打鼓嶺地區(qū)釩礦成因淺析

黃裕乾

摘要：通過(guò)對(duì)打鼓嶺地區(qū)的地質(zhì)背景調(diào)查，研究該區(qū)域的地層含礦特性、分析黑色巖系及其元素富集特性，從而為釩礦的成因提供了地質(zhì)科學(xué)基礎(chǔ)，為該地區(qū)尋找釩礦資源指明了方向。

關(guān)鍵詞：釩礦；黑色巖系；元素富集

前言

世界上釩的資源豐富，分布廣泛，但無(wú)單獨(dú)可供開(kāi)采的富礦，而是以低品位與其它礦物共生。從石煤中提取V2O5是獲得釩的重要途徑。石煤是一種炭質(zhì)頁(yè)巖，是我國(guó)富有的一種釩礦資源，分布在我國(guó)南方各省，儲(chǔ)量極為豐富。

1.區(qū)域背景

打鼓嶺地區(qū)處于江南造山帶北部邊緣地區(qū)，區(qū)內(nèi)出露地層主要有：南華系休寧組、南沱組；震旦系藍(lán)田組、皮園村組；寒武系荷塘組、大陳嶺組、楊柳崗組、華嚴(yán)寺組和西陽(yáng)山組；奧陶系印渚埠組等。①休寧組：下段為灰紫紅色砂礫巖、含礫砂巖，砂巖等；上段為淺灰黃色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。②南沱組：深灰色含礫砂巖、砂巖夾深灰色泥質(zhì)粉砂巖。③蘭田組：下段為深灰色厚層狀灰?guī)r、灰黑色含硅炭質(zhì)泥巖；上段深灰色肋骨狀灰?guī)r、淺灰色含硅含炭質(zhì)泥巖。④皮園村組：下段為灰黑色含硅質(zhì)泥巖、硅質(zhì)巖；上段為灰黑色含硅炭質(zhì)泥巖。⑤荷塘組：下段為灰黑色含硅炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖，中段為含釩炭質(zhì)泥巖，夾磷、重晶石、黃鐵礦結(jié)核層；上段為灰黑色含硅含炭板巖、夾硅質(zhì)條帶。⑥大陳嶺組：深灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r夾薄層狀含炭泥巖。⑦楊柳崗組：下部為深灰色含鈣含硅炭質(zhì)泥巖夾深灰色薄層灰?guī)r；中部為深灰色含鈣含硅炭質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖與深灰色薄層—中層灰?guī)r互層；上部為深灰色中薄層狀泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r與中層狀含餅狀灰?guī)r凸鏡體泥質(zhì)灰?guī)r互層。⑧華嚴(yán)寺組：深灰色、灰黑色（鐵灰色）中薄層狀灰?guī)r，夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r、含炭鈣質(zhì)泥巖、頁(yè)巖及角礫狀、球粒狀灰?guī)r，以薄層條帶狀灰?guī)r與下伏含餅狀灰?guī)r透鏡體泥質(zhì)灰?guī)r（楊柳崗組）和上覆鈣質(zhì)頁(yè)巖夾透鏡狀灰?guī)r（西陽(yáng)山組）相區(qū)別。⑨西陽(yáng)山組：下部為深灰色中厚層—中薄層鈣質(zhì)頁(yè)巖與中厚層泥質(zhì)微晶灰?guī)r互層；上部為灰黃—土黃色極薄層狀鈣質(zhì)頁(yè)巖與長(zhǎng)條狀、透鏡狀、小餅狀、豆莢狀微晶灰?guī)r互層

2.區(qū)域構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要以基底和沉積蓋層的褶皺構(gòu)造為特征，斷裂不發(fā)育，僅有一條北東向左行剪切斷裂斜貫礦區(qū)北部?；讟?gòu)造發(fā)育由中元古代大谷運(yùn)組和鄧家組組成的（原羊棧嶺組上部層位），在區(qū)內(nèi)呈近東西向展布的緊閉褶皺構(gòu)造。褶皺軸面與地層產(chǎn)狀基本一致。沉積蓋層在區(qū)域上表現(xiàn)為超覆于江南造山帶北麓不同層位之上的區(qū)域性不整合，由南華系—志留系巖層組成寬緩褶皺構(gòu)造，該區(qū)位于石臺(tái)復(fù)式背斜中的宏潭向斜構(gòu)造之南翼。

3.巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入的巖漿巖體主要有西部的城安巖體、牯牛降巖體和北東部的黟縣巖體。其中城安巖體以青灰色、淺灰白色中細(xì)粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖為特征，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；牯牛降巖體為淺灰白色—紫紅色中細(xì)?！写至：咚瓢郀罨◢弾r，中細(xì)?！写至Ｋ瓢郀罱Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，與城安巖體呈超動(dòng)式侵入接觸關(guān)系，部分呈巖株?duì)钋秩胗诔前矌r體中。黟縣巖體為淺灰色中粒花崗閃長(zhǎng)巖。

