湖北房縣三甲埡釩礦地質(zhì)特征及富集規(guī)律

楊建中，馬文勝，向祥輝，王家杰，劉 杰，唐 景

（湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì)，湖北 襄陽(yáng) 441002）

三甲埡釩礦區(qū)位于湖北省十堰市房縣南西約70km，屬房縣九道鄉(xiāng)，礦區(qū)面積1.40km2，為《湖北白河口—東溪礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查》項(xiàng)目提交的五個(gè)釩礦產(chǎn)地之一。后續(xù)普查估算資源量（333+334）：V2O5資源量225877t（333類121462t、334類104415t），伴生銀金屬量346087kg（333類171619kg、334類174468kg），屬中型礦床。釩礦賦礦巖層為早古生代底寒武世牛蹄塘組（∈1-2n）下段的黑色硅質(zhì)巖與炭質(zhì)頁(yè)巖互層、粉砂質(zhì)頁(yè)巖、粉砂巖建造。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層巖性

礦區(qū)出露地層主要為新元古代-早古生代的一套碎屑巖和碳酸鹽巖組合，包括晚震旦世燈影組（Z2∈1d）、底寒武世牛蹄塘組（∈1-2n）、早寒武世石牌組（∈2s）及早志留世新灘組（S1x），局部見有第四系殘坡積土；未見有巖漿巖出露（圖1）。

圖1 三甲埡釩礦礦區(qū)地質(zhì)略圖

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)緊鄰陽(yáng)日—九道斷裂，處于三甲埡背斜北翼，穿過礦區(qū)陽(yáng)日—九道斷裂及其分支斷裂為礦區(qū)主要斷裂，整體構(gòu)造線為北東—南西向，北東向逆沖斷層及其間的褶皺構(gòu)成整個(gè)礦區(qū)構(gòu)造格局，構(gòu)造較簡(jiǎn)單。

1.2.1 褶皺

礦區(qū)主體構(gòu)造為三甲埡短軸背斜，背斜核部地層為陡山沱組，北翼為底寒武世牛蹄塘組、早寒武世石牌組地層；褶皺總體特征為樞紐走向南西-北東，背斜向北西傾伏，向南東翹起，軸面近于直立；巖層走向南西-北東，傾角2°～57°，巖石撓曲發(fā)肓、層面波狀起伏。陽(yáng)日-九道斷裂的影響，燈影組直接逆沖超覆于志留紀(jì)地層之上，造成南翼缺失。

1.2.2 斷裂

陽(yáng)日-九道區(qū)域性斷裂縱貫礦區(qū)，總體走向?yàn)槟衔?北東向，傾向北西，略呈向北西向凸起的弧形，斷裂中部-南西端傾角一般在10°～37°，北東端傾角一般在43°～57°，控制礦區(qū)內(nèi)的三甲埡短軸背斜及其北翼含礦巖系的展布。斷裂通過白云巖時(shí)形成50m～200m寬的破碎帶，通過具塑性的薄層狀或泥質(zhì)巖石時(shí)發(fā)育有寬約20m～50m初糜棱巖、碎粒巖、構(gòu)造角礫巖等脆韌性構(gòu)造巖；斷裂帶內(nèi)劈理、擦痕、褶皺或次級(jí)沖斷層極發(fā)育，斷面、褶皺樞紐與斷裂走向一致，屬壓性斷裂。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 含礦巖性及標(biāo)志層

2.1.1 礦體標(biāo)志層

灰黑色含炭粉砂巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖（層7），層位穩(wěn)定，厚度約5.29m～10m；標(biāo)志層將含礦巖系分為上下2個(gè)含礦層：Ⅱ含礦層、I含礦層。

2.1.2 含礦巖層

Ⅱ含礦層（∈1-2n1b）：包含兩層釩礦體（Ⅱ1、Ⅱ2），位于標(biāo)志層以上巖石單元；巖石組合為底部黑色、深灰色含炭粉砂質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖，向上為灰黑色、黑色薄層狀硅質(zhì)巖與深灰色、灰黑色含炭粉砂質(zhì)頁(yè)巖不等厚互層，局部為含炭粉砂質(zhì)頁(yè)巖、夾少量灰?guī)r透鏡體；由下往上硅質(zhì)含量逐漸降低，頂部漸變?yōu)橐院糠凵百|(zhì)頁(yè)巖為主夾少量薄層狀硅質(zhì)巖，硅質(zhì)巖單層厚度變薄。

I含礦層（∈1-2n1a）：包含兩層釩礦體（I1、I2），I2走向上延伸大，礦體厚度大、品位高，標(biāo)志層以下巖石單元；巖石組合為底部為灰黑色炭質(zhì)頁(yè)巖、向上薄-中層狀硅質(zhì)巖與炭質(zhì)頁(yè)巖不等厚互層，局部夾白云巖透鏡體；由下往上，炭質(zhì)頁(yè)巖厚度逐漸增加，含礦性逐漸變好。

