新疆烏什縣阿克亞釩磷礦控礦因素分析

魏忠

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

1 地質背景

在大地構造位置上，阿克亞釩磷礦床處于塔里木陸塊，塔里木北緣隆起之柯坪陸緣盆地。晚震旦紀末的地殼上升運動，使本區震旦紀地層頂部普遍遭受風化剝蝕，形成區域性侵蝕面。早寒武世早期，由于全球的海平面上升，區內廣泛接受沉積，早寒武系地層平行不整合于震旦系侵蝕面上。同時，可能受深水洋流上升的作用，海水中含磷較高，形成海相沉積型磷礦。

區域內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，在構造上，該區具有塊斷區的特征。震旦系和古生界地層不僅形成了褶皺，而且伴生了一系列的斷裂構造。這些斷裂多具有多期活動的性質。區域內巖漿巖極不發育。

根據新疆礦產預測成果報告，在成礦單元上，該區域隸屬于古亞洲成礦域（Ⅰ-1），塔里木成礦省（Ⅱ-4）之柯坪（前陸盆地）成礦帶（Ⅳ-13-①）。綜合已有礦床及物化探異常特征分析，該帶具有鉛、鋅、銅、鐵、釩、鈦、錫、磷、石墨等多礦種的較大找礦潛力。其中，磷礦為海相沉積型，代表性礦床有蘇蓋特布拉克磷礦、闊西塔西釩磷礦和瑪札爾維那磷釩礦。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區內地層出露情況較為簡單，主要為震旦系和寒武系的一套海相沉積巖，由老至新分別為震旦系下統尤爾美那克組（Z2y）、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）、中統阿瓦組（∈2a）；第四系（Q）。其中，肖爾布拉克組下段（∈1x1）由灰黑色硅質巖薄層與含釩泥質粉砂巖薄層互層構成，底部為含磷層，是礦區主要的含礦地層。

2.2 構造特征

礦區地層總體傾角約5°～12°，層面呈波狀起伏，具西-北西傾向的單斜構造特征，組成地層主要為寒武系阿瓦組和肖爾布拉克組。總體看礦區地層褶皺構造不發育，僅局部發育小褶皺或褶曲，發育部位礦層厚度明顯增大。

礦區斷裂主要有北北東走向（F4、F5）、北西向（F1、F2）和北北西向（F3 等）三組斷層。其中，F4 位于礦區西北部，是礦區的主干斷裂，使得主礦體的西北段錯斷抬升；北西、北北西走向斷層，多為高角度次級逆斷層。總體看斷層多為成礦期后的后期斷層，對釩磷礦體具有一定的錯動，但破壞程度有限。

2.3 含礦巖系地質特征

區內主要含礦層位為肖爾布拉克組下段（∈1x1-1），分布范圍較廣。含礦層由灰黑色硅質巖薄層與黑褐色、黃褐色泥頁巖、泥質巖、粉砂巖互層，發育韻律性層理。

釩礦層頂板為肖爾布拉克組下段（∈1x1-2），為一套含黑色硅質巖條帶白云巖。白云巖呈灰白色，其間夾雜黑色條帶狀硅質巖，硅質巖在該層位中上部較發育，厚約5～15 厘米，往下硅質巖逐漸變薄。硅質巖條帶一般長數厘米至數米不等，多在20～50 厘米間，常呈條帶狀、透鏡狀或竹葉狀，大致呈似層狀、不定向分布，多數延續性較差，該含黑色硅質巖條帶白云巖同時也是礦區找礦的標志層。

釩礦層由硅質巖薄層與含釩泥質粉砂巖薄層互層構成，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。硅質巖薄層厚度在2～20 厘米、多為3～5 厘米；釩土層單層厚度為0.5～8 厘米不等，多為1～3厘米。釩礦層中常見層間小褶皺，發生褶皺部位礦層相應增厚。釩土層總體厚度為1～4米，一般為2～3米，整體呈層狀，形態簡單穩定，礦體品位變化較小。

釩礦層底部為含磷層。通過系統的工程揭露后發現，磷礦層大都見出露于釩礦層邊部露頭處一定范圍內，礦區中部僅在個別鉆孔中出露。磷礦層厚度0.05～1.1米，一般為0.20米左右，呈層狀、雞窩狀分布，延伸不穩定，多處缺失；磷礦體由灰黑色磷塊巖、膠磷礦及細粒巖屑砂巖互層構成，賦礦層位厚度較穩定，礦體品位變化較小。

