甘肃敦煌方山口钒磷铀矿床成矿规律

甘肃敦煌方山口钒磷铀矿床成矿规律
摘要：敦煌方山口大型钒磷铀矿床是一个多元素共生矿床,蕴含着丰富的钒、磷、铀等矿产资源,其中以钒矿资源尤为丰富。

矿床形成于早古生代方山口—双鹰山裂谷系中,层位稳定,储量大,属沉积成因。

当前,加快该地区早寒武系钒矿资源的勘查、开发意义重大。

关键词：地质特征;矿床成因;钒矿;铀钒磷矿床
Abstract:Dunhuang Yamaguchi large-size v-p-u deposit is a multi - element deposit symbiotic, rich in phosphorus, vanadium, uranium and other mineral resources, which is particularly rich in vanadium ore resources. The deposit was formed in the early Paleozoic square pass - Double Eagle mountain rift system, a stable horizon, large reserves, belongs to sedimentary origin. At present, the area in the Early Cambrian vanadium mineral resources exploration, development and significance.
Keywords: geological features; ore genesis; vanadium; vanadium phosphorus deposits of uranium
敦煌方山口的大型的钒磷铀矿床(磷矿属中型,铀矿为小型)(甘肃矿床发现史编委会,1996)在甘肃敦煌市的北部,是个以V为主的,兼含有P、U等多种元素共生的矿床。

在20世纪的50～80年代时，地质和矿产部门曾经先后都对该矿床勘探数次地质,获得不少的勘探成果,这也提出一些有益认识。

但是令人遗憾的地方是,到如今从来没有对该矿床进行过系统理论的研讨,以致使些问题到如今都悬而未决,因而,在国度目前施行西北大开发的战略中,对此共生矿床停止深化研讨很有必要。

此矿区周围左近区域的磷钒(主要是磷)矿点也很多,成因与之相似的磷矿床就有3个(陈丛云,1983),所以,该地域的钒磷矿产资源极具潜力。

1 地质背景
矿区大地构造位置位于塔里木陆块(I)一北山古生代裂谷系(II)一北山中间地块(III)，成矿单元隶属于磁海一大水(裂谷带)Fe-Mn-Au- W-Sn-Co-Cu-Ni - P (V-U)一钠硝石一盐类矿带①。

大水西钒矿区处于塔里木板块和哈萨克斯坦一北山板块的交接部位，位于天山一北山海槽之东端②，是一个构造活动和变形程度较为强烈的地区。

由于经历了最为强烈的晚古生代及后期构造运动的影响，区内紧闭褶曲和逆冲断层发育。

因受塔里木板块和哈萨克斯坦一北山板块南北向挤压作用的影响，区域构造大都呈北西向延伸(图1)，火成岩岩体也沿该方向侵入。

加里东期、尤其海西期岩浆活动强烈，矿床遭受一定程度的变质改造作用[1]。

区域结构与天山褶皱带方向一样。

因受塔里木板块和哈萨克斯坦-北山板块SN向挤压作用的影响,区域结构大都呈NWW向延伸,火成岩岩体也沿该方向侵入。

区内结构以紧闭复式褶皱和压性断裂为主,背斜轴部和断裂经常为海西期的酸性岩体侵入。

从老至新,褶皱水平由紧闭趋向于宽缓。

方山口的大型的钒磷铀矿床就发育一个近于EW向的延伸复式的背斜上。

矿区及左近地域出露地层,除了上元古界与三叠系及白垩系之外,其他的各系的地层都有散布。

主要是中震旦统平头山群(也就是浅蜕变的碎屑岩与大理岩)和下寒武统双鹰山组及中上寒武统西双鹰山群(也就是浅蜕变的碎屑岩)和上奥陶统锡林柯博组(也即碎屑岩)和下石炭统红柳园组及下二叠统菊石滩组(也即凝灰质碎屑岩)等。

