新疆烏什縣阿克亞釩磷礦地質(zhì)特征及成因分析

胡杰

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究院 烏魯木齊 830000）

新疆烏什縣阿克亞釩磷礦礦區(qū)位于新疆烏什縣東南部153°方位，屬于塔里木-南疆地層大區(qū)、塔北緣-北山地層區(qū)、柯坪-庫(kù)魯克塔格地層分區(qū)之柯坪地層小區(qū)。區(qū)域內(nèi)廣泛出露地層主要為震旦系、寒武系、奧陶系、志留系地層及第四系。根據(jù)新疆礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)報(bào)告，區(qū)域成礦單元屬塔里木成礦省，位于塔里木陸塊北緣隆起（地塊）Cu-Ni-Au-Fe-Ti-V-Pb-Zn-RM-REE-蛭石-磷成礦帶之柯坪塔格(陸緣隆起)次級(jí)Pb-Zn-Cu-Fe-V-Ti-REE-磷礦帶中。區(qū)域上該帶以鉛、鋅、銅、鐵、釩、鈦、磷礦為主。鉛鋅礦主要有熱液充填型，如坎嶺鉛鋅礦。磷釩礦為海相沉積型，有闊西塔西釩礦、蘇蓋特布拉克磷釩礦、卡拉峻磷釩礦等磷釩礦床，是新疆寒武紀(jì)磷釩礦分布的主要地區(qū)。其它礦產(chǎn)有熱液充填型銅多金屬礦、汞礦、重晶石礦，砂巖型銅礦，沉積型白云巖礦、石灰?guī)r礦和石膏礦等。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層較為單一，主要有震旦系下統(tǒng)尤爾美那克組（Z2y）、震旦系上統(tǒng)蘇蓋特布拉克組（Z2s）和奇格布拉克組（Z2q），寒武系下統(tǒng)肖爾布拉克組（∈1x），寒武系中統(tǒng)阿瓦塔格組（∈2a）。在山前及溝谷低洼處出露有第四系沖洪積物與坡積物，綜合地層表見(jiàn)表1。

表1 阿克亞釩磷礦區(qū)綜合地層序列表

寒武系地層在區(qū)內(nèi)大面積出露，為勘查區(qū)的賦礦地層，主要有肖爾布拉克組（∈1x）、阿瓦塔格組（∈2a）。其中肖爾布拉克組（∈1x）為礦床的含礦層位。

與上覆的寒武系中統(tǒng)地層阿瓦塔格組及下伏奇格布拉克組均為整合接觸。可分為上、下兩個(gè)巖性段。

（1）肖爾布拉克組下段（∈1x1）：為灰色中厚層狀含磷生物碎屑白云巖、瘤狀生物碎屑白云巖、炭質(zhì)泥巖、頁(yè)巖、含不規(guī)則硅質(zhì)巖條帶白云巖，其底部為1-4米厚的含釩、磷礦層，礦層主要出露于地形切割較深的溝谷及陡壁。根據(jù)巖性特征劃分為兩個(gè)巖性層，現(xiàn)將該段主要巖石特征描述如下：

①第一巖性層:黑色薄層狀、條帶狀硅質(zhì)巖與(黃)褐色含釩泥質(zhì)粉砂巖、泥頁(yè)巖薄層互層，發(fā)育韻律性層理。硅質(zhì)巖薄層厚2～20厘米，多為3～5厘米，含釩泥質(zhì)粉砂巖厚度在1～3 厘米間，巖層局部呈波狀、褶曲狀。黑色薄層狀、條帶狀硅質(zhì)巖在此層頂部出露略厚，個(gè)別層厚達(dá)10～20 厘米，但夾有的含釩泥質(zhì)粉砂巖層較薄，而在此層的中下部，硅質(zhì)巖薄層較為穩(wěn)定，厚度變薄至1～3 厘米，與釩土礦薄層互層的韻律性較為清楚。釩土礦賦存于松散的薄層狀粉砂質(zhì)、砂質(zhì)泥巖中，易剝落，取樣后呈泥、沙土狀，釩土層單層厚度為0.5～8 厘米不等，多為1～3 厘米。硅質(zhì)巖與釩土礦互層中常見(jiàn)層間小褶皺，根據(jù)褶皺面彎曲形態(tài)不同可分為尖棱褶皺、箱狀褶皺、圓弧褶皺、扇狀褶皺及撓曲，發(fā)生褶皺部位礦層相應(yīng)增厚。該層為釩礦(V2O5)的主要含礦層位，厚度為1～4米，一般為2～3米。

