钒矿成因 篇1
关键词：地质特征,矿床成因,大高龙地区钒矿
1 区域地质概况
矿区位于江南地轴与扬子板块相结合部位的东部，是以前震旦系为基底的陆块边缘。其形成陆壳的时间较华南褶皱带早，二者在组成和结构上以及构造运动的表现上也有一定的差异，华南褶皱带系以前泥盆系褶皱为基底的后志留纪准台地，其形成陆壳的时间较扬子准地台为晚。
2 矿区地质
2.1 矿区地层
通过2006—2008年度的化探、地质工作，已查明矿区出露地层由老到新有：下震旦统南沱组(Z1n)，中震旦统陡山沱组(Z2d)、下寒武统渣拉沟组(1Эz)、中寒武统都柳江组(2Эdl)、上寒武统三都组(3Эs)、中泥盆统帮寨组(D1b)及第四系(Q).
2.2 矿区构造
工作区内断裂活动比较强烈，主要发育了北东向、北西向、近东西向三组断层，现分述如下。
2.2.1 北东向断层
F1断层：规模较大，贯通整个矿区，北东东—南西西延伸，长达2500m以上，其南东盘为上升盘，而北西盘为下降盘。由于沿断层走向主要通过沟谷地段，难以发现断裂破碎带及其表现特征，仅从地层错位加以判断。
在其两侧发育着北东向的F2、F3、F4等次一级小断裂。
F2断层：出现于矿区北西部，向北东方向延伸，长达1300m以上，其断层北西盘为上升盘。岩性为中震旦统陡山沱组白云岩及灰岩，而南东盘为下寒武统渣拉沟组硅质岩及黑色页岩。
F3断层：出现于矿区中西部，规模较小，向北东延伸，长达400m以上，断层北西盘为下降盘，其岩性为下寒武统渣拉沟组硅质岩及黑色页岩，北东盘为上升盘，其岩性为下震旦统南沱组冰碛砾岩。
F4断层：出现于矿区西部，向南西方向延伸，长约250m以上，断层破碎带宽约1.2m，角砾岩中角砾呈梭角状，胶结物为岩粉和铁质，断层下盘为灰白色白云岩。上盘岩性不明。断层倾向为290°，倾角79°。
F6断层：出现于测区南东角，向北东方向延伸，在区内长达700m米以上，为含矿断层，铅锌矿产于断层破碎带中，破碎带宽约5m, 倾向345—350°，倾角68—75°。
2.2.2 北西向断层
F8断层：出现在矿区南部P2剖面南段12号点，向北西延伸进入南沱组冰碛层中，长约250m，断层产状清楚，其倾向为230°倾角为80°，其性质为正断层。
F5断层：出现测区南西部工作区之外。
2.2.3 近东西向断层
F7断层：出现于测区东南角与F6相交，其规模较小，长达400—500m，断层南倾，倾角80°。
2.2.4 近东西向断层
通过2006—2008年度的化探、地质工作，在矿区未见岩浆岩出露。
2.3 岩浆岩
矿区内出露地层几乎为沉积岩，岩浆岩不发育。
3 矿床地质特征
3.1 矿体规模、产状
3.1.1 Ⅰ号矿体 (1)
Ⅰ—1号块段
分布于F3断层西侧，矿体呈层状、似层状，与围岩产状一致，矿体走向北西，走向长300m，倾向长400m, V2O5品位为0.50～1.04%，平均品位为0.66%;最大厚度为19.08米。平均厚度为6.15米，有用组分为V2O5，少量的炭质和有机质，伴生矿物有Mo、Ni等。控制工程有：TC6、TC7、TC17、TC18。其中在TC7、TC17、TC18中V2O5含量较高(见单工程素描图TC7、TC17、TC18)。334钒(V2O5)资源量9984.88吨。
Ⅰ—2号块段
