黃莉莉

（新疆正捷礦業(yè)技術(shù)咨詢有限公司烏魯木齊830000）

新疆烏什縣蘇蓋提布拉克磷釩礦床地質(zhì)特征與成因分析

黃莉莉

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蘇蓋提布拉克是柯坪塔格山脈北邊的一座分支山脈，這里的山脈之下蘊藏沉積型釩礦及其伴生的磷礦、鈾礦。

蘇蓋提布拉克磷釩礦床地質(zhì)特征礦床成因

1 區(qū)域地質(zhì)背景

按《新疆維吾自治區(qū)巖石地層》劃分方案，礦區(qū)屬于塔里木地層區(qū)柯坪地層分區(qū)柯坪塔格小區(qū)。發(fā)育有元古界震旦系、早古生界寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系及新生界新近系、第四系地層。其中震旦系-志留系主要屬淺海相、濱海相沉積。區(qū)域地層及含礦地層見表1。

表1 區(qū)域地層簡表

區(qū)內(nèi)巖漿巖極不發(fā)育，僅在蘇蓋提布拉克組（Z2s）中有基性火山巖分布，共有三層。第一層產(chǎn)于第一巖性段之上部，巖性為玄武巖；第二層產(chǎn)于第四巖性段下部，巖性為玄武巖；第三層產(chǎn)于第四巖性段上部，巖性為橄欖玄武巖。這三層玄武巖均屬海底噴發(fā)的火山巖。在地層中成層分布，產(chǎn)出層位穩(wěn)定，與上下地層接觸面規(guī)整。玄武巖形成時代應(yīng)為晚震旦世晚期。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露地層有：寒武系中下統(tǒng)玉爾吐斯組（∈1y）、肖爾布拉克組（∈1x）和第四系（Q），綜合地層見圖1。

2.1 寒武系下統(tǒng)玉爾吐斯組（∈1y）

圖1 新疆烏什縣蘇蓋提布拉克磷釩礦地質(zhì)簡圖

由于該地層的厚度小，巖石抗風化能力弱，地貌常形成負地形。其巖性組合為一套遠離大陸的淺海相硅質(zhì)巖-磷塊巖-泥質(zhì)巖-碳酸鹽巖建造。下部為硅質(zhì)巖、磷塊巖、泥頁巖；上部為白云巖、泥頁巖、生物碎屑灰?guī)r。

2.2 寒武系下統(tǒng)肖爾布拉克組（∈1x）

2.3 第四系（Q）

根據(jù)成因類型可分為：沖洪積物、殘坡積物、人工堆積物等。

2.3.1 沖洪積物(Qalp)

低階地沖洪積物（Qpalp）分布于礦區(qū)區(qū)東段基巖露頭南北兩側(cè)的山前地帶和山間洼地中，為大片的近代山麓剝蝕產(chǎn)物，構(gòu)成微東傾的山間平壩，并具有現(xiàn)代暫時水流剝蝕的特征。成分為本測區(qū)地層中的巖石碎塊，由礫石、砂泥等組成，未被膠結(jié)。磨圓度及分選性均不好，有時可見水平及微傾斜之層理。厚度極大，一般近山者薄，遠山者厚，最大厚度在百米以上。一般階面高出河谷8～10m，向下游方向漸向谷底接近，地形平坦。

現(xiàn)代河床沖積礫石層（Qhal）為礦區(qū)最新沉積物，分布于礦區(qū)西端，存在于現(xiàn)代干河床中，主要由一些大小不等、未被膠結(jié)的卵石及砂礫組成，礫石成分以白云巖為主，磨圓程度一般較差，但無分選性，厚度3～20m。

2.3.2 殘坡積層（Qesl）

呈帶狀分布于山前地帶，成分為松散的黃土，其中夾有近山的碎塊，為基巖風化物的滑塌堆積，有時混有洪積物，厚度0.5～10m。在地貌上形成近山坡度較大，離山坡度減緩的地形特征。

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2.3.3 人工堆積（Qs)

主要為前人挖掘磷礦遺留下來的礦渣。分布于礦區(qū)中西部的老洞附近的山前洼地、溝谷兩側(cè)。成分主要為含釩、磷炭質(zhì)頁巖、泥頁巖、硅質(zhì)巖和白云巖等。