該層位底部見(jiàn)有含磷層，厚度0.05～1.4 米，一般出露厚度10～30厘米，且多處缺失。主要為灰黑色磷塊巖：膠狀結(jié)構(gòu)，微層狀構(gòu)造，巖石由膠磷礦、方解石、瑩石等組成。膠磷礦含量60%，黃褐-灰黑色，呈膠狀、竹葉狀、團(tuán)狀、條帶狀，顯均質(zhì)性，團(tuán)粒大小0.25～0.2毫米。方解石含量32%，呈亮晶分布于膠磷礦之間，粒徑為0.8～0.5 毫米之間。螢石含量3%，呈紫色，它形粒狀、團(tuán)塊狀，微層均勻分布，粒徑為0.6～0.1毫米之間。陸源碎屑含量5%，以單晶石英為主，呈六棱角狀，似層狀均勻分布，粒徑為0.2～0.03 毫米之間。該層為磷礦(P2O5)的主要含礦層位。

②第二巖性層為含黑色硅質(zhì)巖條帶白云巖：白云巖呈灰白色，質(zhì)地較純。黑色條帶狀硅質(zhì)巖中上部較厚，為5～15 厘米，底部較薄，為0.5～1.5 厘米，硅質(zhì)巖條帶長(zhǎng)50-100 厘米不等，常呈條帶狀、矩形狀、彎曲狀和透鏡狀及竹葉狀，大致呈似層狀、部分具定向分布，多數(shù)延續(xù)性較差，并且性脆，厚度3-5米。

（2）肖爾布拉克組上段（∈1x2）：此段可分為上下兩個(gè)巖性層。

①第一巖性層：該層主要為薄層狀白云巖與灰黑色薄層狀硅質(zhì)巖互層并夾1-3 層泥質(zhì)白云巖。泥質(zhì)白云巖20-40厘米厚，易風(fēng)化，使崖壁呈現(xiàn)凹槽，見(jiàn)有溶洞出露，厚度約40米。

②第二巖性層：灰、灰白色、深灰色厚-巨厚層狀細(xì)-中晶白云巖，白云巖質(zhì)地較純，偶見(jiàn)含有角礫，裂隙中偶見(jiàn)灰黑色條帶硅質(zhì)巖。風(fēng)化色為淺灰褐色、灰黃色。巖石風(fēng)化后呈皮殼狀、刀砍狀、網(wǎng)格狀，楔形張節(jié)理較發(fā)育，巖層中常見(jiàn)與層理平行的縫合線構(gòu)造，厚度約265米。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于奇格布拉克單斜構(gòu)造的南西部，賦礦圍巖寒武系下統(tǒng)肖爾布拉克組地層與其下部的震旦系奇格布拉克組平行不整合接觸，近東西走向的奇格布拉克斷裂控制了礦區(qū)賦礦地層的展布，礦區(qū)褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造不發(fā)育。礦區(qū)地層具有傾向西、北西的單斜構(gòu)造特征，礦區(qū)斷裂構(gòu)造有三組：北西向斷層（F1、F2）、北東向斷層（F4、F5）、以及北北西向次級(jí)斷層（F3、F6），主要分布于礦區(qū)西北部及南部外圍礦區(qū)。

