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

1 地質(zhì)背景

在大地構(gòu)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(jì)末的地殼上升運(yùn)動(dòng)，使本區(qū)震旦紀(jì)地層頂部普遍遭受風(fēng)化剝蝕，形成區(qū)域性侵蝕面。早寒武世早期，由于全球的海平面上升，區(qū)內(nèi)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(shí)，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(qū)域內(nèi)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(gòu)造上，該區(qū)具有塊斷區(qū)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(gòu)造。這些斷裂多具有多期活動(dòng)的性質(zhì)。區(qū)域內(nèi)巖漿巖極不發(fā)育。

根據(jù)新疆礦產(chǎn)預(yù)測(cè)成果報(bào)告，在成礦單元上，該區(qū)域隸屬于古亞洲成礦域（Ⅰ-1），塔里木成礦?。á?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(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)地層出露情況較為簡(jiǎn)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(tǒng)尤爾美那克組（Z2y）、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）、中統(tǒng)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(zhì)巖薄層與含釩泥質(zhì)粉砂巖薄層互層構(gòu)成，底部為含磷層，是礦區(qū)主要的含礦地層。

2.2 構(gòu)造特征

礦區(qū)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(gòu)造特征，組成地層主要為寒武系阿瓦組和肖爾布拉克組?？傮w看礦區(qū)地層褶皺構(gòu)造不發(fā)育，僅局部發(fā)育小褶皺或褶曲，發(fā)育部位礦層厚度明顯增大。

礦區(qū)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，F(xiàn)4 位于礦區(qū)西北部，是礦區(qū)的主干斷裂，使得主礦體的西北段錯(cuò)斷抬升；北西、北北西走向斷層，多為高角度次級(jí)逆斷層?？傮w看斷層多為成礦期后的后期斷層，對(duì)釩磷礦體具有一定的錯(cuò)動(dòng)，但破壞程度有限。

2.3 含礦巖系地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)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(zhì)巖薄層與黑褐色、黃褐色泥頁(yè)巖、泥質(zhì)巖、粉砂巖互層，發(fā)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(zhì)巖條帶白云巖。白云巖呈灰白色，其間夾雜黑色條帶狀硅質(zhì)巖，硅質(zhì)巖在該層位中上部較發(fā)育，厚約5～15 厘米，往下硅質(zhì)巖逐漸變薄。硅質(zhì)巖條帶一般長(zhǎng)數(shù)厘米至數(shù)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(shù)延續(xù)性較差，該含黑色硅質(zhì)巖條帶白云巖同時(shí)也是礦區(qū)找礦的標(biāo)志層。

釩礦層由硅質(zhì)巖薄層與含釩泥質(zhì)粉砂巖薄層互層構(gòu)成，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。硅質(zhì)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(jiàn)層間小褶皺，發(fā)生褶皺部位礦層相應(yīng)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(tài)簡(jiǎn)單穩(wěn)定，礦體品位變化較小。

釩礦層底部為含磷層。通過(guò)系統(tǒng)的工程揭露后發(fā)現(xiàn)，磷礦層大都見(jiàn)出露于釩礦層邊部露頭處一定范圍內(nèi)，礦區(qū)中部?jī)H在個(gè)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(wěn)定，多處缺失；磷礦體由灰黑色磷塊巖、膠磷礦及細(xì)粒巖屑砂巖互層構(gòu)成，賦礦層位厚度較穩(wěn)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(xì)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(tǒng)肖爾布拉克組主要表現(xiàn)為西高東低、南高北低的構(gòu)造古地貌格局。根據(jù)礦床地質(zhì)特征及沉積環(huán)境的綜合分析，區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件主要受地層、構(gòu)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(guān)，柯坪地區(qū)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(jīng)歷了大規(guī)模海侵后，不整合面上沉積了分布廣泛的黑色頁(yè)巖、含磷硅質(zhì)巖和磷塊巖，形成了碳酸鹽緩坡，當(dāng)磷質(zhì)高度富集時(shí)，便形成了磷礦層。

下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組黑色巖系控制著區(qū)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(shí)間因素。

3.2 構(gòu)造-巖相古地理控礦

柯坪地區(qū)在古構(gòu)造上處于塔里木板塊北緣隆起地帶。在早寒武世早期，該區(qū)為濱淺海相陸棚邊緣且處于局部拉張環(huán)境，期間經(jīng)歷了多旋回構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。受前寒武紀(jì)裂陷槽構(gòu)造古地貌和玉爾吐斯組沉積補(bǔ)償?shù)碾p重控制，肖爾布拉克組古地貌呈現(xiàn)出南高北低、西高東低的沉積格局。在逐漸演化過(guò)程中。因古氣候以及海平面多期變化，肖爾布拉克地區(qū)發(fā)育了不同性質(zhì)的沉積盆地。主要表現(xiàn)為：東部呈盆地相沉積，西部為碳酸鹽巖臺(tái)地相沉積。

晚震旦紀(jì)，海侵作用在柯坪地區(qū)在冰磧礫巖、砂巖及粉砂質(zhì)之上沉積了一套以細(xì)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(nèi)部水平層理、透鏡體層理發(fā)育，說(shuō)明海侵初期水體環(huán)境為較低能。早寒武世海侵規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，區(qū)域上繼承了震旦紀(jì)的古地理面貌，水動(dòng)力條件較強(qiáng)，磷質(zhì)供應(yīng)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(zhuǎn)變，形成了品位高、厚度大的礦層。隨著時(shí)間的演變，海退的到來(lái)導(dǎo)致海平面下降，淺部海水磷質(zhì)供應(yīng)不足，硅化作用強(qiáng)烈，局部相變?yōu)楣栀|(zhì)巖。因此，磷質(zhì)沉淀作用與沉積環(huán)境的物化條件關(guān)系密切，古地理的沉積環(huán)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(jì)-寒武世時(shí)期，柯坪地區(qū)古氣候?qū)俑稍铩⒀谉岘h(huán)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(qū)動(dòng)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(dòng)和繁殖。同時(shí)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(dāng)達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，磷質(zhì)逐漸析出并沉淀，同時(shí)磷酸鹽對(duì)釩起著吸附和富集作用?？梢?jiàn)，適宜的古氣候條件改變了淺灘內(nèi)海水的物化環(huán)境，從而為磷質(zhì)聚集、濃縮與富集創(chuàng)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(jié)論

阿克亞釩磷礦床產(chǎn)于寒武系下統(tǒng)肖爾布拉克組下段，層控特征明顯，含不規(guī)則黑色硅質(zhì)條帶的白云巖地層為礦區(qū)最直接的找礦標(biāo)志。

控礦因素分析認(rèn)為，礦床形成主要受地層、構(gòu)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(shí)間因素，古地理的沉積環(huán)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(xué)沉積礦床。