3 礦石質(zhì)量

3.1 礦石礦物特征

經(jīng)鏡下鑒定、X射線衍射分析和掃描電鏡分析綜合研究表明，礦石中的礦物組成較為復(fù)雜。金屬礦物含量很少，鐵礦物主要是褐鐵礦，金屬硫化物為黃鐵礦；主要礦物有為石英、玉髓、伊利云母、重晶石、蒙脫石等，其次有磷灰石、方解石、綠泥石、長石、高嶺石及碳質(zhì)物，此外見有石膏、榍石等礦物。礦石中主要礦物的重量含量見表2。

表2 礦石中主要礦物的含量表%

3.2 礦石化學成分

原礦的X熒光光譜半定量分析結(jié)果見表3、多元素化學成分分析結(jié)果見表4、釩的化學物相和價態(tài)分析結(jié)果見表5。

表3 礦石的X熒光光譜半定量分析%

表4 礦石的化學成分%

表5 釩的化學物相及價態(tài)分析結(jié)果%

3.3 釩的賦存狀態(tài)

礦石中釩主要分布在伊利云母（包括含鐵泥質(zhì)物）和褐鐵礦中，釩在二者中的分布率合計約占90%。

在礦物產(chǎn)出形式上，礦石中云母呈細小的伊利云母狀態(tài)，部分褐鐵礦亦呈微細鐵質(zhì)物與出現(xiàn)在泥質(zhì)物中。通過鏡下觀察、掃描電鏡和能譜微區(qū)分析表明，釩在細粒的伊利云母、褐鐵礦和含鐵粘土物中含量較高，而且在結(jié)晶較差，形態(tài)不規(guī)則的微細顆粒中釩的含量往往更高一些。在結(jié)晶較好、粒度較粗的石英、重晶石、方解石、磷灰石等礦物中釩含量甚微。從釩在載體礦物中含量極不均勻，而且主要賦存在吸附性能較強的微細粒伊利云母等泥質(zhì)物和褐鐵礦中的特點，可以認為礦石中釩主要以離子吸附的形式存在于這些載體礦物中的可能性較大。

4 礦床成因

區(qū)內(nèi)磷釩礦層主要特征如下：

（1）地層為寒武系下統(tǒng)。

（2）沉積建造為黑色硅質(zhì)巖-磷塊巖-泥巖-碳酸鹽巖建造。沉積環(huán)境為濱-淺海相陸棚區(qū)。含磷、釩礦巖系夾于白云巖間。

（3）含磷釩礦化層沿走向十分穩(wěn)定，呈層狀結(jié)構(gòu)。

（4）礦石結(jié)構(gòu)呈非晶質(zhì)、隱晶質(zhì)、膠狀結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造呈致密塊狀、結(jié)核狀、條帶狀、顆粒狀等。

上述成礦地質(zhì)特征可以看出：蘇蓋提布拉克下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組黑色巖系控制著區(qū)域釩礦床的分布，表明玉爾吐斯組地層是釩礦床形成的基本條件。早寒武世早期該區(qū)為廣海陸棚、陸坡的強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炭、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”。當時氣候溫暖，水體營養(yǎng)度高，有大量低等生物出現(xiàn)。生物活動對磷質(zhì)的富集起著至關(guān)重要的作用，同時磷酸鹽對釩起著吸附(富集)作用。

綜上所述，蘇蓋提布拉克下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組黑色巖系中磷釩的富集與有機質(zhì)、菌藻類生物及磷質(zhì)的關(guān)系極其密切。

礦床具有微生物成礦與海底熱水沉積的雙重特征，屬于生物地球化學沉積礦床成因。

[1]葉杰，范德廉.黑色巖系型礦床的形成作用及其在我國的產(chǎn)出特征[J].礦物巖石地球化學通報，2010，19（2）：952102.

[2]夏文杰，杜森官，徐新煌，等.中國南方震旦紀巖相古地理與成礦作用[M].北京：地質(zhì)出版社，2014.10-23.

收稿：2015-04-08

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.04.005