單斜構(gòu)造：礦區(qū)位于奇格布拉克單斜構(gòu)造的西南延伸部分，地層總體傾向290°～330°，傾角較緩5°～12°，具有傾向西-北西的單斜構(gòu)造特征，且層面呈弱波狀起伏，構(gòu)成單斜構(gòu)造的地層主要為寒武系阿瓦塔格組、肖爾布拉克組地層，礦區(qū)北東部下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組含釩磷礦地層被北西向的斷層F2 錯(cuò)斷，出露下伏的震旦系地層奇格布拉克組地層?？傮w看礦區(qū)內(nèi)釩磷礦層及上下盤(pán)圍巖地層褶皺構(gòu)造均不發(fā)育，僅在釩礦層局部發(fā)育小褶皺或揉皺構(gòu)造，致使礦層厚度在局部明顯變大。

礦區(qū)范圍內(nèi)礦體及其上下盤(pán)圍巖的裂隙較發(fā)育，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，斷層構(gòu)造對(duì)礦體的完整性和連續(xù)性影響較小。

2 釩（磷）礦體特征

阿克亞釩磷礦礦區(qū)共圈出1個(gè)釩礦體、3個(gè)磷礦體，編號(hào)分別為阿克亞Ⅰ號(hào)釩礦體、阿克亞Ⅰ-Ⅲ號(hào)磷礦體。其中阿克亞Ⅰ號(hào)釩礦體為主礦體。

2.1 釩礦體特征

（1）礦體賦礦巖石及空間位置

釩礦體賦礦巖性由灰黑色硅質(zhì)巖薄層與黃褐色、黑褐色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖薄層互層構(gòu)成，釩礦賦存于松散的薄層狀粉砂質(zhì)、砂質(zhì)泥巖、粘土類(lèi)礦物中。硅質(zhì)巖薄層厚度在2-20厘米、多為3-5厘米；含釩砂質(zhì)泥巖、粉砂巖層厚0.5-8 厘米不等，多為1-3厘米。二者交替出現(xiàn)發(fā)育韻律性層理，整體構(gòu)成區(qū)內(nèi)釩礦的賦礦巖石。

釩礦體頂板為含灰黑色硅質(zhì)巖條帶的白云巖—為區(qū)內(nèi)找礦標(biāo)志層，底部為薄層狀、雞窩狀分布的含磷層。礦層頂板地層為肖爾布拉克組灰白色白云巖，底板地層為震旦系奇格布拉克組灰白色白云巖，頂?shù)装褰佑|界線較為清楚，呈整合接觸關(guān)系。

（2）礦體規(guī)模、形態(tài)及空間分布

阿克亞礦區(qū)Ⅰ號(hào)釩礦體露頭呈環(huán)帶狀圍繞山體分布?？辈閰^(qū)內(nèi)Ⅰ號(hào)釩礦體地表礦體露頭由KXTC57、KXTC59、KXTC6、KTC14、KTC24、KTC69 等17 個(gè)探槽控制。通過(guò)地表槽探工程，控制勘查區(qū)內(nèi)地表釩礦體露頭沿傾向（北西-南東向）長(zhǎng)約2400m、沿走向（北東-南西向）寬約200～450m；地表釩礦體露頭出露厚度整體在1～2.90米。

2.2 磷礦體特征

礦區(qū)內(nèi)磷礦根據(jù)磷礦最小可采厚度和夾石剔除厚度≥0.70 米、P2O5的最低工業(yè)品位15.0%的工業(yè)指標(biāo)，礦區(qū)共圈連出互不相連的3 個(gè)磷礦體，編號(hào)分別為Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)磷礦體。

2.3 礦石特征

通過(guò)鏡下鑒定、電鏡掃描分析和XRD 礦物分析綜合分析表明，礦石中礦物主要為：釩云母、鋇釩鈦石、含釩金紅石等；石英、玉髓、高嶺石、伊利石、絹云母、鉻云母、綠泥石、重晶石、方解石、赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦及少量的長(zhǎng)石類(lèi)礦物。