分布于F3断层东侧，矿体呈层状、似层状，与围岩产状一致，矿体总体走向呈北西向，矿区范围内(北部矿体已超越矿区范围)走向最大长度850m，倾向最大长度1300m。V2O5平均品位为0.66%, 最低品位为0.50%，最高品位为1.33%，平均厚度为8.54m，最大厚度为18.57米。矿体厚度不太稳定。有用组分为V2O5，含少量的炭质和有机质，伴生元素有Mo、Ni等。控制工程有：TC9、TC19、TC10-1、TC12、TC20、TC21、TC4、BT1、TC22、TC23、TC3。其中在TC19、TC10-1、TC22、TC23、TC3中V2O5含量较高(见单工程素描图TC19、TC10-1、TC22、TC23、TC3)。334钒(V2O5)资源量85963.28吨。
3.1.2 Ⅱ矿体
分布于矿区东南部，位于F1断层南东盘(上盘)。矿体总体走图大高龙地区钒矿区ⅠⅡ矿体平面示意图向呈北东向，控制工程有剥土BT3、BT4、BT5、BT6, 其中BT3 (V2O5)最高品位为0.64%, 其余BT4、BT5、BT6品位均未达到边界品位，可能是因为地表岩石风化强烈，V2O5可能有所流失，造成样品分析成果偏低。但由于下寒武统渣拉沟组(1Эz)产状和岩性稳定, 可以推测有Ⅱ矿体存在，但未参与334资源估算。
比例尺1:5000
3.2 矿石物质成分
矿区钒(V2O5)矿体严格受地层及岩性的控制，多呈分散状态，主要分布于下寒武统渣拉沟组()黑色围岩中。矿与非矿难以区分。虽然钒在地层中分布不稳定，但在大高龙矿区“黒层”中发现钒矿有其一定分布规律，且在某些地段是较稳定的。根据野外观察，矿区金属矿物有：钒矿物、辉钼矿(MoS2)、黄铁矿(FeS)、褐铁矿(FeO[OH])及少量的镍黄铁矿([Fe、Ni]9S8)、孔雀石(Cu2 (CO3) (OH) 2);非金属矿物有：有机质、方解石及少量石英。
3.3 矿体围岩、夹石及围岩蚀变
钒(V2O5)矿体围岩为下寒武统渣拉沟组黑色岩系，其岩性组合为薄层碳质页岩 (或含硅质磷结核) 夹薄至中厚层硅质岩 (或互层) 一碳质页岩一黑色页岩一粉砂质页岩。
3.4 矿石的氧化情况及矿石类型
根据野外槽探揭露观察，区内矿石的氧化程度较高，矿石的类型为氧化型。
3.5 伴生矿产情况
区域矿产较丰富，除钒矿以外，矿种还有铅锌、汞、及铁、重晶石等。已有中型铅锌矿床一处(牛场)，矿点20余处，与区域分散流异常吻合较好。但对钒矿，本区在以往区域资料没有涉及的矿产种类，所以其在区域上没有矿点。
3.6 矿石选（冶）性能
普查阶段未进行矿石加工技术性能试验。从邻区收集到的资料表明:目前钒矿石的选冶加工技术方法有两种，分为有钠焙烧和无钠焙烧。前者简单易行，但不合算。即在矿石中按一定比例添加氯化钠破碎成球后焙烧，矿石中含有硫、磷等多种矿物与氯化钠发生反应，生成氯化氢、硫化氢、二氧化硫、一氧化碳等有害气体，同时排出大量粉尘和浓烟，对环境污染、破坏极大，加上矿石利用率低，回收率仅为30-50%，产品纯度低，质量较差而被淘汰;后者生产工艺流程比较经济，即将矿石破碎成球后焙烧，不添加任何原料和烧料，产生的尾气主要是二氧化碳，废气污染较轻，矿石利用率相对较高，回收率高达60%，产品质量优良。因此，采用无钠焙烧法优于有钠焙烧。
4 矿床成因
钒矿成因 篇2
测区地层属南秦岭地层岚皋—竹溪分区中的紫阳—平利小区。区域上主要出露地层为中—元古界姚坪岩组 (pt1-2yp) , 新元古界青白口系的耀岭河岩组 (Qnyl) , 震旦系陡山沱岩组+灯影岩组 (Zds+dn) , 下古生界寒武系的箭竹坝岩组 (∈j) 、鲁家坪岩组 (∈1l) , 奥陶系的洞河岩组 (Odh) , 志留系五峡河组 (S2w) 、陡山沟组 (S1ds) 、斑鸠关组 (O3-S1) b。
1 找矿前景分析
1.1 有利的层位优势
