貴州省黃平縣上塘釩礦含礦巖系組合特征及礦床成因淺析

潘啟權(quán)，龍成雄，唐　鑄

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一〇五地質(zhì)大隊(duì)，貴州貴陽550018）

貴州省黃平縣上塘釩礦含礦巖系組合特征及礦床成因淺析

潘啟權(quán)*，龍成雄，唐鑄

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一〇五地質(zhì)大隊(duì)，貴州貴陽550018）

黃平上塘釩礦區(qū)大地構(gòu)造位于貴州東部南北向構(gòu)造帶與東西向的黔中隆起橫跨反接之重疊地區(qū)的上塘復(fù)背斜南傾伏端東側(cè)。區(qū)內(nèi)釩礦層賦存于牛蹄塘組炭質(zhì)粘土巖中，含釩巖系巖性組合較復(fù)雜，屬粘土巖型釩礦。

黃平上塘；釩礦；巖性組合；礦床成因

釩是現(xiàn)代工業(yè)中的重要添加劑，被廣泛應(yīng)用于航天航空、艦船、冶金以及海洋工程等各個(gè)領(lǐng)域，被稱為“戰(zhàn)略金屬”。其作為重要的微合金化元素，將在建筑用鋼、管線鋼、含釩重軌鋼、汽車用結(jié)構(gòu)鋼以及非調(diào)質(zhì)鋼等產(chǎn)品的優(yōu)化升級(jí)中發(fā)揮重要作用。我國釩礦主要分布于四川攀枝花—西昌及湘、黔、滇、桂、鄂、皖、贛一帶，作者在黃平上塘釩礦區(qū)開展詳查地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，通過含礦巖系組合特征及物相分析結(jié)果，進(jìn)一步分析該礦床的成因。

1　礦區(qū)地質(zhì)概況

上塘釩礦區(qū)大地構(gòu)造位于貴州東部南北向構(gòu)造帶與東西向的黔中隆起橫跨反接之重疊地區(qū)的上塘復(fù)背斜南傾伏端東側(cè)。單斜斷夾塊內(nèi)，發(fā)育一寬緩的不對稱向斜。斷裂構(gòu)造主要有區(qū)域性的北東向上塘—規(guī)龍斷裂和伴生的次級(jí)張性斷裂。

區(qū)內(nèi)出露地層有：下江群清水江組（Pt3q）；震旦系南沱組（Z1n）、燈影組（Z2dy），寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組（∈1n）和明心寺組（∈1m）。另在山間溝谷地帶零星見第四系（Q）堆積物堆積，地層總體傾向北西，傾角在10°～45°之間。一般在靠近斷層處，產(chǎn)狀較陡（40°～45°），遠(yuǎn)離斷層則較緩（10°～20°）。

2　含礦巖系組合特征

區(qū)內(nèi)釩礦層賦存于牛蹄塘組炭質(zhì)粘土巖中。含釩巖系巖性組合較復(fù)雜，巖性變化不大，大致可分為以下幾層：

①黑色薄—中層含磷硅質(zhì)巖及硅質(zhì)磷塊巖，細(xì)—隱晶結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造，局部含球狀磷質(zhì)結(jié)核，該層為本區(qū)主要磷礦層。同時(shí)含釩礦，地表較穩(wěn)定，深部變化較大，局部缺失，厚：0.00～3.20m。

②黑色薄—中層狀含炭質(zhì)粘土巖，上部為塊狀，下部為鱗片狀構(gòu)造，為主要釩礦層（底層礦），V2O5含量0.50%～1.01%，有塊狀及鱗片狀2種礦石類型，底部常含有球狀磷質(zhì)結(jié)核。厚：1.00～4.00m。

③深灰色、灰黑色中厚層粘土層，含炭質(zhì)粘土巖，含少量星散狀及結(jié)核狀黃鐵礦，并含有細(xì)片狀白云母，地表為褐鐵礦，風(fēng)化后呈淺紫色，為釩礦層，V2O5含量0.50%～0.94%，厚：3.0～6.0m。

④深灰色、灰黑色薄至中層狀粘土巖，塊狀構(gòu)造。含少量星散狀黃鐵礦，節(jié)理較發(fā)育，巖石堅(jiān)硬，具硅化。厚：5.0～12.0m。

⑤深灰色、灰黑色薄—中層狀粘土巖，塊狀、鱗片狀結(jié)構(gòu)，巖石節(jié)理較發(fā)育，風(fēng)化后大部分為鱗片狀，產(chǎn)狀較亂，為次要釩礦層（上礦層）。V2O5含量0.50%～0.85%，以鱗片狀礦石為主，分布穩(wěn)定。厚：0.8～2.40m。

⑥深灰色、灰黑色薄—中層狀粘土巖，塊狀構(gòu)造。含少量星散狀、結(jié)核狀黃鐵礦，節(jié)理較發(fā)育，巖石堅(jiān)硬，具硅化。厚：大于10m。

綜上，本區(qū)釩礦有2層礦。下層礦厚度較穩(wěn)定、品位較高，為區(qū)內(nèi)主要釩礦層。礦層其及頂、底板巖性特征為：

頂板：寒武系下統(tǒng)明心寺組（∈1m）

灰?guī)r、泥灰?guī)r夾少量深灰色粘土巖、鈣質(zhì)粘土巖，未見頂大于80m

——平行不整合接觸——

含磷、釩黑色炭質(zhì)粘土巖、炭質(zhì)粘土巖30～50m

深灰色礫屑磷塊巖0～0.80m

深灰、灰黑色砂屑磷塊巖0～0.90m

底板:深灰、黑色生物碎屑含磷硅質(zhì)（石英）巖0.2～3.00m

黃色粘土0～0.20m

——平行不整合接觸——

下伏地層：震旦系燈影組（Z2dy）白云巖。

礦層頂、底板巖性相對較穩(wěn)定，底板厚度變化較大。

釩礦呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)于牛蹄塘組上部。礦層頂板為深灰色灰?guī)r、泥灰?guī)r夾少量粘土巖，界線不很明顯；底板為深灰色礫砂屑磷塊巖及深灰、黑色生物碎屑含磷硅質(zhì)（石英）巖，界線不明顯。

