磷块岩（英文名：Phosphorite）

所属分类：沉积岩

磷块岩是一种非碎屑沉积岩，含有大量的磷酸盐矿物。磷块岩石（或磷块岩石的等级）的磷酸盐含量变化很大，从4％[1]到20％五氧化二磷（P2O5）。市售磷块岩被富集（“选矿”）至少28％，通常超过30％P2O5。这是通过洗涤，筛选，脱胶，磁选或浮选而发生的。[1]相比之下，沉积岩的平均含磷量低于0.2％。[2]磷酸盐以氟磷灰石 Ca 5（PO 4）3 F的形式存在，典型地以隐晶质块体（晶粒尺寸<1μm）称为不确定来源的胶磷块岩 -沉积磷灰石沉积物。[2]它也以羟基磷灰石 Ca 5（PO 4）3 OH或Ca 10（PO 4）6（OH）2的形式存在，它通常由脊椎骨和牙齿溶解，而氟磷灰石可以源自热液脉。其他来源还包括化学溶解来自火成岩和变质岩的磷酸盐矿物。磷块岩的沉积往往发生在广泛的层面上，累积覆盖地球的数万平方千米的地壳。

石灰岩和泥岩是常见的含磷酸盐岩石。[4]富含磷酸盐的沉积岩可以发生在深棕色到黑色的层中，从厘米大小的层状到数米厚的层状。尽管这些厚层可能存在，但它们很少仅由磷酸盐沉积岩组成。磷化物沉积岩通常伴有页岩，硅质岩，石灰岩，白云岩和砂岩。[4]这些层含有与细粒灰岩相同的结构和结构，可能代表碳酸盐矿物的成岩替代物由磷酸盐。[2]它们也可以由由磷灰石组成的泥土，鲕粒，化石和碎屑组成。有一些磷块很小，没有明显的粒状结构。这意味着它们的质地类似于胶合板的质地，或者类似于微晶质的质地。磷酸盐颗粒可能伴有有机质，粘土矿物，粉砂大小的碎屑颗粒和黄铁矿。通常发生Pellet或粒状磷酸盐; 而鲕状磷块岩则不常见

从已知的磷灰岩元古代 条带状铁建造于澳大利亚，但更常见的从古生代和新生代沉积物。美国西部的二叠纪 Phosphoria地层代表约1500万年的沉积。它厚度达到420米，占地面积35万公里面积2。商业开采的磷块岩石出现在法国，比利时，西班牙，摩洛哥，突尼斯和阿尔及利亚。在美国，佛罗里达州，田纳西州，怀俄明州，犹他州，爱达荷州和堪萨斯州开采了磷块岩石。

磷酸盐沉积岩的分类：
（1）原始：处于原始状态的磷酸盐未经历生物扰动。换句话说，当磷酸盐沉积物，磷化叠层石和磷酸盐硬土层未受到干扰时，使用“原始”这个词。

（2）浓缩：当浓缩时，磷酸盐颗粒，薄层和床被认为是浓缩的。这是由磷酸盐颗粒的萃取和再加工过程或生物扰动的帮助。

（3）异味：由湍流或重力驱动的水流移动并由这些水流沉积的磷酸盐颗粒。

磷循环，形成和积累
磷最重的堆积主要在海底。磷的积累发生于大气降水，尘埃，冰川径流，宇宙活动，地下热液火山活动以及有机物质的沉积。溶解磷的主要流入来自大陆风化，由河流带到海洋。然后由微生物和大型生物处理。硅藻浮游生物，浮游植物和浮游动物处理并溶解水中的磷。某些鱼类的骨骼和牙齿（例如凤尾鱼）会吸收磷，然后沉积并埋藏在海洋沉积物中。

根据海水的pH和盐度水平，有机质会衰变并释放浅盆地中的沉积物中的磷。细菌和酶溶解水底界面上的有机物质，从而将磷返回到其生物周期的开始。有机物质的矿化也可能导致磷释放回海水中。

沉积环境：
已知磷酸盐沉积在广泛的沉积环境中。通常磷酸盐沉积在非常浅的近岸海洋或低能环境中。这包括环境，如潮上带，沿海或潮间带，最重要的是河口。目前，海洋上涌的地区导致磷酸盐的形成。这是因为来自大型深海水库的磷酸盐源源不断（见下文）。该循环允许生物体的持续生长。

水上区域：上潮流环境是潮汐平台系统的一部分，其中不存在强烈的波浪活动。潮滩系统沿着开阔的海岸和相对较低的波浪能环境形成。他们也可以在障碍岛背后的高能海岸上发展，避开高能波浪行动。在潮汐系统内，潮上带处于非常高的潮位。但是，它可能会被潮汐淹没，并被潮汐通道切断。这也是低压暴露的，但是在春季潮水中每月两次被淹没。

滨海环境/潮间带：潮间带也是潮滩系统的一部分。潮间带位于平均高潮和低潮水平之内。它受到潮汐的影响，这意味着它一天暴露一次或两次。它暴露的时间不够长，无法保留植被。该区域包含悬浮沉降和床层负荷。