我省沉积钒矿主要分布在镇巴—紫阳—平利—镇坪地区、紫阳—安康地区、宁陕—镇安—山阳地区。此外略阳、西乡也有零星分布。
我省沉积钒矿主要产于秦岭地槽的冒地槽带内, 且多形成于早期沉降阶段, 皆为海相沉积, 含矿层位稳定, 分布广, 出露面积大。已知含钒层位有:未分寒武系, 寒武系上、中、下统, 志留系下统, 中上志留统等十几个地层单位。其中以下寒武统水沟口组、鲁家坪组、中寒武统毛坝关组、未分寒武系以及下志留统大贵坪组含矿性最好, 沿走向延伸远, 是我省主要含钒层位。
工作区位于月河大断裂以南, 红椿坝—曾家坝断裂以北之镇巴—紫阳—安康—平利一带 (该带钒矿常与钼矿共生, 当钼高钒贫则成钼矿) 大地构造位置属秦岭褶皱系北大巴山加里东褶皱带之紫阳—中峰褶皱束。地层属南秦岭地层岚皋-竹溪分区中的紫阳-平利小区。主要出露地层为中-元古界姚坪岩组 (pt1-2yp) , 新元古界青白口系的耀岭河岩组 (Qnyl) , 震旦系陡山沱岩组+灯影岩组 (Zds+dn) 、耀岭河岩组 (Qnyl) , 下古生界寒武系的箭竹坝岩组 (∈j) 、鲁家坪岩组 (∈1l) , 奥陶系的洞河岩组 (Odh) , 志留系五峡河组 (S2w) 、陡山沟组 (S1ds) 、斑鸠关组 (O3-S1) b。其中又以寒武系地层为主 (箭竹坝组、鲁家坪组) , 震旦系、志留系次之, 属于陕西钒成矿带之中带 (紫阳—紫阳—安康含矿带) 。
1.2 有利的成矿物质来源
喜河地区钒赋矿层位主要是寒武系鲁家坪组, 黑色岩系控制了钒矿化体的分布;从灯影期同生角砾岩开始局部发展, 到早寒武世早期 (-C1s1) , 海盆裂陷热水沉积作用可能达到高峰, 广泛发育以硅质岩为主的热水沉积黑色岩系, 碳硅质岩具有较好的渗透性、还原性和吸附性, 有利于成矿热卤水的运移、沉淀, 成为主要控矿岩石建造。
通过对全区进行岩石化探扫面, 我们证实了鲁家坪组碳硅质岩具有很好含矿性:区内各类岩石含钒丰度值见表1。
从上表中得知, 区内鲁家坪岩组钒含量是其它岩组钒含量的数倍, 是测区主要的钒源层和钒富矿层, 由此可见矿床围岩对成矿是有利的。另外, 区内鲁家坪地层分布面积较大, 矿源丰富。
1.3 发育的构造影响
测区地处北大巴山加里东褶皱带紫阳中锋褶皱束, 区内构造主要为褶皱和断裂, 劈理及节理次之。构造线总体呈北西-南东向展布。褶皱构造以三星寨-熨斗坪之向斜, 凤凰山—牛山穹隆状复背斜的南翼形成一系列的次级褶皱发育为主要特点。褶皱轴向北西-南东向。断裂构造处在汉阳坪-漩涡断裂、喜河—茶镇断裂夹持区。区域上经历了加里东期-华力西期-燕山期多期次的构造叠加, 构成了区内近EW向、NW-SE向两组断裂构造发育的基本构造格架。
由于物性差异, 受力后岩石在接触处产生剪切滑动, 并出现交错的滑动面, 使原生有机质产生石墨化和炭质重结晶, 加之热力作用使挥发分再一次逸散, 相对富集了钒、铀元素。故矿体多位于褶皱翼部及断裂滑动面附近, 或在该处变富。
1.4 区域变质及侵入体对成矿的影响
区域变质作用使原生岩石产生了轻微重结晶和定向排列, 使岩石组织更加紧密, 相应逸散了一些挥发成分, 提高了炭化程度。也使钒、铀等元素相对富集。正长斑岩、辉长岩、辉绿岩、闪长岩、钠长岩等的侵入, 使岩石发生混杂岩化和接触变质, 形成了钒、钼的相对富集。许多矿体位于侵入体与炭硅质板岩之接触带, 或在其附近变富。
2 找矿方向
1) 层位标志
工作区分布的下寒武系鲁家坪岩组、箭竹坝岩组。
2) 岩性标志
富含炭质的块状岩石、炭质粘土质—硅质岩和石煤层皆为钒矿体赋存的有利岩性, 当岩层遭受风化去炭后 (呈浅色) 还可使其中V2O5升高。