磷礦石中礦物主要為膠磷礦、白云石、方解石、石英、重晶石、褐鐵礦及少量炭質(zhì)成分。

3 礦床成因

3.1 釩磷礦層特征

（1）賦礦地層為寒武系下統(tǒng)，且處于偏下部層位。

（2）沉積建造為碳酸鹽巖-磷塊巖（條帶狀硅質(zhì)巖-炭泥質(zhì)砂巖互層）-碳酸鹽巖建造。沉積環(huán)境為濱-淺海相陸棚區(qū)。含釩巖系夾于白云巖間，這是本區(qū)釩礦層較明顯的特征。

（3）礦體呈層狀，規(guī)模較大，品位、厚度沿走向及傾向變化不大。

（4）礦石成分主要為含釩云母、膠磷礦、玉髓、炭泥質(zhì)、重晶石、水云母、方解石、白云石、石英等。其礦石類(lèi)型以層狀炭泥質(zhì)頁(yè)巖、磷塊巖為主。

3.2 礦床成因

下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組黑色巖系控制著區(qū)域釩礦床的分布，表明肖爾布拉克組地層是釩礦床形成的基本條件。早寒武世早期該區(qū)為濱淺海相陸棚、陸坡的強(qiáng)還原滯流及海盆緩慢沉降環(huán)境，這是釩礦床發(fā)生沉積成礦作用的古地理環(huán)境和古構(gòu)造條件。黑色巖系中特定的含碳、磷、硅的巖性組合序列是釩礦床形成所必須具備的條件。區(qū)內(nèi)釩礦的成礦期，正是早寒武世“成磷期”。當(dāng)時(shí)氣候溫暖，水體營(yíng)養(yǎng)度高，有大量低等生物出現(xiàn)。生物活動(dòng)對(duì)磷質(zhì)的富集起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)磷酸鹽對(duì)釩起著吸附（富集）作用。

綜上所述，下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組黑色巖系中釩的富集與有機(jī)質(zhì)、菌藻類(lèi)生物及磷質(zhì)的關(guān)系極為密切，成礦受地層、巖性、有機(jī)質(zhì)、古構(gòu)造和古地理?xiàng)l件控制，是在有機(jī)質(zhì)(生物化學(xué))參與下發(fā)生的成礦作用。

礦床具有微生物成礦與濱海-淺海相海底沉積的雙重特征，屬生物化學(xué)沉積礦床成因。

4 找礦方向

（1）地層時(shí)代標(biāo)志

沉積型釩、磷礦床的形成具有明顯的時(shí)代專(zhuān)屬性，我國(guó)主要成磷期為震旦紀(jì)晚期至寒武紀(jì)早期，如云南昆陽(yáng)、貴州開(kāi)陽(yáng)、湖北荊襄等磷礦。本區(qū)磷釩礦層亦分布于寒武系下統(tǒng)底部，因此，其時(shí)代專(zhuān)屬性可作為一個(gè)主要找礦標(biāo)志。

（2）巖性組合標(biāo)志

典型含釩磷建造由白云巖-硅質(zhì)巖+炭泥質(zhì)砂巖（釩礦層）-磷塊巖-白云巖組成。由上述巖層構(gòu)成的巖性組合可作為一個(gè)找礦標(biāo)志。

（3）標(biāo)志層

本區(qū)具有明顯的找礦標(biāo)志層—含不規(guī)則黑色硅質(zhì)巖條帶白云巖，該標(biāo)志層為釩磷礦體頂板巖層，其下部即為釩礦體，因此在本區(qū)該層位可作為直接找礦標(biāo)志。

（4）古采坑找礦標(biāo)志

上世紀(jì)70-90年代，本地區(qū)有多處民間小規(guī)模磷礦采坑，或磷礦采礦剝離面。在野外找礦工作中可作為磷釩礦的直接找礦標(biāo)志。