新疆哈密市平臺山磷釩礦礦床成因及找礦標志

鄒振林

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊 哈密 839000）

1 礦區(qū)地質(zhì)

工區(qū)大地構造位置歸屬塔里木板塊（Ⅰ）－北山古生代裂陷盆地（Ⅱ）－北山中間地塊。區(qū)域地質(zhì)特征顯著：地層古老，巖漿活動強烈，構造發(fā)育、類型齊全，有典型的礦床類型分布。

1.1 地層

區(qū)域地層劃分屬塔里木地層區(qū)北山分區(qū)穹塔格－馬宗山小區(qū)。出露地層主要有元古界的震旦系，古生界的寒武系、奧陶系。

1.1.1 震旦系

區(qū)內(nèi)震旦系出露僅有中統(tǒng)平頭山群（Z2pn）上下巖組，呈近東西向分布于圖幅的中部。上巖組（Z2pnb）：主要是碳酸鹽類巖石；下巖組（Z2pna）：為一套變質(zhì)的碎屑巖。受華力西中期花崗巖侵入而遭受破壞，巖層邊部呈零星露頭狀產(chǎn)出。中震旦統(tǒng)與下寒武統(tǒng)為角度不整合接觸關系。

1.1.2 寒武系

寒武系為主要的含礦層位，呈近東西向條帶狀分布于方山口－平臺山以及以西一帶，其構成方山口復背斜的兩翼，分為下統(tǒng)和上中統(tǒng)。上中統(tǒng)西雙鷹山群（∈2＋3xs）：巖性比較單一，厚度穩(wěn)定，為化學沉積巖，由灰黑色硅質(zhì)板巖組成該群構成復背斜次一級向斜的軸部；下統(tǒng)為雙鷹山群（∈1s）：是一套以碎屑沉積巖為主，夾有少量的碳酸鹽巖，其中賦存有薄層磷礦層，并有鈾釩等共生。按巖性自上而下可分為三部分：上部為炭質(zhì)粉砂質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)硅質(zhì)板巖；中部為含鈾、釩黑色炭質(zhì)板巖，是重要的含釩層位；下部為雜色絹云母粉砂質(zhì)板巖夾薄層大理巖，普遍賦存有磷礦層，但主要磷礦在頂部。且夾有沉積的貧鐵礦層。上中寒武統(tǒng)與中下奧陶統(tǒng)之間呈連續(xù)的漸變過渡接觸關系。

1.1.3 奧陶系

奧陶系出露于方山口－平臺山以及以西一帶和頭吊泉等地，總體走向近東西，呈片狀、條帶狀分布，與寒武系地層共同構成復式背斜的兩翼。其劃分為中下統(tǒng)（O1＋2）和上統(tǒng)錫林柯博組（O3x），為一大套碎屑巖，及化學沉積巖建造，顯示在寒武紀到奧陶紀本區(qū)有一個完整的大的海進－海退的過程。

1.2 構造

區(qū)內(nèi)地質(zhì)構造復雜，褶皺與斷裂十分發(fā)育，其中褶皺構造有3處：方山口復背斜、頭吊泉復背斜、頭吊泉北復向斜。褶皺構造的共同特征為：軸向近東西，樞紐起伏，常由幾個復式的長軸背（向）斜組成。

區(qū)內(nèi)斷裂構造歸納為三組：第一組為東西向的壓性斷裂；第二組為北東向的扭性斷層；第三組為北西向的壓性斷層。北東、北西向斷層可能是同時產(chǎn)生的，具共軛性。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈而頻繁，巖漿巖發(fā)育，分布廣泛，主要集中于中部及南部，其產(chǎn)狀有巖基、巖株及巖墻等，巖性較為復雜，以花崗巖為主，閃長巖、輝長巖較少。區(qū)內(nèi)巖漿巖可分為加里東與華力西兩期，以華力西期最為發(fā)育，巖脈也很發(fā)育。巖體很多，巖性復雜，與成礦關系較為密切，而加里東期巖體僅有一個，分布于西南角，初步研究表明巖漿作用對成礦起到破壞作用。

2 成礦控制因素及礦床成因

平臺山磷釩礦主要分布在寒武系下統(tǒng)雙鷹山群中巖組（∈1sb），主要組成巖石為炭質(zhì)巖石，成份較簡單。其底部與∈1sa頂部大理巖接觸處，往往有磷礦賦存；其上逐步出現(xiàn)含釩較低的炭質(zhì)板巖，低品位釩礦簿層，返復多次后，才出現(xiàn)上部富礦層。富礦層可突然中斷而與∈2+3xsa含炭硅質(zhì)板巖接觸或再出現(xiàn)夾石層（炭質(zhì)板巖）、薄礦層后而進入∈1sc層，或富礦層—＞貧礦層—＞炭質(zhì)板巖而至∈1sc的含炭粉砂質(zhì)粘板巖。