3) 异常标志
通过岩石化探确定的V、MO化探异常区
4) 岩体与黑色岩系接触处。
5) 硅质板岩中较破碎且碳酸盐化、硅化、褐铁矿化发育地段。
参考文献
[1]任涛.陕西山阳夏家店金 (钒) 矿床地质特征及找矿前景分析[J].西北金属矿产地质, 2001, (26227) :82285
[2]祁思敬, 李英南.秦岭晚古生代海底喷气沉积系统[J].地学前缘, 1999, 16 (1) :17121791
钒矿成因 篇3
[关键词] 钒矿；地质特征；震旦系；硅质岩夹页岩；永顺县朗溪
1 区域地质背景
1.1 区域地层
本区域大地构造位置位于上扬子地台东南缘。区域内主要是以滨海-浅海相碳酸盐岩和生物碎屑岩为主的沉积岩区，出露各时代地层有青白口纪、震旦纪、寒武纪、奥陶纪、白垩纪及第四纪地层，其中青白口纪、寒武纪地层分布面积最为广泛，震旦纪地层次之，奥陶纪、
图1 湘西北地区震旦系露头分布及分区图
1、露头分布区； 2、地层分区界线； 3、北区；4、中区
白垩纪及第四纪地层仅有零星分布。
根据《湖南省区域地质志》对湖南省震旦系的地层分区，朗溪矿
区处于湖南省震旦系地层分区中的北区向中区过渡地带。在中区，震旦系上统留茶坡组下部为黑色、灰黑色厚层状硅质岩，上部为灰色、灰白色薄层至中层硅质岩，具黑白相间的条带构造；在北区，留茶坡组上部碳酸盐逐渐增多，从朗溪矿区北部起往西北渐变为硅质岩与碳酸盐互层，至张家界、桑植一带基本为碳酸盐岩，厚度也增大。朗溪钒矿区由于地处震旦系分区过渡带，其岩性也具过渡特征，留茶坡组岩性由矿区南部薄层至中层硅质岩夹页岩至矿区北部变为硅质岩夹页岩与白云岩互层。
1.2 区域矿产特征
湘西北贵金属镍-钼-钒矿成矿带是我国华南地区沉积型镍-钼-钒多金属矿床成矿条件最好，规模最大及最具找矿潜力的贵金属镍-钼-钒成矿带。该成矿带长度达180km，宽度为40km，向东北延伸至湖北境内，向西南进入贵州省【1】。湘西北地区镍、钼、钒矿主要赋存在寒武系下统牛蹄塘组底部，但其产出与下伏地层岩性密切相关，镍、钼矿对应的下伏地层岩性为震旦系上统灯影组白云岩，钒矿对应的下伏地层岩性为震旦系上统留茶坡组硅质岩。朗溪矿区位于震旦系地层分区的中区和北区的过渡地区，不仅决定了寒武系底部主要矿化类型以钒为主逐渐向北西变化为以镍、钼矿为主，而且还因为矿区南部震旦系留茶坡组的岩性具有特殊性而使其成为钒矿含矿层位。
2 矿床地质特征
2.1 矿区地层
矿区分布地层主要为震旦系下统南沱组（Z1n）、震旦系上统陡山沱组（Z2d）、留茶坡组（Z21），寒武系下统牛蹄塘组（∈1n）、杷榔组（∈1p）、清虚洞组（∈1q），寒武系中统敖溪组（∈2a）、花桥组（∈2h）及第四系（Q）。钒矿的主要赋矿层位为寒武系下统牛蹄塘组（∈1n）、次要赋矿层位为震旦系上统留茶坡组（Z21）。
寒武系下统牛蹄塘组（∈1n）：岩性较为单一，主要为黑色炭质页岩，页理较发育，局部含少量砂质，为含砂质炭质页岩。与上覆杷榔组地层主要是从颜色加以区别。其中底部5～20米左右夹薄层硅质岩及磷结核，薄层硅质岩越往下有增多趋势。另在本组地层与下伏震旦系上统留茶坡组分界处，在部分探槽及钻孔中常见一层白云岩，厚0.1～2.2米，一般0.40米。上述在本组底部5～15米夹薄层硅质岩及磷结核的炭质页岩层位，为本矿区钒矿的主要赋矿层位，同时也是区域主要石煤层、镍钼矿层层位及磷矿层位之一。