3　礦體（層）特征

3.1規(guī)模及品質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)釩礦體嚴(yán)格受地層控制，礦層呈層狀、似層狀產(chǎn)出，屬沉積型礦床。通過地表及鉆探工程控制，礦體厚度變化沿走向大致呈透鏡狀，似層狀展布，單工程厚度在0.88～26.47m范圍內(nèi)，厚薄變化較大，呈起伏的波狀產(chǎn)出。礦石品位變化較小，單工程最高平均品位V2O5含量1.014%，最低0.50%，常見品位一般在0.55%～0.70%之間。根據(jù)工程采樣分析結(jié)果，釩礦體大致具有地表較富，向深部略有變貧的趨勢，推測與礦體氧化富集等因素有關(guān)，但品位變化不大，較穩(wěn)定。

3.2礦物組合特征

主要礦物均附存于粘土礦物中，宏觀上呈鱗片狀結(jié)構(gòu)和層狀構(gòu)造，礦物組合為炭泥質(zhì)、云母、白鐵礦、黃鐵礦；脈石礦物為石英、巖屑。其中：炭泥質(zhì)含量占20%，白云母含量20%，主要礦物水云母呈顯微鱗片狀，無章分布，其粒度多0.01mm左右，非晶質(zhì)無定形炭質(zhì)與水白云母泥雜分布；黃鐵礦呈不均勻的星散狀分布，其粒度多0.01mm左右，少數(shù)自形晶粒可達(dá)0.3mm。礦物含量見表1。

表1　礦石礦物成份及含量統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)采樣作多元素分析及巖礦測試，直接頂板：石英：60%，炭泥質(zhì)：20%，巖屑：10%，白云母：5%～10%，黃鐵礦：小于1%。

礦層：石英：50.%，炭泥質(zhì)：20%，巖屑：20%，白云母：5～10%，白鐵礦、黃鐵礦：小于1%。

直接底板：石英：55%，炭泥質(zhì)：10%，巖屑：25%，白云母：10%，黃鐵礦：小于1%。

礦物組成變化不大，礦體與圍巖界線不明顯。

3.3釩的賦存狀態(tài)

原礦中的釩主要以吸附狀態(tài)賦存于云母類礦物中（含V分配比例大于67%），少量以類質(zhì)同相形式取代Fe3+進(jìn)入難硅酸鹽相。釩存原礦中主要以V3+形式存在（含V分配比例大于44.59%），其次為V4+，再次為V5+，V3+主要以類質(zhì)同相形式取代Fe3+、Al3+等氧化礦物及難硅酸鹽礦物中，而V4+和V5+則全部以吸附狀態(tài)賦存于云母類礦物中，分析結(jié)果見表2、表3。

表2　原礦釩賦存價(jià)態(tài)分析結(jié)果表

表3　物相測試結(jié)果表

從上述特征分析，釩元素是以游離粒子狀態(tài)被巖石中的水云母等粘土礦物的吸附產(chǎn)出。因此，該類礦石屬粘土巖型，其礦石礦物為水云母和炭泥質(zhì)粉砂質(zhì)粘土，有用礦物釩多呈隱晶結(jié)構(gòu)，嵌布粒度極細(xì)。

4　礦床成因淺析

牛蹄塘組下部高炭質(zhì)泥巖和灰黑色硅質(zhì)巖間夾高炭質(zhì)頁巖是鎳、磷、釩等多金屬組合巖層即區(qū)域上所稱的多金屬地球化學(xué)異常層，成礦時(shí)期為梅樹村階早期。

沉積物源主要是海底裂谷熱氣流作用，將深部鎳、磷、釩等多金屬元素離子攜帶至海洋中，在洋流的作用下鎳、磷、釩等多金屬元素向陸棚和臺(tái)地運(yùn)移，并于臺(tái)地和陸棚斜坡的還原環(huán)境下被炭質(zhì)吸附沉積，沉積的鎳、磷、釩等金屬在后期成礦低溫?zé)嵋鹤饔孟?，釩主要被泥質(zhì)和炭質(zhì)吸附，在成巖過程中粘土礦物部分重結(jié)晶為水云母，而成巖過程中炭質(zhì)吸附的部分釩被游離出來而進(jìn)入水云母晶格中形成含釩水云母或釩云母，最終形成粘土巖型釩礦，區(qū)內(nèi)礦石則屬粘土巖型釩礦。

［1］王正恒，劉學(xué)武，潘啟權(quán).貴州省黃平縣上塘磷礦區(qū)釩礦詳查地質(zhì)報(bào)告［R］.貴陽：貴州地礦局105地質(zhì)大隊(duì)，2007.

［2］胡承偉.貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)江古釩礦礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征［R］.貴州大學(xué)，2009.

［3］劉玉紅.貴州省黔東南州釩礦地質(zhì)特征和循環(huán)開發(fā)利用研究［R］.中南大學(xué)，2009.

P618.6

A

1004-5716（2016）06-0121-03

2016-03-03

2016-03-04

潘啟權(quán)（1982-），男（苗族），貴州凱里人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)找礦工作。