磷礦層底板為震旦系奇格布拉克組（Z2q），為一套灰白色中-厚層細晶-中晶白云巖。二者呈平行整合接觸，接觸界線較為清晰。

3 控礦因素探討

塔里木盆地下寒武統肖爾布拉克組主要表現為西高東低、南高北低的構造古地貌格局。根據礦床地質特征及沉積環境的綜合分析，區內成礦地質條件主要受地層、構造-巖相古地理及古氣候等多種因素的控制。

3.1 地層巖性

新元古代末-下古生世初期是全球性的巨型成磷旋回。磷礦床的形成與含磷巖系的沉積演化密切相關，柯坪地區在此期間屬海相沉積，故具備了磷礦形成的先決條件。在早寒武世早期經歷了大規模海侵后，不整合面上沉積了分布廣泛的黑色頁巖、含磷硅質巖和磷塊巖，形成了碳酸鹽緩坡，當磷質高度富集時，便形成了磷礦層。

下寒武統肖爾布拉克組黑色巖系控制著區域釩磷礦床的空間分布特征，表明地層是釩礦床形成的基本條件。阿克亞釩磷礦屬典型的海相同生沉積礦床，地層是控制礦床形成的時間因素。

3.2 構造-巖相古地理控礦

柯坪地區在古構造上處于塔里木板塊北緣隆起地帶。在早寒武世早期，該區為濱淺海相陸棚邊緣且處于局部拉張環境，期間經歷了多旋回構造運動。受前寒武紀裂陷槽構造古地貌和玉爾吐斯組沉積補償的雙重控制，肖爾布拉克組古地貌呈現出南高北低、西高東低的沉積格局。在逐漸演化過程中。因古氣候以及海平面多期變化，肖爾布拉克地區發育了不同性質的沉積盆地。主要表現為：東部呈盆地相沉積，西部為碳酸鹽巖臺地相沉積。

晚震旦紀，海侵作用在柯坪地區在冰磧礫巖、砂巖及粉砂質之上沉積了一套以細晶白云巖為主，夾有少量薄層狀的砂巖、粉砂巖的巖層組合，內部水平層理、透鏡體層理發育，說明海侵初期水體環境為較低能。早寒武世海侵規模進一步擴大，區域上繼承了震旦紀的古地理面貌，水動力條件較強，磷質供應充足，大量富磷海水在淺灘聚集，沉積物由白云巖向磷塊巖轉變，形成了品位高、厚度大的礦層。隨著時間的演變，海退的到來導致海平面下降，淺部海水磷質供應不足，硅化作用強烈，局部相變為硅質巖。因此，磷質沉淀作用與沉積環境的物化條件關系密切，古地理的沉積環境及巖相直接控制了磷礦床的形成和分布。

3.3 古氣候控礦

震旦紀-寒武世時期，柯坪地區古氣候屬干燥、炎熱環境，海平面頻繁升降變化。在早寒武世初期，容磷海水在上翻洋流的驅動下，不斷涌入淺灘。隨著海水溫度的升高，C02大量逸出并被藻類吸取，有利于菌藻類生物活動和繁殖。同時藻類的生物作用使海水pH 值增大，磷酸鹽溶解度逐漸降低，當達到飽和狀態時，磷質逐漸析出并沉淀，同時磷酸鹽對釩起著吸附和富集作用。可見，適宜的古氣候條件改變了淺灘內海水的物化環境，從而為磷質聚集、濃縮與富集創造了有利的成礦條件。因此，古氣候也是阿克亞釩磷礦形成的必要條件。

4 結論

阿克亞釩磷礦床產于寒武系下統肖爾布拉克組下段，層控特征明顯，含不規則黑色硅質條帶的白云巖地層為礦區最直接的找礦標志。

控礦因素分析認為，礦床形成主要受地層、構造-巖相古地理及古氣候等多種因素的控制。其中，地層是控制礦床形成的時間因素，古地理的沉積環境及巖相直接控制了釩磷礦床的形成和分布，古氣候則是釩磷礦形成的必要條件。

阿克亞釩磷礦床具有淺海相沉積和微生物成礦的雙重特征，屬生物化學沉積礦床。