2.2 礦體地質(zhì)特征

釩礦床分布于三甲埡背斜北翼，呈北西-南東向延伸，與地層展布方向一致，四個(gè)礦化帶在空間上呈平行展布，平面上間距10m～20m不等，礦體在礦化帶內(nèi)呈條帶狀分布、不連續(xù)分布。礦區(qū)共圈定43個(gè)礦體，礦體出露長(zhǎng)度達(dá)到1000m以上礦體有5條，達(dá)到400m以上的有24條，其中I2-1號(hào)礦體規(guī)模最大，出露長(zhǎng)度2704.64m，位于I含礦層下部，其次為Ⅱ1-5礦體，出露長(zhǎng)1653m，位于Ⅱ含礦層上部；5個(gè)長(zhǎng)度達(dá)到1000m以上的主礦體的累加總厚度為14.57m，平均厚度為2.91m，礦體厚度變化系數(shù)為51.11%～117.33%，屬較穩(wěn)定型。

2.3 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀

礦體嚴(yán)格受地層和巖性控制，呈似層狀、層狀，部分小礦體因品位變化大而呈透鏡狀。因礦體中存在著褶皺構(gòu)造，礦體的傾向、傾角變化不大，總體上，礦體產(chǎn)狀傾向北東，在310°～43°之間，傾角21°～57°。

2.4 礦體的空間分布特點(diǎn)

垂向上，礦體延伸較大，在斜深180m～224m均見礦，但向深部品位降低，V2O5品位在0.2%～0.5%者居多，V2O5品位高于0.7%、且工程平均品位高于0.7%者減少，致使礦體變薄。

縱向上，以F2斷層為界，斷層兩側(cè)礦體出現(xiàn)重復(fù)，中部厚度較大，厚度穩(wěn)定，深部工程見礦較好，北西部厚度變化較大，礦體不穩(wěn)定，深部工程見礦效果較差。

橫剖面上，礦體中存在著同層褶皺形成的背斜或向斜，地表均可見到其轉(zhuǎn)折端，局部地段巖層傾角很大，有的近于直立。

2.5 礦體出露高程、品位及其變化規(guī)律

由于礦區(qū)地形切割劇烈，礦體的出露標(biāo)高隨地形的起伏而變化。礦體出露地段總體是中部高，南北兩端低，總體上高程在667m～1000m，相對(duì)高差為333m。

礦體V2O5品位存在地表品位較高，隨著深度增加品位逐漸降低趨勢(shì)。反映出地表風(fēng)化作用對(duì)礦體存在較為明顯的富集作用。

3 礦床成因及富集規(guī)律

3.1 礦床成因

礦區(qū)內(nèi)釩礦體主要產(chǎn)于底寒武世牛蹄塘組下部黑色巖系的硅質(zhì)巖與粘土類頁(yè)巖及粘土類巖石互層組合，層位穩(wěn)定，具明顯的地層控礦專屬性，為淺海相沉積層狀礦床，屬同生沉積成因，釩礦的富集與粘土質(zhì)礦物水白云母的吸附作用和生物作用相關(guān)。釩礦體發(fā)育在晚震旦世燈影組附近，燈影組水系沉積物中V元素含量3.8×10-6～ 1874×10-6，Ag元素含量0.03×10-6～ 10×10-6，說明燈影組地層中局部有較高的釩、銀礦物的存在，經(jīng)風(fēng)化剝蝕后為底寒武世牛蹄塘組提供了豐富的物源。震旦紀(jì)晚期，地殼抬升為陸，巖石遭受風(fēng)化剝蝕，寒武紀(jì)地殼重新下降發(fā)生海浸沉積，深水中大量的菌藻微體浮游動(dòng)植物攝取海水中微量的釩、磷等元素，動(dòng)植物死亡后的遺體、陸屑（硅質(zhì)、泥質(zhì)）一起沉入海底，生物殘骸腐解，釩、銀等元素沉淀富集成礦，礦層與圍巖同期形成；后期陸內(nèi)造山作用，礦層及含礦層位多發(fā)生輕微褶皺變形，對(duì)礦層及含礦層礦化富集影響不大。

3.2 富集規(guī)律

礦區(qū)巖性組合由中厚層狀砂巖、薄層鈣質(zhì)砂巖向上迅速過渡為中厚層含炭（磷結(jié)核）硅質(zhì)巖、黑色炭質(zhì)頁(yè)巖與薄板狀含炭質(zhì)硅質(zhì)巖互層，表現(xiàn)為海浸至海退的完整沉積旋回。下部中厚層黑色含磷結(jié)核含炭硅質(zhì)巖代表海侵淺海陸棚的沉積產(chǎn)物，上部粘土質(zhì)泥巖代表較典型的海退趨勢(shì)的淺海陸棚沉積產(chǎn)物，見少量黃鐵礦。釩礦富集規(guī)集表現(xiàn)為：①互層中的粉砂質(zhì)頁(yè)巖和炭質(zhì)（硅質(zhì)）頁(yè)巖含釩較高，礦層具明顯的地層專屬性，富礦中心處于海進(jìn)、海退的交替、地殼相對(duì)穩(wěn)定的階段，在海進(jìn)和海退的不穩(wěn)定階段多為貧礦沉積；②牛蹄塘組與燈影組接觸帶附近含磷結(jié)核地層中發(fā)育有釩礦體，磷結(jié)核多、個(gè)大的地段是釩礦的主要分布區(qū)；③礦層內(nèi)黏土質(zhì)巖發(fā)育地段釩礦變富，與碳質(zhì)的含量高低無明顯關(guān)系；④釩與鋁呈正相關(guān)關(guān)系；⑤釩無獨(dú)立礦物存在，呈高度分散狀態(tài)，主要以吸附狀態(tài)賦存于粘土礦物（云母類礦物）中，其他形式的釩只占1/3左右。