古埃来耳(Tamaguellel)磷矿床和尼日尔的雅波阿(Yapoa)磷矿床。

岩浆型磷矿：非洲岩浆型磷矿可能有元古宙和侏罗纪-新近纪两个成矿期。元古宙时期形成岩浆型磷矿床主要分布在南非，典型矿床以南非的福斯科尔磷矿床为代表，成因与碱性岩体有关。侏罗纪-新近纪时期形成的岩浆型磷矿床主要分布在乌干达、肯尼亚、莫桑比克、坦桑尼亚等国家，磷矿具成群分布的特点，赋存于碱性岩浆岩岩系中(英国硫股份有限公司,1984)。

2.2.3 控矿因素

沉积型磷矿：非洲沉积型磷矿床的产出特征为大陆边缘型，其形成与上升洋流有密切联系。较深部、较冷和富含磷质的海水上涌进入大陆边缘温暖干燥的浅水环境，由于生物的作用，物理化学条件的变化，产生磷酸盐沉积，再经改造作用，富集成沉积型磷块岩矿床。因此，可推断出非洲沉积磷矿床成矿受纬度、沉积环境、岩石类型、成矿构造背景因素影响(Bouabdellah and Slack,2016)。①适宜的纬度，沉积型磷矿床主要产于热带至温带纬度区，即中、低纬度区(5°～42°)。②良好的沉积环境，大多数沉积型磷块岩矿床形成于温暖干燥的浅水海相环境，水深一般几米至几十米(Mehahad and Bounar,2020；Markwitz et al.，2016)。沉积单元包括从大陆坡上部到大陆架、潮汐带，直到陆地，但主要沉积区域是在从开放的大陆架(浪基面之上)到潮上带之间。据研究表明，已知的磷块岩类型有颗粒状磷块岩、泥粒状磷块岩、泥晶状磷块岩、生物粘结状磷块岩(包括叠层石磷块岩)、碎屑状磷块岩、结核状磷块岩，各种类型磷块岩在沉积环境上有所差异，最具有经济意义的磷块岩类型为颗粒状磷块岩，其主要形成于浅水的潮下带和潮间带。如摩洛哥、西撒哈拉地区、突尼斯等国家和地区的沉积型磷矿床的磷块岩类型均为形成于浅水的潮下带和潮间带的颗粒状磷块岩(巴图林，1985)。③圈闭的区域构造环境，非洲大多数沉积型磷块岩矿床形成于区域构造高地、海角、海湾、局部的构造高地和圈闭盆地。

岩浆型磷矿：非洲岩浆型磷矿受三类构造控矿：①环形构造，这种环形构造多形成于杂岩侵位过程中，多穿切早期形成的岩体、矿体或产生于早期不同相带、不同成分的岩石接触带。如乌干达的纳帕克磷矿床，其剥露于地表的赋矿火山岩以莫鲁安格勃尔呈中心呈圆形分布，面积达128 km2，在其边部有大约1400 m厚火山岩分布于围绕旧火山锥分布(Walan et al.，2014；Steinera et al.，2015)；②线状构造，此种构造与区域性断裂构造环境密切相关，构造线方向与区域断裂走向一致，这种构造控制的杂岩体形态较简单，对磁铁橄磷岩和磁铁磷灰岩矿床有重要控制作用。如津巴布韦奇山亚磷矿床总体呈椭圆形，其长轴超过3000 m，短轴约1000 m，碳酸岩大多是块状方解石，被磁铁磷灰石岩脉切割，其中最大的岩脉近于垂直，而其它较小的岩脉在碳酸岩体内相交。坦桑尼亚潘达山磷矿床，富含磷灰石和富含磁铁矿的岩层形成条带状，并被白云质碳酸岩和方解石质碳酸岩岩墙、岩脉橫切；③管状和漏斗状构造，如大型环状构造或线状构造、几组断裂的交切地段、岩石接触带、早期形成的火山物质通道等，特点是圆形、椭圆形、环形、圆锥形、放射状等裂隙发育，裂隙带有晚期脉岩充填(Asefa and Ayele，2020)。如南非的福斯科尔磷矿床，含蛭石和富含金云母岩石的侵入体呈管状，碳酸岩中的磁铁橄磷岩呈岩颈状，二者均赋存工业矿体，同时伴生铜、铀等有用元素(东野脉兴，1992)。总之，岩浆型磷矿与铜和磁铁矿共伴生，具有较大综合利用价值。