其中含礦層基本為炭質(zhì)板巖，賦存礦區(qū)主釩礦層；在含礦層中，當夾有厚大炭質(zhì)板巖時，則構成厚度較大的凸鏡狀釩礦體；賦礦巖石含炭質(zhì)相對較高。炭質(zhì)板巖型釩礦為平臺山主要礦石類型。由此，釩的成因與炭質(zhì)密切相關。根據(jù)提釩試驗報告對礦石的化學分析：C全8.95×10-2、C有7.52×10-2，C固則為（8.95-7.52）×10-2=1.43×10-2。

炭為有機炭。水中應有大量的生物繁衍，其遺體演變而成有機炭。炭和粘土質(zhì)強吸附海水中的釩、磷膠體物而沉積。經(jīng)成巖作用形成沉積型弱石煤質(zhì)釩礦床。在成巖和區(qū)域變質(zhì)過程中，97%-99%的釩都進入粘土礦物中，生成含釩絹云母、含釩白云母，可能有含釩高嶺石。只有1%-3%的釩還呈吸附狀態(tài)。含釩絹云母含V2O53.40×10-2，以類質(zhì)同像形式存在，V3+主要置換Al3+；釩電氣石中含V2O59.60×10-2，也以類質(zhì)同像形式存在。褐鐵礦中含V2O52.79×10-2，以吸附形式存在。研究者認為，富含黃鐵礦的炭、泥質(zhì)物，對于許多金屬具有強的吸附作用，因而在炭質(zhì)板巖型釩礦石中，見有鎳、鉬、銀、銅、鋅、鈷、鈾及稀土、鎵、鎘、金、鉑族等十余種元素的組合。

炭質(zhì)板巖型、含炭粉砂質(zhì)板巖型磷礦石中，含V2O5（0.2-0.3）×10-2，很少有達0.50×10-2者，而碳酸質(zhì)磷礦石中，V2O5含量特低，這是由于成礦環(huán)境決定的，即磷酸鹽的沉積要求在弱堿性環(huán)境中。

由于釩的變價多，適應沉積的pH值范圍廣。研究者實驗結(jié)果，釩在pH=2-7 的范圍內(nèi)沉淀率都在70%以上。因此，在平臺山礦區(qū)，釩分布于除碳酸鹽巖石以外的其它巖石中，如含炭硅質(zhì)板巖、含炭粘板巖、含炭粉砂質(zhì)粘板巖中V2O5含量（0.10-0.3）×10-2間，碳酸鹽巖石中除含炭大理巖有V2O5極少含量外，一般均不含釩。

綜上，平臺山釩礦床，為沉積—變質(zhì)礦床具層控性，為典型的黑色頁巖型磷、釩礦床。沉積作用中炭質(zhì)吸附起了至關重要作用。成礦后斷裂構造起了破壞作用，使礦體不連續(xù)，但褶皺卻將釩礦層較集中于向斜轉(zhuǎn)折部位，礦體厚大，品位較高。沿斷裂和構造裂隙貫入的花崗巖脈，也對礦床起了破壞作用，擠占了釩礦分布空間。

3 找礦標志

⑴時代地層：據(jù)甘肅方山口磷釩礦區(qū)和相鄰礦點，結(jié)合本礦區(qū)及相鄰的礦化點，釩礦在本區(qū)域的分布時代地層為寒武系下統(tǒng)雙鷹山群。

⑵巖組地層：以本礦區(qū)為例為黑色炭質(zhì)板巖。

我國沉積型釩礦，形成時期：Z—∈1、S、P，有硅質(zhì)—炭質(zhì)巖型及鋁（粘）土巖和磷塊巖型釩礦?！?黑色巖系中的釩礦分布最廣，湖北、湖南、甘肅、陜西等十幾個省區(qū)已探明資源量占全國探明釩資源量的26.1%。黑色巖系釩礦含有用組份達20 余種，釩、鎳、鉬、鈾一般達工業(yè)要求。

⑶炭質(zhì)板巖中含炭較高，炭是良導體，同時在炭質(zhì)板巖中含釩、鐵、銅、鉬以及鈷、鎳、鉛、鋅等多種金屬元素，使炭質(zhì)板巖更具導電性。在物理探礦過程中，不難發(fā)現(xiàn)含釩炭質(zhì)板巖的存在；也正由于含20多種金屬元素的組合，化探中的多金屬元素組合異常，也較易發(fā)現(xiàn)由炭質(zhì)板巖的分散流組成的多金屬組合異常。

⑷地貌：本區(qū)含釩巖石的上部，往往有厚大的∈2+3xsa和O含炭硅質(zhì)板巖、石英巖，抗風化能力特強，而震旦系的大理巖相對較弱，寒武系下統(tǒng)雙鷹山群炭質(zhì)板巖往往分布二者的斜坡上，在這樣的斜坡上或凸出地形的小緩形凹地中，是尋找炭質(zhì)板巖型釩礦的有利部位。