新疆哈密市平台山磷钒矿矿床成因及找矿标志

邹振林

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000）

1 矿区地质

工区大地构造位置归属塔里木板块（Ⅰ）－北山古生代裂陷盆地（Ⅱ）－北山中间地块。区域地质特征显著：地层古老，岩浆活动强烈，构造发育、类型齐全，有典型的矿床类型分布。

1.1 地层

区域地层划分属塔里木地层区北山分区穹塔格－马宗山小区。出露地层主要有元古界的震旦系，古生界的寒武系、奥陶系。

1.1.1 震旦系

区内震旦系出露仅有中统平头山群（Z2pn）上下岩组，呈近东西向分布于图幅的中部。上岩组（Z2pnb）：主要是碳酸盐类岩石；下岩组（Z2pna）：为一套变质的碎屑岩。受华力西中期花岗岩侵入而遭受破坏，岩层边部呈零星露头状产出。中震旦统与下寒武统为角度不整合接触关系。

1.1.2 寒武系

寒武系为主要的含矿层位，呈近东西向条带状分布于方山口－平台山以及以西一带，其构成方山口复背斜的两翼，分为下统和上中统。上中统西双鹰山群（∈2＋3xs）：岩性比较单一，厚度稳定，为化学沉积岩，由灰黑色硅质板岩组成该群构成复背斜次一级向斜的轴部；下统为双鹰山群（∈1s）：是一套以碎屑沉积岩为主，夹有少量的碳酸盐岩，其中赋存有薄层磷矿层，并有铀钒等共生。按岩性自上而下可分为三部分：上部为炭质粉砂质板岩、粉砂质硅质板岩；中部为含铀、钒黑色炭质板岩，是重要的含钒层位；下部为杂色绢云母粉砂质板岩夹薄层大理岩，普遍赋存有磷矿层，但主要磷矿在顶部。且夹有沉积的贫铁矿层。上中寒武统与中下奥陶统之间呈连续的渐变过渡接触关系。

1.1.3 奥陶系

奥陶系出露于方山口－平台山以及以西一带和头吊泉等地，总体走向近东西，呈片状、条带状分布，与寒武系地层共同构成复式背斜的两翼。其划分为中下统（O1＋2）和上统锡林柯博组（O3x），为一大套碎屑岩，及化学沉积岩建造，显示在寒武纪到奥陶纪本区有一个完整的大的海进－海退的过程。

1.2 构造

区内地质构造复杂，褶皱与断裂十分发育，其中褶皱构造有3处：方山口复背斜、头吊泉复背斜、头吊泉北复向斜。褶皱构造的共同特征为：轴向近东西，枢纽起伏，常由几个复式的长轴背（向）斜组成。

区内断裂构造归纳为三组：第一组为东西向的压性断裂；第二组为北东向的扭性断层；第三组为北西向的压性断层。北东、北西向断层可能是同时产生的，具共轭性。

1.3 岩浆岩

区内岩浆活动强烈而频繁，岩浆岩发育，分布广泛，主要集中于中部及南部，其产状有岩基、岩株及岩墙等，岩性较为复杂，以花岗岩为主，闪长岩、辉长岩较少。区内岩浆岩可分为加里东与华力西两期，以华力西期最为发育，岩脉也很发育。岩体很多，岩性复杂，与成矿关系较为密切，而加里东期岩体仅有一个，分布于西南角，初步研究表明岩浆作用对成矿起到破坏作用。

2 成矿控制因素及矿床成因

平台山磷钒矿主要分布在寒武系下统双鹰山群中岩组（∈1sb），主要组成岩石为炭质岩石，成份较简单。其底部与∈1sa顶部大理岩接触处，往往有磷矿赋存；其上逐步出现含钒较低的炭质板岩，低品位钒矿簿层，返复多次后，才出现上部富矿层。富矿层可突然中断而与∈2+3xsa含炭硅质板岩接触或再出现夹石层（炭质板岩）、薄矿层后而进入∈1sc层，或富矿层—＞贫矿层—＞炭质板岩而至∈1sc的含炭粉砂质粘板岩。