震旦系上统留茶坡组（Z21）：岩性为黑色中～薄层致密胶状结构硅质岩夹炭质页岩，上部硅质岩厚度一般6～9cm，炭质页岩厚2～3cm，下部硅质岩厚度一般>10cm，炭質页岩厚1～2cm。本组上部存在一定规模的钒矿层，下部没有矿化显示。矿区北部硅质岩中夹有数层中—厚层白云岩，往南白云岩呈逐渐减少趋势。
2.2 含钒岩系特征
2.2.1 含钒岩系总体特征
留茶坡组硅质岩顶接线以上，即牛蹄塘组底部，为一套黑色页岩夹薄层硅质岩的岩性组合，厚度一般小于25m，是区内的主要含钒层位，共发现3个矿体，厚度1～8m，V2O5平均品位0.883%。留茶坡组硅质岩顶接线以下18m以内，即留茶坡组上部，为一套薄层硅质岩夹黑色页岩的岩性组合，是本区的次要含钒层位，主要分布在矿区南部，共发现3个矿体，厚度1～3m，V2O5品位0.841%。
2.2.2 震旦系留茶坡组含钒层位特征
产于震旦系上统留茶坡组硅质岩夹页岩中的钒矿，硅质岩呈球粒状结构，成分主要为硅质和炭泥质，胶结物为玉髓。硅质岩中V2O5含量0.20%～0.40%。炭质页岩主要由粘土矿物组成，次为炭泥质和胶磷矿及少量微晶石英。钒主要以V3+状态存在于水云母中，与Al3+呈类质同象的形式产出，说明钒主要依靠粘土的吸附作用沉积富集成矿的。
由于硅质岩中钒含量低（0.20%～0.40%），会使整个硅质岩夹页岩层位的钒含量相对贫化，但如果薄层硅质岩之间的页岩夹层厚度相对较大，而且V2O5含量较高，就能使局部薄层硅质岩夹页岩层位成为钒矿层。根据朗溪钒矿震旦系留茶坡组上部含矿层位中硅质岩及炭质页岩夹层分别取样的分析结果（表1），炭质页岩夹层中V2O5平均含量为2.362%，为寒武系底部高炭质页岩含矿层中V2O5含量的2～3倍，为震旦系留茶坡组上部硅质岩中V2O5含量的6～12倍，说明硅质岩夹层中页岩V2O5含量较高。在含矿层位中，富钒页岩厚度占层位总厚度比例为20%～30%，较之留茶坡组下部非含矿层位的15%，富钒页岩厚度较大。
表1 平硐（PD1）硅质岩夹页岩含矿层不同岩性样品分析结果对比表
分层样号岩性特征样厚（m）炭质页岩样厚占
分层样厚的比例（100%）V2O5品位（%）
1PDH1-1硅质岩0.07420.870.261
PDH1-2炭质页岩0.019 2.047
2PDH2-1硅质岩0.08122.120.39
PDH2-2炭质页岩0.023 2.414
3PDH3-1硅质岩0.07822.770.411
PDH3-2炭质页岩0.023 1.552
4PDH4-1硅质岩0.08428.210.327
PDH4-2炭质页岩0.033 3.717
5PDH5-1硅质岩0.08124.300.219
PDH5-2炭质页岩0.026 1.698
6PDH6-1硅质岩0.06728.720.338
PDH6-2炭质页岩0.027 2.874
7PDH7-1硅质岩0.08519.050.289
PDH7-2炭质页岩0.02 4.155
8PDH8-1硅质岩0.08617.310.403
PDH8-2炭质页岩0.018 1.92
9PDH9-1硅质岩0.07924.040.345
PDH9-2炭质页岩0.025 1.263
10PDH10-1硅质岩0.07622.450.34
PDH10-2炭质页岩0.022 1.981
备注：
1、样品总厚度1.027m，其中炭质页岩样总厚度0.236m，平均0.024m，硅质岩样总厚度0.791m，平均0.079m，炭质页岩样总厚度占样品总厚度22.98%。
2、炭质页岩样品V2O5平均品位2.404%，硅质岩样品V2O5平均品位0.333%，全部样品V2O5平均品位0.809%
3 震旦系硅质岩中钒矿成因分析
