新疆乌什县苏盖提布拉克磷钒矿床地质特征与成因分析

黄莉莉

（新疆正捷矿业技术咨询有限公司乌鲁木齐830000）

新疆乌什县苏盖提布拉克磷钒矿床地质特征与成因分析

黄莉莉

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苏盖提布拉克是柯坪塔格山脉北边的一座分支山脉，这里的山脉之下蕴藏沉积型钒矿及其伴生的磷矿、铀矿。

苏盖提布拉克磷钒矿床地质特征矿床成因

1 区域地质背景

按《新疆维吾自治区岩石地层》划分方案，矿区属于塔里木地层区柯坪地层分区柯坪塔格小区。发育有元古界震旦系、早古生界寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系及新生界新近系、第四系地层。其中震旦系-志留系主要属浅海相、滨海相沉积。区域地层及含矿地层见表1。

表1 区域地层简表

区内岩浆岩极不发育，仅在苏盖提布拉克组（Z2s）中有基性火山岩分布，共有三层。第一层产于第一岩性段之上部，岩性为玄武岩；第二层产于第四岩性段下部，岩性为玄武岩；第三层产于第四岩性段上部，岩性为橄榄玄武岩。这三层玄武岩均属海底喷发的火山岩。在地层中成层分布，产出层位稳定，与上下地层接触面规整。玄武岩形成时代应为晚震旦世晚期。

2 矿区地质特征

矿区内出露地层有：寒武系中下统玉尔吐斯组（∈1y）、肖尔布拉克组（∈1x）和第四系（Q），综合地层见图1。

2.1 寒武系下统玉尔吐斯组（∈1y）

图1 新疆乌什县苏盖提布拉克磷钒矿地质简图

由于该地层的厚度小，岩石抗风化能力弱，地貌常形成负地形。其岩性组合为一套远离大陆的浅海相硅质岩-磷块岩-泥质岩-碳酸盐岩建造。下部为硅质岩、磷块岩、泥页岩；上部为白云岩、泥页岩、生物碎屑灰岩。

2.2 寒武系下统肖尔布拉克组（∈1x）

2.3 第四系（Q）

根据成因类型可分为：冲洪积物、残坡积物、人工堆积物等。

2.3.1 冲洪积物(Qalp)

低阶地冲洪积物（Qpalp）分布于矿区区东段基岩露头南北两侧的山前地带和山间洼地中，为大片的近代山麓剥蚀产物，构成微东倾的山间平坝，并具有现代暂时水流剥蚀的特征。成分为本测区地层中的岩石碎块，由砾石、砂泥等组成，未被胶结。磨圆度及分选性均不好，有时可见水平及微倾斜之层理。厚度极大，一般近山者薄，远山者厚，最大厚度在百米以上。一般阶面高出河谷8～10m，向下游方向渐向谷底接近，地形平坦。

现代河床冲积砾石层（Qhal）为矿区最新沉积物，分布于矿区西端，存在于现代干河床中，主要由一些大小不等、未被胶结的卵石及砂砾组成，砾石成分以白云岩为主，磨圆程度一般较差，但无分选性，厚度3～20m。

2.3.2 残坡积层（Qesl）

呈带状分布于山前地带，成分为松散的黄土，其中夹有近山的碎块，为基岩风化物的滑塌堆积，有时混有洪积物，厚度0.5～10m。在地貌上形成近山坡度较大，离山坡度减缓的地形特征。

大熊代表的生物才是自然界真正的主人。这种认知是随着人类品尝过现代工业文明带来的副作用的苦涩果实之后才被人类重视并逐渐接受的。福克纳笔下大熊和山姆这两个代表了自然和谐的形象在文中的时代是注定要被现代工业文明所消亡的。在《熊》中，福克纳极具预见性地警告了读者：森林的消亡与大自然的损害必将带来人类无法挽救的恶果，人类终将自食恶果。《熊》强烈批判了盲目自大而无节制的人类文明其毁灭性和邪恶性的一面，并为后世的文学艺术创作提供了新鲜而深刻的话题—人类在与自然的互动中所处的关系是从属关系、人类必须要遵循自然规律与大自然和谐相处。