其中含矿层基本为炭质板岩，赋存矿区主钒矿层；在含矿层中，当夹有厚大炭质板岩时，则构成厚度较大的凸镜状钒矿体；赋矿岩石含炭质相对较高。炭质板岩型钒矿为平台山主要矿石类型。由此，钒的成因与炭质密切相关。根据提钒试验报告对矿石的化学分析：C全8.95×10-2、C有7.52×10-2，C固则为（8.95-7.52）×10-2=1.43×10-2。

炭为有机炭。水中应有大量的生物繁衍，其遗体演变而成有机炭。炭和粘土质强吸附海水中的钒、磷胶体物而沉积。经成岩作用形成沉积型弱石煤质钒矿床。在成岩和区域变质过程中，97%-99%的钒都进入粘土矿物中，生成含钒绢云母、含钒白云母，可能有含钒高岭石。只有1%-3%的钒还呈吸附状态。含钒绢云母含V2O53.40×10-2，以类质同像形式存在，V3+主要置换Al3+；钒电气石中含V2O59.60×10-2，也以类质同像形式存在。褐铁矿中含V2O52.79×10-2，以吸附形式存在。研究者认为，富含黄铁矿的炭、泥质物，对于许多金属具有强的吸附作用，因而在炭质板岩型钒矿石中，见有镍、钼、银、铜、锌、钴、铀及稀土、镓、镉、金、铂族等十余种元素的组合。

炭质板岩型、含炭粉砂质板岩型磷矿石中，含V2O5（0.2-0.3）×10-2，很少有达0.50×10-2者，而碳酸质磷矿石中，V2O5含量特低，这是由于成矿环境决定的，即磷酸盐的沉积要求在弱碱性环境中。

由于钒的变价多，适应沉积的pH值范围广。研究者实验结果，钒在pH=2-7 的范围内沉淀率都在70%以上。因此，在平台山矿区，钒分布于除碳酸盐岩石以外的其它岩石中，如含炭硅质板岩、含炭粘板岩、含炭粉砂质粘板岩中V2O5含量（0.10-0.3）×10-2间，碳酸盐岩石中除含炭大理岩有V2O5极少含量外，一般均不含钒。

综上，平台山钒矿床，为沉积—变质矿床具层控性，为典型的黑色页岩型磷、钒矿床。沉积作用中炭质吸附起了至关重要作用。成矿后断裂构造起了破坏作用，使矿体不连续，但褶皱却将钒矿层较集中于向斜转折部位，矿体厚大，品位较高。沿断裂和构造裂隙贯入的花岗岩脉，也对矿床起了破坏作用，挤占了钒矿分布空间。

3 找矿标志

⑴时代地层：据甘肃方山口磷钒矿区和相邻矿点，结合本矿区及相邻的矿化点，钒矿在本区域的分布时代地层为寒武系下统双鹰山群。

⑵岩组地层：以本矿区为例为黑色炭质板岩。

我国沉积型钒矿，形成时期：Z—∈1、S、P，有硅质—炭质岩型及铝（粘）土岩和磷块岩型钒矿。∈1黑色岩系中的钒矿分布最广，湖北、湖南、甘肃、陕西等十几个省区已探明资源量占全国探明钒资源量的26.1%。黑色岩系钒矿含有用组份达20 余种，钒、镍、钼、铀一般达工业要求。

⑶炭质板岩中含炭较高，炭是良导体，同时在炭质板岩中含钒、铁、铜、钼以及钴、镍、铅、锌等多种金属元素，使炭质板岩更具导电性。在物理探矿过程中，不难发现含钒炭质板岩的存在；也正由于含20多种金属元素的组合，化探中的多金属元素组合异常，也较易发现由炭质板岩的分散流组成的多金属组合异常。

⑷地貌：本区含钒岩石的上部，往往有厚大的∈2+3xsa和O含炭硅质板岩、石英岩，抗风化能力特强，而震旦系的大理岩相对较弱，寒武系下统双鹰山群炭质板岩往往分布二者的斜坡上，在这样的斜坡上或凸出地形的小缓形凹地中，是寻找炭质板岩型钒矿的有利部位。