湘西地区在震旦-寒武之交存在大规模火山活动和海底喷流作用，为硅质岩的沉积提供了热源条件[ 2]。由于构造和岩浆作用强烈，海底火山热液喷流作用带来的高硅质流体经化学沉积作用形成硅质岩[ 3]，每一次海底火山喷流结束后有一个短暂的以粘土矿物为主的陆源碎屑沉积。由海底火山喷流作用带来的钒等深部矿物质在海水中浓度较高，而且海水中钒等矿物质由后期的间歇性的海底火山喷流作用迅速得到补偿，因此这种有陆源碎屑吸附形成的粘土型钒矿中的V2O5品位相對较高。震旦纪末期的岩浆活动和海底火山喷流作用是不均衡的，不仅在区域上的不同地区强弱不同，而且在同一地区也具有间歇性。朗溪矿区震旦系上统留茶坡组上部硅质岩中的炭质页岩夹层较湘西其它地区厚，说明本区在震旦纪末期这一构造活动、岩浆活动强烈时期中间存在较长的相对稳定时期，钒在这一时期能够被粘土矿物吸附成矿。当富含V2O5的页岩厚度相对较大，就能使整个薄层硅质岩夹页岩层位成为含钒层位。
4 找矿前景分析及区域找矿指导意义
朗溪矿区详查阶段施工的78个钻孔中，震旦系上统留茶坡组中见矿的钻孔65个，占全部钻孔数量的83%，硅质岩夹页岩含矿层位共圈定矿体3个，经资源储量估算，332+333类型V2O5资源量为14.2万吨，已达到中型钒矿的规模。朗溪矿区钒矿详查工作区范围仅为天门山—黄洞向斜北西翼的南部近向斜转折部，向斜的核部及东南翼仍具有很好的成矿远景。
海底热水沉积成矿作用发生于特定的沉积构造环境【4】，即伸展构造环境的裂盆——裂谷海槽，湘西地区黑色岩系中硅质岩与炭质页岩互层特征及二者厚度比例关系反映了特定的构造背景和沉积环境[5]。就湘西地区而言，震旦系上统留茶坡组地层岩性特征与朗溪钒矿相似的地区是肯定存在的。根据湖南省震旦系地层分布特征，与朗溪钒矿区震旦系留茶坡组地层岩性特征相似的地区主要有两类：一是湖南省震旦系地层分区中的北区向中区的过渡地区，二是中区局部具有与朗溪钒矿相似的沉积环境和构造环境的地区。湖南怀化-安化一带是我国沉积成岩型铀矿的主要产区，铀矿主要赋存于硅质岩夹页岩的层位中【6】，与朗溪钒矿区震旦系留茶坡组钒的产出特征非常相似。因此，朗溪钒矿区震旦系硅质岩夹页岩层位中钒矿成矿模式对具有相似地质条件的湘西其它地区的钒矿及多金属找矿具有重要的参考价值。
参考文献
[1]罗卫·戴塔根.湘西北下寒武统黑色岩系中贵金属镍一钼一钒矿床的有机成矿作用[A].1001—5663（2007）05一0504一05.
[2] 吴朝东，储著银. 黑色页岩微量元素形态分析与地质意义[ J] . 矿物岩石地球化学通报， 2001， 20（1） ：14- 20.
[3] RONAPA， BOSTROM K， EPSTEINS. Hydrothermal quartzvug from the Mid- Atlant ic Ridge[ J] . Geology.1980， 8： 569- 572.
[4] 刘继顺.喷流沉积成矿作用研究的若干问题[J].矿产与地质，1996，10（1）：6～10
[5] 范德廉，杨秀珍，王连芳，等. 某地下寒武统含镍钼多金属黑色页岩系的岩石学及地球化学特点. 地球化学， （ 3） ： 143- 164..
钒矿成因 篇4
广西上林钒矿成矿期古地理及矿床成因浅析
广西上林钒矿位于大明山背斜南东翼,矿体赋存于塘丁组(D<,1>t)中下部,目前已达大型矿床规模.早泥盆世早期,海水由南西迸入该区,形成了早泥盆世早中期的滨海碎屑相沉积;早泥盆世晚期(塘丁期)海水加深,由郁江期的浅海潮下带发展为台间海槽相,沉积了灰黑色含钒炭质泥岩夹薄层硅质岩及泥晶灰岩.上林钒矿属海相热水沉积矿床.
