彭澤縣李家山釩礦床地質(zhì)特征及含礦巖系物質(zhì)來源分析

錢振義，韋憶涵

（1.南京大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一六大隊(duì)，江西 九江 332100）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

李家山釩礦床在區(qū)域上位于九江坳陷東南緣，南部緊鄰九嶺逆沖隆起。區(qū)域地層劃屬揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)，褶皺基底地層、沉積蓋層較發(fā)育。基底地層由新元古界雙橋山群（Pt31as）組成，蓋層主要為新元古代南華系（Nh）、震旦系（Z）和寒武系（∈）及早古生代奧陶系（O）組成。蓋層中寒武系底統(tǒng)荷塘組為贛北地區(qū)釩、鈾礦的賦礦層位。

侵入巖主要為礦床西部的燕山早期中酸性黑云母花崗巖。

研究區(qū)總體構(gòu)造線呈NE向展布，地層褶皺發(fā)育強(qiáng)烈，形成了一系列EW～NE走向的層間線形褶皺。

2 礦床地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)位于雞公咀～回龍咀向斜南翼，其西側(cè)臨近橫山巖體，區(qū)內(nèi)地層傾向320°～350°，傾角30°～45°。礦區(qū)出露地層有震旦系上統(tǒng)皮園村組（Z2∈1p）淺灰色、深灰色薄～中厚層硅質(zhì)巖、含炭硅質(zhì)巖，條紋條帶狀硅質(zhì)巖、硅質(zhì)頁巖夾炭質(zhì)頁巖、粉砂巖；寒武系底統(tǒng)荷塘組（∈1-2h）。黑色薄～中厚層含生物屑硅質(zhì)炭質(zhì)頁巖、高炭質(zhì)頁巖夾石煤層、炭質(zhì)頁巖與硅質(zhì)、泥質(zhì)頁巖互層夾薄層含生物碎屑硅質(zhì)巖，含膠磷礦結(jié)核、重晶石結(jié)核，結(jié)核呈餅狀、橢球狀，大小不一，分布不均。與下伏震旦系上統(tǒng)皮園村組（Z2∈1p）呈滑脫斷層接觸關(guān)系。

2.2 礦體特征

釩礦體產(chǎn)于荷塘組下部石煤層頂?shù)装寮捌涓浇?，含磷結(jié)核高炭質(zhì)頁巖層以及炭質(zhì)頁巖與薄層硅質(zhì)巖互層層位中，野外肉眼難于區(qū)別礦石與圍巖，根據(jù)找礦標(biāo)志結(jié)合樣品分析結(jié)果圈定礦體，區(qū)內(nèi)共圈定V2O5工業(yè)礦體3層，礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，3層礦體呈近東西向平行展布，傾向NNW，傾角29°～45°。

Ⅰ號(hào)礦體：礦體產(chǎn)狀較穩(wěn)定，傾向330°～340°，傾角一般25°～40°，最大傾角44°。礦體形狀呈薄層狀，地表控制長(zhǎng)度900m，真厚度1.20m～13.73m，平均5.60m，單工程V2O5含量一般0.7%～1.271%，礦體平均品位0.85%，最高2.31%。

Ⅱ號(hào)礦體：礦體產(chǎn)狀較穩(wěn)定，傾向330°～340°，傾角一般30°～40°。礦體形狀呈薄層狀，地表控制長(zhǎng)度1100m，真厚度1.18m～11.61m，平均4.46m。單工程V2O5含量0.708%～1.24%，一般0.7%～1.0%，礦體平均品位0.877%。

Ⅲ號(hào)礦體：礦體產(chǎn)狀較穩(wěn)定，傾向330°～340°，傾角一般35°～45°，最大傾角45°。礦體形狀呈薄層狀，地表控制長(zhǎng)度980m，真厚度1.06m～9.95m，平均4.02m。單工程V2O5含量0.70%～1.41%，一般0.8%～1.0%，礦體平均品位0.825%。

2.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.3.1 主要結(jié)構(gòu)

（1）隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石中的礦物為非膠狀，但其結(jié)構(gòu)無法在顯微鏡下識(shí)別，而只能通過電子顯微鏡觀察；最常見的是具層狀結(jié)構(gòu)的粘土礦物如具1:1型的高嶺石族礦物、具2:1層型的伊利水云母族礦物。