4.地層含礦性

與釩礦層密切相關(guān)的地層為寒武系下統(tǒng)荷塘組，荷塘組屬黑色炭質(zhì)頁(yè)巖系列，主要巖石為含鈣炭質(zhì)板巖、含硅炭質(zhì)板巖，富含多種微量元素。荷塘組黑色巖系沉積時(shí)，藻類等浮游生物大量繁殖，沉積環(huán)境處于封閉海灣弱水動(dòng)力條件的強(qiáng)還原條件。在生物地球化學(xué)作用和沉積分異作用下，在生成石煤的同時(shí)，多種微量元素形成區(qū)域性的濃集，并構(gòu)成獨(dú)特的V、Ba、Ag、Mo等多種元素的富集組合，其中V在缺氧環(huán)境下，被有機(jī)質(zhì)優(yōu)先結(jié)合，大部分的V被黏土質(zhì)所吸附，形成了有機(jī)質(zhì)，黏土質(zhì)和硅質(zhì)相互滲透緊密連生膠態(tài)腐泥沉入海底，并埋藏成巖，從而使荷塘組黑色巖系成了多種成礦元素的礦源層。

根據(jù)前人分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果，皖南黑色巖系中荷塘組中段釩元素含量特高（見(jiàn)表1），層控性特別明顯，并且具有區(qū)域性特征。荷塘組和藍(lán)田組微量元素的富集元素包括Ag、Mo、V、Ba元素，Ag高度富集于荷塘組中段、藍(lán)田組四段，Mo高度富集于荷塘組中、上段；V在荷塘組普遍富集，中段高度富集；Cu、Pb、Zn元素含量較低，無(wú)富集作用。藍(lán)田組和荷塘組的黑色巖系以富炭、富硫和微量元素豐度基本一致為其共同特征。富集元素Ag、Mo、V、Ba元素，金屬元素的初始豐集，為后生成礦提供了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。

5.礦層特征

礦層分布于荷塘組中段第二、三韻律層，第一韻律層為整個(gè)釩礦層的底板，主要巖性為含鈣炭質(zhì)硅質(zhì)板巖夾鈣質(zhì)板巖或泥灰?guī)r等含鈣的巖石

前人研究認(rèn)為，含磷、鈣硅質(zhì)結(jié)核層可作為第Ⅲ韻律層中釩礦層的底板標(biāo)志層。密集分布的磷結(jié)核層可分為兩層，兩層之外的巖石中仍有多少不一的含磷、鈣硅質(zhì)結(jié)核分布。結(jié)核層的特點(diǎn)：結(jié)核含量高，約占10%；結(jié)核層厚度0.5米～2米；形狀次圓-橢圓狀；核徑一般為1厘米～4厘米，個(gè)別達(dá)5厘米，磷結(jié)核較小，鈣硅質(zhì)結(jié)核普遍較大；結(jié)核成分以磷結(jié)核為主，次為鈣硅質(zhì)

6.礦床成因探討

早寒武世，打鼓嶺地區(qū)為揚(yáng)子海中南部的淺海盆地相區(qū)，沉積了一套低能還原環(huán)境下的黑色巖系，多含黃鐵礦和磷結(jié)核，有機(jī)炭及微量元素含量高，釩元素含量也高，尤其是荷塘組中段，平均含量達(dá)1965×10-6，高出地殼頁(yè)巖平均值的15倍。在如此高的背景下，有局部富集則形成礦床。

黑色巖系或稱黑色頁(yè)巖是一種在海底缺氧還原環(huán)境條件下，以富含有機(jī)質(zhì)為特征的一套細(xì)砂—粉砂質(zhì)泥質(zhì)沉積的巖石總稱。黑色頁(yè)巖在成礦作用中的重要意義，主要是在沉積過(guò)程中它們成為金屬微量元素和硫的儲(chǔ)集層；在成巖—變質(zhì)及后生成礦作用中是金屬和硫的一種來(lái)源；同時(shí)，黑色巖系由于有利的巖性組合，往往也是后生型礦床定位的最佳部位。V元素的來(lái)源，有學(xué)者認(rèn)為，是海底火山噴氣作用帶來(lái)，隨著海流遷移搬運(yùn)，在低能還原環(huán)境下沉積。

藍(lán)田組、荷塘組黑色巖系出露區(qū)，若有中生代中酸性巖侵入，往往形成巖漿熱液疊加—改造型金屬礦床，雖然不同時(shí)代、不同成因類型和演化特征的各類巖漿巖與成礦關(guān)系及遠(yuǎn)景，尚待進(jìn)一步研究。但從總體上說(shuō)，對(duì)形成疊加—改造型礦床都具有一定的成礦意義

7.找礦標(biāo)志

皖南釩礦主要賦存于寒武系荷塘組中段，且該層位富釩特性在皖南地區(qū)具有普遍性、區(qū)域性。而荷塘組中段巖性為為含釩炭質(zhì)泥巖，夾磷、重晶石、黃鐵礦結(jié)核層，磷結(jié)核、黃鐵礦結(jié)核、硅質(zhì)結(jié)核為明顯的標(biāo)志層，故區(qū)內(nèi)尋找釩礦只需在荷塘組內(nèi)的磷結(jié)核、黃鐵礦結(jié)核、硅質(zhì)結(jié)核標(biāo)志層即可找到釩礦。

8.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，藍(lán)田組、荷塘組黑色巖系是重要的Ag、Mo、V、Ba6等元素初始豐集層，其獨(dú)特的泥巖和碳酸鹽巖組合給后期金屬元素的運(yùn)移、富集成礦創(chuàng)造了條件。

震旦紀(jì)藍(lán)田組和寒武紀(jì)荷塘組，以富硫、高碳為特征的黑色巖系，是皖南多金屬礦的主要賦礦地層。上述資料說(shuō)明，研究黑色巖系的沉積特征、地化特征以及在構(gòu)造—巖漿疊加作用下的成礦作用，在打鼓嶺釩礦突破具有重要的理論和找礦實(shí)際意義。

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