作 者：蒙永松 甘琴 郑援 作者单位：广西第四地质队,广西,南宁,530031刊 名：南方国土资源英文刊名：NANFANG GUOTU ZIYUAN年，卷(期)：“”(11)分类号：P61关键词：上林县 钒矿 成矿期 古地理 矿床成因
钒矿成因 篇5
研究区在大地构造位置上, 位于江南造山带西南段。区域内主体构造线呈北东向展布, 次为近东向。主要褶皱构造为盘山背斜, 主要断层构造为小堡断层、岑巩断裂及羊坪断层等。区内变质作用类型为动力变质, 在青白口纪, 区域变质作用十分强烈, 致使该系地层岩石变质为一套浅变质岩系 (板岩) 。其次变质作用表现局限于各断裂带、褶皱核部及其两侧附近地带, 呈较狭窄的线状分布, 变质的强度随距离断裂带、褶皱核部的远近而减弱。即距离近变质强, 反之则变质弱。出露地层由老到新有青白口系清水江组 (Qbq) , 南华系铁丝坳组 (Nh1t) 、大塘坡组 (Nh1d) 、南沱组 (Nh2n) , 震旦系陡山沱组 (Z1ds) 及跨震旦-寒武系的留茶坡组 (Z∈1c) , 寒武系九门冲组 (∈1jm) 、变马冲组 (∈1b) 、杷郎组 (∈1p) 、清虚洞组 (∈1q) 、高台组 (∈2g) 、石冷水组 (∈2s) 。
2 含矿层特征
2.1 含矿岩系特征
区内钒矿含矿岩系为跨震旦系-寒武系留茶坡组 (Z∈1c) 和寒武系九门冲组第一段 (∈1jm1) , 自上而下主要由一套黑色碎屑岩及硅质岩组成, 厚93-186m。与下伏地层陡山沱组及上覆地层九门冲组第二段均为整合接触, 两者分界标志层清楚。据实测地层剖面资料, 自上而下其层序及特征见表1。
2.2 放射性特征
2.2.1 探槽中放射性特征
伽玛参数特征:根据伽玛测量数据统计, 区内地层岩石伽玛值分布不均匀, 差异较大。尽管区内不同地段的放射性强度稍有差异, 但总体上钒矿层寒武系九门冲组 (∈1jm) 炭质岩和留茶坡组 (Z∈Lc) 硅质岩的伽玛强度较高, 高于当地伽玛强度背景值 (17Ur) 。
钒矿层的伽玛曲线特征:根据探槽放射性剖面编录, 具体分析含钒矿地层的放射性特征。
(1) 伽玛曲线一般特征:老屋基、大坡、大寨三个矿段的钒矿层九门冲组 (∈1jm) 和留茶坡组 (Z∈Lc) 放射性曲线特征基本相似。
总体规律是:在留茶坡组 (Z∈Lc) 中段硅质岩中, 伽玛曲线相对较为平稳, 伽玛值变化不大, 伽玛值一般为 (20~40) Ur;在九门冲组 (∈1jm) 和留茶坡组 (Z∈Lc) 接触带附近, 留茶坡组 (Z∈Lc) 顶部和九门冲组 (∈1jm) 底部的伽玛值变化较大, 且伽玛值较高, 伽玛值一般为 (40~70) Ur;在九门冲组 (∈1jm) 中部的炭质岩中, 伽玛值亦相对平稳, 一般为 (30~50) Ur。
(2) 伽玛异常特征:通过探槽编录, 在九门冲组 (∈1jm) 和留茶坡组 (Z∈Lc) 接触带附近存在少量异常。如DTC8、DTC39、DTC40、ZDTC9-3、XTC6-2、TC24等探槽的九门冲组 (∈1jm) 和留茶坡组 (Z∈Lc) 接触带附近的九门冲组 (∈1jm) 炭质岩和留茶坡组 (Z∈Lc) 硅质岩夹炭质岩中均存在局部异常。多数异常一般厚度较薄, 以呈单窄峰形态, 少量异常范围较大, 其曲线形态呈多峰。
2.2.2 井中放射性特征
伽玛测井穿越地层主要为:第四系 (Q) 、寒武系变马冲组 (∈1b) 、九门冲组 (∈1jm) 及震旦系留茶坡组 (Z∈Lc) 。
(1) 第四系 (Q) :钻孔浅部基本上都存在第四系, 其伽玛测井曲线较为平稳, 放射性照射量率较低, 一般为2~5nc/kg·h, 且变化不大。
(2) 变马冲组 (∈1b) :主要在老屋基和大寨矿段钻孔中出露, 其伽玛测井曲线亦较为平稳, 放射性照射量率变化亦不大, 一般为3~5nc/kg·h。
