磷矿的重要性

磷是所有活细胞中含有的关键元素，因此是土壤/植物/动物食物循环中必需的营养素。磷是现代农业中使用的商业肥料和动物饲料添加剂的重要组成部分，主要从开采的磷酸盐岩矿床中获取。磷化合物还用于各种各样的消费品中，例如洗涤剂、牙膏、织物阻燃剂和软饮料。目前，生物系统中尚无已知的磷替代品，也没有显著的商业回收过程。随着全球人口和粮食需求的预计增加，可靠的磷矿供应将成为不久的将来的关键问题。

弗吉尼亚沿海平原的磷酸盐岩
长期以来，美国磷矿生产主要集中在佛罗里达州中部的矿山，但目前北卡罗来纳州、爱达荷州和犹他州也有其他重要矿床开采。佛罗里达州和北卡罗来纳州的矿床是沿着大陆架沉积的沉积海洋磷块岩，被认为是大西洋沿岸平原更大的潜在地质资源的一部分。在北卡罗来纳州，磷酸盐岩是从庞戈河组沉积单元中开采出来的，该沉积层形成于早中新世时期（距今约24至11百万年前）。在弗吉尼亚州，该地层相当于切萨皮克群的海相和边缘海相地层，其中包括卡尔弗特地层。

            地层对比图[改编自 Ward 和 Blackwelder ( 1980 )；Gibson ( 1967 )]。

 

弗吉尼亚州沿海平原的卡尔弗特组和其他新近纪地层过去一直被视为磷酸盐岩的来源，但从未对其矿产潜力进行过全面评估。 

弗吉尼亚州沿海平原的沉积地层也含有钾盐（碳酸钾）、稀土元素（例如铈、钕等）和商业重矿床（例如钛和锆的氧化物）。这些矿床的区域分布和具体沉积环境仍不清楚，并且可能尚未得到充分探索。

项目目标
该项目的目的是增加我们对弗吉尼亚沿海平原沉积地层的地层和地球化学特征的了解，重点关注隐蔽磷酸盐岩资源的潜力。其他将被研究的重要矿物包括钾、稀土元素以及富含钛和锆的矿砂。所有这些矿物都存在于弗吉尼亚海岸平原的新近纪沉积物中，其中一些存在于经济矿床中（例如Illuka Resources Inc.，Old Hickory 矿。

该项目最初将重点关注弗吉尼亚海岸平原西缘一条三十英里宽的走廊，中新世和上新世的地层要么在那里露出地面，要么位于沉积盖层下相对较浅的深度。针对这一领域，我们的科学家将：

• 检查现有的测井曲线、岩屑和岩心，以发现矿物富集的迹象；
• 建立三维地层模型，了解沉积环境和关键地质构造的影响；
• 使用我们的车载螺旋钻瞄准并钻出新的勘探钻孔，收集样品进行分析；
• 评估收集的岩石样本的地球化学性质，寻找矿物富集的证据；
• 完善我们对沉积环境作为磷酸盐矿预测指标的理解。

 

 

相关性和影响力
迫切需要组织和重新评估现有数据，识别和解决关键信息差距，并修改大西洋沿岸平原环境中现有的磷酸盐沉积模型。该项目开展的工作不仅将确定隐伏矿产资源的产出、质量、数量和环境特征，而且有助于对广泛的沿海平原经济矿床的总体了解。预计该项目的成果将为弗吉尼亚州矿产生产商新的勘探兴趣提供基础。