3 勘查开发与贸易格局

3.1 勘查开发现状

据不完全统计②，非洲主要磷矿山近10年勘查新增储量19.15亿t，新增资源量96.14亿t，增量主要来自南非的福斯科尔(Foskor)、纳米比亚的圣帝皮坡尔(Sandpiper)、几内亚比绍的法理姆(Farim)、刚果(布)的赫因达(Hinda)及塞内加尔的保巴博(Baobab)等磷矿山，其中，增量最多的国家为南非，其福斯科尔磷矿山储量增量为15.93亿t，资源量增量为66.10亿t，分别占非洲近10年主要磷矿山储量总增量、资源量总增量的83.19%和68.75%(表3)。

表3 非洲主要磷矿山近10年新增储量、资源量统计表

续表3

非洲是全球重要的磷矿生产基地，2009～2020年11年间，非洲磷矿石产量占全球总产量的16%～24%之间，2020年产量为5370万t，占全球总产量的24%。摩洛哥及西撒哈拉地区一直是非洲磷矿石最大生产地，年产磷矿石在2580～3600万t，2020年产量为3700万t，其磷矿石年产量占非洲磷矿石总产量的80%左右，在20009～2020年11年中，产量小幅波动，总体小幅上涨，产量相对稳定；其次是埃及、突尼斯、南非、塞内加尔、阿尔及利亚、多哥，2020年产量在80～500万t之间不等(图4，图5)。

图4 2009 ～ 2020年非洲主要磷矿资源国及全球总产量变化趋势①

图5 非洲主要磷矿资源国及全球总产量占比①

在非洲从事磷矿勘查开发的矿业公司以本土公司为主，西方矿业公司和中资企业基本未涉足非洲磷矿的勘查开发，摩洛哥磷酸盐集团(Office Chérifien des Phosphates，简称OCP)是非洲最大的磷矿公司，基本主导了非洲磷矿的勘查开发。OCP是该国最大的国有企业，也是世界上最大的磷酸盐出口企业，其经营业务涉及磷矿的开发、磷酸的加工和化肥的生产，主导摩洛哥的磷矿生产(Zhang,2014；崔荣国等，2019)。2019年摩洛哥磷矿石及其衍生品的出口额占该国出口总额的18.8%，为其国家经济做出重要贡献，在全球磷矿资源供给中将持续发挥重要作用。

除OCP外，非洲其他主要的本土矿业公司有福斯柯(普蒂)有限公司(Foskor (Pty) Ltd.)、穆罕默德·巴尔瓦尼控股公司有限责任公司(Mohammed Al Barwani Holding Company LLC)、布什维尔德矿业有限公司(Bushveld Minerals Limited Compagnie)等，相较于OCP，权益份额较小。

3.2 贸易格局

非洲在全球前10位磷矿石出口国中，占有6席，为全球磷矿贸易核心。摩洛哥为非洲及全球主要的磷矿出口国，其出口流向从2012年起发生较大的变化，在此之前摩洛哥磷矿石主要出口至美国、比利时等国；2012年开始，其主要出口对象中不再以美国为首，印度、印度尼西、墨西哥、巴西成为其主要出口地，贸易格局呈现“东升、拉随、西降”态势(鲍荣华，2015)。2019年摩洛哥磷矿石出口量为1347.68万t，其次为埃及362.89万t、多哥128.18万t、阿尔及利亚111.95万t，其他磷矿资源国也有一定出口量。非洲2019年磷矿石合计出口值为1836.90万t，占比全球的50%，为全球最主要的磷矿供应基地(表4，图6)。

表4 非洲主要磷矿资源国磷矿石出口量统计表(单位：万t)

图6 2006～2019年主要磷矿进口国变化趋势③

4 结论及建议

(1)非洲磷矿资源丰富，由于摩洛哥及西撒哈拉地区的增储，2010～2020年间，非洲磷矿石储量介于541.40～568.80亿t之间，呈逐年上升趋势。非洲磷矿资源具有：矿床规模大、全球级矿床数量占比高、伴生其他具有经济价值元素的特点。