此处研讨大型的钒磷铀矿床赋存在下寒武统双鹰山组之内。

①新疆维吾尔自治区地质征产勘查开发局.新疆大水一带钻锰征征产资源潜力评价，2011
②地质部新疆维吾尔自治区地质局.新疆哈密市沙泉子幅K-46 - XXIII征产图说!归书，1966
图1敦煌方山口大型钒磷铀矿床区域地质图
Fig.1Regional geological map of large-scale V-P-U deposit in Fangshankou,Dunhuang
1-第四系砂砾岩;2-上新统苦泉组粉砂岩;3-上奥陶统云母石英片岩;4-中下奥陶统硅质板岩及
石英岩;5-中上寒武统西双鹰山群硅质板岩;
6-下寒武统双鹰山组硅质板岩和大理岩(含磷建造);7-上元古界大理岩;8-海西中期花岗岩;9-
断层;10-推测断层;11-矿层赋存层位
1-sandstone and conglomerate of Quaternary;2-siltstone of Kuquan
formation(Pliocene);3-micaceous quartz schist of the upper Ordovician;
4-siliceous slate and quartzite of the middle and lower Ordovician;5-siliceous slate of
Xishuangyingshan group(middle and upper Cambrian);
6-siliceous slate and marble of Shuangyingshan formation(lower Cambrian);7-marble of the upper
Proterozoic;8-granite of the middle Hercynian;
9-faults;10-inferred faults;11-position of ore beds
2 矿区概况
2.1 地质特征
钒矿的含矿岩系主要为寒武系一套岩石组合。

赋存构造为一近北东向的复式背斜。

此背斜北翼较缓，为主要的赋矿部位，南翼较陡，倾角分别为50º-65º北和70º-75º南。

矿区构造较为简单，除了发育一些近北东向的次级褶皱外，还发育有以近东西向为主的压性、扭性和压扭性断层，延伸多为数百米，倾角多大于50º，断距数米，常切断矿层。

该矿床在平面上呈扁纺锤形(图1),赋存构造为一近EW向的复式背斜。

此背斜北翼较陡,南翼较缓。

2.2 矿石组成及结构构造
钒矿石主要由石英、长石、绢云母等组成,另含少量褐铁矿和碳酸盐岩矿物。

具变余泥质、粒状变晶、鳞片变晶和鳞片粒状变晶显微构造,块状与千枚状结构。

绢云母多是由泥质的重结晶形成,并是显微鳞片状的沿层理散布，碳质已激烈炭化并多呈现团块状。

其他矿物多是细小的颗粒状,和泥质、碳质与绢云母一起汇
集成了条带状或者团块状。

磷矿石最主要是由氟磷灰石和石英及白云母等共同组成,胶磷矿和绢云母及碳质含少量，碳酸质的磷块岩也含有方解石与白云石。

构造、结构与钒矿石根本相同。

只是另外具有镶嵌粒状变晶构造。

2.3 成矿元素特点
本次研讨共采集了6件矿石样品和4件围岩和夹层样品。

钒矿石的V2O5质量百分数约为0.6%～1.28%,均匀1.02%。

除了一个矿石的样品没有达到工业品位(全国矿产储量委员会,1987),其他样品均到达了工业请求。

同时,围岩中V2O5的均匀质量百分数为0.25%。

磷矿石的P2O5质量百分数为0.19%～15.16%,均匀2.85%。

仅一个矿样到达磷矿工业品位请求(全国矿产储量委员会,1987),属钒磷矿石,其他均为钒矿石。

而围岩的P2O5质量百分数仅均匀为0.3%。

因未采集到铀矿样品,所以,一切矿石、围岩样品的U质量百分数都比拟低,多为0.001%,比勘探结果(U为0.03%～0.05%)明显偏低①,都没有达到工业的品位(全国矿产储量委员会,1987)。

3 矿床成因
该区处于塔里木板块塔北陆缘拉张条件下相对稳定的边缘浅海沉积环境，有利于沉积分异作用的进行，沉积时一间长，沉积物厚度大，形成了一套厚度稳定的浅海相石墨硅质岩、碳酸盐岩及沉积碎屑岩建造。

由于漫长的地史中地壳垂向运动，造成了海平面的缓慢升降，寒武纪为海侵阶段，形成了巨厚的沉积物，奥陶纪为海退阶段，遭受剥蚀，形成沉积间断，表现为寒武系和志留系之间呈不整合接触关系。

寒武纪是一次大的海侵，形成了稳定的沉积序列。

海侵阶段有利于在不整合面上或沉积层序的下部形成钒矿物。

大水西钒矿带位于红柳河断裂与方山口断裂之间，两断裂在西部收敛，使该带平面形态呈西合东张的扇状。

有利于钒的沉淀而形成含钒炭质硅质岩建造。

早在寒武世的初期海侵吞没青白口系基底上凹陷盆地,如图2示。

在海侵的时候,在海槽两侧，古风化壳在继续风化以后，陆源碎屑钒质就被海水带入海槽中,这为磷矾矿床构成提供物源,堆积厚度较大黑色岩系(后为炭质板岩),阐明当
①甘肃省地质四队.1982.甘肃省敦煌县方山口磷钒铀矿区地质勘探报告.
时的暖和而湿润的。

