新疆烏什縣闊西塔西釩礦礦床地質(zhì)特征

李長(zhǎng)虎

（新疆有色地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究院 烏魯木齊 830000）

1 引言

新疆烏什縣闊西塔西釩磷礦斷續(xù)開展了近十年的地質(zhì)勘查工作。隨著勘查手段的多樣化和勘查程度的不斷深入，取得了較為顯著的找礦成果，也從一定程度上帶動(dòng)了該地區(qū)以釩、磷礦為主的找礦勘探工作。本文系在該礦床勘查工作的基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)內(nèi)釩磷礦礦床地質(zhì)特征進(jìn)行歸納和總結(jié)。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露地層較為單一，主要為寒武系下統(tǒng)薩爾布拉克組（∈1sr），局部出露中上寒武統(tǒng)阿瓦塔格組（∈2-3aw）及震旦系上統(tǒng)蘇蓋提布拉克組（∈1s），出露的巖性為一套濱淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖建造，巖性以白云巖為主。

寒武系下統(tǒng)薩爾布拉克組在區(qū)內(nèi)大面積出露，與上覆的寒武系中-上統(tǒng)地層阿瓦塔格組及下伏蘇蓋提布拉克組均為整合接觸。

區(qū)內(nèi)釩磷礦賦礦層位位于薩爾布拉克組中段底部。

釩礦層由黑色薄層狀、條帶狀硅質(zhì)巖與(黃)褐色含釩泥質(zhì)粉砂巖、泥頁巖薄層互層，發(fā)育韻律性層理。硅質(zhì)巖薄層厚2-20cm，多為3-5cm，含釩泥質(zhì)粉砂巖厚度在1-3cm間，巖層局部呈波狀、褶曲狀。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。

磷礦層位于釩礦層底部，異體共生產(chǎn)出，形態(tài)、產(chǎn)狀等均與釩礦層一致；厚度0.05-1.0 米，一般出露厚度20-30cm，且存在局部層位缺失現(xiàn)象。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，見少量的小規(guī)模斷層，個(gè)別斷層對(duì)礦體的完整性有一定的破壞作用；區(qū)內(nèi)未見有侵入巖。

3 礦體特征

礦區(qū)釩礦體整體呈“漢堡狀”，大面積分布于礦區(qū)內(nèi)，南北向長(zhǎng)約5400m、東西向?qū)捈s4000m。礦體厚度一般為2-3 米，產(chǎn)狀總體平緩，傾向290°-330°，傾角3°-12°，與地層產(chǎn)狀一致。礦體V205品位(0.5-1.68)×10-2，平均品位0.87×10-2；礦體平均厚度1.95米。整體厚度穩(wěn)定，有用組分分布較均勻。

3.1 釩的價(jià)態(tài)分析

釩主要以低價(jià)釩（V3+）的形式存在，約占總釩量的79.64%，礦石中的釩主要以類質(zhì)同象的形式存在；V5+高價(jià)釩約占15.62%，指示礦石中有一定傾向存在少量的游離V2O5(釩石)或釩酸鹽礦物（表1）。

表1 釩的價(jià)態(tài)分布

3.2 釩的物相分析

表2 原礦釩的化學(xué)物相分析結(jié)果

由表2可見，礦石中的釩主要賦存于云母類礦物中，約占總釩量的80.03%，其次為其他硅酸鹽礦物釩，約占4.12%，褐鐵礦等氧化鐵礦物及高嶺石等粘土礦物中的釩，約占15.85%。

3.3 礦物組成及含量

礦石中的片狀礦物主要為云母類綠泥石類礦物，金屬礦物主要是赤鐵礦、褐鐵礦，微量黃鐵礦；脈石礦物含量較高的是石英、玉髓，其次是云母類和黏土類，少量的綠泥石、重晶石和長(zhǎng)石等，礦石中主要礦物的大致含量見表3。

表3 原礦主要礦物組成及其相對(duì)含量 %

3.4 主要礦石礦物嵌布特征

3.4.1 云母類

云母類礦物主要呈微細(xì)鱗片狀。粒徑細(xì)微，片徑大多小于0.02mm（圖1）。偶見少量片徑較大的云母，最大可達(dá)0.20mm。部分白云母粒徑極為細(xì)小，可稱之為絹云母，與石英、玉髓等緊密共生產(chǎn)出。

