新疆乌什县阔西塔西钒矿矿床地质特征

李长虎

（新疆有色地质勘查局地质矿产勘查研究院 乌鲁木齐 830000）

1 引言

新疆乌什县阔西塔西钒磷矿断续开展了近十年的地质勘查工作。随着勘查手段的多样化和勘查程度的不断深入，取得了较为显著的找矿成果，也从一定程度上带动了该地区以钒、磷矿为主的找矿勘探工作。本文系在该矿床勘查工作的基础上，对区内钒磷矿矿床地质特征进行归纳和总结。

2 矿床地质特征

矿区内出露地层较为单一，主要为寒武系下统萨尔布拉克组（∈1sr），局部出露中上寒武统阿瓦塔格组（∈2-3aw）及震旦系上统苏盖提布拉克组（∈1s），出露的岩性为一套滨浅海相碎屑岩、碳酸盐岩建造，岩性以白云岩为主。

寒武系下统萨尔布拉克组在区内大面积出露，与上覆的寒武系中-上统地层阿瓦塔格组及下伏苏盖提布拉克组均为整合接触。

区内钒磷矿赋矿层位位于萨尔布拉克组中段底部。

钒矿层由黑色薄层状、条带状硅质岩与(黄)褐色含钒泥质粉砂岩、泥页岩薄层互层，发育韵律性层理。硅质岩薄层厚2-20cm，多为3-5cm，含钒泥质粉砂岩厚度在1-3cm间，岩层局部呈波状、褶曲状。该层为钒矿(V2O5)的主要含矿层位，厚度为1-4米，一般为2-3米。

磷矿层位于钒矿层底部，异体共生产出，形态、产状等均与钒矿层一致；厚度0.05-1.0 米，一般出露厚度20-30cm，且存在局部层位缺失现象。

矿区内构造不发育，见少量的小规模断层，个别断层对矿体的完整性有一定的破坏作用；区内未见有侵入岩。

3 矿体特征

矿区钒矿体整体呈“汉堡状”，大面积分布于矿区内，南北向长约5400m、东西向宽约4000m。矿体厚度一般为2-3 米，产状总体平缓，倾向290°-330°，倾角3°-12°，与地层产状一致。矿体V205品位(0.5-1.68)×10-2，平均品位0.87×10-2；矿体平均厚度1.95米。整体厚度稳定，有用组分分布较均匀。

3.1 钒的价态分析

钒主要以低价钒（V3+）的形式存在，约占总钒量的79.64%，矿石中的钒主要以类质同象的形式存在；V5+高价钒约占15.62%，指示矿石中有一定倾向存在少量的游离V2O5(钒石)或钒酸盐矿物（表1）。

表1 钒的价态分布

3.2 钒的物相分析

表2 原矿钒的化学物相分析结果

由表2可见，矿石中的钒主要赋存于云母类矿物中，约占总钒量的80.03%，其次为其他硅酸盐矿物钒，约占4.12%，褐铁矿等氧化铁矿物及高岭石等粘土矿物中的钒，约占15.85%。

3.3 矿物组成及含量

矿石中的片状矿物主要为云母类绿泥石类矿物，金属矿物主要是赤铁矿、褐铁矿，微量黄铁矿；脉石矿物含量较高的是石英、玉髓，其次是云母类和黏土类，少量的绿泥石、重晶石和长石等，矿石中主要矿物的大致含量见表3。

表3 原矿主要矿物组成及其相对含量 %

3.4 主要矿石矿物嵌布特征

3.4.1 云母类

云母类矿物主要呈微细鳞片状。粒径细微，片径大多小于0.02mm（图1）。偶见少量片径较大的云母，最大可达0.20mm。部分白云母粒径极为细小，可称之为绢云母，与石英、玉髓等紧密共生产出。

图1 含钒云母呈细小片状鳞片状分布在石英为基底的脉石中重晶石（Brt）背散射电子图像

云母类矿物多与石英、粘土矿物及石墨炭质物呈定向分布，或紧密交生出现。偏光镜下只有稍粗颗粒的云母光学特征较为明显，扫描电镜下可观察到云母多呈0.01 mm 以下的微细片状，与微细粒石英、粘土矿物紧密嵌布。

为了查明云母类矿物的化学组成特征，对其进行扫描电镜能谱成分分析，见表4。

表4 云母类矿物的能谱微区成分分析结果 %

结果表明了钒在云母中的含量变化较大，V含量主要在0.77%-2.97%(质量百分含量wt%)之间波动，平均含V 2.35%。

部分云母中含钒较高，为钒云母，钒在钒云母中的含量在10.59%-12.73%之间，平均含V 11.71%，扫描电镜能谱成分分析结果见表5。

3.4.2 粘土矿物

粘土矿物中主要是高岭石等。高岭石亦是矿石中钒的载体矿物之一。粘土矿物在薄片中呈无色或被铁质浸染而带淡淡的铁锈红色。细小叶片或鳞片状定向分布，粒径细小，集合体短轴长度多小于10μm 集中于2-5μm，晶形较差。粘土矿物主要呈微晶或隐晶质与微粒石英、玉髓、碳酸盐矿物形成较为致密的胶结质、并嵌布于粗粒石英等矿物粒间，多与微细粒石英、硅酸盐矿物及绢云母、绿泥石混合产出。

表5 钒云母能谱微区成分分析结果 %

扫描电镜下可见其在矿石中呈叶片状、短片状或细脉状定向分布，高岭石等黏土矿物常与微晶石英和云母紧密连生。对其进行扫描电镜能谱成分分析可知，高岭石中含V 从0～3.36%不等，平均含V 1.70%。

3.4.3 其他钒矿物

其它钒矿物或含钒矿物有：独立的钡钒钛石，含钒的金红石，含钒褐铁矿等。这三者的量都比较少，三者中较常见的是钡钒钛石，其次是含钒的金红石，以及偶见的含钒的褐铁矿。

钡钒钛石在矿石中主要呈不规则粒状产出。多数粒径分布在0.01-0.20mm 之间。偶见粒径有大于0.25mm者。钡钒钛石多数呈单颗粒装产出在石英与云母组成的脉石基底中，少数与含钒的金红石共生。

金红石在矿石中少见，部分金红石中含有钒。（含钒）金红石的粒径一般在0.01-0.15mm 之间。含钒金红石中含钒的范围在0.85%-3.85%之间。

4 结论

矿区钒矿物主要以低价钒（V3+）类质同象的形式存在于云母类矿物中；在震旦纪末期的柯坪运动使苏盖提布拉克组所处的阿克苏地区普遍隆起抬升，分布于阿克苏-乌什苏盖提布拉克组一带的晚震旦世早期的火山岩成为剥蚀区；早寒武世早期形成的海侵，使海水中溶入剥蚀区基性火山岩中的钒，为后期的成矿提供了物质来源。

下寒武统萨尔布拉克组灰黑色硅质岩系控制着区内钒矿床的分布，表明萨尔布拉克组地层是钒矿床形成的基本条件。海水中溶解的钒加入到氧化还原作用过程中进行沉积，形成了本区的钒矿床。