自炭质的板岩当中共生高岭土等矿物,证明了在当时暖和而湿润气候条件之下,长石或者云母风化合成进入积水的盆地。

图2敦煌方山口大型钒磷铀矿区综合地层柱状及含矿段划分
钒矿呈现于海侵岩系下部,阐明构成位置是于古陆的边缘浅海或都陆棚过的渡带,而且含有钒岩系的纵向变化比及呈现堆积连续面等阐明当时地壳震的荡运动较为频繁。

与此同时,因为海槽的狭长,海水不是非常流利,构成了种半闭塞环境,因为当时的气候暖与湿润,淡水补给较多,致使海水盐度降低,构成一品种似淡化泻湖的复原环境。

因次,含钒岩系是在复原条件下,半封锁的海湾边缘堆积。

经过上述矿床地质特征的研讨能够以为,该钒磷铀矿床为一堆积蜕变成因多元素的共生矿床。

在宏观上，其特性为:①和矿层呈现出整合接触围岩(主要含有
砾粘土岩、变粉砂岩、石英岩和含碳硅质板岩等)与矿内的夹层(其主要是由炭质板岩与粉砂质的板岩来组成)为堆积成因或者其原岩是堆积岩;②矿石中主要的岩石(炭质千枚岩、炭质泥板岩、炭质粉砂质板岩、粉砂质磷灰岩和粘土质磷灰岩)或都其原岩应该属于堆积的成因,并且其中有机质一定是堆积作用产物;③钒矿层与主磷矿层都呈较为稳定层状或者似层状产出,矿层层位在区域上非常稳定,这是层控堆积矿床的显著特性;④板状和千枚状结构虽普遍发育,但局部矿层内仍保存着堆积层理,此乃堆积岩遭受蜕变的又一特性。

因而,该区的钒磷铀矿床系堆积作用的产物,只是后来又遭受蜕变作用的改造。

微观上其特性为:①矿石具有变余泥质、变余粉砂质等剩余堆积构造和粒状变晶、鳞片变晶和鳞片粒状变晶等显微构造,同时还具变余层理和千枚状结构,这是堆积岩遭受蜕变的有力证据;②钒、磷矿石中各自含有的有机质和胶磷矿当属堆积而成。

所以,微观特征同样显现,该矿床是原生堆积后又经蜕变而成。

综上所述,本区钒磷铀矿床为一堆积蜕变矿床。

这是由于,从V、P、U 3种元素在蜕变过程中的地球化学行为看,细微蜕变作用对三者的迁移与富集均无太大影响,而且在蜕变过程中,除了P在岩石中有细微增加外,其他2种元素都表现为不同水平的流失(刘俊秀等,1984;McArthur等,1987)。

因而,虽然此钒磷铀矿床为一多元素共生的堆积蜕变矿床,但堆积作用是其构成的主要缘由。

4 结论
(1)敦煌方山口钒磷铀含矿岩系与中国其它地域下寒武统含磷岩系根本属同一时期的堆积,均属地质历史上第一个成磷期(刘宝,1980)的产物,含矿建造的堆积构成及其伴生矿产也与中国最主要的扬子成磷区(《中国矿床》编委会,1994)大致分歧。

独一的重要差异是,本区含矿建造在堆积后遭受一定水平的蜕变,构成一套主要由板岩、千枚岩、石英岩和磷灰岩等组成的含矿岩系。

(2)该矿床是一个以V为主,兼含P、U的多元素共生矿床。

其中,钒矿主要呈层状和似层状产出,磷矿层多呈似层状和透镜状,而U则很少单独成矿,常随同磷、钒矿床产出。

(3)本钒磷铀矿床为一堆积蜕变矿床,但就对成矿作用的奉献而言,堆积作用对其构成起着极为重要的积极作用,但变质的作用对该矿床的构成并无太大意义。

(4)就该共生矿床中各矿床的构成而言,钒矿的构成系粘土和有机质对V的吸附所致;磷矿的构成可能与碳酸盐岩的共沉淀有关;铀矿的生成则可能与含铀的碳酸铀酰络合物与富Ca、Mg的碳酸盐作用有关密切的关系。

参考文献
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致谢
本论文的研究工作是在XXX老师的精心指导和亲切关怀下完成的。

X老师在繁忙的工作之余抽出时间仔细审阅了本论文，并给了我很多好的建议。

X老师严谨的治学精神、平易近人的态度和渊博的学识令我收益匪浅。

X老师凡事以身作则、乐于助人和诲人不倦的精神同样给我留下了深刻的印象并值得我学习。

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在他们的关心和热情帮助之下，使我的论文得以顺利开展。