(2)非洲磷矿类型主要为沉积型、岩浆型和鸟粪型三大类，从探明磷矿石总量看，以沉积型为主。沉积型磷矿主要产出于西非克拉通东缘和西缘的显生宙造山带；岩浆型磷矿主要产出非洲南部，特别是克拉通边缘以及与褶皱区的接触带，克拉通内部的活动带，裂谷带也是有利的成矿部位。

(3)非洲主要磷矿山近10年勘查新增储量19.15亿t，新增资源量96.14亿t，是全球重要的磷矿生产基地。2009～2020年间，非洲磷矿石产量占全球总产量的16%～24%之间，2020年产量为5370万t，占全球总产量的24%。

(4)摩洛哥为非洲及全球主要的磷矿出口国，其次为埃及、多哥、阿尔及利亚，其他磷矿资源国也有一定出口量。主要进口国为印度、印度尼西亚、墨西哥、巴西等。

(5)鉴于非洲磷矿资源与产量的丰度，以“一带一路”倡议为平台，开展与非洲磷矿资源的产能合作具有重要意义。

[注 释]

①美国地质调查局.2010-2021.MINERAL COMMODITY SUMMARIES.

②标普财智.2020.S&P Global Market Intelligence数据.

③联合国贸易和发展委员会.2009-2019 UN COMTRADE数据.

[附中文参考文献]

巴图林.1985.海底磷块岩(东野长征译)[M].北京:地质出版社:1-192.

鲍荣华.2015.全球磷矿供需格局及其变化[J].国土资源情报,5:48-51.

常苏娟.2011.滇东磷矿多层位控矿地质特征及形成机理[D].昆明:昆明理工大学:5-17.

崔荣国,张艳飞,郭娟,郭振华,肖宇评.2019.资源全球配置下的中国磷矿发展策略[J].中国工程科学,21(1):128-132.

陈正国,颜玲亚,高树学.2021.战略性非金属矿产资源形势分析[J].中国非金属矿工业导刊,(2):1-4.

陈甲斌,霍文敏,冯丹丹,王嫱,余良晖,刘超,苏轶娜,殷俐娟,胡德文,闻少博.2020.中国与美欧战略性(关键)矿产资源形势分析[J].中国国土资源经济,33(8):9-17.

东野.1980.海相磷块岩的成因与分类[J].化工矿产地质,(2):33-56.

东野脉兴,熊先孝,奕俊霞.2018.磷矿找矿标志与找矿方法[J].化工矿产地质,40(4):198-203.

东野脉兴.1992.海相磷块岩成因理论的沿革与发展趋势[J].化工矿产地质,14(3):3-7

东野脉兴.1996.上升洋流与陆缘[J].化工矿产地质,18(3):156-162.

何起祥.1978.沉积岩和沉积矿床[M].北京:地质出版社:1-394.

刘魁梧.1985.沉积磷块岩结构类型、成因及成矿阶段[J].沉积学报,3(1):29-43.

李复勇.2017.内生磷矿成矿规律及预测准则[J].资源信息与工程,32(5):37-38.

裴荣富,梅艳雄.2009.全球大型超大型矿床成矿图[M].北京:地质出版社:3

宋叔和,康永孚,涂光炽.1994.中国矿床学(下册)[M].北京:地质出版社:1-59.

夏学惠,郝尔宏.2012.中国磷矿床成因分类[J].化工矿产地质,34(1):1-14.

英国硫股份有限公司.1984.全球磷酸盐矿床调查(第四版)下册 [M].北京:地质出版社:1-170.

叶连俊,陈其英,赵东旭.1989.中国磷块岩[M].北京:科学出版社:1-316.

吴发富,王建雄,刘江涛,曾国平,向鹏,胡鹏,向文帅.2021.磷矿的分布、特征与开发现状[J].中国地质,48(1):82-101.

张继纯,严永祥,王建熊,毛晓冬.2019.西非矿产资源的地质背景及重要成矿分区[J].华南地质与矿产,35(1):80-83.

Батурио Г Н.1985.海底磷岩.[M].北京:地质出版社:236-248.