選用雙軸回轉(zhuǎn)式減速器，有刷直流行星減速電機(jī)，回轉(zhuǎn)式減速器精度≤0.08°，減速比580∶1，額定電壓DC 24V，額定輸出轉(zhuǎn)速為0.048 rpm，1秒約轉(zhuǎn)動(dòng)0.228°，將其轉(zhuǎn)動(dòng)周期設(shè)為100 ms時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度約0.02°，其最小調(diào)整分辨率約為0.02°，保證了伺服調(diào)整精度[1]。太陽每秒轉(zhuǎn)過角度(360°+360°/365)/(24*60*60)=0.00418°。如要滿足精度為0.1°時(shí)，在跟蹤上的情況下約22 s必須調(diào)整姿態(tài)。

（2）泥質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石中的粘土礦物發(fā)生固結(jié)，未發(fā)生或只發(fā)生了極弱的重結(jié)晶，粒度小于0.005mm。

（3）細(xì)粉砂質(zhì)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)：泥質(zhì)中夾有部分粒徑為0.06mm～0.25mm的砂級(jí)碎屑。

（4）鱗片變晶結(jié)構(gòu)：泥質(zhì)發(fā)生重結(jié)晶形成絹云母，絹云母呈顯微鱗片狀集合體，并呈一定程度定向排列。

2.3.2 主要構(gòu)造

（1）層理構(gòu)造：水云母類等片狀礦物平行排列，形成層理構(gòu)造。

（2）千枚狀構(gòu)造：泥質(zhì)礦物重結(jié)晶形成的絹云母、綠泥石的顯微鱗片狀集合體呈定向排列，形成千枚狀構(gòu)造。

巖礦鑒定查明，礦石中金屬礦物含量很少，少量鐵質(zhì)礦物現(xiàn)已風(fēng)化成褐鐵礦；非金屬礦物主要有硅質(zhì)、炭質(zhì)，次為含釩云母、伊利石（水云母）、高嶺石等，少量綠泥石、方解石，微量電氣石、石榴子石、磷灰石等。

3 物質(zhì)來源分析

（1）Taylor[1]等認(rèn)為，陸殼中n(SiO2)/n(A12O3)其值為3.6。大于此值過多的巖石其物源以生物或熱水作用的參與為主，接近此值的巖石物源以陸源為主。測(cè)試樣品該比值為2.42-10.79，平均7.36，表明巖石以陸源為主，沉積過程中同時(shí)存在生物或熱水沉積作用。

（2）陸源物質(zhì)以富鋁為特征，Jewell等認(rèn)為沉積巖石n（Al）/n（Al+Fe+Mn）比值大于0.5時(shí)，物源為陸源，比值小于0.35時(shí)為熱水注入[2]。樣品中n（Al）/n（Al+Fe+Mn）比值為0.51～0.57，平均0.54，大于0.5，顯示物質(zhì)來源主要為陸源。與n(SiO2)／n(A12O3)值判別一致。

（3）Aitchison等提出巖石中n（Si）/n（Si+Al+Fe）比值可以提供其物質(zhì)來源的信息，當(dāng)比值為0.9-1時(shí)，反映物源主要為生物硅，比值小于0.9時(shí)，反映其更接近碎屑物源區(qū)[3]。測(cè)試樣品結(jié)果0.53～0.84，平均0.75，顯示更接近碎屑物源區(qū)。

4 結(jié)論

（1）彭澤縣李家山釩礦礦體產(chǎn)于底寒武統(tǒng)荷塘組黑色巖系中，礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，含礦巖石主要是含磷結(jié)核炭質(zhì)頁巖、炭質(zhì)頁巖，其次為硅質(zhì)炭質(zhì)頁巖和硅質(zhì)頁巖。礦區(qū)內(nèi)3層礦體均呈近東西向平行展布，傾向NNW，傾角29°～45°。礦體形狀呈薄層狀，地表控制長(zhǎng)度900m～1100m，真厚度1.06m～13.73m，單工程V2O5含量一般0.7%～1.41%，礦床平均品位0.87%。

（2）釩主要賦存在含釩云母類礦物中（伊利水云母）；其次賦存于氧化鐵、高嶺土中，少量賦存在電氣石、石榴石中。

（3）李家山釩礦沉積物質(zhì)來源為主要為陸源碎屑，沉積過程中有熱水沉積和生物沉積作用的參與。