圖1 含釩云母呈細(xì)小片狀鱗片狀分布在石英為基底的脈石中重晶石（Brt）背散射電子圖像

云母類礦物多與石英、粘土礦物及石墨炭質(zhì)物呈定向分布，或緊密交生出現(xiàn)。偏光鏡下只有稍粗顆粒的云母光學(xué)特征較為明顯，掃描電鏡下可觀察到云母多呈0.01 mm 以下的微細(xì)片狀，與微細(xì)粒石英、粘土礦物緊密嵌布。

為了查明云母類礦物的化學(xué)組成特征，對(duì)其進(jìn)行掃描電鏡能譜成分分析，見表4。

表4 云母類礦物的能譜微區(qū)成分分析結(jié)果 %

結(jié)果表明了釩在云母中的含量變化較大，V含量主要在0.77%-2.97%(質(zhì)量百分含量wt%)之間波動(dòng)，平均含V 2.35%。

部分云母中含釩較高，為釩云母，釩在釩云母中的含量在10.59%-12.73%之間，平均含V 11.71%，掃描電鏡能譜成分分析結(jié)果見表5。

3.4.2 粘土礦物

粘土礦物中主要是高嶺石等。高嶺石亦是礦石中釩的載體礦物之一。粘土礦物在薄片中呈無色或被鐵質(zhì)浸染而帶淡淡的鐵銹紅色。細(xì)小葉片或鱗片狀定向分布，粒徑細(xì)小，集合體短軸長(zhǎng)度多小于10μm 集中于2-5μm，晶形較差。粘土礦物主要呈微晶或隱晶質(zhì)與微粒石英、玉髓、碳酸鹽礦物形成較為致密的膠結(jié)質(zhì)、并嵌布于粗粒石英等礦物粒間，多與微細(xì)粒石英、硅酸鹽礦物及絹云母、綠泥石混合產(chǎn)出。

表5 釩云母能譜微區(qū)成分分析結(jié)果 %

掃描電鏡下可見其在礦石中呈葉片狀、短片狀或細(xì)脈狀定向分布，高嶺石等黏土礦物常與微晶石英和云母緊密連生。對(duì)其進(jìn)行掃描電鏡能譜成分分析可知，高嶺石中含V 從0～3.36%不等，平均含V 1.70%。

3.4.3 其他釩礦物

其它釩礦物或含釩礦物有：獨(dú)立的鋇釩鈦石，含釩的金紅石，含釩褐鐵礦等。這三者的量都比較少，三者中較常見的是鋇釩鈦石，其次是含釩的金紅石，以及偶見的含釩的褐鐵礦。

鋇釩鈦石在礦石中主要呈不規(guī)則粒狀產(chǎn)出。多數(shù)粒徑分布在0.01-0.20mm 之間。偶見粒徑有大于0.25mm者。鋇釩鈦石多數(shù)呈單顆粒裝產(chǎn)出在石英與云母組成的脈石基底中，少數(shù)與含釩的金紅石共生。

金紅石在礦石中少見，部分金紅石中含有釩。（含釩）金紅石的粒徑一般在0.01-0.15mm 之間。含釩金紅石中含釩的范圍在0.85%-3.85%之間。

4 結(jié)論

礦區(qū)釩礦物主要以低價(jià)釩（V3+）類質(zhì)同象的形式存在于云母類礦物中；在震旦紀(jì)末期的柯坪運(yùn)動(dòng)使蘇蓋提布拉克組所處的阿克蘇地區(qū)普遍隆起抬升，分布于阿克蘇-烏什蘇蓋提布拉克組一帶的晚震旦世早期的火山巖成為剝蝕區(qū)；早寒武世早期形成的海侵，使海水中溶入剝蝕區(qū)基性火山巖中的釩，為后期的成礦提供了物質(zhì)來源。

下寒武統(tǒng)薩爾布拉克組灰黑色硅質(zhì)巖系控制著區(qū)內(nèi)釩礦床的分布，表明薩爾布拉克組地層是釩礦床形成的基本條件。海水中溶解的釩加入到氧化還原作用過程中進(jìn)行沉積，形成了本區(qū)的釩礦床。