河口环境：河口环境或河口位于流入公海的河流下部。由于它们位于淹没的河谷系统的海上部分，因此它们会接受来自海洋和河流源的沉积物。这些包含受潮汐和波浪冲积过程影响的相。一个河口被认为是从潮汐相的陆地界限延伸到沿海相的海上界限。磷块岩常常沉积在河口环境中的峡湾中。这些是与浅基部狭窄的河口。在全新世海平面上升期间，峡湾河口由淹没冰川侵蚀的U形山谷形成。

磷块岩石最常见的出现与沉积物强烈的海相上涌有关。上涌是由深海水流引起的，这些水流被带到可能发生大量磷块岩沉积的沿海表面。这种类型的环境是磷灰石通常与二氧化硅和燧石有关的主要原因。河口也被称为磷“陷阱”。这是因为沿海河口含有沼泽草和底栖藻类的高生产力，这使得活的和死的生物体之间能够平衡交换。

磷块岩沉积类型：
磷酸盐结核：这些是沿着大陆架地板随机分布的球形浓度。尽管可能存在大于2mm的颗粒，但大多数磷块岩颗粒是砂粒大小。这些较大的晶粒称为结节，其尺寸可达几十厘米。
生物碎屑磷酸盐或骨床：骨床是磷酸盐沉积物，含有浓度较高的骨骼颗粒和胶结物。其中一些还含有像腕足类这样的无脊椎动物化石，并且在成熟过程发生后变得更富含P2O5。生物碎屑磷酸盐也可以被磷酸盐矿物粘结。
磷化：磷化是一种罕见的成岩过程。当富含磷酸盐的流体从盐水中浸出时会发生。然后将它们浓缩并在石灰石中再沉淀。磷化化石或原始磷酸盐壳碎片是这些沉积物中的重要组分。
海洋磷块岩石的构造和海洋学设置：
Epeiric海磷块岩：Epeiric海磷块岩属于海洋陆架环境。这些是在宽阔而浅的克拉通环境中。这是粒状磷块岩，磷块岩硬石层和结核发生的地方。
大陆边缘磷酸盐：收敛，被动，上涌，非上升。这种环境以硬土地层，结核和颗粒层的形式积累磷酸盐。这些在上几十沉积物厘米的早期成岩期间积累由碳氟磷灰石percipitaion。有两种不同的环境条件可以在大陆边产生磷石。大陆边缘可以由有机沉积物丰富，沿海上涌强烈以及明显的低氧区组成。它们也可以在富氧底水和有机贫瘠沉积物等条件下形成。
海山磷块岩石：这些磷块岩石出现在海山，海底山，或平顶海山，海山山脊。这些磷酸盐是与含有铁和镁的结皮一起生产的。在这种情况下，磷的生产率在铁氧化还原磷循环内循环。这个循环也可以形成通常与现代和古代磷酸盐相关的海绿石。
岛屿磷酸盐：岛屿磷酸盐位于碳酸岛，高原，珊瑚礁岛，礁湖周围是珊瑚礁或环礁湖，海洋湖泊。这里的磷块岩来源于鸟粪。更换深海沉积物沉淀物，已经在海底形成了。
生产和使用：

秘鲁钦查群岛的 鸟粪磷块岩开采c。1860

以色列内盖夫Oron附近的磷块岩。
含有在数量和浓度磷酸盐矿，其是经济到开采作为矿石为他们的磷酸盐含量，没有特别常见。磷酸盐的两个主要来源是鸟粪，从形成鸟的排泄物，和岩石含有磷酸钙矿物，浓度磷灰石。

磷块岩石被开采，精选，并被溶解以生产湿法磷酸，或者熔炼产生元素磷。磷酸与磷块岩石反应生成肥料三重过磷酸钙或无水氨以生产磷酸铵肥料。元素磷是炉级磷酸，五硫化二磷，五氧化二磷和三氯化磷的基础。大约90％的磷块岩石产量用于化肥和动物饲料补充剂，以及工业化学品的平衡。

泡沫浮选用于将开采的磷集中到岩石磷酸盐上。将开采的矿浆用脂肪酸处理以使磷酸钙变为疏水性的。

对于肥料工业中的一般用途，磷酸盐岩或其浓缩物优选具有30％的五氧化二磷（P2O5），合理量的碳酸钙（5％）以及<4％的铁和氧化铝的组合。全球范围内，高品位矿石资源量呈下降趋势，淘矿，浮选，煅烧等低品位矿石的选矿作用日益广泛。

除用于农业的磷肥外，磷块岩粉中的磷还用于动物饲料添加剂，食品防腐剂，防腐剂，化妆品，杀菌剂，陶瓷，水处理和冶金等。

截至2006年，美国是全球领先的磷肥生产国和出口国，约占世界P2O5出口量的37％。截至2008年，全球经济实力显示的磷块岩石资源量为18 亿吨，主要成为沉积海相磷块岩。

截至2012年，中国的美国合众国和摩洛哥是世界上最大的磷块岩石的矿工，有生产的77 兆吨，29.4万吨和26.8万吨分别为（包括在摩洛哥的撒哈拉沙漠部分现在2.5万吨）在2012年，而全球产量达到195万吨 [13]其他大量生产的国家包括巴西，俄罗斯，约旦和突尼斯。从历史上看，大量的磷酸盐是从圣诞岛和瑙鲁等小岛上的矿藏获得的，但这些来源现在已基本耗尽。