新疆烏什縣阿克亞釩磷礦地質特征及成因分析

胡杰

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局地質礦產勘查研究院 烏魯木齊 830000）

新疆烏什縣阿克亞釩磷礦礦區位于新疆烏什縣東南部153°方位，屬于塔里木-南疆地層大區、塔北緣-北山地層區、柯坪-庫魯克塔格地層分區之柯坪地層小區。區域內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。根據新疆礦產資源潛力評價報告，區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Pb-Zn-Cu-Fe-V-Ti-REE-磷礦帶中。區域上該帶以鉛、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，是新疆寒武紀磷釩礦分布的主要地區。其它礦產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、石灰巖礦和石膏礦等。

1 礦區地質特征

1.1 地層

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

表1 阿克亞釩磷礦區綜合地層序列表

寒武系地層在區內大面積出露，為勘查區的賦礦地層，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、炭質泥巖、頁巖、含不規則硅質巖條帶白云巖，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。根據巖性特征劃分為兩個巖性層，現將該段主要巖石特征描述如下：

①第一巖性層:黑色薄層狀、條帶狀硅質巖與(黃)褐色含釩泥質粉砂巖、泥頁巖薄層互層，發育韻律性層理。硅質巖薄層厚2～20厘米，多為3～5厘米，含釩泥質粉砂巖厚度在1～3 厘米間，巖層局部呈波狀、褶曲狀。黑色薄層狀、條帶狀硅質巖在此層頂部出露略厚，個別層厚達10～20 厘米，但夾有的含釩泥質粉砂巖層較薄，而在此層的中下部，硅質巖薄層較為穩定，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、砂質泥巖中，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。硅質巖與釩土礦互層中常見層間小褶皺，根據褶皺面彎曲形態不同可分為尖棱褶皺、箱狀褶皺、圓弧褶皺、扇狀褶皺及撓曲，發生褶皺部位礦層相應增厚。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：膠狀結構，微層狀構造，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、團狀、條帶狀，顯均質性，團粒大小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巖條帶白云巖：白云巖呈灰白色，質地較純。黑色條帶狀硅質巖中上部較厚，為5～15 厘米，底部較薄，為0.5～1.5 厘米，硅質巖條帶長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，多數延續性較差，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巖互層并夾1-3 層泥質白云巖。泥質白云巖20-40厘米厚，易風化，使崖壁呈現凹槽，見有溶洞出露，厚度約40米。

②第二巖性層：灰、灰白色、深灰色厚-巨厚層狀細-中晶白云巖，白云巖質地較純，偶見含有角礫，裂隙中偶見灰黑色條帶硅質巖。風化色為淺灰褐色、灰黃色。巖石風化后呈皮殼狀、刀砍狀、網格狀，楔形張節理較發育，巖層中常見與層理平行的縫合線構造，厚度約265米。

1.2 構造

礦區位于奇格布拉克單斜構造的南西部，賦礦圍巖寒武系下統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賦礦地層的展布，礦區褶皺構造和斷裂構造不發育。礦區地層具有傾向西、北西的單斜構造特征，礦區斷裂構造有三組：北西向斷層（F1、F2）、北東向斷層（F4、F5）、以及北北西向次級斷層（F3、F6），主要分布于礦區西北部及南部外圍礦區。

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

礦區范圍內礦體及其上下盤圍巖的裂隙較發育，斷裂構造不發育，斷層構造對礦體的完整性和連續性影響較小。

2 釩（磷）礦體特征

阿克亞釩磷礦礦區共圈出1個釩礦體、3個磷礦體，編號分別為阿克亞Ⅰ號釩礦體、阿克亞Ⅰ-Ⅲ號磷礦體。其中阿克亞Ⅰ號釩礦體為主礦體。

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巖薄層與黃褐色、黑褐色砂質泥巖、粉砂巖薄層互層構成，釩礦賦存于松散的薄層狀粉砂質、砂質泥巖、粘土類礦物中。硅質巖薄層厚度在2-20厘米、多為3-5厘米；含釩砂質泥巖、粉砂巖層厚0.5-8 厘米不等，多為1-3厘米。二者交替出現發育韻律性層理，整體構成區內釩礦的賦礦巖石。

釩礦體頂板為含灰黑色硅質巖條帶的白云巖—為區內找礦標志層，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，頂底板接觸界線較為清楚，呈整合接觸關系。

（2）礦體規模、形態及空間分布

阿克亞礦區Ⅰ號釩礦體露頭呈環帶狀圍繞山體分布?？辈閰^內Ⅰ號釩礦體地表礦體露頭由KXTC57、KXTC59、KXTC6、KTC14、KTC24、KTC69 等17 個探槽控制。通過地表槽探工程，控制勘查區內地表釩礦體露頭沿傾向（北西-南東向）長約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

礦區內磷礦根據磷礦最小可采厚度和夾石剔除厚度≥0.70 米、P2O5的最低工業品位15.0%的工業指標，礦區共圈連出互不相連的3 個磷礦體，編號分別為Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號磷礦體。

2.3 礦石特征

通過鏡下鑒定、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、黃鐵礦及少量的長石類礦物。

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，且處于偏下部層位。

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

（3）礦體呈層狀，規模較大，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、重晶石、水云母、方解石、白云石、石英等。其礦石類型以層狀炭泥質頁巖、磷塊巖為主。

3.2 礦床成因

下寒武統肖爾布拉克組黑色巖系控制著區域釩礦床的分布，表明肖爾布拉克組地層是釩礦床形成的基本條件。早寒武世早期該區為濱淺海相陸棚、陸坡的強還原滯流及海盆緩慢沉降環境，這是釩礦床發生沉積成礦作用的古地理環境和古構造條件。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。區內釩礦的成礦期，正是早寒武世“成磷期”。當時氣候溫暖，水體營養度高，有大量低等生物出現。生物活動對磷質的富集起著至關重要的作用，同時磷酸鹽對釩起著吸附（富集）作用。

綜上所述，下寒武統肖爾布拉克組黑色巖系中釩的富集與有機質、菌藻類生物及磷質的關系極為密切，成礦受地層、巖性、有機質、古構造和古地理條件控制，是在有機質(生物化學)參與下發生的成礦作用。

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

4 找礦方向

（1）地層時代標志

沉積型釩、磷礦床的形成具有明顯的時代專屬性，我國主要成磷期為震旦紀晚期至寒武紀早期，如云南昆陽、貴州開陽、湖北荊襄等磷礦。本區磷釩礦層亦分布于寒武系下統底部，因此，其時代專屬性可作為一個主要找礦標志。

（2）巖性組合標志

典型含釩磷建造由白云巖-硅質巖+炭泥質砂巖（釩礦層）-磷塊巖-白云巖組成。由上述巖層構成的巖性組合可作為一個找礦標志。

（3）標志層

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

（4）古采坑找礦標志

上世紀70-90年代，本地區有多處民間小規模磷礦采坑，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志。