(3) 寒武系九门冲组 (∈1jm) :九门冲组第二段 (∈1jm2) 和第一段 (∈1jm1) 在区内均有存在。九门冲组第二段主要为灰岩, 其伽玛测井曲线亦较为平稳, 放射性照射量率变化较低, 一般为2~4nc/kg·h;第一段放射性照射量率变化较大, 大体上具有三种明显规律特征。其一, 上部其伽玛测井曲线相对平稳, 放射性照射量率虽有变化, 但变化幅度不大, 放射性照射量率一般为3~5nc/kg·h。其二, 在中部普遍存在一层高含量值, 其放射性照射量率均达到了放射异常值, 厚度一般为8~11m (图6) 。根据钻孔分布情况分析, 充分说明整个钒矿区内普遍存在这一高层位。其三, 九门冲组第一段下部, 放射性照射量率有变化较大, 曲线多呈波浪式, 放射性照射量率变化范围一般为 (10~15) nc/kg·h, 但无明显的放射异常。
(4) 留茶坡组 (Z∈Lc) :该地层的放射性照射量率变化较为复杂, 放射性照射量率变化大, 变化范围一般为 (10~40) nc/kg·h。
在留茶坡组顶部, 伽玛值变化最大, 变化范围一般为 (10~60) nc/kg·h。曲线呈锯齿状。该特征在区内较为普遍存在, 留茶坡组顶部硅质岩夹黑色页岩也是钒矿主要赋矿层位, 伽玛测井显示, 该层位存在放射性异常, 异常一般呈薄层多层状。
留茶坡组中下部, 薄-中厚层硅质岩放射性照射量率较低, 放射性照射量率一般小于10nc/kg·h。
2.2.3 放射性特征小结
(1) 区内出露地层中南华系大塘坡组、南沱组及震旦系陡山沱组地层出露地段放射性含量较低, 而震旦系至寒武系留茶坡组与寒武系九门冲组地层中放射性强度较高。
(2) 寒武系九门冲组一段 (∈1jm1) 炭质粉砂岩和留茶坡组 (Z∈Lc) 硅质岩的伽玛强度高于当地伽玛强度背景值。在九门冲组 (∈1jm1) 和留茶坡组 (Z∈Lc) 接触带附近的九门冲组炭质岩和留茶坡组硅质岩夹炭质岩中存在放射性异常, 其主要与岩性关系较为密切。
3 找矿前景
3.1 找矿标志
(1) 地层层位标志:留茶坡组 (Z∈1c) 及九门冲组第一段 (∈1jm1) 是寻找该类型钒矿床的直接标志。
(2) 含矿岩石及标志层标志:留茶坡组顶部黑色薄层硅质岩与深灰黑、黑色含炭质细-粉砂岩, 以及九门冲组底部黑色中厚层含炭质粉砂岩夹粘土岩是寻找该类型钒矿的主要岩性标志;两个含矿岩系间 (即Z∈1c顶界与∈1jm1底界之间) 分布有一层厚10cm左右的灰绿色含炭质粉砂岩标志层, 该标志层是寻找钒矿层 (体) 的直接标志层。
(3) 共 (伴) 生元素异常标志:镍、钼等元素异常是寻找该类型钒矿床的间接标志。
3.2 找矿前景
区内钒矿床 (体) 的富集、形态、产状均严格受地层层位控制。同一地层中同样的岩石, 在成矿或富集的特定层位成矿, 脱离了成矿或富集的特定层位则为普通岩石。钒矿层 (体) 的成矿或富集特定层位, 位于区内含矿标志层 (习称“多金属层”) 上、下10m的范围。即跨震旦-寒武系留茶坡组顶部及下寒武统九门冲组第一段底部。因此, 区内钒矿与地层特定层位紧密相关, 不可分割。其深部未进行圈边, 且多处放射性异常, 具有很好的找矿前景, 若今后进一步工作对矿层 (体) 圈边, 可进一步增加资源量及扩大矿床规模。
4 结语
4.1
根据区内地质勘查资料, 通过总结分析, 钒矿含矿层特征明显。
4.2
在九门冲组第一段 (∈1jm1) 底部和留茶坡组 (Z∈Lc) 顶部的接触带附近地带中, 经于探槽及钻孔中作有关放射性工作结果表明, 存在放射性异常, 其与钒矿的含矿层关系密切。
4.3
分布于九门冲组 (∈1jm1) 底部的厚0.2-0.4m灰绿色含黄铁矿粘土质粉砂岩, 区内习称为“多金属层”, 其展布稳定, 是区内找矿的直接标志层之一。
参考文献
[1]Chen N S, Coveney R M Jr Ores in mctals-rich shales of southern china[J].US Geological Survey, Cireular 1989, 1037:7-8.
[2]张应文等.贵州沉积型镍钼钒矿成矿地质特征及找矿方向[J].矿床与地质, 2008.4 (2) .