2.3.3 人工堆积（Qs)

主要为前人挖掘磷矿遗留下来的矿渣。分布于矿区中西部的老洞附近的山前洼地、沟谷两侧。成分主要为含钒、磷炭质页岩、泥页岩、硅质岩和白云岩等。

3 矿石质量

3.1 矿石矿物特征

经镜下鉴定、X射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明，矿石中的矿物组成较为复杂。金属矿物含量很少，铁矿物主要是褐铁矿，金属硫化物为黄铁矿；主要矿物有为石英、玉髓、伊利云母、重晶石、蒙脱石等，其次有磷灰石、方解石、绿泥石、长石、高岭石及碳质物，此外见有石膏、榍石等矿物。矿石中主要矿物的重量含量见表2。

表2 矿石中主要矿物的含量表%

3.2 矿石化学成分

原矿的X荧光光谱半定量分析结果见表3、多元素化学成分分析结果见表4、钒的化学物相和价态分析结果见表5。

表3 矿石的X荧光光谱半定量分析%

表4 矿石的化学成分%

表5 钒的化学物相及价态分析结果%

3.3 钒的赋存状态

矿石中钒主要分布在伊利云母（包括含铁泥质物）和褐铁矿中，钒在二者中的分布率合计约占90%。

在矿物产出形式上，矿石中云母呈细小的伊利云母状态，部分褐铁矿亦呈微细铁质物与出现在泥质物中。通过镜下观察、扫描电镜和能谱微区分析表明，钒在细粒的伊利云母、褐铁矿和含铁粘土物中含量较高，而且在结晶较差，形态不规则的微细颗粒中钒的含量往往更高一些。在结晶较好、粒度较粗的石英、重晶石、方解石、磷灰石等矿物中钒含量甚微。从钒在载体矿物中含量极不均匀，而且主要赋存在吸附性能较强的微细粒伊利云母等泥质物和褐铁矿中的特点，可以认为矿石中钒主要以离子吸附的形式存在于这些载体矿物中的可能性较大。

4 矿床成因

区内磷钒矿层主要特征如下：

（1）地层为寒武系下统。

（2）沉积建造为黑色硅质岩-磷块岩-泥岩-碳酸盐岩建造。沉积环境为滨-浅海相陆棚区。含磷、钒矿岩系夹于白云岩间。

（3）含磷钒矿化层沿走向十分稳定，呈层状结构。

（4）矿石结构呈非晶质、隐晶质、胶状结构等。矿石构造呈致密块状、结核状、条带状、颗粒状等。

上述成矿地质特征可以看出：苏盖提布拉克下寒武统玉尔吐斯组黑色岩系控制着区域钒矿床的分布，表明玉尔吐斯组地层是钒矿床形成的基本条件。早寒武世早期该区为广海陆棚、陆坡的强还原滞流及海盆缓慢沉降环境，这是钒矿床发生沉积成矿作用的古地理环境和古构造条件。黑色岩系中特定的含炭、磷、硅的岩性组合序列是钒矿床形成所必须具备的条件。区内钒矿的成矿期，正是早寒武世“成磷期”。当时气候温暖，水体营养度高，有大量低等生物出现。生物活动对磷质的富集起着至关重要的作用，同时磷酸盐对钒起着吸附(富集)作用。

综上所述，苏盖提布拉克下寒武统玉尔吐斯组黑色岩系中磷钒的富集与有机质、菌藻类生物及磷质的关系极其密切。

矿床具有微生物成矿与海底热水沉积的双重特征，属于生物地球化学沉积矿床成因。

[1]叶杰，范德廉.黑色岩系型矿床的形成作用及其在我国的产出特征[J].矿物岩石地球化学通报，2010，19（2）：952102.

[2]夏文杰，杜森官，徐新煌，等.中国南方震旦纪岩相古地理与成矿作用[M].北京：地质出版社，2014.10-23.

收稿：2015-04-08

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